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BACCALAURÉAT GÉNÉRAL

SÉRIE SCIENTIFIQUE

ÉPREUVE DE SCIENCES DE L’INGÉNIEUR


Session 2016




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Tri'Ode
1. Présentation du système
2. Analyse du besoin
Objectif de cette partie : vérifier la capacité du Tri'Ode à remplir la mission à laquelle il est destiné.

Q1. Expliquer pourquoi le Tri'Ode est particulièrement adapté à la mission de nettoyage des
graffitis en ville.
La charge utile du Tri'Ode annoncée par le constructeur (70 kg, 108 l) est suffisante pour transporter
les produits et outils nécessaires à la mission de nettoyage (60 kg, 80 l). De même, l'autonomie
annoncée, de 45 km (réponse non exigée du candidat), permet de couvrir la distance parcourue
quotidiennement par le technicien.
Le Tri'Ode est beaucoup plus petit qu'une fourgonnette et peut se faufiller plus facilement dans la
circulation en ville. Son stationnement est également facilité par sa petite taille.
Le fait qu'il soit électrique lui permet de pouvoir accéder à certaines zones réglementées comme les
zones piétonnes ou le centre historique de certaines villes.
0 Aucune réponse ou réponse fausse
1 1 arguments fournis par le candidat
2 2 arguments fournis par le candidat
3 3 arguments fournis par le candidat


Q2. Calculer les rejets de CO2 par kilomètre du Tri'Ode. Conclure sur l'aptitude du Tri'Ode à
satisfaire l'exigence de la ville concernant les rejets de CO 2 dans l'atmosphère.
La recharge des batteries (2 kWh) du Tri'Ode va générer 2  40 g de CO2 pour une distance
2×40
parcourue de 45 km soit un rejet de = 1,78 g de CO2 / km
45
Le Tri'Ode rejete 1,78 g de CO2 par kilomètre ce qui est très inférieur aux exigences de la ville qui
impose une limite de 50 g/km.
0 Aucune réponse ou réponse fausse
1 Calcul erroné mais conclusion cohérente
2 Calcul exact sans conclusion ou avec une conclusion fausse
3 Calcul exact et conclusion conforme




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3. Assurer la sécurité à l'arrêt, à basse et haute vitesse

Objectif de cette partie : justifier l'intérêt d'un dispositif permettant de bloquer la géométrie du
train avant. Vérifier la réactivité du système de blocage de l'architecture transverse et établir son
programme de fonctionnement.

Sécurité à l'arrêt
Q3. Compléter la figure 20 du document réponse DR1 en indiquant aux différents points, la
direction et le sens des différentes actions mécaniques extérieures qui s'appliquent au
Tri'Ode.


⃗z
w
⃗

θ
⃗R
sol → E




⃗S c h
sol → E
⃗Q ⃗v = ⃗y
GE sol → E




R ⃗u
⃗P b
pes →E



θ
S O ⃗x
a Q




0 Aucune réponse ou réponse fausse
1 Vecteur Poids exact ou au moins un Vecteur réaction exact
2
3 4 quatre vecteurs exacts (direction, sens)




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Q4. Indiquer dans ce cas la valeur de ∥⃗Q ∥
sol → E et en déduire l'expression de sin(θ) en
fonction des dimensions a, b, c et h.
Lorsque le Tri'Ode est sur le point de se renverser sur la droite, ⃗Q sol →E = 0 N. donc ‖ ‖
‖⃗
Q sol →E ‖=( ×P (pes→E)×sin(θ )−
h
a
(c−b)×P (pes→E)
2×b
)=0

(c −b)×a
d'où sin(θ)=
2×b×h
0 Aucune réponse ou réponse fausse
1
‖⃗Q ‖ = 0N indiqué par le candidat
sol →E

2
3
‖⃗Q ‖ =0N indiqué par le candidat et expression de sin(Θ) correcte
sol →E


Q5. Calculer la valeur de l'angle θ à ne pas dépasser pour éviter tout risque de basculement si
a = 800 mm, b = 1 398 mm, c = 703 mm et h = 347 mm. Vérifier que les butées mécaniques
permettent d'éviter le basculement, à l'arrêt en cas de défaillance du système de blocage, de la
version professionnelle du Tri'Ode.
(c−b)×a ( 703−1398)×800
θ=arcsin ( )=arcsin( )=−34,96°
2×b×h 2×1398×347
L'angle limite correspond à celui défini par les butées mécaniques ; une bonne répartition des masses dans
les mallettes peut permettre d'abaisser le centre de gravité de l'ensemble et limiter le risque de renversement,
tout comme une mauvaise répartition peut le favoriser. Les butées mécaniques conviennent très certainement
pour le modèle standard mais elles sont trop justes pour le modèle professionnel.
0 Aucune réponse ou réponse fausse
1 Expression littérale de Θ fournie
2 Valeur de Θ exacte (le signe n'est pas pris en compte)
3 Valeur exacte et conclusion cohérente (comparaison avec les butées mécaniques de ±35°)

Remarque : Tenir compte de la réponse apportée par le candidat à la question précédente




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Q6. Compléter la figure 21 du document réponse DR1 en représentant aux points J, GE, R et Q, les
actions mécaniques extérieures qui s'appliquent à l'ensemble E ; représenter les composantes
normales et tangentielles des actions aux points Q et R. En appliquant le théorème du moment
dynamique, exprimer l'équation algébrique qui traduit l'équilibre de l'ensemble E autour de l'axe (O,
⃗y ).


⃗z

w
⃗
⃗J θ
pilote → E = J pilote → E ⋅u
⃗


J h
N⃗S GE N⃗ R
N⃗ Q

⃗u
⃗P
d pes →E
θ
T⃗ R R
T⃗S S a O ⃗y a T⃗ Q
Q ⃗x
2 2



a a
J (pilote→E)  d + N S  - P(pes →E)  h  sin θ - N Q  =0
2 2
0 Aucune réponse ou réponse fausse
1 Réponse partielle
2 Tous les vecteurs sont exacts (pour les réactions on accepte l'action mécanique et/ou les projections)
3 Vecteurs exacts et équation exacte




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Q7. Sachant que le pilote ne doit pas exercer un effort supérieur à 100 N pour r...