Sous-marin : quels signaux pour communiquer ?

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Annales corrigées
Classe(s) : 3e | Thème(s) : Des signaux pour observer et communiquer
Type : Exercice | Année : 2018 | Académie : Amérique du Sud


Amérique du Sud • Novembre 2018

physique-chimie • 25 points

Sous-marin : quels signaux pour communiquer ?

La communication à bord d’un sous-marin

Dans un sous-marin en plongée, les membres de l’équipage ne perçoivent pas la lumière du jour, parfois pendant plusieurs semaines. Pour éviter le dérèglement de leur horloge biologique, des lampes indiquent l’alternance jour-nuit. Lorsqu’il fait jour à la surface, la lumière est blanche ; lorsqu’il fait nuit à la surface, la lumière est rouge.

En cas d’incendie à bord, une sirène retentit.

La communication vers l’extérieur d’un sous-marin

Pour communiquer vers l’extérieur depuis un sous-marin en plongée, on peut utiliser une bouée « antenne » reliée au sous-marin par un câble électrique. Cette bouée émet et reçoit des signaux radio.

Par ailleurs, l’utilisation d’un sonar permet de faire des mesures et de recueillir des informations sur la nature des obstacles rencontrés. Le sonar émet un signal sonore dont la fréquence s’élève à plusieurs centaines de kilohertz. Ce signal se propage jusqu’à un obstacle, est réfléchi par cet obstacle puis revient jusqu’au sonar.

document 1 Échelle des fréquences sonores

sci3_1811_03_00C_02

document 2 Les moyens de communication depuis un sous-marin

Les échelles ne sont pas respectées.

Sci3_1811_03_00C_01

1. Indiquer la nature des deux types de signaux utilisés pour la communication à bord d’un sous-marin et cités dans le texte d’introduction.

▶ 2. Préciser l’information transmise par chacun de ces signaux.

▶ 3. Parmi les propositions suivantes, identifier celles qui sont exactes.

Ne pas recopier les propositions choisies mais indiquer uniquement les lettres correspondantes sur la copie.

a) Le sous-marin et la bouée communiquent entre eux par signal radio.

b) Le sous-marin et la bouée communiquent entre eux par signal électrique.

c) La bouée et le satellite communiquent entre eux par signal sonore.

d) La bouée et le satellite communiquent entre eux par signal radio.

e) Le bateau et le sous-marin communiquent entre eux par signal électrique.

▶ 4. Le sonar du sous-marin émet-il des sons audibles ? Justifier la réponse.

document 3 Écran de visualisation des signaux émis et reçus par le sonar

sci3_1811_03_00C_03

▶ 5. Un sous-marin en expédition pour cartographier les fonds marins se trouve à 300 m sous la surface de l’océan. Les scientifiques utilisent le sonar pour connaître la profondeur du fond océanique dans la zone où se trouve le sous-marin.

En exploitant le document 3, calculer la profondeur du fond océanique.

Donnée : vitesse du son dans l’eau de mer : v = 1 500 m/s.

Les clés du sujet

Comprendre les documents

Le document 1 présente une échelle des fréquences sonores déjà vue en classe. Il montre le domaine de l’audibilité.

Le document 2 est un schéma des moyens de communication qu’un sous-marin peut utiliser. Il illustre le texte d’introduction.

Le document 3 montre l’écran d’un oscilloscope qui fait apparaître un signal émis et le même signal reçu après sa réflexion sur le fond marin. On peut lire le temps en secondes sur l’axe horizontal à l’aide des carreaux.

Répondre aux questions

 3. Lis bien le texte du début du sujet et souligne les signaux utilisés.

 4. Utilise le texte introductif et le document 1 pour répondre.

 5. Cette question se présente comme un problème à résoudre. N’oublie pas que tu cherches une distance. Le document 3 te permettra de déterminer le temps entre l’émission et la réception du signal.