SPRINT FINAL
France métropolitaine, septembre 2022 • Technologie
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France métropolitaine • Septembre 2022
La toiture de Roland-Garros
Intérêt du sujet • Ce sujet permet de comprendre le fonctionnement de la nouvelle toiture motorisée du court central de Roland-Garros, à travers son diagramme des blocs internes et son programme de pilotage.
Le site de Roland-Garros sera un site clé des Jeux olympiques de Paris en 2024. Pour cet événement, les courts de tennis ont été modernisés.
La nouvelle toiture du court central de Roland-Garros peut se déployer. Elle permet de protéger les joueurs de tennis et le public en cas d’intempéries sans interrompre les matchs. Cette structure est couverte par une toile tendue translucide qui assure légèreté et résistance.
© ACD Girardet/DR
Document 1Vue en coupe de la toiture du court central de Roland-Garros
▶ 1. Indiquer la fonction principale de la toiture du court central de Roland-Garros. (3 points)
Document 2Fonctionnement général du système de déploiement
Lorsque l’opérateur ordonne le déploiement de la toiture, l’énergie électrique alimente le variateur de puissance. Elle est ensuite distribuée aux motoréducteurs. Ces derniers entraînent un mécanisme de roulement qui se déplace sur des rails, ce qui permet la translation des ailes.
Pour gérer la sécurité de l’installation, un capteur de position contrôle en permanence l’avancement des ailes. En cas d’incident, la coupure générale de l’alimentation électrique permet un arrêt immédiat du déploiement de la toiture.
▶ 2. À l’aide du document 2, replacer les numéros ci-dessous dans le diagramme des blocs internes. (6 points)
Diagramme des blocs internes : système de déploiement de la toiture du court central
Document 3Étude du mouvement de déploiement entre deux ailes
En se déployant, l’aile A passe de la position 1 à la position 2.
dinit représente la distance entre l’aile A et l’aile B en position 1.
dfinal représente la distance entre l’aile A et l’aile B en position 2.
d est la distance parcourue par l’aile A au cours du déploiement.
▶ 3. À partir du document 3, exprimer d en fonction de dinit et dfinal puis donner sa valeur numérique. (4 points)
Document 4Diagramme des exigences de la fonction motorisation
▶ 4. Les ailes avancent à des vitesses différentes. Pour réaliser ces déplacements, chaque aile est munie d’un moteur indépendant. L’étude consiste à choisir le moteur à installer sur l’aile C. Lors de la simulation du déploiement de la toiture, l’aile C se déplace de 10 mètres en 74 secondes.
Calculer la vitesse de déplacement VC de l’aile C en mètres par seconde.
À l’aide du document 4, indiquer le type de moteur retenu, ainsi que ses deux caractéristiques associées. (4 points)
Document 5Cycle de déploiement de la toiture
▶ 5. À l’aide du document 5, compléter le programme ci-dessous qui pilote le cycle de déploiement de la toiture. (5 points)
Les clés du sujet
Question 1
Comprendre l’introduction et le document 1
L’introduction présente deux vues en coupe du court central de Roland-Garros avec sa nouvelle toiture, dans deux configurations différentes. Le texte précise le besoin et l’utilité du système.
Le document 1 présente deux autres vues en coupe du court central, avec sa nouvelle toiture.
Répondre à la question
La question 1 s’assure que tu sais distinguer l’expression d’un besoin d’une fonction principale. Pose-toi la question « à quoi sert cette toiture ? ».
Question 2
Comprendre le document 2
Le document 2 est un texte expliquant le fonctionnement du système de déploiement de la toiture.
Répondre à la question
La question 2 vérifie ta compréhension du fonctionnement du système en te demandant de compléter la représentation par bloc. Identifie dans le document 2 la fonction de chacun des éléments permettant de commander et d’actionner la toiture.
Question 3
Comprendre le document 3
Le document 3 se compose de deux schémas de deux ailes de la toiture dans deux configurations différentes : sur le premier schéma la toiture est ouverte ; sur le second, la toiture est fermée.
Répondre à la question
Repère les positions de l’aile A dans les deux configurations, afin de calculer la distance qu’elle parcourt.
Question 4
Comprendre le document 4
Le document 4 est le diagramme des exigences de la fonction motorisation de la toiture. Il présente les trois moteurs qui permettent un déploiement des ailes à différentes vitesses.
Répondre à la question
Calcule dans un premier temps la vitesse d’une aile de la toiture en appliquant une formule vue en cours de physique.
Compare cette vitesse avec celles du diagramme des exigences. Conclus sur le moteur le plus approprié pour l’aile C et donne ses deux caractéristiques associées.
Question 5
Comprendre le document 5
Le document 5 est une représentation graphique de la position de l’aile A en fonction du temps.
Répondre à la question
En t’aidant des points rouges, repère sur le graphique les étapes principales du mouvement de l’aile A.
Identifie les correspondances entre ces étapes et le programme de pilotage. Tu peux alors le compléter.
▶ 1. La toiture du court central de Roland-Garros permet de protéger les joueurs de tennis et le public en cas d’intempéries.
▶ 2.
Diagramme des blocs internes : système de déploiement de la toiture du court central
▶ 3. L’expression de d en fonction de dinit et dfinal est :
d = dfinal – dinit
La valeur numérique de d est donc :
d = 9 – 3 = 6
La valeur de d est 6 m.
▶ 4. Pour calculer la vitesse VC de l’aile, on divise la distance d par le temps t :
VC =
Donc VC = = 0,135
La vitesse VC de l’aile est donc de 0,135 m/s.
Cette vitesse correspond à la vitesse à allure rapide. Il faut retenir le moteur type 1 qui a un rapport de réduction de 275 et une puissance de 18 kW.
▶ 5.
conseil
Raisonne par analogie pour compléter le programme. Observe bien la phase d’accélération pour compléter la phase de décélération, et la phase de déverrouillage pour compléter la phase de verrouillage.
