Un utilitaire de livraison est équipé d'un système d'aide au stationnement arrière. Le capteur émet des ondes ultrasonores de fréquence $f = 40\text{ kHz}$ ($40\,000\text{ Hz}$). Dans l'air, la vitesse du son est $v = 340\text{ m/s}$.

1.1 (3 pts) - Compétence S'approprier : Rappeler la plage des fréquences audibles pour l'être humain et justifier pourquoi les ondes émises par ce radar ne gênent pas le conducteur.

1.2 (6 pts) - Compétence Réaliser : Lors d'une manœuvre, le capteur reçoit le signal réfléchi par un muret après une durée d'aller-retour $\Delta t = 0{,}004\text{ s}$ ($4\text{ ms}$). Calculer la distance $d$ séparant le pare-chocs du muret ($d = \frac{v \times \Delta t}{2}$).

Lorsque la marche arrière est enclenchée, un avertisseur sonore extérieur émet des bips cadencés à $f = 1000\text{ Hz}$ avec un niveau d'intensité sonore mesuré à $L = 88\text{ dB}$ à 1 mètre.

2.1 (4 pts) - Compétence S'approprier : Ce son de $1000\text{ Hz}$ est-il audible ? Est-il classé comme grave, médium ou aigu ?

2.2 (4 pts) - Compétence Valider : Comparer le niveau de $88\text{ dB}$ au seuil de danger pour l'audition ($85\text{ dB}$). Pourquoi ce niveau élevé est-il indispensable pour la sécurité des piétons en milieu urbain bruyant ?

Sur les véhicules autonomes de nouvelle génération, un LiDAR laser ($c = 300\,000\text{ km/s} = 3 \times 10^8\text{ m/s}$) remplace le radar à ultrasons pour cartographier l'environnement en temps réel.

3.1 (4 pts) - Compétence Réaliser : Calculer le temps d'aller-retour $\Delta t_{\text{laser}}$ nécessaire à l'impulsion laser pour détecter un obstacle à $d = 0{,}68\text{ m}$ ($\Delta t = \frac{2d}{c}$).

3.2 (4 pts) - Compétence Communiquer : Citer un avantage majeur de la technologie laser lumineuse par rapport aux ultrasons pour la conduite à grande vitesse.