Bac 2018 : découvrez le corrigé de l'épreuve de sciences de l'ingénieur

Les épreuves écrites du baccalauréat 2018 sont enfin finies pour les élèves de Terminale. Cette édition du bac s'est terminée ce lundi 25 juin par l’épreuve de sciences de la vie et de la Terre (SVT), de sciences de l’ingénieur (SI), ou d’écologie, agronomie et territoires (EAT) des filières S. 

Pour les sciences de l'ingénieur, les lycéens ont dû plancher pendant quatre heures sur la consommation énergétique du métro Rennais. Une épreuve coefficient 4.5 pour ceux dont la matière n'était pas la spécialité et 6 pour les autres. L'imposant sujet de 25 pages comprenait textes, documents techniques, schémas à remplir. Sur les 27 questions, le candidat devait avoir une démarche analytique, modélisante et synthétique face au problème qui lui était posé. 

RTL et digiSchool vous dévoilent les corrigés complets des épreuves de sciences de l'ingénieur pour les élèves de Terminale S.

Corrigé de l'épreuve de sciences de l'ingénieur

Q1. Schéma à compléter sur les feuilles annexes à rendre avec la copie. Le transfert d’énergie est normal en haut à gauche, rhéostatique en bas à gauche et revalorisé en bas à droite.

Q2. Sur l’intervalle de temps allant de 5s à 35s la rame 1 consomme de l’énergie électrique puisque le courant est positif et sur l’intervalle allant de 35s à 52s elle restitue l’énergie pendant la phase de freinage.

Q3. L’énergie consommée se calcule en multipliant la puissance par le temps. Donc tension x densité x temps 
= (aire du rectangle vert + aire du rectangle rouge) x tension
= (1500 x 15 + 250 x 15) x 750
= 19 687 500 J
Ces Joules peuvent être transformés en Wh en les divisant par 3600. On obtient ainsi 5470 Wh.

Q4. Avec le mode de fonctionnement 1, le courant est de plus grande amplitude car les deux rames démarrent en même temps. Le courant de traction des deux rames cumulées est donc le double de celui nécessaire pour une rame et atteint environ 1700A.
Sur le mode de fonctionnement 2, le démarrage de la rame 1 est synchronisée avec le freinage de la rame 2 (sur l’intervalle 5s à 35s). L’énergie restituée par la rame 2 est utilisé pour le démarrage de la rame 1. Le courant de traction cumulé pour les deux rames à tendance à s’effacer et donc le courant cumulé est relativement plus faible (seulement 600A).

Q5. Nous savons déjà que l’énergie fournie par le réseau s’élève à 5470 Wh et que le mode de fonctionnement 2 a été estimé à 2800 Wh. Il faut calculer le pourcentage d’énergie non-consommée (5470 - 2800) / 5470 = 49 % Synchroniser le départ d’une rame avec l’arrivée d’une autre permet donc d’économiser près de 50 % de l’énergie.

Q6. Lorsque le temps séparant les rames est compris entre 305 et 345s, l’énergie perdue est inférieure à 30%.

Q7. Insérer les rames sur la ligne de cette façon-là a des conséquences sur l’énergie perdue. Lorsque l’on ajoute une rame, le temps entre les rames sur toute la ligne doit être réajusté. Pendant que cela est fait, la récupération d’énergie n’est plus optimisée donc les pertes d’énergie augmentent. Précédemment, on a calculé environ 50% d’énergie perdue. Or, en fonctionnant à sept rames on peut descendre la quantité d’énergie perdue à 30%.

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