Sujet Sciences de l'Ingénieur — Terminale — Polynésie — Bac 2023

Partie 1 : Sciences de l'ingénieur CONTAINWATT Constitution du sujet • Sujet pages 2 à 16 • Documents réponses pages 17 à 19 Les documents réponses DR1 à DR3 (pages 17 à 19) seront à rendre avec la copie. 23-SCIPCJ1PO1 2/24 Présentation du Produit La société Monkilowatt, basée à Toulouse, commercialise une solution transportable de production d’énergie par modules photovoltaïques, appelée « Containwatt® ». Conçue pour être déplacée et facilement installée, cette station de production d’énergie électrique est principalement constituée d’un générateur d’énergie renouvelable autonome, transportable, Plug and Play et d'un abri aménageable de 70 à 140 m². L’ensemble est déployable en seulement une demi-journée par deux personnes. figure 1 : « Containwatt® » déployé et exemples d'applications. L'objectif de cette étude est d'exploiter la modularité du « Containwatt® » pour y intégrer un dispositif de Station Autonome Mobile de Traitement d’Eau (SAMTE) à énergie solaire rapidement déployable lors d'une situation de crise (figure 2). figure 2 : diagramme de contexte de la SAMTE. Le sujet s’attache à traiter la problématique suivante : comment assurer l’approvisionnement en énergie électrique de façon suffisante, temporaire et durable pour alimenter la SAMTE ? 23-SCIPCJ1PO1 3/24 Sous-partie 1 : dimensionnement en énergie électrique de la station Les objectifs de cette sous-partie sont de déterminer la surface minimale de modules photovoltaïques nécessaire et de valider la solution de stockage de l'énergie électrique pour l’alimentation de la SAMTE. La figure 3 représente l’extrait du diagramme d’exigence production d’eau. req Containwatt [prod eau] Figure 3 : diagramme partiel des exigences – production d’eau potable Question 1 Montrer que la quantité journalière d’énergie électrique E station en Wh Figure 3 nécessaire au traitement de l’eau par la SAMTE sur une journée qui permet de répondre à l'exigence 1.4 du cahier des charges est de 15250 Wh par jour. Le diagramme des blocs internes de la figure 4, donne la chaîne de puissance de la production de l’énergie électrique. La SAMTE est alimentée par le boîtier de connexion AC. figure 4 : chaîne de puissance de la production d’énergie. 23-SCIPCJ1PO1 4/24 L'énergie électrique est produite à l'aide de modules photovoltaïques déployés et positionnés sur le haut de l'abri. Ces modules sont assemblés par 5 pour former une baie, un groupe de 3 baies forme une travée (figure 5). figure 5 : assemblage de la surface photovoltaïque en modules, baies et travées. Les modules photovoltaïques utilisés ont pour référence SPR-X20-327-COM.