Sujet Sciences de l'Ingénieur — Terminale — Métropole — Bac 2021

Partie 1 : Sciences de l'ingénieur ENERGY OBSERVER Constitution du sujet • Sujet pages 3 à 24 • Documents-réponses pages 23 à 24 Les sous-parties 1 et 2 sont à traiter obligatoirement par tous les candidats. Les candidats devront choisir de traiter seulement l’une des 2 sous parties suivantes : - la sous-partie 3 (choix 1), pages 13 à 16 - la sous-partie 4 (choix 2), pages 17 à 21 Les documents-réponses DR1 à DR2 (pages 23 à 24) sont à rendre avec la copie. 21-SCIPCJ2ME2 Page : 2/33 PARTIE 1- SCIENCES DE L’INGÉNIEUR Energy Observer est le premier navire autonome en énergie, zéro émission, zéro particule fine et zéro bruit, produisant son propre hydrogène à partir de l’eau de mer grâce aux énergies renouvelables. Ce navire a déjà parcouru plus de 19 000 milles nautiques depuis avril 2017. Conçu comme un laboratoire opérationnel, Energy Observer expérimente et valide chaque année de nombreuses innovations. Véritable smart grid flottant préfigurant les réseaux énergétiques de demain, il exploite une énergie Figure 1 : Energy Observer renouvelable dont il est économe. Il navigue autour du monde, faisant escale dans de nombreuses cités iconiques à la rencontre des pionniers de la transition écologique et solidaire, mais aussi des élus, décideurs, armateurs et grands acteurs de l’économie. Energy Observer démontre au quotidien qu’une énergie entièrement décarbonée et décentralisée est devenue une réalité applicable à différentes échelles. Le cahier des charges d’Energy Observer est réuni dans le diagramme d’exigences figure 2. Figure 2 : diagramme des exigences du navire Energy Observer . 21-SCIPCJ2ME2 Page : 3/33 La gestion intelligente de l’énergie est réalisée par l’EMS (Energy Management System). L’EMS est programmé pour mieux exploiter le mix énergétique composé de (voir figure 3) : • une chaîne complète de production d’hydrogène, • deux systèmes de stockage (hydrogène et électricité), • deux sources principales d’énergies renouvelables (le photovoltaïque et l’hydrolien). Figure 3 : diagramme de définition des blocs (bdd). La stratégie de pilotage de l’énergie suit les principes suivants : • en escale et au port les batteries se chargent grâce aux panneaux photovoltaïques ; • lorsque les batteries sont chargées le surplus d’énergie fourni par les panneaux est valorisé en produisant de l’hydrogène par électrolyse de l’eau ; • en navigation, l’EMS équilibre les consommations électriques de propulsion et de vie à bord en exploitant au mieux les énergies renouvelables : solaire, éolienne et hydrolienne) ; •