Sciences et Technologies de l’Industrie et du Développement Durable





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16ET2D

SESSION 2016

BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE

Sciences et Technologies de l’Industrie et du Développement Durable

ENSEIGNEMENTS TECHNOLOGIQUES TRANSVERSAUX

Coefficient 8 – Durée 4 heures

Aucun document autorisé – Calculatrice autorisée

THÉÂTRE DU CENTRE CULTUREL
DES QUINCONCES - LE MANS




Constitution du sujet

  • Dossier sujet (mise en situation et questions à traiter par le candidat)

    • PRÉSENTATION Pages 1 à 2

    • PARTIE 1 (1 heure) Pages 3 à 4

    • PARTIE 2 (3 heures) Pages 4 à 9

  • Dossiers techniques Pages 10 à 20

  • Documents réponses Pages 21 à 23

Le dossier sujet comporte deux parties indépendantes qui
peuvent être traitées dans un ordre indifférent.


Les documents réponses DR1 à DR3 (pages 21 à 23) seront à rendre agrafés avec vos copies.

Mise en situation

Avec une architecture résolument moderne et des équipements pluri technologiques innovants, le nouveau centre culturel des Quinconces est une vitrine culturelle pour la ville du Mans. Situé au-dessus d’un parking accueillant plus de 600 véhicules, il abrite un cinéma avec 11 salles de projection proposant les dernières technologies en terme d’image et de son. On y trouve également un théâtre avec une salle de 832 places qui offre l’image d’un cocon chaleureux et enveloppant formé d’écailles en bois.g:\sujet bac\photo-1398441037-301332.jpg

Dans ce dernier, cage de scène, plateau flexible, fosse d’orchestre et acoustique variable permettent de répondre à une pluralité d’expressions artistiques : théâtre, danse, concert symphonique, art lyrique…plans théatre.png

Travail demandé

PARTIE 1 : impacts environnementaux de la construction du centre culturel

Lancé il y a 10 ans, le projet du nouveau centre culturel des Quinconces au Mans, a été conçu dans le cadre d’une démarche environnementale alliant citoyenneté et durabilité.

L’objectif de cette partie est de vérifier que certaines exigences environnementales fixées par la ville du Mans sont respectées.

Question 1.1

À partir de l’extrait du cahier des charges environnemental imposé par la ville du Mans sur le document technique DT1, relever et préciser les points qui caractérisent l’aspect social de ce projet uniquement lors de sa phase de construction.

DT1


Pour l’aspect durabilité, on se propose de vérifier si l’engagement des fabricants de ciments sur la réduction des émissions de CO2 est tenu.

Question 1.2

À partir du document technique DT2 présentant les actions du fabricant de ciment pour limiter le rejet de CO2 lors de sa fabrication, préciser la phase de fabrication qui rejette le plus de CO2.

Pour chacune des deux phases, indiquer les actions mises en place par le fabricant pour réduire l’émission de CO2.

DT2

La suite de l’étude porte sur la comparaison de deux types de béton : le béton réalisé à partir d’un ciment classique (CEM I) et le béton réalisé à partir d’un ciment à taux de CO2 réduit (CEM II).


Question 1.3

À partir des données chiffrées du centre culturel (DT2), indiquer le volume total de béton utilisé pour la réalisation du centre culturel ainsi que le type de ciment utilisé pour la réalisation de ce béton.

DT2



Question 1.4

Sachant qu’il faut 300 kg de ciment pour la fabrication d’un mètre cube de béton et en vous aidant du graphe d’empreinte environnementale des ciments (DT2), compléter le tableau du document réponse DR1 permettant de déterminer la différence d’émissions de CO2 avec les deux types de ciment.

DT2

DR1



Question 1.5

En prenant comme référence l’émission de CO2 du ciment standard (CEMI), convertir cette différence de CO2 en pourcentage.

Vérifier que cette diminution en pourcentage respecte l’engagement des fabricants de ciments du cahier des charges environnemental de la ville du Mans (DT1).

DT1

DR1

Question 1.6

DT2

En tenant compte de l’ensemble du graphe de l’empreinte environnementale des ciments (DT2), et à partir de vos connaissances en termes de développement durable, rédiger une conclusion argumentée (cinq lignes maximum) sur au moins trois solutions complémentaires qui auraient pu être mise en place dans l’aspect environnemental de la construction du centre culturel.

PARTIE 2 : adaptation des infrastructures en fonction de la demande

2.1 Étude de l’éclairage scénique

Mettre en lumière un spectacle est une tâche essentielle pour sa réussite. En accord avec le metteur en scène, les techniciens éclairagistes ont pour mission d’élaborer les lumières projetées sur la scène et les acteurs pour créer une ambiance et attirer l’attention du spectateur sur certains aspects du spectacle.

Afin de répondre aux différentes demandes des metteurs en scène, la direction du théâtre met à disposition des projecteurs permettant une multiplicité d’ambiance. La direction désire augmenter son offre de projecteurs et hésite dans son choix entre des projecteurs halogènes de type PAR64 500W MFL ou des projecteurs à LED de type LED PAR 64.

L’objectif de la première partie de cette étude est de comparer ces deux solutions d’un point de vue efficacité énergétique tout en ayant une approche durable afin d’argumenter le choix final.

Question 2.1.1

En considérant que les projecteurs sont placés à 5 mètres de la scène et qu’ils projettent une lumière blanche, déterminer à l’aide du document technique DT3 la puissance consommée P, la surface éclairée S et l’éclairement E en lux fourni par chacun des projecteurs.

Compléter le tableau du document réponse DR1 et calculer le flux lumineux F et l’efficacité lumineuse Fe des deux projecteurs. Indiquer le détail des calculs sur la copie.

DT3

DR1



Question 2.1.2

DT3

Rédiger une conclusion argumentée (cinq lignes maximum) quant au choix de la solution la plus avantageuse et la mieux adaptée à une approche de développement durable. L’argumentation prendra en compte la durée de vie.

Pour créer une ambiance lumineuse de scène, les techniciens disposent de pupitres informatisés qui modifient simultanément l’intensité lumineuse d’une ou plusieurs sources lumineuses. Le protocole de communication utilisé pour le contrôle de l'éclairage et des effets de scène dans le milieu du spectacle est le DMX 512.

L’objectif de la seconde partie de cette étude est de vérifier comment il est possible de contrôler à distance les effets lumineux des projecteurs en utilisant le protocole DMX 512.

Question 2.1.3

Pour transmettre les données, le protocole DMX utilise une liaison symétrique obtenue à partir de la différence de deux signaux Data+ et Data-. À l’aide du document technique DT4, compléter le chronogramme du signal U(Data+) - U(Data-) sur le document réponse DR1.

DT4

DR1



Question 2.1.4

À partir du chronogramme obtenu et du document technique DT4, conclure sur l’intérêt d’utiliser une transmission symétrique.

DT4



Question 2.1.5

À partir du document technique DT5, compléter sur le document réponse DR2 la position (ON ou OFF) des différents interrupteurs DIP (DIP #1 à DIP #10) pour configurer un projecteur à LED de type PAR64 à l’adresse 13 en mode « Black-Out ».

DT5

DR2



Question 2.1.6

À partir du document technique DT5, compléter le tableau du document réponse DR2 en indiquant les valeurs décimales de chaque canal reçu par le projecteur pour obtenir uniquement un éclairage vert à 50 % avec une luminosité à 100 %.

DT5

DR2



Pour vérifier le fonctionnement de la communication, le technicien de maintenance réalise un relevé de la trame DMX à l’oscilloscope fourni sur le document technique DT4. Il désire ainsi vérifier que la vitesse de transmission des données est correcte et vérifier que les nouvelles valeurs reçues sur les différents canaux du projecteur PAR64 permettent d’afficher sur le 1er canal la couleur rouge à 20 %, sur le 2ème canal la couleur verte à 85 %, sur le 3ème canal la couleur bleue à 50 % et sur le 4ème canal la luminosité à 53 %.

Question 2.1.7

La durée mesurée par le technicien sur la trame DMX pour transmettre un bit est de 4 µs.

Calculer la vitesse de transmission des données en bit.s-1.

À l’aide du document technique DT4, vérifier que la vitesse de transmission est conforme au protocole DMX 512.

DT4



Question 2.1.8

À partir de la trame DMX du document technique DT4, déterminer la valeur (en binaire et en décimal) reçue par le canal 13 et le canal 14 et compléter le tableau du document réponse DR2.

DT4

DR2




Question 2.1.9

DT4, DT5

À partir des valeurs des canaux 13 et 14, déterminer les couleurs et les intensités lumineuses produites par le projecteur. Conclure sur le bon fonctionnement de la communication.



2.2 Étude de la sonorisation de la salle

La grande salle du théâtre peut accueillir tous types de spectacles, de la variété aux concerts de musique classique. Chacun d’eux nécessite un environnement sonore spécifique, caractérisé par le Temps de Réverbération (TR), qui s’exprime en secondes.

Pour rendre polyvalente cette grande salle du point de vue acoustique, le système CARMEN mis au point par les chercheurs du CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) a été installé et permet une correction acoustique assistée par ordinateur. Ce système gère le préréglage de 11 programmes pour faire face à des spectacles et des concerts d’univers très différents sur un plan artistique.

L’objectif de cette étude est de mesurer le temps de réverbération obtenu dans la grande salle du théâtre et de déterminer le type de spectacle prévu pour ce réglage.



Question 2.2.1

À l’aide du document technique DT6, expliquer pourquoi il est nécessaire de contrôler le temps de réverbération TR de la grande salle du théâtre.

DT6



Question 2.2.2

À partir du document technique DT6, justifier la raison pour laquelle il est préférable d’utiliser une méthode active pour adapter le temps de réverbération TR.

DT6



Question 2.2.3

À partir du document technique DT7, compléter sur le document réponse DR2 la chaîne d’information d’une cellule active en caractérisant les fonctions réalisées, la nature des informations et le nom des actionneurs.

Fonctions réalisées : Traiter ; Restituer ; Convertir ; Capter ;

Nature de l’information : Numérique ; Analogique ;

Nom des actionneurs : Processeur numérique ; Convertisseur N/A ;
Haut-parleur ; Convertisseur A/N ;

DT7

DR2

trvmodifv4


Pour vérifier la bonne configuration du système CARMEN, l’ingénieur du son effectue une simulation du niveau sonore de la grande salle du théâtre (relevé ci-contre).


Question 2.2.4

À partir du document technique DT6 et du relevé ci-dessus, mesurer le temps de réverbération TR obtenu pour cette configuration.

À partir du document technique DT7, conclure sur le type de spectacle qui aurait lieu dans la salle pour la valeur de TR obtenue par simulation.

DT6, DT7



Il est impossible de parler du système CARMEN sans tenir compte de la volumétrie. Ainsi, la position du monte orchestre est fondamentale pour la restitution du son.
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