BTS DESIGN DE MODE

BTS DESIGN DE MODE

SCIENCES PHYSIQUES - ^{U. 3}

SESSION 2015

Durée : 1 heure 30 Coefficient : 2

Matérlel autorlsé :

-

^{toutes ies} calculatrices de poche y compris les calculatrices pragrammables, alphanum6riques

ou _{à 6cran}

graphique

sous réserve

que leur

fonctionnement soit

autonome et qu'il ne soit

pas

fait usage d'imprimante (Circulaire no99-1 86, 1 61 1 111999).

Tout autre matbrlel est interdit.

urnent

A

rendre

avec

la

c o ~ l e

:

-

annexe

... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . . . .. . .. .. . . . . . . .. .. .. . . . . . . . .. . .. . .. .. . . . . -. . . . . ^{..page W6}

üès que

le sujet VOUS est remls, assurez-vous qu'il est complet.

Le

sujet

comporte

6

pages, numérotées

de 116 a 6/6.

BTS DESIGN DE MODE

1

Sessbn 291 6

_

^{Scleinces physiques}

-

^{U. 3}

^I

^{Code : DME3SC IFage:lM}

Boucle de sac

a

dos réalisée avec une imprimante

3 0

Une

entreprise

souhaite rgaliser un nouveau prototype de sac dos. Pour le sac, elle a créé dit'lérentes formes de boucles avec un logiclel 30.

Les

boucles vont &tre réalisées avec une irnpririmanfe 3D de technologie FDM (Fuse Deposition Modelingl rndelant l'objet par déposition de matiére

en

fusion couche par couche de 100 Pm.

Les

_mafieres premières sont des bobines de fil poîymére

en

P U (Acide Poiry Lactique) ou

en

ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène).

Bobine de fil en PLA

Les trals exercices sont indbpendants.

Exercice

1

- Étude des matériaux pour les boucles du sac à dos (8,5 points)

On donne les formules semi-développées des molkcvles qui permevent de fabriquer Ses fils en PLA et en ABS :

HO

-

^CH- Molécu/e no 1

Mol6cule ufilisge pour obtenir du P U

CH3 O

-

_CH,

-

_-CH

- -

CH, -CH CH, -CH

-

^CH

-

^CH?

CN

h

^{Molécule n"4}

Mo/kule n02 Mol~cules utilisées pour obtenir de l'A BS

Molécule n03

1. En observant les formules semi-développées des molliscules ^2, 3 et 4, citer une caractéristique commune aux molécules 2, 3 et 4 qui permet une polyrnbrisation et

en

déduire le type de polymérisation r&alis&e avec ces moiéc~les.

2. tcrire et nommer les groupes fonctionnels présents sur

la

rnol8cule n o l et en deduire le type de polyrn6risation permettant d'obtenir le PLA. Justifier.

BTS DESIGN DE MODE

1

Sesslon M i 5

Scfences phy$lwes - U. 3

1

^{Code : DMEJSC}

1

^{Page - : 216}

3. Le PLA a pour formule serni-développbe :

O ⁿ

Nommer la famille

A

laquelle appartient le PLA. Justifier en donnant la formule développée du groupe fonctionnel présent dans le potymére.

4. ccrire l'équation de polymérisation de la rnol.iscule n"1 permettant d'obtenir le PLA.

5. Sachant que la masse molaire moyenne du PLA vaut MpVl = 62 kg.morl, calculer le degrb de polym&risation moyen n du polyrnére.

Donnks : masses molaires atomiques : Ml#) = 1 g.

mot'

; M(C) = 12 g. mor

'

^{; M(O) = 16 g.}

m o ~ ' .

6. Le tableau suivant fournit des informations techniques comparatives concernant le PLA et I'ABS :

-

^{T, :} température de fransltion vitreuse.

-

^{T, :} tem&rature de fusion.

PL A ABÇ

6.1. Indiquer si le PLA et I'ABS. sont des themioplastiques ou des thermodurcissab~es en justifiant.

6.2. Justifier alors l'utilisation possible de ces matériaux dans une imprimante 30.

Matlére prerniere

6,3.

Les

objets imprimés en 3D avec le PLA ou l'A8S sont-ils recyclables ou non recyclables ? Expliquer simplement.

6.4. Préciser, en justifiant, si le

P U

et I'ABS sont ^{issus de} matihres renouvelables, 7,

6.5. Choisir entre le PLA et I'ABS le matériau le plus adapté pour réaliser des boucles de sacs il dos. Expliquer votre choix en vous aidant du tableau ci-dessus.

BTS DESIGN DE MODE

1

Session 201 5

Sciences physiques - U. 3

1

Code : DME3SC

1

^{Page :} 316 T+

Betterave sucrihe transformée Dérives du pétrole

170 OC

230

"C

55 105

*C

Solublllt6 Hydrosoluble

Dans ,.ac810ne

Résistance & Résistance aux chocs t hermlques Faible

Bonne

Bonne Faible

Exercice 2 - ^Mesure de la couleur des boucles de sac a dos (5,5 points)

Un fournisseur de fil en PLA ou AB5 pour imprimante 3D propose différents coloris pour rhaliser les boucles de sac

A

dos. Plusieurs boucles ont été imprimbes en différents coloris. A l'aide d'un spectrophotacoloflmètre, on mesure la couleur des boucles colorées. Cet appareil utilise l'illuminant D65 de température de couleur 6504 K. Les coordonnees chromatiques des couleurs des trois boucles colorées sont donnlées dans le tableau cidessous :

1. Qu'est-ce qu'un illuminant ?

2. Placer sur Be diagramme de chromaticité en annexe (page 616,

A

rendre avec la copie), les points 065, J, K, L correspondant respectivement aux buc!es 1, 2 et 3.

3. Donner la teinte de chacune des boucles.

4. Pour la boucle nOl (point J), donner la valeur de 'Fa longueur d'onde dominante ;ild.

5. Pour la boucle nb1 (point J), calcules son facteur de pureté p.

6. Donner la relation générale reliant les mrdonnées chromatiques x, y, z d'une couleur.

7. Le fournisseur de fil color4 donne les rktérences Panton& ainsi que leurs coordonnées CMJN dans le tableau ci-dessous.

Déterminer, pour chaque boucle colorbe 1, 2 et 3, la référence Panton& qui lui correspond en expliquant.

8. On souhaite diminuer la saturation d'un coloris lors de la préparation du fil plastique.

Proposer une solution.

Références Pa n t o n d

r

219 C 2756 C

179 C

BTS DESIGN DE MODE Sesslon 2015

Sciences physiques - U. 3

1

^{Code : DMESSC}

1

Page : 416

C 9 % 100 %

8 %

M 91 DJo 98 % 97 %

J 0 % 6 % 100 %

N 0%

2%

1 %

Exercice 3 - Choix du textile pour le sac a dos (6 points)

Le sac

A

dos est destin6

a

^la randonnée en montagne. Les randonnées peuvent 4tre de quelques heures à plusieurs

jours.

Une entreprise de tissage propose différentes références de textiles dont les informations techniques sont données dans le tableau ci-dessous.

Textlle Toile en T w a r o M

+

4 1 g,m2

n04 enduction T d l o d 1420 N 5 12500 cycles 350 mbar

- Test

A

la lumikre effectué avec un x&notesf, Bchelle des bleus de 1 4 8.

- Test d'abrasion : le textile est froti& sur une laine abrasive et on mesure le nombre de cycles au bout duquel un fil se rompt.

-

^Test d'étanchéité réalis& avec une t&te hydrostatique envoyant de l'eau sous pression svr le textile.

Un textile est étanche s'il supporre au moins une pression de O, 13 bar d'aprhs la norme.

Le fabricant souhaite proposer un sac & dos de randonnée en montagne &anche, léger et résistant.

1 . Pour chaque caractéristique prbsentée dans le tableau précédent, sélectionner le textile le plus perliormant.

2. Conclure en indiquant le textile qui vous semble offrir le meilleur compromis. Argumenter prbcisément.

Pour l'entretien du sac à dos, il est recommandé de ne pas

le

laver en machine, mais, de préférer un lavage

A

la main en eau tiède et avec du savon afin de

conserver

le plus longtemps possible son.

imperméabilité.

3. Recopier le schéma de la mol6cule de savon ci-dessous et indiquer les parties hydrophile et hydrophobe.

4. Indiquer laquelle de ces parties s'insére dans une tache grasse el permet de la décoller.

Quel autre nom peut-on donner C1 cette partie ?

5. Apn&s plusieurs années d'utilisation du sac, la surface du textile perd sa propriété de déperlance.

Expliquer le terme ^{d d} déperlance ^w et indiquer quel textile est déperlant d'apréç

les

schémas ci-dessous.

d o u t t e d'eau

7

^{Textile A}

Goutte d'eau

n

L J

, .

7 ^{Textile 0}

BTS DESIGN DE MODE Session 201 5

Sciences physiques

-

U. 3 Code : DMESSC

1

Page -- : 516

ANNEXE

(A COMPLÉTER ET À RENDRE AVEC LA COPIE)

BTS 'DESIGN DE MODE

1

Session Ml 5

Sciences physiques --

-

^{U. 3}

¹

^{Code : DME3SC LPage : 616}