Sujet STI2D — Terminale — Métropole — Bac 2013

Mise en situation Au cours de ces dernières décennies, l’évolution de l’architecture s’est traduite par une augmentation des surfaces vitrées des bâtiments. En parallèle, des systèmes d’occultation plus ou moins sophistiqués ont été intégré aux immeubles qu’ils soient commerciaux ou résidentiels. Cette évolution permet aux occupants de profiter de la lumière naturelle et d’avoir un meilleur contact avec l’extérieur tout en maîtrisant les consommations d’énergie et les conditions de confort, été comme hiver. Le sujet est composé de deux études : l’une porte sur les surfaces vitrées d’un bâtiment résidentiel (partie 1 ; durée conseillée 1 heure) ; l’autre sur un système d’occultation (partie 2 ; durée conseillée 3 heures). Ces deux parties sont indépendantes et peuvent être traitées dans un ordre indifférent. Partie 1 : Les surfaces vitrées d’un bâtiment résidentiel Partie 2 : Autonomie énergétique et longévité du volet solaire pour fenêtre de toit Pages 3 à 5 Pages 6 à 12 Baccalauréat Sciences et Technologies de l’Industrie et du Développement Durable – STI2D Session 2013 Enseignements technologiques transversaux Code : (v16nov12) Page 2 / 26 Partie 1 : Les surfaces vitrées d’un bâtiment résidentiel Problématique générale Les progrès réalisés par la technologie du verre ont permis de faire évoluer les surfaces vitrées utilisées dans la construction : les simples vitrages d’autrefois ont laissé la place aux doubles et triples vitrages réalisés avec des verres de plus en plus performants séparés par des couches d’air ou de gaz noble (document technique DT1). Les compositions ainsi créées possèdent des caractéristiques techniques et économiques différentes qu’il faut adapter à une situation donnée. Cette recherche d’optimisation énergétique amène à se poser la question du choix d’un vitrage pour une habitation donnée en tenant compte des impacts énergétiques, économiques et environnementaux liés à ce choix. Système étudié et contexte de l’étude L’étude proposée porte sur les surfaces vitrées de l’immeuble résidentiel édifié dans l’agglomération Lilloise dont le plan de masse figure sur le document technique DT2. Cette étude se fera en 2 étapes : - étude énergétique et économique ; - étude des impacts environnementaux. Nous nous limiterons à une étude en conditions hivernales (les aspects concernant le confort d’été ne seront pas étudiés). Étude énergétique et économique Thermiquement, une surface vitrée se caractérise principalement par sa conductance thermique U (unité : W.m-2.K-1) et son facteur solaire S (sans unité). Lorsque la g température extérieure est inférieure à la température intérieure, le