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 : Calculer $R_{th}$ d'une couche d'isolant de $10\text{ cm}$ avec $\lambda = 0,04\text{ W/(m·K)}$. (2 pts)
$R_{th} = 0,10 / 0,04 = 2,5\text{ m}^2\cdot\text{K/W}$.
Question 1.2 : Donner la formule de $U$ en fonction de $R_{tot}$. (1.5 pts)
$U = 1 / R_{tot}$.
Question 1.3 : Citer les 3 modes de transfert de chaleur. (1.5 pts)
Conduction, Convection, Rayonnement.
Problème Professionnel (15 pts)
Partie 2 : Problème Professionnel (15 points)
Un hall logistique de surface de bardage $S = 500\text{ m}^2$ doit respecter $U \le 0,20\text{ W/(m²K)}$. Le bardage acier-isolant comprend :
- Peau acier : $R_1 = 0,01\text{ m}^2\text{K/W}$
- Mousse polyuréthane : $e=?, \lambda = 0,022\text{ W/(m·K)}$
- $R_{si} + R_{se} = 0,17\text{ m}^2\text{K/W}$.
- Peau acier : $R_1 = 0,01\text{ m}^2\text{K/W}$
- Mousse polyuréthane : $e=?, \lambda = 0,022\text{ W/(m·K)}$
- $R_{si} + R_{se} = 0,17\text{ m}^2\text{K/W}$.
Question 2.1 : Déterminer la résistance totale minimale $R_{tot}$ exigée. (3 pts)
C1
$R_{tot} \ge 1 / 0,20 = 5,00\text{ m}^2\cdot\text{K/W}$.
Question 2.2 : Calculer la résistance minimale exigée pour l'isolant $R_{isolant}$. (3 pts)
C3
$R_{isolant} = 5,00 - (0,01 + 0,17) = 4,82\text{ m}^2\cdot\text{K/W}$.
Question 2.3 : Calculer l'épaisseur minimale d'isolant $e$ (en cm). (3 pts)
C3
$e = R \cdot \lambda = 4,82 \times 0,022 = 0,106\text{ m} = 10,6\text{ cm}$.
Question 2.4 : Calculer la puissance thermique évitée par rapport à une ancienne paroi ($U_{old} = 1,2\text{ W/(m²K)}$) pour $\Delta T = 25^\circ\text{C}$. (3 pts)
C4
$\Delta \Phi = (1,2 - 0,20) \times 500 \times 25 = 1,00 \times 500 \times 25 = 12500\text{ W} = 12,5\text{ kW}$.
Question 2.5 : Calculer l'économie financière annuelle pour 2000 heures de chauffe à $0,15\text{ €/kWh}$. (3 pts)
C5
Énergie $= 12,5 \times 2000 = 25000\text{ kWh}$. Gain $= 25000 \times 0,15 = 3750\text{ €/an}$.
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.