Épreuve de sciences de l'ingénieur - juin 2018 - Polynésie Française

Le canal de la Marne au Rhin relie Vitry-le-François dans la Marne (51) à Strasbourg dans le Bas-Rhin (67).

Ce cours d’eau est jalonné par plus de 150 écluses, trois tunnels, plusieurs ponts-canaux et par deux ouvrages remarquables, dont le « plan incliné », ou ascenseur à bateaux, de Saint-Louis-Arzviller, dans le département de la Moselle (57).

Lors de sa mise en service, en 1969, le plan incliné a remplacé 17 écluses, permettant de franchir une dénivelée de 44,50 mètres, en réduisant le temps de transit des bateaux.

Descriptif succinct du fonctionnement: une phase de montée ou de descente dure 20 minutes.

Elle se compose de trois parties :

• entrée et amarrage des bateaux dans le bac (durée de 8 minutes) ;
• translation du bac (montée ou descente) (durée d’environ 4 minutes) ;
• sortie des bateaux du bac (durée 8 minutes).

Une évolution de l’ascenseur à bateau doit être envisagée pour s’adapter au trafic fluvial sur ce canal.

Pour répondre à cette problématique, il est nécessaire :

• d’analyser le besoin actuel, et l’évolution possible du trafic fluvial dans cette zone ;
• de vérifier si une extension des horaires d’exploitation est une solution suffisante ;
• de vérifier si la mise en oeuvre d’un second bac, solidaire du premier, est une solution satisfaisante ;
• d’analyser les contraintes de la mise en oeuvre d’un second bac indépendant.

3-Contenu du sujet 

Pour une lecture rapide du sujet suivre ce lien.

Ce sujet comporte 6 parties :

1. Analyse du besoin actuel et futur
   • ​Objectif de cette partie : analyser si le plan incliné reste actuellement une solution pertinente pour assurer le trafic fluvial croissant.
2. Première solution envisagée : extension des horaires d’ouverture
   • ​Objectif de cette partie : vérifier si une extension des horaires d’exploitation peut être une solution suffisante.   
3. Modélisation multiphysique du plan incliné
   • ​​Objectif de cette partie : préparer la modélisation multiphysique du système.
4. Deuxième solution pouvant être envisagée : mise en oeuvre d’un second bac, solidaire du premier
   • ​​Objectif de cette partie : vérifier si l’association d’un second bac, solidaire du premier, pourrait être une solution satisfaisante.
5. Troisième solution pouvant être envisagée : mise en oeuvre d’un second bac indépendant du premier
   • ​Objectif de cette partie : vérifier les possibilités d’adaptation de la chaîne d’information à une solution avec deux bacs indépendants.
6. Synthèse
   • ​Objectif de cette partie : apporter une réponse à la problématique de départ.