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Accueil > Bac Spécialité 2I2D/STI2D – Epreuve de remplacement - Métropole - Session 2024 – Parc photovoltaïque flottant – Innovation Technologique et Eco-Conception

publié le 05 oct 2024 par Olivier TOURVIEILLE [1]

Parc photovoltaïque flottant - Bac STI2D 2024 [2]
Parc photovoltaïque flottant - Bac STI2D ITEC 2024 [3]

Groupe principal

Description

Le sujet comporte deux parties indépendantes qui peuvent être traitées dans un ordre indifférent :

- partie commune 2I2D (Ingénierie, Innovation et Développement Durable) : durée indicative 2h30 (12 points)

- partie enseignement de spécialité ITEC (Innovation Technologique et Eco-Conception) : durée indicative 1h30 (8 points)


Partie commune 2I2D (Ingénierie, Innovation et Développement Durable) :

Mise en situation

Le parc photovoltaïque flottant désigne les installations de panneaux solaires posées sur des étendues d’eau. L’intérêt majeur de cette technologie est d’éviter les conflits dans l’usage des sols.

L’étude proposée doit permettre de mettre en évidence la valorisation d’un plan d’eau d’un point de vue du développement durable par l’implantation d’une centrale photovoltaïque flottante.

Présentation du parc flottant étudié

Le parc photovoltaïque de Saint-Élix le Château est situé dans le département de la Haute Garonne. Il est constitué de deux îlots flottants installés sur un plan d’eau de 27,6 ha, le lac du « Vignoble ».

Ces deux îlots sont installés à 20 mètres du rivage du plan d’eau. Ils sont constitués de flotteurs qui soutiennent les panneaux photovoltaïques. La hauteur maximale du parc n’excède pas 44 cm pour préserver l’aspect visuel.

Travail demandé

Partie 1 : le parc photovoltaïque flottant permet-il de réduire l’impact environnemental ?

Partie 2 : comment optimiser la production d’énergie électrique dans l’espace disponible du plan d’eau ?

Partie 3 : comment maintenir des modules photovoltaïques en surface d’un plan d’eau en toute sécurité et en minimisant les impacts environnementaux ?

Partie 4 : comment stabiliser la position de la centrale sur le lac ?

Partie 5 : comment structurer le réseau de communication ?


Partie enseignement de spécialité ITEC (Innovation Technologique et Eco-Conception) :

Mise en situation

Le projet concerne une centrale solaire flottante. La structure accueillant la couverture photovoltaïque est composée de flotteurs de deux types :

- les flotteurs principaux sont conçus pour supporter les panneaux photovoltaïques ;

- les flotteurs secondaires (longs ou courts), plus petits, servent d'allées de maintenance et conservent l'écartement entre les flotteurs principaux, et les flotteurs d’accès des berges à la station (non étudiés dans la partie commune).

L’assemblage de ces flotteurs forme un îlot. La centrale est composée de deux îlots. Les flotteurs sont assemblés par des clés de connexion sauf les flotteurs du chemin d’accès à la station qui sont articulés entre eux.

Travail demandé

Partie A : comment s’assurer que le système de fixation des panneaux sur la structure flottante est bien adapté ?

Partie B : quel matériau choisir pour les flotteurs afin de réduire l’impact environnemental ?

Partie C : la liaison entre les flotteurs d’accès est-elle adaptée aux conditions de houle ?

Compétences évaluées
  • Référentiels par compétences [4]
    • Bac technologique [5]
      • Bac Technologique STI2D [6]
        • C1 - Caractériser des produits ou des constituants privilégiant un usage raisonné du point de vue développement durable [7]
          • C1.1 - Justifier les choix des structures matérielles et/ou logicielles d’un produit, identifier les flux mis en œuvre dans une approche de développement durable [8]
          • C1.2 - Justifier le choix d’une solution selon des contraintes d’ergonomie et de design [9]
          • C1.3 - Justifier les solutions constructives d’un produit au regard des performances environnementales et estimer leur impact sur l’efficacité globale [10]
        • C2 - Identifier les éléments influents du développement d’un produit [11]
          • C2.1 - Décoder le cahier des charges d’un produit, participer, si besoin, à sa modification [12]
          • C2.2 - Évaluer la compétitivité d’un produit d’un point de vue technique et économique [13]
        • C3 - Analyser l’organisation fonctionnelle et structurelle d’un produit [14]
          • C3.1 - Identifier et caractériser les fonctions et les constituants d’un produit ainsi que ses entrées/sorties [15]
          • C3.2 - Identifier et caractériser l’agencement matériel et/ou logiciel d’un produit [16]
          • C3.3 - Identifier et caractériser le fonctionnement temporel d’un produit ou d’un processus [17]
          • C3.4 - Identifier et caractériser des solutions techniques [18]
        • C4 - Communiquer une idée, un principe ou une solution technique, un projet, y compris en langue étrangère [19]
          • C4.1 - Décrire une idée, un principe, une solution, un projet en utilisant des outils de représentation adaptés [20]
          • C4.2 - Décrire le fonctionnement et/ou l’exploitation d’un produit en utilisant l'outil de description le plus pertinent [21]
          • C4.3 - Présenter de manière argumentée des démarches, des résultats, y compris dans une langue étrangère [22]
        • C5 - Imaginer une solution, répondre à un besoin [23]
          • C5.2 - Identifier et justifier un problème technique à partir de l’analyse globale d’un produit (approche matière – énergie – information [24]
          • C5.3 - Mettre en évidence les constituants d’un produit à partir des diagrammes pertinents. [25]
          • C5.7 - Définir la structure matérielle, la constitution d’un produit en fonction des caractéristiques technico-économiques et environnementales attendues [26]
          • C5.8 - Concevoir [27]
            • C5.8-ITEC1 - Définir à l’aide d’un modeleur numérique, les formes et dimensions d’une pièce d’un produit à partir des contraintes fonctionnelles, de son procédé de réalisation et de son matériau [28]
            • C5.8-ITEC2 - Définir, à l’aide d’un modeleur numérique, les modifications d’un sous-ensemble mécanique à partir des contraintes fonctionnelles [29]
        • C6 - Préparer une simulation et exploiter les résultats pour prédire un fonctionnement, valider une performance ou une solution [30]
          • C6.1 - Expliquer des éléments d’une modélisation multi-physique proposée relative au comportement de tout ou partie d’un produit [31]
          • C6.2 - Identifier et régler des variables et des paramètres internes et externes utiles à une simulation mobilisant une modélisation multi-physique [32]
          • C6.3 - Évaluer un écart entre le comportement du réel et les résultats fournis par le modèle en fonction des paramètres proposés, conclure sur la validité du modèle [33]
          • C6.4 - Choisir pour une fonction donnée, un modèle de comportement à partir d’observations ou de mesures faites sur le produit [34]
          • C6.5 - Interpréter les résultats d’une simulation et conclure sur la performance de la solution. [35]
            • C6.5-ITEC2 - Simulation de procédés pour valider les formes et dimensions d’une pièce [36]
            • C6.5-ITEC1 - Simulation mécanique pour obtenir les caractéristiques d'une loi d'entrée/sortie d'un sous-ensemble mécanique ou observer le comportement sous charges d’un assemblage [37]
Fichiers et liens
Icône PDF Sujet Bac STI2D ITEC 2024 - Parc photovoltaïque flottant [38]

Demande de corrigé(s) :

L'accès aux corrigés est restreint aux membres de la communauté éducative durant l'année suivant la session de l'épreuve.

Seules les adresse mails :

  • académiques (@ac-xxxx.fr, @ac-polynesie.pf ou @ac-nouméa.nc),
  • ministérielles (@education.gouv.fr),
  • d'universités (@univ-xxx.fr),
  • de CFA (@xxx.cfai-xxx.net, @xxx.cfaixxx.com et @xxx.cafi.org)

sont autorisées (autres filtres à venir). 

C'est à cette adresse que vous recevrez le lien de téléchargement du corrigé. 

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Liens
[1] https://sti.eduscol.education.fr/utilisateurs/olivier-tourvieille?node=17412 [2] https://sti.eduscol.education.fr/system/files/images/concours-examens/17412/17412-parc-photovoltaique-flottant.jpg [3] https://sti.eduscol.education.fr/system/files/images/concours-examens/17412/17412-parc-photovoltaique-flottant-itec.jpg [4] https://sti.eduscol.education.fr/referentiel-competences/referentiels-par-competences [5] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences/bac-technologique [6] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-technologique/bac-technologique-sti2d-0 [7] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-technologique-bac-technologique-sti2d/c1-caracteriser-des-produits [8] https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-technologique-bac-technologique-sti2d-c1-caracteriser-des-produits [9] 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https://sti.eduscol.education.fr/referentiels-par-competences-bac-technologique-bac-technologique-sti2d-c6-preparer-une-simulation-9 [38] https://sti.eduscol.education.fr/sites/eduscol.education.fr.sti/files/concours-examens/17412/17412-sujet-bac-sti2d-itec-2024-parc-photovoltaique-flottant.pdf