DNB 2018Amérique du SudCorrigé complet

Sous-marin : signaux lumineux, sonores et radio

Durée conseillée : 30 min25 points sur 50 à l'épreuve de Sciences5 questions

Notions BO couvertes

T4.1·Lumière (propagation, vitesse, année-lumière)T4.2·Son (propagation, vitesse, fréquence)T4.3·Distance par retard/écho

PDF du sujet officiel

Comment les sous-marins communiquent-ils, à la fois à bord (alternance jour/nuit, alarme incendie) et avec l'extérieur (bouée antenne, sonar de relevé bathymétrique) ? Ce sujet explore les différents types de signaux mis en jeu.

1.Communication à bord et vers l'extérieur

À bord : des lampes (blanches le jour, rouges la nuit) régulent l'horloge biologique de l'équipage. Une sirène retentit en cas d'incendie.

Vers l'extérieur : une bouée antenne reliée au sous-marin par câble électrique émet et reçoit des signaux radio. Un sonar émet un signal sonore de plusieurs centaines de kHz pour repérer obstacles et reliefs.

Schéma du sous-marin avec sa bouée antenne en surface communiquant avec un satellite et un bateau par signaux radio, et utilisant un sonar — Document 1, Moyens de communication d'un sous-marin (échelles non respectées).

Échelle des fréquences sonores : infrasons, sons graves, médium, aigus, ultrasons — Document 2, Échelle des fréquences sonores.

Question 1

2 pts

T4.1T4.2

Indiquer la nature des deux types de signaux utilisés pour la communication à bord d'un sous-marin et cités dans le texte d'introduction.

Question 2

3 pts

T4.1T4.2

Préciser l'information transmise par chacun de ces signaux.

Question 3

3 pts

T4.1T4.3

Parmi les propositions suivantes, identifier celles qui sont exactes (indiquer uniquement les lettres correspondantes sur la copie).

A. Sous-marin ↔ bouée par signal radio.
B. Sous-marin ↔ bouée par signal électrique.
C. Bouée ↔ satellite par signal sonore.
D. Bouée ↔ satellite par signal radio.
E. Bateau ↔ sous-marin par signal électrique.

Question 4

3 pts

T4.2

Le sonar du sous-marin émet-il des sons audibles ? Justifier la réponse.

2.Cartographier le fond océanique avec le sonar

Un sous-marin se trouve à 300 m sous la surface. Il utilise le sonar pour mesurer la distance qui le sépare du fond océanique. L'écran de visualisation montre le signal émis (haut) et le signal réfléchi reçu (bas).

Écran quadrillé portant deux tracés superposés sur un même axe des temps. En haut, le signal émis : une impulsion triangulaire. En bas, le signal reçu : la même impulsion, décalée vers la droite. Une double flèche légendée « 0,1 s » indique la valeur d'un carreau. — Document 3, Écran de visualisation des signaux émis et reçus.

Donnée

Vitesse du son dans l'eau de mer : v = 1500 m/s.

Question 5

14 pts

T4.3

Un sous-marin en expédition pour cartographier les fonds marins se trouve à 300 m sous la surface de l'océan. En exploitant le document 3, calculer la profondeur du fond océanique.

Méthodologie

Chaque corrigé suit une méthodologie de rédaction rigoureuse, avec formule littérale annoncée, étapes de calcul détaillées et phrase de conclusion explicite. Idéal pour s'entraîner à rédiger comme attendu au DNB.