Épreuve de Spécialité sciences de l'ingénieur - 2022 - DROM-COM Nouvelle-Calédonie 2

Partie 1 : Sciences de l'ingénieur

Gyrolift

Mise en situation :

Le Gyrolift est un dispositif de locomotion associant un fauteuil et un gyropode.

Pour subvenir au besoin d’autonomie de personnes ayant des difficultés motrices, le fauteuil roulant est la solution la plus communément utilisée. Cependant, ils ne permettent pas le déplacement sur certaines surfaces, le franchissement de certains obstacles ou la montée de pentes. D’autre part, différentes études confirment que la possibilité de se mettre en station debout offre deux principaux avantages :
• le premier avantage est physiologique. La station debout améliore l’état général de santé ;
• le second avantage est l’accessibilité. La position debout permet aux utilisateurs d’un fauteuil roulant d’avoir accès aux objets situés en hauteur. La position verticalisée offre aussi un niveau de confort élevé pour les activités quotidiennes comme cuisiner, se laver les mains etc.

Constitution du sujet 

La sous-partie 1 (à traiter obligatoirement).
Les candidats devront choisir de traiter seulement l’une des 2 sous parties suivantes :
- la sous-partie 2 (choix 1);
- la sous-partie 3 (choix 2).

Sous-Partie 1 À traiter obligatoirement

Étude fonctionnelle et structurelle du gyrolift

L'objectif est de vérifier le besoin et décrire la structure fonctionnelle du système.

Étude de la stabilité du gyropode durant la verticalisation

L'objectif est la mise en évidence de la perturbation du gyropode lors de l’élévation, du rôle du vérin horizontal et de sa commande.

Étude de l’autonomie du système

L'objectif est de valider le choix de la batterie pour assurer l’autonomie souhaitée.

Sous-Partie 2 Choix A

Gestion du soulèvement de l’utilisateur

L'objectif est de valider le choix des vérins de levage.

Sous-partie 2 Choix B

Garantir la phase de levage

L'objectif est de s’assurer de la synchronisation des vérins de levage pour éviter un arc-boutement.

Partie 2 : Sciences physiques

Vous traiterez 2 exercices au choix parmi les 3 proposés.

(Exercices. /  Mots-clés) 

A. Etudes de manœuvres avec un gyropode  / Mots-clés : description d’un mouvement, mouvement circulaire, deuxième loi de Newton.

B. Utilisation d’un avertisseur sonore /  Mots-clés : phénomènes acoustiques.

C. L’intérêt énergétique d’une pompe à chaleur / Mots-clés : bilans énergétiques, premier principe de la thermodynamique, transfert thermique, travail.