Sujet Officiel Type Baccalauréat Professionnel
Épreuve de Bac Pro (20 Points)
Sujet complet comprenant automatismes sans calculatrice et problème professionnel évalué sur la grille officielle des 5 compétences.
Partie 1 : Automatismes (5 points - Sans Calculatrice)
20 minQuestion 1.1 : Formule $\lambda = c/f$. (2 pts)
$\lambda = c / f$.
Question 1.2 : Loi de Snell-Descartes pour la réfraction. (1.5 pts)
$n_1 \sin i_1 = n_2 \sin i_2$.
Question 1.3 : Unité de l'éclairement lumineux $E$ ? (1.5 pts)
Le lux (lx).
Problème Professionnel (15 pts)
Partie 2 : Problème Professionnel (15 points)
Une usine installe un réseau de fibre optique ($n_{coeur} = 1,48, n_{gaine} = 1,44$) et rénove l'éclairage de son atelier de montage ($S = 400\text{ m}^2$, $E_{norme} = 500\text{ lux}$). Dalles LED de $P = 50\text{ W}$ avec $\eta = 140\text{ lm/W}$.
Question 2.1 : Calculer l'angle limite de réflexion totale $i_{lim}$ dans la fibre optique. (3 pts)
C1
$\sin i_{lim} = 1,44 / 1,48 = 0,9730 \implies i_{lim} = 76,65^\circ$.
Question 2.2 : Calculer le flux lumineux utile total $\Phi_u$ nécessaire pour l'atelier. (3 pts)
C3
$\Phi_u = E \cdot S = 500 \times 400 = 200000\text{ lm}$.
Question 2.3 : Calculer le flux lumineux produit par une dalle LED. (3 pts)
C3
$\Phi_{dalle} = P \cdot \eta = 50 \times 140 = 7000\text{ lm}$.
Question 2.4 : Calculer le nombre de dalles LED $N$ à installer ($U_t = 0,80$). (3 pts)
C4
$\Phi_{tot} = 200000 / 0,80 = 250000\text{ lm}$. $N = 250000 / 7000 = 35,71 \implies$ **36 dalles LED**.
Question 2.5 : Calculer l'économie d'énergie annuelle par rapport à d'anciens luminaires fluo ($P_{tot_old} = 4,5\text{ kW}$) pour 2500h/an. (3 pts)
C5
$P_{new} = 36 \times 50 = 1800\text{ W} = 1,8\text{ kW}$. $\Delta P = 4,5 - 1,8 = 2,7\text{ kW}$. Économie $= 2,7 \times 2500 = 6750\text{ kWh/an}$.
Grille d'Évaluation des 5 Compétences Scientifiques
C1 • S'INFORMER
Extraire et organiser l'information utile à partir de documents techniques.
C2 • CHERCHER
Proposer une stratégie de résolution, formuler des hypothèses.
C3 • MODÉLISER
Appliquer les lois physiques, exécuter les calculs numériques.
C4 • RÉALISER
Utiliser les schémas, régler les simulateurs et appareils.
C5 • VALIDER
Critiquer un résultat, conclure et justifier la conformité.