Bac 2022 Correction 2I2D-Energie et Environnement

1. BAC TECHNOLOGIQUE 2022
Épreuve de STI2D
Enseignement spécifique : Énergie et environnement
Jeudi 12 mai
Partie A : quel est l’apport en énergie des nattes solaires ?
Question A.1
Les avantages sont les suivants :
● Rendement pouvant aller jusqu’à 87%, bien supérieur aux panneaux photovoltaïques avec
un rendement maximal de 20%.
● Excellent rapport qualité/prix.
● Augmentation de la durée de la saison, donc gain d’argent.
Question A.2
S = 300m² donc Pabs=1kW/m² x 300m² = 300kW
Si η=87% donc Pth = 261kW
Question A.3
Énergie intermittente : énergie qui ne produit pas tout le temps. Les éoliennes ne produisent que
s’il y a du vent. L’énergie solaire produit de l’énergie avec le soleil, il n’y a donc pas de production
d’énergie la nuit, et moins en hiver qu’en été.
Partie B : quel est l’apport en énergie renouvelable des pompes à chaleur ?
Question B.1
COP : Puissance consommée/Puissance produite.
SCOP : rapport entre la demande annuelle de chauffage et la consommation annuelle d’énergie
sur une saison entière.
COP : rapport de puissance.
SCOP : rapport d’énergie sur une saison entière.
L’intérêt d’une pompe à chaleur est que l’efficacité est meilleure qu’une chaudière fioul ou gaz.
Question B.2
Souhait d’une température de 28°C.
30WGA : application pour le froid, donc non adapté.
61WG : application pour des températures entre 47 et 55°C et jusqu’à 65°C, donc non adapté.
30WG : température entre 7°C et 35°C, donc c’est la plus adaptée à notre problème.

2. Question B.3
COP = 3.63
SCOP = 5.45
Question B.4
𝑆𝐶𝑂𝑃 =
𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑒 𝑎𝑛𝑛𝑢𝑒𝑙𝑙𝑒 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑎𝑢𝑓𝑓𝑎𝑔𝑒
𝑐𝑜𝑛𝑠𝑜𝑚𝑚𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑛𝑛𝑢𝑒𝑙𝑙𝑒 𝑑'é𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑒
=
90000
𝑊𝑒
= 5. 45
Donc We = 90000/5.45 = 16513kW.h
Avec 16513kW.h d’électricité, nous avons obtenu 90 000 kW.h de chauffage, nous avons donc
utilisé 73486 kW.h (90000 – 16513) d’énergie renouvelable.
Question B.5
𝑆𝐶𝑂𝑃 =
𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑒 𝑎𝑛𝑛𝑢𝑒𝑙𝑙𝑒 𝑑𝑒 𝑐ℎ𝑎𝑢𝑓𝑓𝑎𝑔𝑒
𝑐𝑜𝑛𝑠𝑜𝑚𝑚𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑛𝑛𝑢𝑒𝑙𝑙𝑒 𝑑'é𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑒
=
310054
70424
= 4. 4
Le SCOP réel est donc inférieur au SCOP constructeur (4.4 < 5.45). Le SCOP constructeur est
donnée pour des conditions particulières et optimales. C’est donc normal que le SCOP réel soit
inférieur à cause de la température extérieure, mais aussi de l’utilisation du système.
Partie C : comment peut-on installer un éclairage du bassin sportif en toute sécurité ?
Question C.1
Projecteurs dans le bassin : donc volume 0.
Tension : 12V en alternatif ou 30V en continu.
TBTS : très basse tension de service.
Question C.2.
SPOT LED :
U=12V alternatif, donc compatible au volume 0.
IP68 : indice de protection maximum (6 : étanchéité totale pour les poussières et surtout 8 pour
étanchéité à l’eau à plus d’un mètre).
Pled = 12W
Iled = P / U = 12 / 12 = 1A
Question C.3.
Q10 : disjoncteur différentiel :
Différentiel : protection des personnes.
Disjoncteur : protection des biens (courts-circuits et surcharges).

3. In = 10A : calibre du disjoncteur.
IΔn = 30mA : sensibilité du différentiel.
Q100 : disjoncteur : protection des biens (courts-circuits et surcharges), protection de T1 et des
câbles.
Question C.4
IT1 = 9 x 1A = 9A.
Pprojecteur = 12 x 9 = 108 VA
Pprojecteur < PT1 donc le transformateur est correctement choisi.
P = 250VA = 230 x Ip et donc Ip 1,08A
Donc on chosira un disjoncteur avec un calibre de 2A (>1,08A) avec la référence MJT702.
Question C.5
Protection des personnes : Q10 avec une sensibilité de 30mA.
Protection des biens :
● Q100 avec un calibre de 2A protège T1 et les 9 projecteurs du bassin sportif.
● Q101 avec un calibre de 2A protège T2 et les 9 projecteurs du bassin sportif.
● Q102 protège T3 et les projecteurs du bassin ludique.
● Q10 protège les conducteurs entre Q10 et Q100, Q101 et Q102.