Bac Général
Classe : Terminale
Centre d’examen : Sujet zéro 1
Matière : Sciences de l’ingénieur
Année : 2021
Session : Sujet zéro
Durée de l’épreuve : 4 heures
Partie sciences de l’ingénieur : durée indicative de 3 h – Coefficient : 12
Partie sciences physiques : durée indicative de 1 h – Coefficient : 4
Repère de l’épreuve :
L’usage de la calculatrice n’est pas autorisé.
Partie 1 – Sciences de l’ingénieur 20 points
Partie 2 – Sciences Physiques 20 points
Le candidat traite les 2 parties en suivant les consignes contenues dans le sujet.
Partie 1 – Sciences de l’ingénieur : « AXYN »
Mise en situation
« AXYN » est une société française qui conçoit, fabrique et commercialise
des robots de service spécialisés dans la téléprésence. Le robot « UBBO
Maker » fait partie d’une gamme destinée à l’apprentissage et aux
technophiles.
Dans le cadre du maintien à domicile d’un élève (voir figure 1), celui-ci doit
pouvoir suivre ses cours à distance. Pour cela, un robot de téléprésence
équipé d’une tablette numérique va simuler sa présence dans son
établissement scolaire.
Sous-partie 1 – à traiter obligatoirement
Permettre le déplacement du système dans son environnement.
L’objectif de cette partie est d’analyser la solution retenue par l’entreprise pour le déplacement du robot, de valider le choix des moteurs et enfin de garantir un déplacement en ligne droite.
Sous-partie 2 – choix 1 : 2.Assurer son autonomie de fonctionnement
L’objectif de cette partie est d’estimer la consommation énergétique du robot, d’en déterminer son autonomie afin de valider le choix de la batterie aux vues des exigences attendues.
Sous-partie 3 – choix 2 : 3.Piloter et orienter l’interface de communication
L’objectif de cette partie est de valider le choix de la technologie pour la transmission des informations entre la tablette et la chaîne d’information du robot, et de garantir une commande d’inclinaison de la tablette conforme au fonctionnement attendu.
Partie 2 : Sciences physiques
Vous indiquerez sur votre copie les deux exercices choisis : exercice A ou exercice B ou exercice C.
EXERCICE A (10 points) – Valoriser la « chaleur fatale » des centres de stockage de données
Mots-clefs : bilans énergétiques ; premier principe de la thermodynamique, transfert thermique, travail
Le trafic de données est responsable de plus de la moitié de l’impact énergétique mondial du numérique avec 55 % de sa consommation d’énergie annuelle. Chaque octet transféré ou stocké sollicite des terminaux et des infrastructures de grande envergure, gourmandes en énergie (centres de données, réseaux de télécommunication).
Les flux vidéo représentent 80 % des flux de données mondiaux en 2018 et 80 % de l’augmentation de leur volume annuel. En termes d’usages, la surconsommation numérique est ainsi principalement causée par la vidéo.
D’après The Shift Project : https://theshiftproject.org.
EXERCICE B (10 points) – Embouteillages et collisions dans l’espace
Mots-clefs : décrire un mouvement, mouvement dans un champ de gravitation
Depuis le début de l’ère spatiale à la fin des années 1950, plus de cinq mille satellites ont été placés en orbite terrestre. En raison de leur durée de vie limitée, seulement un peu plus de deux mille d’entre eux sont encore en fonctionnement. Des projets récents d’accès à Internet par satellite prévoient d’augmenter considérablement leur nombre dans les années à venir. Les satellites hors service ainsi que les derniers étages des fusées participent à l’encombrement spatial et forment des millions de fragments de taille variable.
EXERCICE C (10 points) – Pollution acoustique dans une web radio
Mots-clefs : phénomènes acoustiques
On s’intéresse à la diffusion d’une émission de web radio amatrice par Internet.
L’animateur radio est installé, derrière une fenêtre, dans une pièce équipée d’un ordinateur auquel est relié un microphone.
L’objectif de cet exercice est de vérifier si des sources sonores parasites peuvent gêner l’émission de radio.
Lorsque l’animateur radio parle, sa voix a une puissance sonore moyenne de valeur égale à 4,0 µW. On fait l’hypothèse que le son est uniformément réparti sur une sphère de rayon r centrée sur la bouche de l’animateur.