063 Epreuve de Sciences Industrielles A Durée 5 h Si, au cours de l’épreuve, un candidat repère ce qui lui semble être une erreur d’enoncé, d’une part il le signale au chef de salle, d’autre part il le signale sur sa copie et poursuit sa composition en indiquant les raisons des initiatives qu’il est amené à prendre. L’usage de calculatrices est interdit. Aucun document n’e Composition du suje or 18 Sni* to View cahier de 24 pages de texte numerot es de 1 à 24. cahier réponse de 23 pages, numérotées de 1 à 23, à rendre à la fin de l! épreuve. Gestion du temps . En admettant une durée de 30 mln pour la lecture et 1! assimilation du sujet, il est vivement conseillé de consacrer 1 h30 aux réponses des questions de la Partie l, 1h30 à celles de la Partie Il et 1h30 à celles de la Partie Ill. Il est demandé au candidat de formuler toutes les hypothèses qu’il jugera nécessaires pour répondre aux questions posées. icule a trois roues Clever Le Clever, Pr’ sent • sur la Figure 1, est un d • monstrateur technologique d velopp• par un tissu d’industriels europ’ ens — dont BMW, l’Institut Francais du P trole (IFP) et de ombreux equipementiers — gr* ce au financee ment de l’Union Europ- enne. Clever est la contraction de Compact Low Emission VEhicle for uRban tRansportation (v’ hicule compacte a faibles emissions pour le transport urbain) car, avec une consommation de seulement 2,5 L/ 100 km, il s’annonce tr’ s ecologique. Les premiers prototypes ont vu le jour en 2006.
Ce type de v’ hicule pourrait etre un des prochains commercialis’ s par BMW si le prix de vente peut etre ramen sous la barre des IO 000 euros. Fieure 1 -V’ hicule a trois PAGF 18 sulte lui conf’ re une grande stabilit’ malgr• une faible largeur du ‘ hicule (I’ g’ rement inf’ rieure a 1 m, contre 60 a 75 cm pour une moto, et 1,5 m pour une petite voiture). Cette etroitesse se veut une r’ ponse aux probl’ mes d’encombrement dans les villes mais permet aussi une surface frontale moins importante que sur une voiture conventionnelle et donc des pertes a’ rodynamiques r » duites.
En outre, les sensations de conduite sont semblables a celle d’une moto mais avec un pilotage, a l’aide d’un volant, propre a un v’ hicule a 4 roues. Le moteur est un monocylindre a gaz naturel qui a et’ d’ velopp dont les performances permettent d’atteindre une 8 par l’IFP et au milieu ambiant Utiliser les energies disponibles et ne pas trop consommer Etre confortable Tableau 1 — Caract• risation partielle des fonctions de service Du point de vue de l’architecture cin’ matique (cf.
Figure 3), le groupe motopropulseur est plac’ a l’arri’ re. A l’avant, l’habitacle repose sur une roue de moto et pivote par rapport au bloc arri’ re autour d’une liaison pilot’ e angulairement par le biais de deux v’ rins hydrauliques. L’inclinaison est contra I • e par un ordinateur de bord en fonction de l’angle au volant et de la vitesse. Le Tableau 2 egroupe les caract’ ristiques techniques annonc’ es par l » quipe de d • veloppement.
Figure 3 – Vue de la cin 2 matique pendulaire 8 trait’ es s’ par’ ment : – la Partie (dur’ e conseill’ e 1h30) se concentre sur la validation de la fonction technique « Modifier l’inclinaie son de l’habitacle » ; – la Partie Il (dur’ e conseil » e 1h30) aborde la fonction technique « Transmettre la puissance m canique » ; « Contr- Ier le mouvement de l’habitacle la Partie Ill (dur’ e conseill’ e 1h30) concerne la fonction technique une lecture pr- alable du sujet complet est vivement conseill dur’ e indicative 30 min), Applications num • riques. ?? Dans le domaine des Sciences Industrielles, le fait de savoir calculer et analyser les valeurs des grandeurs utlles au dlmensionnement est aussi important que celui de savoir d’ terminer leurs exprese Sions litt’ rales. C’est pourquoi, une attention toute particuli’ re sera accord • e a la r’ alisation des applications PAGF s 8 l’inclinaison de l’habitacle » Objectif. ?? Dans cette partie, on s’int’ resse a la fonction technique « Modifier l’inclinaison de l’habitacle » qui et’ propos’ e pour assurer les fonctions de service FSI « Permettre a l’utilisateur de se d’ placer sur le sol » et FS3 « S’ins• rer facilement dans le trafic » du Tableau 1 donn introduction. Ce choix doit en effet permettre de garantir la stabilit’ du Clever dans les virages tout en permettant une faible largeur du v’ hicule afin de s’ins’ rer dans la circulation.
On donne ci-dessous deux extraits du cahier des charges relatifs aux fonctions de service FSI et FS3. Fonction de service Permettre a l’utilisateur de se d’ placer sur le sol Niveau • nterdit • Glissement du v hicule PAGF 6 8 validation du comportement temporel de l’inclinaison de l’habitacle, le v’ hicule etant a l’arr- t. Le calculateur envoie un signal de consigne repr’ sentant V’ volution de la position angulaire souhait’ e (de O a 450 en O, 75 s).
La tension d’ livr’ e par le capteur angulaire est r • cup• r • e par e ee un convertisseur analogique-num ‘ rique afin de tracer sur un ordinateur l » volution temporelle de l’inclinaison de l’habitacle mesur’ e en degr- s. Les deux courbes sont donn sur la Figure 111. 6. Question 48 Question 49 20 Quels sont les crit’ res du cahier des charges valid’ s ? 8 hydrauliques sont simple effet.
Leurs caract ristiques utiles pour position du centre de gravit’ de l’ensemble {tige-piston} : GS tel l » tude sont diam • tre du piston : 32 mm ; course : 200 mm ; pression maximum d’utilisation masse de la tige : 300 g ; : 160bar; que BI GS —d50 4, avec d5 140mm matrice d’inertie de l’ensemble {tige-piston} donn gravit’ (kg m2 ) : l(G5 on , avec : A5=4 10-3 et 1, 5 10-5 00 C5 (x 4 8 e au centre de 20 log( Kav aav ) 20 logoqav) Pulsation (rad/s) cav Phase (0) aav cav aav goo O rn tav aav Figure Al – Diaerammes orrecteur a avance de ‘ caniques de contact entre le sol et les roues TA, NA , TB et NB aux donn- es du probl& me.
Tournez la page S. V. P. Question 5 Exprimer les efforts normaux NA et NB en fonction de m, E, r, e, g et RC , a, V . Tous les autres param tres etant fix’ s, une augmentation de la vitesse V risque-t-elle de susciter un d’ collement de la roue int’ rieure ou de la roue ext’ rieure au virage ? Question 6 D’ duire de la question Pr’ c’ dente la condition de non renversement, ecrite sous la forme d’une in • quation, qui lie le rapport V 2 /RC aux param tres e, r, e, g et
