CAPET informatique externe 2026, épreuve 1, option ingénierie informatiqueSujet

INFORMATION AUX CANDIDATS

• -Concours externe du CAPET de l'enseignement public :
  

  

• -Concours externe du CAFEP/CAPET de l'enseignement privé :
  

  

Définition de l'épreuve

Conseils aux candidats

• -de rédiger les réponses aux différentes parties sur des feuilles de copie séparées et clairement repérées ;
• -de numéroter chaque feuille de copie et indiquer le numéro de la question traitée ;
• -de rendre tous les documents réponses, même non complétés ;
• -d'utiliser exclusivement les notations indiquées dans le sujet lors de la rédaction des réponses ;
• -de justifier clairement les réponses ;
• -d'encadrer ou souligner les résultats ;
• -de présenter lisiblement les applications numériques, sans omettre les unités, après avoir explicité les expressions littérales des calculs ;
• -de formuler les hypothèses nécessaires à la résolution des problèmes posés si celles-ci ne sont pas indiquées dans le sujet.

Sommaire

Présentation du support

Système de supervision d'un microgrid

• -de 230 m^2 de panneaux voltaïques sur les toits de la société pour une puissance crête de 40 kW.
• -de 8 bornes de recharge de véhicules électriques gérées par un système de gestion de recharge EVLink LMS de chez Schneider.
• -de batteries de stockage d'une capacité totale de 40 kW.h, permettant de stocker l'énergie électrique lorsque la production photovoltaïque est excédentaire.

Figure 1 : Microgrid supervisé par Naiobox

Partie A (à traiter obligatoirement)

Mesure du taux de dihydrogène par capteur analogique

Figure A2 : Circuit d'adaptation de tension pour ESP32

Figure A3 : Circuit interne MQ8

Figure A4 : Tension CAN ESP32 en fonction de la concentration en H2

Figure A5 : Caractéristique CAN ESP32

Partie B (à traiter obligatoirement)

Mesure du taux de composants volatiles COVT

• -Message d'alerte si le taux de COVT est supérieur à 500 parties par milliard (ppb) ou si la croissance de ce taux est supérieure à 200 ppb par minute.
• -Ventilation si le taux de COVT est supérieur à 1000 ppb.

1. Le capteur est mis sous tension et la communication est initialisée. Le maître I2C envoie les commandes sgp30_get_feature_set (méthode begin), puis sgp30_iaq_init. Le capteur répond à chaque message.
2. Le maître I2C demande périodiquement des mesures et lit les données, selon la séquence suivante :

• a.Le maître I2C envoie une commande de mesure (sgp30_measure_iaq).
• b.Le capteur renvoie un message contenant les taux de concentration en CO2eq (en ppm) et de COVT (en ppb).
• c.Le maître I2C lit le résultat de la mesure.

Partie C (à traiter obligatoirement)

Analyse de la communication Naiobox - Onduleur de panneaux solaires

adminene@naiobox : ~

Fichier Edition Onglets Aide
adminene@naiobox : ~ $ ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group
default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
        valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host noprefixroute
        valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP
group default qlen 1000
    link/ether dc:a6:32:20:ed:de brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.8.1/28 brd 192.168.8.15 scope global noprefixroute eth0
        valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::481:d427:f7ea:395f/64 scope link noprefixroute
        valid_lft forever preferred_lft forever
adminene@naiobox : ~ $ ip route
default via 192.168.8.14 dev eth0 proto static metric 100
192.168.8.0/28 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.8.1 metric 100
adminene@naiobox :~ $

Partie D (Choix 1)

Conception des requêtes SQL

Objectif : Écrire une partie des requêtes SQL du système de gestion de bases de données.
La base de données est organisée suivant le schéma relationnel suivant :

• -La table Mesures contient l'identifiant unique de l'appareil dont provient la mesure, la date et l'heure de la mesure, la valeur mesurée ainsi que l'identifiant de la grandeur physique mesurée.
• -La table Appareils décrit chaque appareil du microgrid relié au réseau (onduleurs de panneaux solaires, onduleurs de batteries...) en spécifiant son index (ld_appareil) son nom, son numéro de série et un identifiant unique du lieu où se trouve l'équipement.
• -La table Lieux répertorie le lieu où peuvent être placés les équipements ainsi qu'un identifiant unique.
• -La table Grandeurs répertorie les grandeurs physiques qui peuvent être mesurées en indiquant un identifiant unique, le nom de la grandeur physique mesurée et son unité.

• -Le 1^(er) janvier 2025 à 11h00 s'écrit : '2025-01-01 11:00:00'
• -Le 14 juillet 2025 à 23h55 et 10 secondes s'écrit '2025-07-14 23:55:10'

Partie E (choix 2)

Paramétrage de Node-RED sur la Naiobox

On donne ci-dessous le format d'affichage des droits avec l'instruction demandée précédemment :

adminene@naiobox:~/ssl$ pud
home/adminene/ssl
adminene@naiobox:~/ssl$ instruction à déterminer
total 20
druxrwxr-x 2 adminene adminene 4096 oct. 3 13:02
druxr-x--- 5 adminene adminene 4096 oct. 3 12:57
-rw-rw-r-- 1 adminene adminene 1147 oct. 3 13:02 certificate.pem
-rw-rw-r-- 1 adminene adminene 1001 oct. 3 13:01 csr.pem
-rw------- 1 adminene adminene 1704 oct. 3 12:58 privatekey.pem

# Place your local configuration in /etc/mosquitto/conf.d/
# A full description of the configuration file is at
# /usr/share/doc/mosquitto/examples/mosquitto.conf.example
pid_file /run/mosquitto/mosquitto.pid
allow_anonymous true
password_file /etc/mosquitto/passwd
listener 1883
persistence true
persistence_location /var/lib/mosquitto/
log_dest file /var/log/mosquitto/mosquitto.log
include_dir /etc/mosquitto/conf.d

Question E10 Au vu de la figure E2 et du détail de trame MQTT, indiquer les failles dans la sécurité de la communication par MQTT.

DOCUMENT RÉPONSE DRB1 (Question B2)

Diagramme de séquence mesure COVT avec SGP 30

DOCUMENT RÉPONSE DRB2 (Questions B7 à B9)

Code de mesure du taux de COVT

Ligne Code C++
// Variables
uint16_t lastTvoc = 0; // dernière mesure de taux de COVT
unsigned long lastMeas = millis();
While (true) { //boucle de mesure
    unsigned long now = millis();
    if (now - lastMeas >= 10000) { //mesure toutes les 10 s
        lastMeas = now;
        if (sgp.IAQmeasure()) { // lancement de la mesure
            // stockage du taux actuel mesuré, dans la variable tauxTvoc
            // calcul du taux croissance par minute du taux de COVT
            ...........................................................................................
            .............................................................................................
            .........................................................................................
            //déclenchement de la ventilation et de l'alerte
            .........................................................................................
            .........................................................................................
            ..........................................................................................
            ..........................................................................................
            ...........................................................................................
            (-........................................................................................
        else
            {M5.Lcd.println("Erreur mesure !");}
}

Nom	Onduleur panneaux solaires	Naiobox
Rôle (client ou serveur) :
Adresse IPv4 :
Masque de sous-réseau :
Passerelle :
Port :

DOCUMENT RÉPONSE DRC3 (Question C11)

DOCUMENT RÉPONSE DRE1 (Questions E5)

Fichier de configuration Node-RED settings.js

/****************************************************************************
*Security
* - adminAuth
* - https
* - httpsRefreshInterval
* - requireHttps
* - httpNodeAuth
* - httpStaticAuth
**************************************************************************/
/** To password protect the Node-RED editor and admin API, the following
* property can be used. See https://nodered.org/docs/security.html for details.*/
adminAuth: {
    type: "credentials",
    users: [{
        username: "admin",
password:"$2a$08$zZWtXTja0fB1pzD4sHCMyOCMYz2Z6dNbM6tI8sJogENOMcxWV9DN.",
        permissions: "*"
    }]
},
    /** The following property can be used to enable HTTPS
    * This property can be either an object, containing both a (private) key
    * and a (public) certificate, or a function that returns such an object.
    * See http://nodejs.org/api/https.html#https_https_createserver_options_requestlistener
    * for details of its contents. */
    /** Option 1: static object */
https: {
    key: require("fs").readFileSync(_____.................................................), // à compléter
    cert: require("fs").readFileSync(_..................................................) // à compléter
    },
    /** If the ˋhttpsˋ setting is a function, the following setting can be used
    * to set how often, in hours, the function will be called. That can be used
    * to refresh any certificates. */
    httpsRefreshInterval : 12,
    /** The following property can be used to cause insecure HTTP connections to
    * be redirected to HTTPS. */
    requireHttps: true,

DOCUMENT RÉPONSE DRE2 (Questions E7 et E9)

DOCUMENT TECHNIQUE DTB1 (questions B5 à B7)

Structure de la classe SGP30

1
1

I2CDevice
-Wire : TwoWire *
    opérations
+w rite( *buffer : const uint8_t, len : sizet, stop : bool=true, *prefix_buffer : const uint8_t=nullptr, prefixlen : sizet=0 ) : bool
+read( *buffer : uint8t, len : size_t, stop : bool=true ) : bool
+begin( addrdetect : bool=true ) : bool

1
1
TwoWire
    opérations
+begin()
+beginTransmission( uint8_t address)
+av ailable()
+requestFrom( adress : uint16_t, len : size_t ) : size_t
+w rite( data : uint16_t) : size_t
+endTransmission()
+read() : uint16_t

DOCUMENT TECHNIQUE DTC4

Inverter Model MODBUS Register Mappings

• -acc32 is a uint32 accumulator that should always increase. Its value is in the range of 0...4294967295.
• -Scale Factors. As an alternative to floating point format, values are represented by Integer values with a signed scale factor applied. The scale factor explicitly shifts the decimal point to left (negative value) or to the right (positive value).

• -For "Value" = 2071 and "Value_SF" = -2 Value = 2071 * 10 ^-2 = 20.71
• -For "Value" = 2071 and "Value_SF" = 2 Value = 2071^∗ 10^∧2 = 20710

DOCUMENT TECHNIQUE DTE1 (question E7)

Protocole MQTT

Fonctionnement

Un client va publier des données sur un sujet (topic) et envoyer ces données au broker (serveur). Le broker, va renvoyer ces données aux clients abonnés (subscribers) ayant préalablement fait la demande d'abonnement pour ce sujet (topic) au broker .

Qualité de Service

• -Qos 0 ( Au plus une fois) : Le message est envoyé une seule fois sans confirmation. Pas de garantie.
• -QoS 1 ( Au moins une fois) : Le message est ré-envoyé jusqu'à accusé de réception. Risque de doublons.
• -QoS 2 (Exactement une fois) : Le message est livré une seule fois et garanti sans doublon grâce à un échange en quatre étapes. Plus coûteux en temps.

DTE2 (Question E8 à E10)

> Frame 39: 104 bytes on wire (832 bits), 104 bytes captured (832 bits)
> Ethernet II, Src: Espressif_69:d6:a8 (a0:dd:6c:69:d6:a8), Dst: RaspberryPiT_93:95:da (d8:3a:dd:93:95:da)
> Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.8.12, Dst: 192.168.8.1
> Transmission Control Protocol, Src Port: 62629, Dst Port: 1883, Seq: 551, Ack: 7, Len: 50
V MQ Telemetry Transport Protocol, Publish Message
    > [Expert Info (Note/Protocol): Unknown version (missing the CONNECT packet?)]
    > Header Flags: 0x30, Message Type: Publish Message, QoS Level: At most once delivery (Fire and Forget)
    Msg Len: 48
    Topic Length: 21
    Topic: localBatt/temperature
    Message: 32342e36307c323032352d31302d30342031363a31353a3433