Programme STI2D 2021+

Il s'agit de montrer des convergences de problématiques, de modalités d'analyse et de solutions constructives, pour étudier et concevoir des ouvrages en réseaux : routiers, informatiques, d'énergie, d'adduction de fluides, d'assainissement, etc.

Analyse comparée des problématiques rencontrées (gestion de flux, encombrements, redondance de sécurité, etc.) et des solutions y répondant (structure des réseaux, équipements de gestion, etc.).

Il s'agit de différencier les différents réseaux secs et humides et leurs caractéristiques principales (adduction d'eau potable, assainissement, fibre, etc.).

Insister sur le maillage et l'importance et les nœuds de connexion, afin d'assurer la continuité du service.

Physique-chimie :

• énergie électrique

• énergie mécanique

Il s'agit de découvrir l'intérêt du maillage et de la distribution de l'énergie sur le territoire afin d'obtenir un mix énergétique approprié.

Il est important ici d'insister sur l'adaptation de la production à la demande.

Physique-chimie :

• énergie électrique

Il s'agit de bien expliquer la différence entre réseaux électriques alternatifs et continus avec des exemples de distribution vers le domestique, l'industriel, l'urbain (tramways, véhicules électriques autonomes), etc.

Exemples : réseaux de chaleur (écoquartier), réseaux d'air comprimé, ventilation, distribution d'eau chaude ou d'eau glacée, etc.

Physique-chimie :

• énergie électrique

• énergie mécanique

Il s'agit de porter la réflexion sur les moyens de mettre à profit l'énergie présente dans l'environnement local à des fins d'auto- alimentation de sources d'énergie pour des réseaux de capteurs, l'internet des objets, etc.

Les nouvelles stratégies de gestion des réseaux d'énergie sont abordées au travers de cas d'étude (réseaux « intelligents ») aussi bien dans une voiture hybride qu'à l'échelle d'un bâtiment, d'un quartier ou bien d'une ville entière, etc.

La performance environnementale est abordée au travers d'une analyse fine de l'usage et d'une meilleure relation avec l'action des usagers (transformation des comportements) afin d'optimiser la consommation énergétique (hybridation, récupération d'énergie, etc.) grâce à la généralisation du numérique et des objets connectés.

Il s'agit d'appliquer des démarches utilisées (principes, ratios) en architecture ou en ingénierie afin d'établir un avant-projet partiel et de le pré-dimensionner.

Il s'agit de proposer une structure porteuse (porteurs verticaux, horizontaux, fondations, charpentes) adapté au projet.

Il s'agit d'aborder l'enveloppe d'une construction comme objet multi-contraint (esthétique, étanchéité, mécanique, confort, sécurité et communication, etc.).

Il s'agit de vérifier que les solutions choisies sont conformes aux exigences (besoin, réglementations, etc.) dans différents domaines (thermique, acoustique, éclairement, domotique, etc.).

Physique-chimie :

• les ondes sonores

Principe de l'analyse des apports et dépenses énergétiques dans une construction.

Identification des principaux apports et dépenses énergétiques.

Bilan énergétique sur une construction complète à l'aide d'un logiciel de simulation numérique.

Physique-chimie :

• organisation de la matière, propriétés des matériaux

• énergie interne

À partir d'études de cas reposant sur l'étiquetage énergétique des produits, il s'agit de mettre en perspective les performances énergétiques d'un équipement en lien avec les changements d'habitude du consommateur.

Physique-chimie :

• organisation de la matière, propriétés des matériaux

• énergie interne

Il s'agit par une approche systémique et globale de gestion de l'énergie de travailler sur le pilotage automatisé du bâtiment en fonction de leurs usages.

Cette partie doit porter réflexion sur la pertinence de la récupération d'énergie tant sur le cycle de vie du produit amélioré que sur le retour sur investissement.

Il s'agit de travailler, par extraction depuis un assemblage, sur la création de maquettes volumiques respectant les contraintes fonctionnelles (dimensionnelles et géométriques).

Les maquettes numériques peuvent éventuellement être extraites de scan 3D. Les éventuelles mises en plan ne servent qu'à faire apparaître la cotation et les dimensions pertinentes par rapport aux fonctions assurées par la pièce ou le sous-ensemble.

Il s'agit de travailler sur des maquettes numériques volumiques existantes, de porter les modifications attendues par la prise en compte de contraintes fonctionnelles (dimensionnelles et géométriques et d'aborder par ce biais les notions de jeu de fonctionnement et de conditions géométriques).

L'identification des surfaces fonctionnelles et des contraintes géométriques est facilitée par la conception sous assemblage.

Les études de cas sont traitées en lien avec l'expérimentation des procédés, en utilisant les outils de simulation directement accessibles dans le modeleur volumique et adaptés à la découverte et à l'initiation.

Lister les entrées et les sorties du système en fonction de leur nature (analogique, logique, numérique).

Identifier, pour les bibliothèques logicielles utilisées, les méthodes utiles ainsi que les propriétés de celles-ci.

Le choix des diagrammes retenus pour décrire le système est motivé par l'intention de communiquer à l'écrit comme à l'oral.

Mathématiques :

• algorithmique et programmation

Les langages Python et C++ sont à utiliser.

Pour l'écriture de pages web on utilisera HTML/CSS et PHP.

Débogage (pas à pas, point d'arrêt, etc.).

Intégration et fusion de différents programmes en un programme unique.