Examinateur à la fin de l’épreuve habitat





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titreExaminateur à la fin de l’épreuve habitat
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Baccalauréat STI2D – session 2013

Physique-chimie

Épreuve orale de contrôle second groupe

Temps de préparation : 20 minutes

Durée de l’épreuve : 20 minutes

Calculatrice autorisée




Ne pas écrire sur le sujet



Le sujet doit être obligatoirement rendu à l’examinateur à la fin de l’épreuve

HABITAT

Communication dans l’habitat


Document 1 : extrait de l’ arrêté du 5 février 2013 relatif à l'application des articles R. 129-12 à R. 129-15 du code de la construction et de l'habitation ( source : www.legifrance.gouv.fr)
« Le ministre de l'économie et des finances, la ministre de l'égalité des territoires et du logement, le ministre de l'intérieur et la ministre de l'écologie, du développement durable et de l'énergie,[…]

arrêtent :
Article 1

Dans les parties privatives des bâtiments d'habitation, au moins un détecteur de fumée normalisé est installé dans chaque logement, de préférence dans la circulation ou dégagement desservant les chambres. Le détecteur est fixé solidement en partie supérieure, à proximité du point le plus haut et à distance des autres parois ainsi que des sources de vapeur.

L'occupant ou, le cas échéant, le propriétaire ou l'organisme agréé mentionné à L. 365-4 exerçant les activités d'intermédiation locative et de gestion locative sociale s'assure de la mise sous tension du détecteur en vérifiant que le voyant prévu à cet effet est allumé et, en tant que de besoin, remplace les piles lorsque le signal de défaut de batterie est émis. Il procède également au test régulier du détecteur. »



Document 2 : les différents types de détecteurs de fumée ( source : www.detecteurdefumee.biz)
Le détecteur optique

Le détecteur de fumée optique : le détecteur de fumée à cellule photoélectrique (ou optique) est le seul type de détecteur autorisé en France (tous les DAAF de la norme NF sont des détecteurs optiques). Ils sont les plus récents et les mieux adaptés aux incendies domestiques car ils réagissent aux incendies à progression lente qui peuvent couver pendant de nombreuses heures avant de s’enflammer (ex : feux provoqués par un cigarette, …). Ces détecteurs sont composés d'une diode électroluminescente (LED), d'une chambre optique, et d'une cellule photoélectrique. Lorsque la fumée arrive au niveau du détecteur, la diode diffuse de la lumière sur la cellule photoélectrique produisant à son tour un courant qui permet de déclencher l'alarme. Ces détecteurs sont particulièrement efficaces pour les incendies domestiques qui peuvent parfois couver pendant plusieurs heures avant de voir apparaître les premières flammes. Ces feux à évolution lente sont d'ailleurs les plus nombreux et les plus dangereux.

Le détecteur ionique

Ce détecteur est composé de deux électrodes accompagnés d’un élément radioactif qui émet des rayons compose une « chambre ». Une tension est appliquée aux électrodes, ce qui fait naître un courant du à la ionisation de la chambre. Si des particules de fumée pénètrent dans la chambre, celles-ci perturbe l’intensité du courant ce qui active l’alarme du détecteur. Du fait de sa dangerosité (élément radioactif), il est désormais interdit à la vente aux particuliers. Ces derniers sont les plus anciens, ils existent depuis plus de 50 ans. Ils sont particulièrement efficaces pour les incendies avec des flammes nues. Certains pays européens ont cependant interdit la commercialisation de ces détecteurs car même si très faible, ils contiennent une source radioactive. Ces détecteurs ioniques sont interdits en France chez les particuliers.


Document 3 : Schéma d'une chambre optique de détecteur de fumée


exemple d’un détecteur de fumée de la société EI ELECTRONICS
 un faisceau lumineux est envoyé par une diode électroluminescente infrarouge toutes les 10 secondes dans la chambre de détection.

 Lorsque qu’il y a présence de fumée à grosses particules, le faisceau est diffusé, puis détecté par le photorécepteur.

 Un signal électrique est envoyé au circuit électronique.

 Le circuit électronique permet le déclenchement du signal d’alarme




Document 4 : le monoxyde de carbone (source : société canadienne d'hypothèques et de logement www.cmhc-schl.gc.ca)
Qu’est-ce que le monoxyde de carbone ?

Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz inodore et incolore. Parce qu’on ne peut ni le voir, ni le sentir, ni le goûter, le CO peut avoir un effet sur vous ou sur les membres de votre famille avant même que vous n’ayez détecté sa présence. Même une faible exposition au monoxyde de carbone peut causer des problèmes de santé graves. Si le CO est aussi dangereux, c’est qu’il s’accumule rapidement dans le sang, réduisant la capacité de ce dernier de transporter l’oxygène dans l’organisme.
D’où provient le monoxyde de carbone ?

Le monoxyde de carbone est un sous-produit courant de la combustion des matières fossiles. La plupart des appareils à combustible (gaz naturel, propane et mazout), lorsqu’ils sont bien installés et entretenus, produisent peu de CO. Les sous-produits de la combustion sont habituellement évacués à l’extérieur en toute sécurité. Toutefois, si quelque chose nuit au processus d’évacuation (tel qu’un nid d’oiseau dans la cheminée) ou réduit l’apport d’oxygène au brûleur, la concentration de CO pourra rapidement atteindre des niveaux dangereux.
Comment fonctionnent les avertisseurs de CO?

Il existe trois principaux types d’avertisseurs de CO : à métal-oxyde-semiconducteur, biomimétique et électrochimique. Il convient de noter que bien qu’il existe des différences de rendement entre ces technologies, tous les détecteurs sont soumis à des tests destinés à approuver leur fonctionnement. Le prix de détail d’un avertisseur est habituellement lié aux caractéristiques de ce dernier ainsi qu’aux modalités de la garantie.
Métal-oxyde-semiconducteur (MOS)

C’est la technologie de détection du CO la plus ancienne. De l’oxyde d’étain chauffé réagit avec le CO pour déterminer le niveau de gaz toxique. Il n’est pas nécessaire de se rappeler de vérifier les piles étant donné que l’appareil doit obligatoirement être branché au circuit électrique. Il existe des modèles dont les piles de secours offrent jusqu’à 20 heures d’autonomie.
Biomimétique

Les avertisseurs biomimétiques utilisent des disques recouverts de gel qui s’assombrissent en présence de CO. C’est ce changement de couleur qui déclenche l’alarme. Les appareils de ce type sont moins coûteux et peuvent être alimentés par piles.
Électrochimique

Dans ce genre d’avertisseur, une réaction chimique au contact du CO provoque le passage d’un courant électrique qui déclenche une alarme. Très sensibles, les avertisseurs électrochimiques offrent une lecture exacte à toutes les concentrations de CO. La plupart des appareils sont dotés d’une fonction de lecture numérique continue, et une mémoire permet de vérifier les concentrations de CO antérieures. Cette technologie offre un réamorçage rapide, et la plupart des appareils émettent un signal d’alarme lorsque les capteurs doivent être remplacés.



D
ppm
ocument 5
 : capteur de monoxyde de carbone HS-134
Composition : céramique d’alumine (Al2O3), dioxyde d’étain (SnO2), charbon actif, plastique et acier inoxydable.

Alimentation du circuit électronique : 5V 0,1V

Alimentation de la résistance de chauffage du capteur : 4V  0,1V


ppm : une partie par million (ici, une molécule sur un million)



Question 1

Un particulier soucieux de la sécurité vous demande des renseignements sur les dangers liés au feu et les installations à effectuer dans son logement. Il vous fournit un plan succinct pour vous montrer la disposition de chaque pièce. Que lui conseillez-vous ? A l’aide des documents donnés ci-dessus, proposer des solutions que vous devrez argumenter.



couloir

Salle de bain

cuisine


Salle à manger


salon

chambre

chambre


Question 2

Est-ce que le détecteur de fumée optique est sensible à la présence de monoxyde de carbone ? Justifier votre réponse en détaillant notamment la nature de la grandeur physique détectée par la cellule photoélectrique et la différence de principe avec le capteur de monoxyde de carbone du document 5.

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