Sujet STI2D — Terminale — Métropole — Bac 2019

Eco sailing project : le tour du monde écologique à la voile Eco Sailing Project : c’était la réalisation par quatre marins d’un tour du monde à la voile en un an et demi, en cherchant à réduire au maximum leur impact sur l’environnement. Ce tour du monde a été fait à bord d’un voilier « l’Amasia » construit en 1978. La source la plus polluante lors de l’utilisation d’un voilier est le moteur à essence (propulsion et génération d’électricité). Le voilier a été transformé pour que le tour du monde soit effectué uniquement avec l’énergie du soleil, la force du vent et la force de l’eau, mais aussi en optimisant l'utilisation de ces ressources naturelles. Ce projet intégrait aussi des missions scientifiques : étude du plancton, pose de balise pour la météorologie et mesure de caractéristiques physico-chimiques des eaux traversées. Le sujet comporte 3 parties indépendantes les unes des autres : Partie A : le système de propulsion du voilier (8 points) Partie B : la vie quotidienne à bord du voilier (8 points) Partie C : les missions scientifiques (4 points) 19PY2DSPMLR3 Page 2 sur 11 Partie A – Le système de propulsion du voilier (8 points) Pour devenir autonome en énergie, le voilier a été équipé de batteries d’accumulateurs pour stocker l’énergie fournie par des panneaux solaires, une éolienne et une hélice hydro- génératrice. Cette énergie peut ensuite être redistribuée aux moteurs électriques (pour la propulsion), ou aux divers appareils électriques du bateau (équipement de servitude : pilote automatique, GPS, etc.). L’autonomie en énergie est primordiale, en particulier lorsque les ressources renouvelables exploitées viennent à manquer. Certaines zones géographiques, comme le « Pot-au-Noir », sont réputées pour leur absence de vent. A.1 Chaîne énergétique A.1.1 Compléter la chaîne énergétique globale du voilier en mode propulsion sur le document réponse DR1 à rendre avec la copie. A.1.2 Indiquer pourquoi la chaîne proposée vous paraît compatible avec le projet d’un voyage écologique ? A.2 Installation d’une éolienne La puissance mécanique P reçue par l’éolienne se calcule à l’aide de la relation suivante : méca 1 𝑃 = × 𝐶 × 𝜌 × 𝑆 × 𝑣3 𝑚é𝑐𝑎 𝑝 2 avec C : coefficient de puissance, C = 0,47 p p  : masse volumique de l’air,  = 1,23 kg·m-3 S : surface balayée par les pales de l’éolienne, S = 0,95 m2 v : vitesse du vent en m·s-1