Faire un choix en déterminant une caractéristique d'un OST⚓
Attendus de fin de 3ème : Caractériser et choisir un objet ou un système technique selon différents critères
Attendus | Exemples de réussite | Critères d'évaluation |
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Choisir un OST parmi plusieurs propositions en vue de répondre à un besoin | l'élève sait
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Exemple : Comparer l’énergie solaire reçue à la consommation d'un bâtiment
Contexte : Un collège souhaite installer des panneaux solaires pour réduire sa facture énergétique.
Données :
Consommation annuelle du collège : 50 000 kWh
Production annuelle d'une surface d'1 m2 de PV : 220 kWh
Surface disponible sur le toit : 300 m²
Questions :
Déterminer l'énergie convertie par l’installation de 300 m2 de panneaux photovoltaïques
Comparer cette énergie à la consommation d’énergie primaire française
Justifier que le choix de 300 m2 de panneau permet de convertir suffisamment d'énergie pour répondre au besoin du collège
Durée : 15 minutes
Correction :
Calcul de la quantité d'énergie convertie en électricité chaque année : 300 × 220 = 66 000 kWh
Comparaison 66 000 > 50 000 → besoins couverts
L'installation de 300 m2 de panneau permet de convertir l'énergie solaire en 66 000 kWh d'électricité ce qui est supérieur au besoin du collège.
Cohérence du calcul mené pour établir la quantité d'énergie convertie par le panneau PV.
Cohérence de la conclusion. Précision des informations communiquées et du vocabulaire
Exemple : Faire un choix de batterie pour un système (inspiré du sujet métropole de la session 2024 du DNB)
Contexte :
En 2022, les feux de forêt ont détruit 62 000 hectares en France. Pour lutter contre les incendies, les forêts sont surveillées depuis des postes appelés vigies. Depuis une vigie, les pompiers ont une vue dégagée à 360 degrés et peuvent localiser des départs de feu sur une distance de plus de 20 km.
Le système automatisé de surveillance installé sur le toit de la vigie est constitué de deux appareils photo.
Données :
Questions :
Sur le document réponse n°1 :
Calculer la capacité de la batterie permettant de respecter l'exigence : « assurer l'autonomie énergétique du système pendant 12 heures sans apport solaire ».
Choisir la batterie la moins chère qui répond à l'exigence en justifiant votre choix.
Correction :
Calcul de l’intensité demandée à la batterie :
I = 0,5 + 0,5 + 0,7 + 0,7 = 2,4 A
Calcul de la capacité minimale
Q = I x t = 2,4 x 12 = 28,8 A·h
Justification attendue : Je choisis la batterie n°2 car sa capacité et son prix répondent à l’exigence demandée
Critères d'évaluation :
Durée : 15 minutes
Exemple : Etude d'une installation photovoltaïque pour un portail automatique
Partie 1 : Vérification du choix de panneau photovoltaïque retenu
Contexte :
M. Durand souhaite installer un système autonome pour alimenter le moteur électrique de son portail. Il ne veut pas raccorder le portail au réseau électrique de la maison. Il envisage d’installer un panneau photovoltaïque pour que son portail fonctionne toute l’année uniquement grâce à l’énergie solaire.
Questions :
Calculer l’énergie utilisée lors d’une ouverture.
Calculer l’énergie utilisée chaque jour.
Justifier que le panneau photovoltaïque choisi permet de convertir suffisamment d'énergie pour le fonctionnement du portail
Données :
Le moteur du portail fonctionne en 12 V. La puissance du moteur est de 120 W
À chaque ouverture ou fermeture : le moteur fonctionne pendant 20 secondes. Le portail s’ouvre et se ferme en moyenne 20 fois par jour.
Le panneau solaire peut produire en moyenne 150 Wh par jour.
Formule de l'énergie :
E = P × t avec E en Wh, P en W et t en heures
Partie 2 : Choix d'une batterie
Contexte :
Pour dimensionner la batterie, M. Durand souhaite que le système puisse fonctionner au moins 30 jours sans soleil, donc sans apport d’énergie du panneau photovoltaïque.
Questions :
Calculer la capacité nécessaire pour répondre à ce critère
Choisir une batterie correspondant au besoin de M. DURAND
Données :
