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Accueil > Épreuve de Spécialité sciences de l'ingénieur - mars 2021 - Métropole

publié le 03 oct 2021 par François PESCHEUX [1]

robot scanner [2]
Utilisation [3]

Groupe principal

Description

Partie 1 Sciences de l'ingénieur

Système de télé-échographie robotisé : « MELODY »

Mise en situation

Le système d’échographie télé-robotisée à distance MELODY permet à un médecin ou praticien « expert » de réaliser un diagnostic en temps réel et à distance d’un patient.

Constitution du sujet 

La sous-partie 1 est à traiter obligatoirement par tous les candidats.

Les candidats devront choisir de traiter seulement l’une des 2 sous parties suivantes :

- la sous-partie 2 (choix 1),

- la sous-partie 3 (choix 2).

 

Sous-Partie 1  À traiter obligatoirement

Analyser la transmission d’information entre la sonde fictive et la sonde réelle


L’objectif de cette sous-partie est de vérifier la pertinence des informations émises par la sonde fictive lors de ses déplacements en regard de ceux attendus au niveau de la sonde réelle distante et de s’assurer de la robustesse des protocoles (I2C et UDP) de transmission des données associées.


 

Sous-Partie 2 Choix 1

Analyse de l'équilibrage du bras robotisé par le pied porteur.


L'objectif de cette sous-partie est d’analyser et de montrer la capacité du pied porteur du robot à équilibrer le poids de ce bras robotisé et ainsi de garantir un positionnement optimal de la sonde échographique, avec l’aide de l’opérateur, directement au contact de la surface de la peau du patient.


 

Sous-partie 3 Choix 2

Analyse du fonctionnement du bras robotisé dans son espace « articulaire ».


L'objectif de cette sous-partie est de valider plus spécifiquement les performances du bras n°1 sur le respect des critères de vitesse, d’accélération, ainsi que sur le choix de sa motorisation. On s’attachera également à montrer les qualités de l’asservissement associé à ce bras en accord avec le cahier des charges (diagramme des exigences).


 

Partie 2 : Sciences physiques

Traiter 2 exercices au choix parmi les 3 proposés.

Exercices    Mots-clés       
A.    Étude de la panne d’un drone en plein vol.    Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme ; aspect énergétique.       
B.    Bouilloire électrique.    Premier principe, bilan d’énergie, variation d’énergie interne.       
C.    Niveaux d’intensité sonore.    Niveau d’intensité sonore ; atténuation géométrique.    
 

Compétences évaluées
  • Référentiels par compétences [4]
    • Bac Scientifique [5]
      • Spécialité SI-Sciences de l'ingénieur [6]
        • C1 - INNOVER [7]
          • C1.2 - Rompre avec l’existant.Améliorer l’existant [8]
          • C1.3 - Élaborer une démarche globale d'innovation [9]
          • C1.4 - Imaginer une solution originale appropriée et esthétique [10]
          • C1.5 - Représenter une solution originale [11]
          • C1.6 - Matérialiser une solution virtuelle [12]
        • C2 - ANALYSER [13]
          • C2.1 - Analyser le besoin l’organisation matérielle et fonctionnelle d’un produit par une démarche d’ingénierie système [14]
          • C2.2 - Caractériser la puissance et l’énergie nécessaire au fonctionnement d’un produit ou d’ un système [15]
          • C2.3 - Repérer les échanges d’énergie sur un diagramme structurel [16]
          • C2.4 - Analyser la réversibilité d’un élément de la chaîne de puissance [17]
          • C2.5 - Analyser le traitement de l’information [18]
          • C2.6 - Analyser le comportement d’un objet à partir d’une description à événements discrets [19]
          • C2.7 - Analyser et caractériser les échanges d’information d’un système avec un réseau de communication [20]
          • C2.8 - Analyser les principes de modulation et démodulation numériques [21]
          • C2.9 - Analyser les principaux protocoles pour un réseau de communication et les supports matériels [22]
          • C2.10 - Analyser le comportement d’un système asservi [23]
          • C2.11 - Analyser les charges appliquées à un ouvrage une structure [24]
          • C2.12 - Analyser des résultats d’expérimentation et de simulation [25]
          • C2.13 - Quantifier les écarts de performances entre les valeurs attendues, les valeurs mesurées et les valeurs obtenues par simulation [26]
          • C2.14 - Rechercher et proposer des causes aux écarts de performances constatés. Valider les modèles établis pour décrire le comportement d’un objet [27]
        • C3 - MODÉLISER ET RÉSOUDRE [28]
          • C3.1 - Proposer et justifier des hypothèses ou simplification en vue d’une modélisation [29]
          • C3.2 - Caractériser les grandeurs physiques en entrées/sorties d’un modèle multi-physique traduisant la transmission de puissance [30]
          • C3.3 - Associer un modèle aux composants d’une chaîne de puissance [31]
          • C3.4 - Traduire le comportement attendu ou observé d’un objet [32]
          • C3.5 - Traduire un algorithme en un programme exécutable [33]
          • C3.6 - Modéliser sous une forme graphique une structure, un mécanisme ou un circuit [34]
          • C3.7 - Modéliser les mouvements et les actions mécaniques [35]
          • C3.8 - Caractériser les échanges d’informations [36]
          • C3.9 - Associer un modèle à un système asservi les capteurs [37]
          • C3.10 - Utiliser les lois et relations entre les grandeurs effort et flux pour élaborer un modèle de connaissance [38]
          • C3.11 - Déterminer les grandeurs flux (courant) et effort (tension) dans un circuit électrique [39]
          • C3.12 - Déterminer les actions mécaniques (inconnues statiques de liaisons ou action mécanique extérieure) menant à l’équilibre statique d’un mécanisme, d’un ouvrage ou d’une structure [40]
          • C3.13 - Déterminer les grandeurs géométriques et cinématiques d’un mécanisme [41]
          • C3.14 - Déterminer la grandeur flux (vitesse linéaire ou angulaire) lorsque les actions mécaniques sont imposées [42]
          • C3.15 - Déterminer la grandeur effort (force ou couple) lorsque le mouvement souhaité est imposé [43]
          • C3.16 - Quantifier les performances d’un objet réel ou imaginé en résolvant les équations qui décrivent le fonctionnement théorique [44]
        • C4 - EXPÉRIMENTER ET SIMULER [45]
          • C4.6 - Modifier les paramètres influents et le programme de commande en vue d’optimiser les performances du produit [46]
        • C5 - COMMUNIQUER [47]
          • C5.1 - Présenter un protocole, une démarche, une solution en réponse à un besoin. Présenter et formaliser une idée [48]
          • C5.2 - Rendre compte de résultats [49]
          • C5.3 - Collecter et extraire des données. Comparer, traiter, organiser et synthétiser les informations pertinentes [50]
          • C5.4 - Documenter un programme informatique [51]
Fichiers et liens
Fichier Sujet 21-SCIPCJ1ME1 [52]
Icône PDF sujet 21-SCIPCJ1ME1 [53]
Fichier 21-SCIPCJ1ME1 élements cor [54]
 

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Liens
[1] https://sti.eduscol.education.fr/utilisateurs/francois-pescheux?node=13855 [2] https://sti.eduscol.education.fr/system/files/images/concours-examens/13855/13855-capture-2_1.jpg [3] https://sti.eduscol.education.fr/system/files/images/concours-examens/13855/13855-capture-3_0.jpg [4] https://sti.eduscol.education.fr/referentiel-competences/referentiels-par-competences [5] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences/bac-scientifique [6] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique/specialite-si-sciences-de-lingenieur [7] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur/c1-innover [8] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c1-innover/c12 [9] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c1-innover/c13 [10] 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https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-et-1 [32] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-et-2 [33] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-et-3 [34] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-et-4 [35] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-et-5 [36] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-et-6 [37] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-et-7 [38] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-et-8 [39] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-et-9 [40] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-10 [41] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-11 [42] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-12 [43] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-13 [44] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c3-modeliser-14 [45] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur/c4-experimenter [46] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c4-experimenter-5 [47] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur/c5-communiquer [48] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c5-communiquer [49] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c5-communiquer-0 [50] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c5-communiquer-1 [51] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-scientifique-specialite-si-sciences-de-lingenieur-c5-communiquer-2 [52] https://sti.eduscol.education.fr/sites/eduscol.education.fr.sti/files/concours-examens/13856/13856-21-scipcj1me1.docx [53] https://sti.eduscol.education.fr/sites/eduscol.education.fr.sti/files/concours-examens/13856/13856-21-scipcj1me1.pdf [54] https://sti.eduscol.education.fr/sites/eduscol.education.fr.sti/files/concours-examens/13856/13856-corrige-si-scip-j1me1-assembles.docx