Un sujet de technologie sur un robot d'exploration volcanique

La partie technologie du brevet 2020 Asie présente le Robovolc, un robot mobile financé par la Communauté européenne pour explorer les volcans : s'approcher d'un cratère actif, collecter des échantillons de roches et de gaz, surveiller l'activité du cratère. Elle compte 25 points et se traite en 30 minutes, avec une annexe à compléter et à rendre avec la copie.

Les questions clés

La question 1 (5 points) fait compléter la chaîne d'information du robot : acquérir avec le système GPS et la caméra mobile, traiter avec la carte de commande, communiquer avec les antennes de communication. La question 2 demande de justifier la liaison non filaire : un câble limiterait la distance et les déplacements du robot, et pourrait être abîmé sur le terrain d'un volcan.

La question 3 (8 points), la plus lourde, porte sur la programmation. À partir de l'algorigramme de la figure 4, il faut compléter un programme par blocs avec trois « si » emboîtés : l'alarme ne se déclenche que si le sismomètre, l'inclinomètre et la sonde de surveillance géochimique sont tous activés. La question 4 compare le robot au réseau de capteurs fixes : il se déplace, prélève des échantillons et transmet des images là où il serait trop dangereux d'envoyer une personne.

Les questions 5 et 6 traitent du cahier des charges : 650 W·h à fournir avec une batterie de 3 litres et de 3 kg au plus. Une batterie Ni-MH occuperait 3,25 litres et pèserait environ 7,2 kg : elle ne convient pas. Le graphe de la figure 5 conduit alors à la technologie Li metal, seule zone qui dépasse 217 W·h/kg.

Les pièges à éviter

À la question 1, les roues, le bras ou la pince ne font pas partie de la chaîne d'information : ils agissent sur la matière. À la question 2, répondre seulement que la liaison se fait sans fil ne justifie rien. À la question 3, l'ordre des capteurs doit suivre l'algorigramme et le bloc « Déclencher Alarme » se place sous le dernier « si ». À la question 6, les zones Li ion et PLiON restent sous 217 W·h/kg : avec elles, la batterie pèserait plus de 3 kg.

Nos conseils

Lis les flèches de l'annexe pour savoir ce qui entre et ce qui sort de chaque fonction. Pour un calcul de dimensionnement, laisse parler les unités : des W·h divisés par des W·h/l donnent des litres, des W·h divisés par des W·h/kg donnent des kilogrammes. Pour lire un graphe, trace un trait depuis chaque axe. Le corrigé détaillé donne l'annexe complétée et la réponse attendue pour chaque question.