L’oral terminal du bac se prépare durant les années de première et terminale. Il commence par le choix du sujet. Celui-ci est essentiel car il doit être ni trop simple (le jury va considérer que vous la jouez facile) ni trop compliqué (la préparation sera difficile et vous obligera peut être, si vous tombez dans une impasse, à recommencer à zéro). Le sujet choisi est l’occasion également d’expliquer votre projet d’orientation. Les jurys seront vite lassés des sujets trop récurrents comme « les volcans », « les feux d’artifice » « les tsunamis » ou « les tornades ». De plus, il sera utile de vous rapprocher de vos centres d’intérêts et des domaines dans lesquels vous pourrez vous distinguer par vos connaissances.

#1 Mesurer l’altitude

PhysiqueChimieMathsNSIAutres
Modéliser, à partir d’une série de mesures, la variation de pression avec l’altitude.
Défi : construire un pressiomètre.
nonutiliser les fonctions mathématiques pour modéliserCréer un programme donnant l’altitude à partir d’une mesure de pressionHistoire des sciences
La pression est un élément de statique des fluides étudié en spécialité de première. Au travers de l’expérience de l’équilibre des liqueurs dont l’élaboration peut faire l’objet d’une description, il est possible de montrer qu’un pressiomètre régulièrement étalonné peut devenir un altimètre assez fiable. Une expérience peut être conduite de mesure de variation de pression lors de l’ascension d’un relief de quelques centaines de mètres de dénivelé avec un reportage photographique. Plus difficile : le pressiomètre peut-être construit avec un microcontrôleur .

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Enseignement supérieur : expérience de l’équilibre des liqueurs

Université B Pascal, Clemront-Ferrand

Réalisation de capteurs de pression avec Arduino

Académie d’Amiens

#2 La propulsion dans la haute atmosphère

PhysiqueChimieMathsHistoire GéopolitiqueAutres
Donner les dimensions de l’atmosphère, connaitre la trajectoire d’une fusée, donner des ordres de grandeur de poussée, étudier l’énergie mécanique d’une fuséeréaliser une combustion détonante (à faire avec un professeur), étudier les combustions utilisées dans les lanceurs, calculer des énergies de réactiontrès léger : calcul et proportionnalitéLa maîtrise de l’espace expression de la puissance d’une nationInsérer des éléments d’histoire de la conquête spatiale, impact environnemental, utilité sociale.
La combustion est une réaction chimique exothermique. Les véhicules terrestres utilisent comme comburant le dioxygène de l’air. Mais comment se propulser dans la haute atmosphère où il en manque voir dans le vide ? D’ailleurs que signifie le terme « propulsion » ? Calculs d’énergie, expérience de combustion détonante (à faire avec le professeur), expérience illustrant la propulsion, lien avec l’histoire, l’économie …

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Lanceurs

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Lanceurs Pourquoi la propulsion chimique

Futura science

#3 Gustave Eiffel : Sa contribution à l’aérodynamique

PhysiqueChimieMathsNSIAutres
En dynamique des fluides, exploiter la relation de Bernoulli,
Faire des expériences simples de mise en évidence de la portance et de la traîne.
Défi : réaliser des mesures sur une soufflerie sommaire.
nondécrire ce qu’est une polaire, dérivée et pente de la droite asymptote à une courbenonContextualiser à partie de l’oeuvre de Eiffel, situer dans l’histoire de France
Gustave Eiffel n’est pas dans la galerie de portrait des sciences fondamentales. Cet ingénieur et entrepreneur est entré dans l’investigation scientifique parce que cela était utile à l’existence de projets qui défiaient les limites de son temps. Au début du XXème siècle, le devenir de sa tour est une question qui divise, il cherche à lui trouver une utilité et c’est entre autre dans l’étude empirique de l’aérodynamique qu’il va trouver un sujet d’étude.

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Expérience en soufflerie avec un sèche cheveux

Site perso

L’aérodynamique : conceptualisation par des expériences simples

Wikiversité

#4 La mise en orbite des satellites

PhysiqueChimieMathsNSIAutres
Description des mouvements de satellites (Orbite de transfert, orbite géostationaire), description du champ de pesanteur et du processus de mise en orbite.
Newton, Kepler
nonEllipse, mouvement parabolique, cerclesimuler une trajectoire de satellite, sa vitesse et son altitude étant connuesLes industries et écoles françaises du domaine spatial
La France est un des pays ayant développé des savoir-faire dans le domaine du spatial et de nombreuses entreprises génèrent des emplois dans ce domaine. La mécanique de Newton et de Képler sont deux entrées possibles du programme de terminale dans cette thématique.

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Orbitographie

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#5 Mesure de finesse pour un aérodyne

PhysiqueChimieMathsNSIAutres
Bernoulli et la dynamique des fluides, application au domaine de l’aérodynamiquenonExploitation de la loi de Bernoulli, écritures littérales.
montrer à partir de la deuxième loi de Newton que la finesse, définie comme un rapport de vitesses, est aussi un rapport de portance par trainée.
nonOrientation : Ecoles et industries de l’aérodynamique
La finesse d’un aérodyne n’est pas explicitement au programme de terminale. Elle peut être présentée, à la suite d’un exposé sur la portance et la traînée (découlant de la loi de Bernoulli) dans le but de montrer son intérêt pour les filières de l’ingénierie aérodynamique. La mesure de finesse peut être réalisée en vidéomécanique sur un avion en papier

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Mesures et modélisation en vidéomécanique (En Anglais)

Utilisation du logiciel Tracker.

Les principes du vol

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#6 Mise en évidence de filets d’air s’écoulant autour d’un objet

PhysiqueChimieMathsNSIAutres
Bernoulli et la dynamique des fluides, application au domaine de l’aérodynamique.
Monter une expérience montrant l’écoulement d’un fluide à l’aide d’une soufflerie simplifiée
nonEtablir la relation de Bernoulli interpréter les observations en terme de vitesse d’écoulement.nonOrientation : Classes préparatoires aux grandes écoles.
La réalisation d’une soufflerie est un projet passionnant mais risqué car demandant à passer du temps. Se lancer sur ce sujet dans un établissement disposant déjà de matériel expérimental est à privilégier. Dans le cas contraire, attention au temps !

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Une soufflerie au lycée (Olympiades de physique)

Site perso

Vidéo : démonstration de la relation de Bernoulli

Khan Académy

#7 Réacteur d’avion : un moteur à force constante ?

PhysiqueChimieMathsNSIAutres
Notion de quantité de mouvement. principe d’action-réaction.
comparaison entre la poussée des réacteurs et la variation de la quantité de mouvement, la masse de l’appareil étant estimée
Combustion du KérozèneUtilisation d’une fonction linéaire modélisant la vitesse en fonction du tempsAutomatisation du traitement des données et des mesures
L’étude repose ici sur l’exploitation de mesures effectuées dans un A320 au décollage à partir d’un smartphone. La vidéo permet de construire un graphe v=f(t) montrant une augmentation linéaire de la vitesse.

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Vidéo à exploiter

Source Twitter (auteur inconnu). L’utilisation des appareils avec les fonctions wifi et Bluetooth activées est interdit en aviation commerciale. La captation des données GPS ne pose pas de problème.

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Les différentes versions et motorisation des A320

Wikipédia

#8 Bernoulli et la force de portance

PhysiqueAnglaisChimieChimie, Mathématiques, NSI Histoire
Loi de Bernouilli
Forces aérodynamiques
équation aux dimensions
compréhension d’un document scientifique
utilisation du lexique
nonnonEn 1944 à l’époque où les premiers bombardiers approchent la vitesse du son en piqué.
Le sujet de l’aérodynamique en vol sonique est abordé et notamment la possible présence de vide
L’étude repose ici sur l’exploitation de document vidéo en anglais.

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Distance de décollage

PhysiqueAnglaisChimieChimie, Mathématiques, Histoire
Masse volumique e de l’atmosphère, température, pression, rotation, forces aérodynamiquesnonnonprogrammer un calculateur de distance de décollagenon
Etude réalisable à partir du rapport d’enquête du BEA (BIA conseillé)

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La programmation de la longueur de roulage au décollage peut se faire à partir de données prises dans le manuel de vol d’un avion. Voir par exemple pour le Lionceau APM20 ici : Lien

D’autres idées …

Qui a inventé le voyage lunaire ?

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Radars primaire et secondaire quelle différence ?

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Radionavigation : principes de fonctionnement

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Principes physiques de l’aérostation

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Comment fabriquer une structure solide et légère

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Les climats sur Terre

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Phénomènes météo et échanges Terre-Atmosphère

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