S’entraîner
Technologie • Design, innovation et créativité
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Polynésie française • Juin 2021
Système de ventilation autonome pour une véranda
Intérêt du sujet • Ce sujet permet de travailler sur les fonctions d’un objet, le choix de solutions techniques et sur la programmation sous forme d’algorigramme.
Le propriétaire d’une véranda, surchauffée par le soleil en été, souhaite trouver une solution simple, économique et autonome pour ventiler cette pièce automatiquement.
Document 1
Ce kit de ventilation solaire peut renouveler l’air d’une pièce en autonomie dès le lever du soleil. Lorsque le soleil éclaire le panneau, l’extracteur se déclenche et extrait l’air à l’extérieur de la pièce.
Il est fourni avec un panneau photovoltaïque 10 W-12 V, un support pour le panneau, un interrupteur, un extracteur d’air 160 m3/h en 12 V, une bobine de câble électrique de 4 m. Sa consommation est de 0,45 A. Il est silencieux, 100 % autonome et il permet de ventiler de façon optimale une maison, même si elle est inhabitée.
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© Sellande
▶ 1. Compléter le descriptif du kit puis cocher sa fonction d’usage parmi les trois propositions. (6 points)
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Fonction d’usage :
☐ Le kit de ventilation sert à renouveler l’air de façon autonome.
☐ Le kit de ventilation, quand il est usé, doit être déposé dans une filière de recyclage.
☐ Le kit de ventilation fonctionne grâce à un panneau photovoltaïque.
▶ 2. On veut ajouter deux fonctions supplémentaires FS1 et FS2 au kit.
Document 2Extrait du cahier des charges du kit de ventilation avec régulation
Pour ces deux fonctions, une solution technique a été choisie :
Toutes les caractéristiques de la batterie et du régulateur répondent-elles aux exigences du cahier des charges ? Justifier la réponse. (3 points)
▶ 3. Dans les endroits chauds, il est conseillé d’avoir une capacité de ventilation du triple du volume de la pièce à ventiler afin de changer d’air plusieurs fois par jour. Sachant que la véranda mesure 3 m en longueur, 5 m de largeur et 2,5 m de hauteur, quel est son volume ? Cocher la bonne réponse et justifier (calcul). (2 points)
☐ 11,25 m3
☐ 37,5 m3
☐ 43,31 m3
▶ 4. Sachant que l’extracteur d’air peut extraire 160 m3/h d’air, est-il capable d’extraire le triple du volume de la véranda ? Cocher la bonne réponse et justifier (calcul). (2 points)
☐ Oui
☐ Non
▶ 5. À l’aide du document 3, compléter la représentation de la chaîne d’information et de la chaîne d’énergie (page XX) avec les termes suivants (8 points) :
communiquer ; acquérir ; batterie ; transmettre ; alimenter ;
extracteur ; distribuer ; traiter
Document 3Schéma et principe de fonctionnement
La batterie (6) et le panneau photovoltaïque sont branchés sur le régulateur (7). Celui-ci charge la batterie le jour, jusqu’à sa valeur maximale à partir de laquelle le régulateur coupe la charge.
L’interrupteur (3) et le commutateur de température (8) sont branchés en série entre la sortie du régulateur et l’extracteur (le commutateur de température (8) permet de régler l’allumage en fonction de la température).
Pour que l’extracteur fonctionne, il faut que :
la batterie soit assez chargée ;
l’interrupteur soit fermé ;
la température dépasse la valeur affichée, réglée par l’utilisateur.
▶ 6. Compléter l’algorigramme de fonctionnement avec les informations suivantes (4 points) :
charger batterie ;
ventiler ;
système allumé ?
charge = 100 %.
Les clés du sujet
Question 1
Comprendre le document 1
Le document 1 est une présentation rapide du système étudié : il te fournit quelques caractéristiques techniques du système de ventilation.
Répondre à la question
Complète le tableau en donnant les noms des trois éléments manquants. Ceux-ci se trouvent dans le document 1.
Donne les fonctions de l’extracteur et du support. Elles doivent commencer par un verbe à l’infinitif. Demande-toi « à quoi ça sert ? ».
Il n’y a qu’une fonction d’usage à cocher : pose-toi de nouveau la question « à quoi ça sert ? ».
Question 2
Comprendre les documents
Le document 2 correspond au cahier des charges, c’est-à-dire aux exigences, pour deux fonctions du système de ventilation. Ce tableau se lit horizontalement.
Le tableau suivant correspond aux solutions techniques choisies pour chacune des deux fonctions. Il se lit verticalement.
Répondre à la question
Compare les niveaux de performance attendus pour FS1 et FS2 avec les solutions techniques choisies. Prends le temps de bien comparer ces données avant de dire si elles correspondent ou non aux exigences du cahier des charges. Justifie tes réponses, chiffre à l’appui.
Question 3
Calcule le volume de la véranda à partir des données fournies.
Question 4
Multiplie par 3 le volume de la véranda et compare ton résultat à la capacité d’extraction de l’extracteur d’air.
Question 5
Comprendre le document 3
Le document 3 est un schéma de fonctionnement accompagné d’une description du principe de fonctionnement. Il te permet de repérer les liens entre les éléments.
Certains noms d’éléments n’apparaissent ni sur le schéma ni dans le texte, mais sont inscrits dans la consigne. Tu peux essayer de repérer l’image à laquelle chaque élément de la consigne correspond.
Répondre à la question
Commence par identifier les cases dans lesquelles il faut écrire des noms de composants et celles correspondant aux fonctions.
Associe les fonctions aux composants en te posant la question « à quoi ce composant sert-il ? ».
Ne t’attarde pas sur un composant si tu ne trouves pas la réponse : passe au suivant.
Question 6
Comprendre l’algorigramme
Le premier paragraphe du descriptif du fonctionnement correspond à la colonne de gauche de l’algorigramme. Le second paragraphe correspond à la colonne de droite.
Répondre à la question
Surligne les éléments que tu retrouves dans le texte du descriptif et dans l’algorigramme. Cela t’aidera à retrouver la position des informations à placer.
▶ 1.
La fonction d’usage est « le kit de ventilation sert à renouveler l’air de façon autonome ».
▶ 2. La batterie YUASA 7A ne répond pas aux exigences du cahier des charges : elle a une longueur de 151 mm, alors qu’elle ne peut faire que 140 mm pour correspondre au cahier des charges.
Le régulateur Solsum 6.6 répond aux exigences du cahier des charges, il peut fonctionner avec une tension de 12 V et peut supporter 2 A en entrée et 0,5 A en sortie.
▶ 3. On calcule le volume de la véranda :
volume = 3 × 5 × 2,5 = 15 × 2,5 = 37,5
Le volume de la véranda est de 37,5 m3.
▶ 4. On calcule le triple du volume de la véranda :
volume × 3 = 37,5 × 3 = 112,5 m3
160 m3 est plus important que 112,5 m3, donc l’extracteur d’air peut extraire le triple du volume de la véranda.
▶ 5.
conseil
Repère les éléments qui sont liés dans le document 3.
▶ 6.
info +
Utilise uniquement les termes donnés dans le sujet.