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Brevet
Spécifique
3e
Sciences
Dispositifs technologiques utilisés dans une serre
.icon_sujet_inedit.png Dans une serre, de nombreux dispositifs technologiques assurent la gestion des conditions de développement des plants de tomate.

Sujet 20Dispositifs technologiques utilisés dans une serre30 min

Sujet inédit

Technologie

La structure et le fonctionnement des objets et systèmes techniques

Exercice

25 pts

Il est possible de consommer des tomates cultivées en France toute l’année, alors que ces fruits exigent normalement des conditions réunies seulement en été. Pour cela, la culture de ces tomates est réalisée dans des serres chauffées automatisées. Dans ce sujet, on se propose d’étudier les conditions optimales de développement des tomates et les dispositifs technologiques mis en œuvre pour les assurer.

Dans une serre, de nombreux dispositifs technologiques assurent la gestion des conditions de développement des plants de tomate. Dans cette partie, nous nous concentrons uniquement sur la gestion du taux de dioxyde de carbone (CO2) par un système automatisé. Ce système mesure le taux de CO2 et actionne un générateur de CO2 en fonction des paramètres choisis par l’utilisateur du système.

Doc. 1Éléments du système automatisé

Automate
programmable

L’automate programmable traite les tensions transmises par la sonde
de CO2 et commande le relais actionnant le générateur de CO2.

img1

Sonde de CO2

La sonde acquiert le taux de CO2 dans la serre et le transmet sous forme
analogique (tension électrique) à la carte programmable. (Sortie : 1 V pour 1 % de CO2)

img2

Générateur
de CO
2

Le générateur de CO2 fabrique de façon artificielle du CO2. Il est commandé
par un relais relié à une sortie de l’automate programmable.

img3

Doc. 2Plan de câblage du système automatisé

img4

1 Préciser pour chaque élément du document 1 s’il s’agit d’un capteur, d’un actionneur ou d’une interface. Compléter ensuite la chaîne d’information ci-dessous :

img5

2 En fonction des informations sur les éléments du système, réaliser sur le document 2 le câblage de la sonde de CO2 et du relais de commande à l’automate programmable (utiliser la première entrée ou sortie disponible).

3 L’algorigramme enregistré dans l’automate programmable pour la gestion du taux de CO2 est présenté ci-après. D’après cet algorigramme, que se passe-t-il lorsque le taux de CO2 est inférieur à 0,05 % ? Quel est le seuil de CO2 qui commande l’extinction du générateur ?

À partir de la présentation des éléments du système, calculer les tensions en sortie du capteur de CO2 pour 0,15 % de CO2, puis 0,05 % de CO2.

Doc. 3Algorigramme

img6

4 Le taux de CO2 a été mesuré pendant 12 heures dans une serre équipée du système automatisé. Les résultats se trouvent dans le document 4.

Compléter les 4 pointillés sur le graphique en indiquant si le générateur est allumé ou éteint.

Valider ensuite le bon fonctionnement du système par un texte de quelques lignes.

Doc. 4Taux de CO2 dans une serre

img7

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