Corrigé BAC STI2D 2015 - Enseignements transversaux
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Corrigé BAC STI2D 2015 - Enseignements transversaux

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Publié le 22 juin 2015
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Langue Français

Exrait

BAC STI2D 2015Enseignements transversaux
Il s’agit dequelques pistes d’analyse pour ce sujetet non pasd’un corrigétype:
Partie 1 : Etude de louvrage
Questions :
1.1.1
:
Il s’agit d’unhaubanage en éventail asymétrique
1.1.2
Le tablier se situé à 55 mètres audessus de la Loire à marée haute.
A marée basse la Loire descend de 7 mètres, ce qui assure un tirant dair maximal de 62 mètres. Le bateau le plus haut mesurant 58 mètres audessus de sa ligne de flottaison, lensemble des voiliers peut donc circuler sous le pont.
1.1.3
Le Busway transporte 150 personnes en 1,75 minute.
Les cabines permettent le passage de 270 personnes en 1,75 minute soit 420 personnes avec le Busway par 1,75 minute ce qui équivaut à 14 400 personnes transportées par heure.
En rapport avec les autres moyens de franchissement, le pont transbordeur est plus bas que le pont bas, le pont levant, le pont haut et le tunnel mais le flux est bien plus important quavec un bac ou un téléphérique.
1.1.4
Il sagit dune innovation dusage car les ponts transbordeurs sont des technologies déjà maitrisées et il ny a pas ici dexploitations de nouvelles découvertes technologiques mais dune modification du comportement des usagers puisque le pont va être utilisé comme lieu danimation commerciale.
1.1.5
41
Activités sportives et culturelles, divertissement.
Lavantage commercial du dépôt de la marque est que la vue aérienne restera seule à présenter ce nom dans Nantes
1.1.6
Le projet de pont transbordeurprésente un coût entre 30 M€ et 70 M€, ce qui le place dans la fourchette moyenne des modes de franchissement dun fleuve tel que la Loire.
1.1.7
A partir des réponses aux questions précédentes, nous pouvons conclurequ’àla vue du rapport entre le flux de passagers admissibles et le coût, le pont transbordeur est un choix intéressant. De plus, laspect économique et sociétal de la rue aérienne et laspect environnemental du mode de transport choisi (transport doux) en font le meilleur choix compte tenu du cahier des charges.
1.2.1
Le premier moyen de protection est une couche de zinc qui appartient à la famille des métaux
Le second moyen de protection est une gaine individuelle en polyéthylène qui appartient à la famille des polymères.
1.2.2
Le poids étant réparti symétriquement. Il est répartit uniformément entre les deux piliers. La charge propre au pied du pilier 1 est donc la moitié de la charge propre totale.
1.2.3
La rue aérienne mesure 270 mètres de long par 15 mètres de large soit 4 050 m², ce qui équivaut à 20 250 kN supplémentaires à répartir sur les deux piliers.
Là encore, il faudra diviser cette valeur pour obtenir la valeur du pilier 1 uniquement.
1.2.4
La nacelle a une charge dexploitation de 2 MN. Cette valeur est appliquée en totalité au pilier 1 lorsquon est au point A et nest pas appliquée du tout lorsque lon est au point B.
La liste des charges à prendre en considération pour la fondation du pilier 1 :
La charge propre de louvrage La charge dexploitation de la rue aérienne La charge dexploitation de la nacelle
Lensemble représente 27,125 MN par pilier.
1.2.5
La semelle de fondation carrée de 15 mètres de côté représente une surface de 225 m².
Pour mesurer la pression au sol, on divise la charge maximale de 35,07 MN par la surface ce qui équivaut à une pression de 0,156 MPa. La semelle est donc suffisante.
1.2.6
Les questions de la partie 1.2 traitent de la durabilité chimique (corrosion) et de la stabilité au poinçonnement.
Nous navons pas ici pris en compte les risques tels que la résonnance due au déplacement du véhicule ou au vent. Nous navons pas non plus pris en compte les risques sismiques, la dégradation par les UV,
1.3.1
La dénivellation maximale entre la nacelle du transbordeur et les quais est de 2cm
1.3.2
La charge utile de la nacelle est de 100 tonnes
La masse de la nacelle à vide est de 100 tonnes
3 La masse totale de la nacelle est donc de 200 tonneskg.soit 200 * 10
2 Pour calculer le poids total de la nacelle, on multiplie cette masse totale par g = 10 ms .
6 Soit 2 * 10 Newton.
5 La charge est répartie uniformément entre dix suspentes soit 2 * 10 Newton.
1.3.3
Le câble 19T15S a un effort de service et un effort de rupture suffisant pour respecter le cahier des charges. Il est inutile de prendre une section plus grosse. Cette dernière ne ferait qualourdir lensemble de la structure et augmenter le coût de construction.
1.3.4
F*L 0 On utilise la formulel1 S*E
Lensemble des données est dans le tableau DT7
1.3.5
0 La température les plus hautes relevée à Nantes est de 40,3
La température la plus basse relevée à Nantes est de 15,6°soit une amplitude thermique de 55,9°
Le câble va donc sallonger de 3,35 cm entre la température la plus haute et la température la plus basse.
Il est inutile ici de convertir les températures en Kalvin puisque quon travaille sur une différence de température brute
1.3.6
On additionnera les allongements dus à la masse et les allongements sous à la température pour calculer lallongement maximal
1.3.7
Sans calcul dallongement de suspente, la différence de niveau entre la nacelle et le quai était suffisamment faible pour ne pas nécessiter déquipement spécifique cependant avec lallongement la différence de niveau est trop importante, il faudra donc équiper un équipement de type pente.
1.4.1
Variateur : moduler
Moteur : convertir
Roue : Transmettre
Nacelle : Agir
1.4.2
Phase 1 : chargementdéchargement
Phase 2 : traversée NordSud
Phase 3 : chargement  déchargement
Phase 4 : Traversée SudNord
Phase 5 : Chargementdéchargement
Le temps minimal de cycle de chargement se lit directement sur le graphe
1.4.3
La puissance mécanique totale sobtient en divisant lénergie par le temps.
La motorisation est sur deux moteurs. On divisera donc le résultat par 2.
1.4.4
Pour calculer le rendement global de la chaine dénergie, on multiplie le rendement du variateur celui du moteur et celui du réacteur.
On divise la puissance utile par ce rendement total pour trouver la puissance absorbée puis on soustrait la puissance absorbée et la puissance utile pour déterminer la valeur des pertes.
1.4.5
Lecture graphique :
1.4.6
On utilisera les données mesurée afin de choisir la chaine de transmission nous proposant les plus faibles pertes.
Partie 2 : Surveillance des haubans
Questions :
2.1 :
Dans lordre :
Effort en kN
Tension en mV
Tension en V
Nombre
2.2 :
Lecture graphique sur DT11
2.3 :
On effectuera une conversion binaire vers base 10 avec une résolution de 1kN par litre.
2.4 :
Les octets PF et pf représentent 10 bits chacun soit 20 bits par capteur donc 20*36 = 720 bits pour la totalité des haubans par seconde.
Cependant, la valeur est formatée sur 16 bits qui représente 2 octets par capteur et par seconde soit 72 octets 9 par seconde pour la totalité du pont, ce qui représente 2,2 * 10 octets par an.
Il faudra donc une carte mémoire minimum de 4 GO pour stocker la totalité des données
2.5 :
On effectuera une comparaison entre les deux valeurs pour déterminer lexactitude du modèle de comportement mécanique du hauban.
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