Enseignements technologiques transversaux - Bac STI2D - Polynésie - Juin 2018

Mise en situation

Entre mars 2015 et juin 2016, les pilotes Bertrand Piccard et André Broschberg ont réussi un tour du monde historique en avion à énergie solaire, le Solar Impulse 2, un appareil autonome en énergie et silencieux. Volant de jour comme de nuit (grâce aux batteries) et sans carburant, l’avion a parcouru plus de 43 000 kms en 600 heures de vols effectifs, répartis sur 17 étapes en solitaire (au lieu de 13, prévues initialement).

Ce sujet propose d’étudier certaines solutions techniques qui ont permis cet exploit.

Ce sujet comporte deux parties distinctes :

Partie 1 :Comment rendre un avion autonome en énergie sur une distance illimitée par bonnes conditions météorologiques?

Comment classer les avions par rapport à des critères de développement durable ?

De nombreux projets mettent en avant leur respect de l’environnement, on peut citer :

• Le Diamond DA42 – VI, un avion diesel qui met en avant sa faible consommation en gazole.
• Le X-57 de la Nasa, un avion électrique expérimental.
• Aéronef Ehang 184, un drone capable de transporter un passager.

Partie 2 :Comment abriter le Solar Impulse 2 entre les étapes ?

La présente étude porte sur la vérification de la masse totale du hangar et sur le dimensionnement des câbles qui permettent au hangar de résister au vent.

Mise en situation

Pour réaliser son tour du monde, l’avion solaire Solar Impulse 2 a décollé d’Abu Dhabi, aux Emirats Arabes Unis, en mars 2015 pour 17 étapes. Entre certaines d’entre elles, l’aéronef était abrité par un hangar gonflable unique signé de l’entreprise Airstar.

Le cahier des charges était contraignant, il fallait :

• que ce hangar ait une masse inférieure à 3,5 tonnes et soit transportable pour qu’il puisse précéder facilement Solar Impulse sur chacune de ses étapes ;
• qu’il puisse abriter complètement l’avion ;
• qu’il puisse se déployer rapidement ;
• qu’il résiste au vent :
• qu’il permette au soleil de recharger les 17 248 cellules solaires.

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