CAPET informatique troisième concours 2026, épreuve écrite, option ingénierie informatiqueSujet

CAPET
CONCOURS EXTERNE ET CAFEP CORRESPONDANT ET TROISIEME CONCOURS

INFORMATION AUX CANDIDATS

• -Troisième concours externe du CAPET de l'enseignement public :
  

  

• -Troisième concours externe du 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

Système de supervision de microgrid

Contexte général

Figure 1 : L'architecture d'un microgrid (Source : CRE)

Afin de contrôler les flux de puissances et s'assurer du bon fonctionnement des installations, la société Naiobee a mis en place un système de supervision du microgrid, articulé autour d'un composant central : la Naiobox.

Analyse structurelle et fonctionnelle du microgrid

• -de 230 m^2 de panneaux voltaïques sur les toits de la société pour une puissance

• -de 8 bornes de recharge de véhicules électriques gérées par un système de gestion

• -de batteries de stockage d'une capacité de 40 kW ⋅ h, permettant de stocker l'énergie

• -une application SCADA (système de contrôle et d'acquisition de données) ;
• -un programme de gestion centrale Node-RED (outil de développement low code) ;
• -une base de données.

Figure A1 : Architecture simplifiée du Microgrid étudié

Description des protocoles de communication utilisés

Partie B

Mesure du taux de dihydrogène par capteur analogique

Figure B2 : Circuit d'adaptation de tension pour ESP32

Figure B3 : Tension CAN ESP32 en fonction de la concentration en H2

Figure B4 : Caractéristique CAN ESP32

Partie C

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.

Partie D

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 E

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 F

Paramétrage de Node-RED sur la Naiobox

adminene@naiobox:~/ssl$ pud
′home/adminene/ssl
adminene@naiobox:~/ssl$ instruction à déterminer
total 20
druxruxr-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 F9 Au vu de la figure F2 et du détail de trame MQTT, conclure sur les éventuelles failles dans la sécurité de la communication par MQTT.

Diagramme de cas d'utilisation du système de supervision

Diagramme de déploiement du système de supervision

DOCUMENT RÉPONSE DRC1 (Question C2)

Diagramme de séquence mesure COVT avec SGP 30

DOCUMENT RÉPONSE DRC2 (Questions C5 à C7)

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
            if
                {alerteCOVT();}
            if
                { triggerVentilation();}
            .........................................................................................
            (-........................................................................................
        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 DRD2 (Question D4)

DOCUMENT RÉPONSE DRD3 (Question D10)

DOCUMENT RÉPONSE DRF1 (Questions F5 et F6)

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 DRF2 (Questions F7 et F8)

DOCUMENT TECHNIQUE DTA1 (questions A3, C1 et C2)

Documentation partielle capteur SGP30

• -Multi-pixel gas sensor for indoor air quality applications
• -Outstanding long-term stability
• -I2C interface with TVOC and CO2eq output signals
• -Very small 6-pin DFN package: 2.45 × 2.45 × 0.9 mm^3
• -Low power consumption: 48 mA at 1.8V

Air Quality Signals

1. The sensor is powered up, communication is initialized. The I2C master sends the commands sgp30_get_feature_set (begin method) and then sgp30_iaq_init.
2. The I2C master periodically requests measurement and reads data, in the following sequence:

• a.I2C master sends a measurement command (sgp30_measure_iaq).
• b.The sensor sends back a message containing the CO2eq concentration rates (in ppm) and TVOC (in ppb).
• c.I2C master reads out the measurement result.

Command codes

Documentation capteur MQ8

MQ－8 Hydrogen Gas Sensor

Fig2．MQ－8 Test Circuit

Fig3.Typical Sensitivity Curve

Relevés de puissance sur le site

DOCUMENT TECHNIQUE DTA4 (question A6)

Caractéristiques tarification électrique

• a)Tarif de vente d'électricité aux entreprises

• a)Tarif de rachat

DOCUMENT TECHNIQUE DTC1 (questions C4 à C5)

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 DTD4

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 DTF1 (questions F3 et F4)

Droits des fichiers sous Linux

Voici le format de sortie de l'instruction ls avec l'option permettant d'afficher les droits sur les fichiers (exemple pour un fichier) :

• - 1^(er) caractère : type de fichier :
  • -: fichier régulier
  • d: dossier
• -Caractères 2 à 4 : droits du propriétaire :
  • r: lecture , w : écriture , x : exécution
• -Caractères 5 à 7 : droit du groupe
• -Caractères 8 à 10 : droit des autres utilisateurs

DOCUMENT TECHNIQUE DTF2 (question F7)

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.

DTF3 (Questions F8 et F9)

> 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