Sujet du bac 2018 de physique-Chimie (enseignement obligatoire) — Centres étrangers (Série S) (Série S)

18PYSCOG11 BACCALAURÉAT GÉNÉRAL Session 2018 PHYSIQUE-CHIMIE Série S Enseignement Obligatoire Durée de l’épreuve : 3h30 – Coefficient : 6 L’usage de tout modèle de calculatrice, avec ou sans mode examen, est autorisé. Ce sujet ne nécessite pas de feuille de papier millimétré. Ce sujet comporte 12 pages numérotées de à . Les feuilles d’annexes (pages et ) SONT À RENDRE AGRAFÉES À LA COPIE. 18PYSCOG11 EXERCICE I : VALORISATION DES DÉCHETS D’UN MÉTHANISEUR (7 points) La méthanisation est une technique mise en œuvre da ns des méthaniseurs où le processus naturel biologique de dégradation de la m atière organique en absence d'oxygène est accéléré et entretenu pour produire u n méthane utilisable (biogaz, dénommé biométhane après épuration). On cherche à a tteindre trois objectifs complémentaires : produire de l’énergie, réduire la charge polluante des déchets et des effluents et également, selon la nature du prod uit de départ, produire un digestat utilisable comme fertilisant ou amendement organique. 1. Maintien à température du digestat Une partie du méthane produit est utilisée pour cha uffer le méthaniseur lui-même. La température doit être maintenue à une valeur proche de 38° C de façon à optimiser la méthanisation. Le méthaniseur est assimilable à un cylindre en bét on armé, d’épaisseur e1 = 30 cm, d’un diamètre D = 10,0 m et d’une hauteur h = 5,0 m. Il est isolé par l’extérieur avec du polystyrène d’épaisseur e2 = 15 cm. Un bardage en bois d’épaisseur e3 = 2,0 cm protège le dispositif des intempéries. La poche de biogaz au sommet de l’ensemble est retenue par une membrane étanche, comme le montre le schéma ci-dessus. Données : - La résistance thermique Rth d’une paroi plane est donnée par la relation Rth = e λ S où e est l’épaisseur de la paroi (en m), S la surface d’échange en m² et λ la conductivité thermique de la paroi (en W.m -1.K -1). - La surface …