Épreuve écrite - Concours Général des Lycées - STI2D - 2018

Mise en situation

Les fermes aquacoles sont souvent implantées dans des zones entièrement dépourvues d'énergie électrique, soit du fait de l'éloignement de toute zone habitée (étang, marais et mer), soit en pleine mer (cages flottantes).

Il est souvent nécessaire de pouvoir disposer d'un minimum d'énergie, pour actionner des distributeurs d’aliments ou pour faire fonctionner une alarme, une pompe ou tout autre système électrique

Le mode de production le plus simple et le moins onéreux à mettre en place au niveau des fermes aquacoles isolées est le groupe électrogène au fioul.

Dans la Manche, mer entre la France et le Royaume-Uni, le courant marin est suffisamment présent pour pouvoir en tirer une énergie souvent importante pour faire fonctionner de tels systèmes constituant une ferme aquacole.

L’entreprise EEL Energy propose une solution innovante pour la récupération de l’énergie des courants marins : une membrane ondulant avec le courant marin comme une anguille. Le système utilise les déformations d’une membrane semi-rigide et précontrainte pour capter l’énergie cinétique des courants marins. La conversion d’énergie de déformation en électricité a lieu le long de la ligne centrale de la membrane par l’action de convertisseurs.

Le questionnement porte sur :

• PARTIE 1 : Étude du productible de la membrane ondulante
  • Étude du lieu géographique idéal
  • Optimisation de la production d’énergie de l’hydrolienne à membrane
  • Production d’énergie électrique
  • L’alternative au fioul
• PARTIE 2 : Étude de la résistance de la structure
  • Évaluation des sollicitations engendrées par la membrane et les câbles
  • Évaluation des sollicitations dans la liaison pivot
  • Dimensionnement de la liaison pivot entre le berceau et le châssis fixe
  • Récupération expérimentale des données influentes du comportement de la structure
  • Dimensionnement des bras de liaison membrane-cadre
  • Dimensionnement de la structure
• PARTIE 3 : Étude de la stabilité de l’hydrolienne
  • Justification du système de fondations
  • Étude du non glissement de l’hydrolienne
  • Étude du non renversement de l’hydrolienne
  • Vérification au poinçonnement
  • Conclusion sur la stabilité de l’hydrolienne à membrane