ARTheque - STEF - ENS Cachan | La technologie dans la voie scientifique

La

technologie dans la voie scientifique

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-La

technologie

PanuJ les définltions de la technologie. celle de "science de l'artificiel" présente l'avantage de la situer par rapport aux sciences de la nature, comme prodlrlt de l'activité hwnalne :science de la conception el de la construction des créations de l'honune pour lw-mëme, la technologie est donc au cœur de son histoire. de son pouvoir el de son devenir.

S'erulchlssant des autres Sdences. Sdenœs de la nature, maiS aUSSI sciences humaines et sciences économiques, dont elle exploite les savoiis el les méthodes. la technologie s'en distingue par sa flnallté : concevoir et créer de nouveaux objets et systèmes artlfidels au serviCe de l'homme el de son environnement.

Spécificités de la technologie

La technologie peut ~tre caractêrtsée à partir de plusieurs dimensions : Sa dimension systénûque. c'esl-à.dJre l'obllgation d'appréhender les systèmes techniques dans leur globalité en y lntégr.mt de mlrltiples classes de données (ou

cont.rolntes) : •

Sa dimension relative et temporelle :

rclattve, par la dépendance de la solution au contexte Impliquant pour chaque projet une optimisation multicriti'.res et induiSant une trés grande dtverslté de solutions :

tcinporelle. par son histoire, dans la continUité el la dépendance des progrès sdentifiques et sociaUX. cnroctélisée par l'émergence progressive de nouvelles solutions et l'obsolescence. parfoiS la diSparttion pure et stmple de familles de solutions, et par son ~ c'est-à-dire sa forte relation à la vie courante.

Sa dimension créative. par la prise en compte permanente de nouvelles fonctions, de nouvelles formes, de nouveaux procédés de réalisation, de nouveaux matériaux, de nouveaux condlUonnement.s •...

Contenus de la technologie

La fomlation technologique pem1et l'acqulsltion de connalssanccs et de savoir-faire, mals aussi de "savoir-être" dont le caractère essentiel pour la réussite personnelle est aujourn:lml reconnu.

Le!i connaissances sont de trois natw:es : des modèles et des savoirs, de type scientifique et technologique, mals aussi des connalssances de type méthodologique (ou procédurales) :

ies

modèles scientifiques (mécanlque, électricité, automatique) permettent l'analyse el la synthèse de solutions leclmologiques réelles et constituent la formation de base indispensable pour pem1eltre les évolutions et adaptations lrltérieures :

les modéles technologiques (construction mécanique, construction électrique, automatismes Industriels) sont fortement liés à la finalité de la formation. lis développent les cadres structurants de la formation actuelle et future (concepts de fonction, de qualité, de valeur ... ), s'appuient sur des supports techniques actucls, afin de favoriser Je repérage par les élèves des solutions compêUtivcs. ct mettent l'accent sur le~c:; critères et les contraintes, déterminants de l'èvolution :

les méthodes ct les outils sont retenus pour leur pertinence tant sur le plan pédagogique (efficacité. accessibilité) que sur Je plan industriel [uUllsation).

Les savoir-faire conœmcnt essentiellement les apprentissages de base à la démarche technologique, auxoutllsdc schêmaUsationetdereprésentatlondcssolutlonstecluliques etauxoutllslnformatiquesdetraltementdel'infonnation.Danslaformation technologique de la vole S. les outils lnfommUques sont des moyens d'atteindre les objectifs deformation et non des sujets de formation : leur apprentissage vise, non leur maîtrise, mals à bien situer leur place (fonction, Importance, limites) dans la dèmarche technologique. • La technologle dèvcloppe aussi, sinon .surtout, des savotr-<;tre essentiels pour l'éducation du futur citoyen : goût du concret ct de l'action, esprit critique constructif: aptitudes à affronter en autonomie des problèmes réels. à maîtriser les objets techniques de la vie quotidienne, à travailler en équipe. Cette fonction éducative est intrinsèque à ses contenus et ses méthodes.

2 - Finalités

V orientation •technologie • dans la vole Sestofferte à tout élève, qu'U at tou non choisi l'option TSA en seconde. Aurtdisciplinairc. systémique ct pluri-lndustricl, l'cnsclgncmcn l de technologie des systèmes :

, Met en place les cadres conceptuels d'acquisition des connaissances technologiques tout en apportant les connaissances cl savoir-faire minimaux pour rendre ces cadres Intelligibles. Autrement dit, U associe à une culture scientifique de base une culture des modèles technologique ct une culture des solutions industrielles, '"-'!turcs s'enrichissant mutuellement au fil des années de formation.

Donne un atout tm portant pour la préparation de futures carrtéres de haut niveau: ingénieurs, chercheurs. enseignants.

• f"oumll une atde métl1odologlque essentielle pour une meilleure appropriation des savoirs relatifs aux autres disciplines scientifiques (particulièrement la physique et les maU1ématiques). Ced au moyen d'une approche différente mats complémentaire, privilégiant les détnarches inductives et te passage par le concret w.

• Donne aux futurs citoyens les moyeru; de s'interroger sur les· produits de la technologie (les biens de consommation et les éqwpements industriels), suries objectifs, la nature et les caractéristiques du système industriel qullcs conçoit et les prodult, sur les compétences requises pour les utiliser en toute lucidité.

La technologie des systèmes s"arUcule avec les enseignements de sciences expèrimcntalcs dont elle exploite les savoirs ct les méthodes analytiques pour modéliser le réel ct Interpréter les réswtats de calculs, de simulations ou d'expérimentations.

111 Cet apport ml:thodologique est aujourd'hui nx:otmu cl afilrmé parles grandes tcolcs d'ingén.lcu~ cll!".3 lnd~trlcls qui rcconnalsscntcomblen une formation technologique in1Uale(obtenue par un bacca· lauréatE ou F)s'avèrc: précleuse en On de cycle d'tngénlcur et lof3 de 1'cntrtc d(UlS la vie professionnelle.

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3 Objectifs généraux de la technologie des systèmes

de la voieS

En faiSant Je d10ix de la teclmolog"J<: dans la vote s. les élèves concernés reœvront W1e formation aux finalités scientifiques el technologiques nettement marquées, quJ vise en priorité les capacités et savoirs sulvants :

Etre capable d'aborder globalement des objets pluriteclmologiques.

Acquérir les cadres conceptuels et posséder des connaissances el savoir-faire significatifs en mécanique et électricitê-8ectronlque, en automatismes, en constructions mêcanlque et électrique.

Posséder le goût de la production des objets techniques. En conséquence. la technologie dœ systèmes de la vole S :

prtviltgle l'acquisition des comportements inducteurs des attitudes futures. particulièrement deux des attitudes essentielles de l'ingénieur que sont la maliQn à la production et la relation modèle-réel (aller et retour permanent) :

dl:veloppe ces comportements en assodant étroitement et progresstvement une clrlture des modèles avec une culture des solutions technologiques du moment :

est construite temporellement à partir des apprentissages les plus longs et vise la maîtrise progressive de la complexité, c'est ·à-dire vise le long terme, plutôt que l'efficadté !mm &liate.

n

n'est pas envisageable, ni souhaitable, d'abordertoutes les techniques. Cependant, dans l'environnement lec!Ulolog!que, la mécanique, l'automatique et l'Informatique Industrielle. l'électrotechnique ct l'électronlque,jouent un rôle privilégié. La restriction à ces domaines doit pcnuetire un certain approfondissement sans perdre le caractère généraliste d'un hacheller de la vole S. La technologie s'appule donc sur un certains nombre de cadres conceptuels structurant fortement la relation modèle-réel et la connaiSsance des solutions industrielles.

Pour donner une grande cohêrence à cet enseignement, un thème fédérateur a été choisi : les systèmes automatisés. Ce thème offre un double Intérêt: montrer aux élèves des supports actuels, caractéristiques des technologies modernes, elmontrerl'lmbl1caUOn entre les différentes disciplines et technlques, notamment entre le génie mécanique et le génie électrique. Trois classes de systèmes sont ahordés :

Les systèmes automatisés à l'usage du •grand public•.

Les systèmes de production des pièces et ensembles mécanlques et les produits qu·us réalisent.

Les systèmes automaUsês industriels.

Capacités

Le titulaire du baccalauréatS doit être capable:

D'analyser Je fonctionnement d'un système pluritechnlquc :

D'en comprendre l'organisation fonctionnelle et structurelle et les relations entre sa parUe opérative ct sa parUe commande :

D'en analyser la parUe commande, d'Identifier les fonctions de traitement de l'Information :

De justifier et/ ou de concevoir l'organisation des constituants de la parUe opémt!ve: De participer, aw.c un ntveau de technicien gént\rallste, à tout ou partie des différentes phases de création ctd'utillsation d'un systémc, sous-systèmcou constituant.

Activités

Les activitf.s propo.")f:e,c:; aux élêvcs reposent essentiellement sur ; L'étude globale des systèmes automatisés.

L'analyse fonctionnelle et structurelle des parUes opémtives.

L'analyse fonctionnelle ct. quelquefois. structurelle des parties commandes.

Compétences terminales

Les compétences tcrmlnales précisent ce qlrl sera attendu du candidat lors du baccalauréat. Les niveauxd'acqulsiUon re1aUfs aux compélcru .. :es tenninales sont décrites dans le document d'accompagnement de cc programme.

4 - Organisation de l'enseignement

La technologie des systèmes comporte, en classe de premlére et en classe de terminale. une moyenne de 8 heures hebdomadaires pour 32 semaines. L'horaire se répartit en moyenne en deux heures de cours ct 6 heures de travaux pmtlques hebdomadaires. Ces T.P. pouvant être des travaux pratiques de laboratoire comme des activités pédagogiques vartées (visites d'usines. études de documents .... )

Pour des raisons d'efficacité, U est Indispensable que les séances de travaux pratiques aient une durée de 3 heures. L'effectif ne pourra, en aucrm cas, ëtre supérieur à 18 élèves.

5 -Programme

5-l Présentation

L'enseignement de teclmologie porte sur l'étude des systèmes teduùques Industriels. 11 comprend un enseignement de génie mécanique et un enseignement de génie automaUque et de gérùe électrique. L'approche systémlque sera la base des enseignements ùisdplJ.nai.res qui approfondiront, chacnn en œ qui le ronceme, les méU1odes d'analyse et les solutions techniques propres aux parUes opératlves et aux parties commandes.

L'enseignement est caractérisé par une approche globale ct concrè.le fondée sur l'observation el l'expérimentation des systèmes. Le système automatisé sera appréhèndé scion deux approches complémentaires : l'approchcfonctionnellc ctl'approchc matérielle. La progression individualisée sera privilégiée dans les activités de travaux pratiques de laboratoire qul alterneront avec les cours en classe complète. L'enseignement est essentiellement expérimental : lr.s cours théoriques ont pour objet, soit d'élaborer des synthèses structurant les connaissances ahordées en travaux pratiques, soit de presenter les connaissances et concepts de base préalablement â des travaux pratiques.

L'enseignement de gérùe mécanJque porte essentiellement sur l'étude des parties mécaniques de systèmes automatisés pluritechnlques et plutitechnologlques, sur l'etude des produits, ainsi que sur les procédés d'élaboration des pièces mécaniques. ll s'intéresse essentiellement à trois phases privilégiées du cycle de vie d'un projet industriel : la spéclfication et l'étude des ensembles techniques Oe système, ses sous~nscmblcs et ses

principaux constituants mécaniques). la définition des éléments et llndustrtallsationdes produits. phases auxquelles sont associés les chapitres A à C du progranune.

L'enseignement de génie automatique ct de gérùe électrique porte sur l'etude des parties commandes dans les systémesautomatisés: fonctions de lrnltementde l'Information, de commurùcations. et de gesuon de l'énergie électrique. U est articulé autour de deux pôles dlntéret complémentatres : Informatique Industrielle appUquée aux systèmes automatisés. d'une part (chapitre Dl. et électronique Industrielle et électrotechrùque d'autre part (chapitre El.

5-2 Architecture du programme

L'archltecture retenue est celle de la version orlglnale de 1989, à l'exception de quelques sous-chapitres supprimés O'anclen § AS, redondant avec E22 ; C3). De nombreuses modifications et suppressions de contenus ont néanmoins été apJXlrtées. Les JustlftcaUons et commentaires relalifs aux choix: effectués sont donnés en annexe.

A -Etude des ensembles techniques

li s'agit de présenter, sous forme concrète. des solutions industrielles achevées perrnetlant de mettre en évidence l'agencement logique des fonctions, dans Wl esprit de d('Clo!sOtmement des enseignements cOmJXlS=t la teclmolog1e Industrielle. Celte activité conduit à exposer les hypothèses elles choix retenus en liaison avec les Impératifs du caluer des charges du systéme ou du produit. à appréhender progressivement les différentes fonctions qui constituent un système. avant de leur associer une solution technique. Elle conduit aussi à étudier le comportement des constituants d'nn système industriel. compte tenu du rôle qui leur est assigné : transmission de mouvement. d'efforts ....

La maitr!se des langages spédfiques est Indispensable JXlUT assurer les échanges constants entre l'acquls!Uon des connaissances et leur traduction en action. Les aspects quallt~ et valeur sont abordés aux dllférents stades de l'analyse. en Uaison avec le callier des charges.

Al · Enoncé du besoin. Analyse fonctionnelle. A2-Spécification du_p_!'odult: avant-projet A3 • Définition graphique du projet.

A4 - Caletùs des grandeurs physiques liées à la partie mécanique. AS -Qualité des produits.

A6- Valeur et coût d'une fonction. B • Définition des ~ltments

L'objectif est de mettre en œuvre les règles élémentaires de construction des parties mécaniques de systèmes. Pour cela seront abordés les règles, les méthodes elles concepts fond!iroentaux a:;soCiés à la conception. à la définition ct à l'lndustr!nl!sation des ensembles mécanique.< et des produits. la connaissance des procédés de fabrication. en . vue d'une tndustrlalisation des prodUits, ainsi que les méthodes de construction qui découlent de l'exploitation des logiciels de dessin et de calcul assistés par ordinateur.

B l -Analyse fonctionnelle

B2 - Procédés d'élaboration des pièces mécaniques.

B3 - DêOnltion d'une pièce : projet de dessin de définition de produit.

c -Industrlallsatlon des produits.

Cet enseignement illustre l'Importance des décisions prises dans les phases de spécificaUon et de conception sur Jr..s coûts et la compétitivité des produits. En outre, des éludes liées à c l'organisaUon des systèmes de pnxiuction• permettent de mettre en

évidence nnnucnœ qu·cxerœnt les unes sur les autres,les décJstons prises aux différents

ruvcaux d'intervention, dans l'esprit de la productique. C 1 - CompétiUvilé des produits.

C2 - L'lndustrlallsal!on des produits : la démarche productique

D-Informatique lndustrleUe appllaute aux syst~mes automatisés. Cette partie concerne les aspects fonctionnel et slructurel du traitement de l'infonuation dans le domaine de la commande des parties opérativ<.s des systémcs automatisés et dans les tâches de conception et d'orga.nlsatlon des parties commandes.

01 - Etude fonctionnelle des systèmes de traitement de l'Information. 02 . Structure matérielle des systémes de traitement de l'Information. 03 - Représentation et traitement des données.

04 . Structure logicielle des systèmes de traitement de l'Information. D5- Notions sur les as.~s...:;ements

06- Applications aux automatismes Industriels.

E - Electrotechnique et Hectronlque Industrielle.

Elle permet l'étude des fonctions utlllBées dans le traitement de l'Information el des contraintes techniques de leur mise en oeuvre. Elle concerne aussi l'étude de la gestion de l'énergie électrique au sein des systèmes automatisés. Les fonctions de teclUlOlogle électronique y sont en permanence associées JXlUC apporter des solutions. A cette occasion seront mises en oeuvre des méthodes d'analyse fonctionnelle e~ dans certains cas, structurelle, et des techniques de mesure. Les composants électroniques et électrotechniques seront traités du point de vue fonctionnel, en déllnlssant :

la nature de la matière d·oeuvre sur laquelle chacun agil; la nature et les caractértstiques temJX>relles des échanges ; les données de contrôle fixant leur mode d'action ; les contraintes imposées par les autres éléments du système.

Seules les structures minimales réalisant les fonctions de base les plus courantes seront étudiées dans leurs réalisations les plus récenœs. SI elles ne sont pas indispensables à la mise en oeuvre et au bon usage du comJX>SUOt. les descdptions des procédés techniques d'obtention seront Impérativement écartées.

Une liaison étroite avec le cours de sciences physiques pennettra la cohérence des enseignements et évitera la redondance au niveau de certains concepts. Nnsl la dimension technologique de l'électronique sera appréhendée avec une plus grande clllcaclté.

El -Représentation conventionnelle des systèmes électriques et électroniques. E2 - Conversion de grandeurs physiques en grandeurs électriques. E3 -Traitement des signaux.

FA -Conversion de données.

E5 -Distribution et conversion d'énergie électrique.

5-3 Compétences terminales attendues.

La colonne de droite précise les compétences tennlnales attendues déflnJssant le contrat d'évaluation pour chaque point des dillérentes parties du programme. Le niveau

31

de ~que compétence est précisé par le ruveau taxonomique de la capaCité et par les donnees de mise en œuvre. Cette liste de compétences terminales attendues ne préjuge en rien. ni de l'ordre d'acquisition privtléglé par J'enseignant. ni de la progressivité et de la redondance éventuelle dans l'acquisition (certaines compétenœs peuvent résulter d'actlvltés réitérées sur des systèmes variés), ru des démarches pèdagogiques mises en œuvre JXlUT les atteindre.

Les horaires proposés et la répartmonentre classe de première et dassede terminale sont 4onnés à titre indicatif Oes tirets placés dans les colonnes Indiquent si la partie COITCSJXlndante est abordée en premlére ou en lemtlnale). Us situent l'trnJX>rtance relative des dillérentes parUes du programme sans lmJXlSCr aucune chronologie. Les heures d'enseignement COTTCSJXlndcnt à 32 heures annuelles et n'Incluent pas les durées destinèes à l'évaluation.

L'horaire consacré aux travaux pratiques en regard des différentes parties du pro-gramme n'exprime pas la mJse en

œuvre

d'un nombre précis de séquences (calculé par d.Msion de l'horaire par 3, durée moyenne d'une séquence) mais proJXlSC un volume horaire à consacrer à celle partie du progranune sur tout ou partie des séquences arumelles. A titre d'exemple, les 24 h de 1P proJX>Sées JXlUC le paragraphe B3 en classe de première. ne corresJXlndent pas néœssalrement à la mise en place de 8 séances dfectives de 3 heures. mais peuvent être réparties sur une douzaine de séances Oecontenu disciplinalre assoCié à B3 représentant alors envtron les 2/3 du contenu JXlUT chaque séquence). Chaque séquence de travaux pratiques doit viser un objectif principal relatif à la partie concernée mais peut recouvrir d'autrts thèmes qui, sans être forcément évalués, JXlurront constituer néanmoins soit un fil conducteur de la formation (concepts de fonction, de qualité, de valeur, ... ),soit un renforcement de connaissances ou de savoir-faire.

Les notes des chapitres A. Bel

c font référence à des commentaires de justification

des évolutions de progranune (suppressions de paragraphes complets ou d'éléments, réécriture) détaillés en anncxr. ..

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A - ETUDE DES ENSEMBLES TECHNIQUES Ill

Programme Compétences

tennlna1es attendues

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Enoncê du bësoln.

Ariatyse

fonctionnelle l2l

(Ière: 2 h cours, 10 h 1P ; Termlnale : 2 h cours. 9 h TFI A 11-Enoocé!ooefjonneldubé<o!n CNfX5Q-lSll"'

l.c cahier des charges fonctlonnel (CdCF). Le produit et son marché.

Le contcx:tc du projet, les objectlfs "'. A 12 -Pezcd!fuofQoc1joooe!!e(Qjodli!ousyslème>

Enoncé du besoin (fonction. matière d'œuvre, valeur ajoutte).

Environnement (frontière de J'étude. relations avec I'extérteur).

Fonctions {fonctions de service. fonctions ~hnlques)"'.

· Contraintes (économiques, technologiques)"'·

Un système industriel existant ttant introduit par un cahier des charges fonctionnel, un dossier technique, ... : -expticitalOUIOO panic des spécifiCa· lions du calûer des charges fonctionnel. Une description fonctionnelle des relations entre un pJOduitou un système et son environnement W!nt fournie (gn!plle, liste de fonctions, cahier des charges fonctionnel) :

- identif>er les fonctions de service ct les fonctions techniques.

• Cette partie du programme seru Umllée d une Îl1fonnaLion générale, illustrée d'exemples industriels. Les supports de trauaux pro.tiques seront systémat!quement

présentés (succtru:ternent} darts œt espriL • • A13-Décomposjtjon tonc!jonnelle"'

Méthode d'analyse fonctlonnelk et modéle(s) assodé(s).

Identification des données d'entrée, de sortie et de contrôle des blocs fond!onncls.

Identlficatlon des grandeurs qui caractértsent ces données~.

Une do!o:xnpositioo fonctionnelk ~~ fournie:

-compreodrel'agencememdesblocs fonctionnels et des flux de donnks, - identifialesdonr>kset caractérisa les grandeurs associ~s pour un bloc fooctionnel défuû.

• Cefle pœtie duprogrumme S' appWe surr analyse descendante. Elle sera limitée aH sbtt nécessaire pour appréhender le système ou le prodLilt, en phase d'analyse. EUe

ne feru pas !'objet de développement conceptueL

A2-Spécification du produit~ avant projet (1ère : 4 h cours, 16 h 1P ; Terminale : 6 h cours, 18 h 1P) • • ~~ - QéljoHjoos méllmloakes Unsciimarnéc>niqueoupoeumatiqœde

Schématisation : lOUlou portied'un sySiàne~tdooné, les Mode de représentation et d'élaboration de ~glesderqxésentationé!antdisporûbles: schémas: mécaniques, pneumatique~ till. -i<kntifierlesconstituantsrepréserués et caractériser leurs relations (liaisons, • Il s'agtt. à partir de l'étude

de

schémas circuits),

nc:onallsé~.derepérer!es m::desdereprésen.tation. -expliquer le fonctionnement de ct les symboles spécifiques aux d[fférents l'=rbleoom:spocdantau sch6na, domaines (uttlisafun de bibUolhèques}. -inséncrévenwellementsurlesc~

. Avant projet : recherche de solutions constructives .. réglesd'élaboration.dcsenscmbles mCcarùques 1101•

Construction par agencement de modu~s foncUOnnels. choix ile:. modules fonclionncls, utllisaUon de documentations.

L'élaborallon d'avant-projets :sen;<

mise

en applt:albndans Iesdj/Jérenls U't!i.>aux praliques

""·La

compétitivité des produits seru uh i:entte

d'intérêt permanent 11~. · · · • ., '

A12 -Etydes Jechoologiaoos Etude des lialsons mécaniques :

un constituant cornplémemalre défini. A partir d'un cahier des charges focaionnel demodiftcationdepnxluit, un ensemble: de solutions ou de modules fonctionnels possibles étant foumi~ les critàes de choix p<écisés'

-choi~ir une solution ou un module, - cçnstruirc ct représenter un agence· mentdesrnodulesfonctionnelsrespectant leCdŒ.

A partir d'un mécanisme ou d'un système réd, ou d'un dessin d'ensemble. JXJUT une chaîne fonctionnelle définie: Modélisation des actions mécaniques

transmissibles par une lialson parfaite (efforts -analyser les solutions constructives, transmissibles, mobllltés. solutions cons- - identiflcr et modéliser les liaisons. truct1vcs usuelles) 1131, -construirele:ci>émacinémaliqu:cl/oule

Graphe de lialsons u•J. gr<lllhedesliaisoos.

Etude des fonctions techniques élémentaires. UndossicriCChniquedepmluitélantdooné, GUidages par gUssement et par roulement. unemodificationduproduhrelativcàune lubrification 1154, étanchéité. fonction technique élémentaire étant Transfonnatlon de J'énergie : actionneurs ~finieparuncahicrdeschargespaniel,dcs (vérins, moteurs) 1161, solutions tochniques existantes et des Transmission de puissance : documentations techniques étant fournies: Sans transformation de mouvement -dfecnx:runeânalyseaitiquedess:Jlutioos (réducteur. aœouplemenl boite de vitesse) lin: existantes en reg:ud du cahlerdcs ch:uJles, Avectransformationdemouvement(vis--êcrou, --proposa une solution conwuctive bielle-manivelle, camés) un. (croquis): préciser les tléments retenus. Cette partie du programme sera ltmitée d la présentation de composants ct constuuants standard trottés du point de vuefonctbnneL Elle se limite d dégager les critères de choix et les conditions de mise en œuvre des composants et constituants mkanlques sans entrer dans le détaU des soltdions techniques. Les tmvauxprutiquesmettrontenévidenœl'inlérêidel'outiltnformatiquedansl'aldeau

croix, ou d la décision, ainsi que les passtbilltés offertes par l'utiltsatlon de documentations industrielles, de bases de données ct de bibliothèques.

A3 - Définition graphique dupro]et (!ère: 6 h 1P; Terminale : 2 h cours, 12 h TP) Dessins d'ensembles

Représentation des ensembles mécaniques. utillsation d'un logtdel de DAO.

Utillsation d'éléments stockés

=

bibliothèque : Elémcotsstandard. fruni1Ies def&écesel produits. Solutions techniques réalisant des blocs fonct1onne1s.

Nomenclatures: repère, désignation, référence (à la norme ou à un fournlsscur) 11_81.

• n

est tmportant de vetllcr à œ que, en aucun ros, Capprentissage d rutilisafun du JcgiXI sc ...

Un dossier 1echnjque de produit étant donné,uncmcxiificationduproduitrcla· tiveà une fonction technique ou uncoo:s--tituant étant définie JW un cahier des charges paniclet un principcdcsolution, un logiciel de D.A.O et tes bibHothèquc.o;; nécessaires étant fournis : -choisir ks éléments s1andard ct reprtsentcr la solution constructive, ~établir tout ou partie de la nomenclan1re. ~~ 1 T

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. .

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32

substitue à l'objectif de. construction et de représentatbn de rensemble rnéronique. I.e choix

du

rroven

demlen~etreadopléàrcqœ.

tif spécifique de chaque séqucncc

pédagog'que.""

A4-Calculs des grandeurs physiques

liées

à la partie mécanique (1ère: 10 h cours, 12 h 1P; TcnnJnale: 10 h cours, 12 TFI Ml - S1atioue dll solide Undosskncchniqueôepmlui~derr<ca·

Prindpc fondamental appliqué à un soUde. nismeou de systbneétant fourni (corn· Rl'solu!IOO analyUque, notamment à raide de ponant notamment un dessin d'en-Jogicicls de calcuL semble, un l\Ch6na cinématique el/ou Influence du frottement dans une liaison sur technologique, éventuellement un J'action mécanique transmlSS!ble ""'. dcs.'lin de définition), un besoin de Application auxensemblesméeanlques étudiés vlrificationd'tmeperformanocoud'une

en1P. =térisôqueétanténooa!,leSdonnécs

Application à J'identification des <X>ntralntes et procédures sptcifiques de calcul dans une sectlon droite d'une coupure d'une (é=uuetlcmenl togicielles) né=saiies poutre soumJse à une sollldtatlon simple (traction, étant fournies :

compression. torsion. flexion) au. -analyser la solution et le besoin de • L'iJY!uenœ dujroliement sera abordée de man !b-e vérificarionpourisolcrlaportiecoooc:mée

qualitative ·~. et _{simplicattices,} foonulcr les éventuelles h~

- JXOPOS<f et justifia '""' modélisotioo A42-Çi!Jémoliaue QU ~ide adap*,

Déflnltlon dnémaUque des liaisons élémentaires. - ~tablir tout ou panie de la note de Les chaînes de solides : calculs, une paniede la proctdrue ~tant Schémat1satimet<lêfinltloodesil10U\ffilentSrelatlfS. c!ventuellememassistéeparordinaleur, Représentation de chnîries ctnématlques (graphe -interpréter et/ou exploiter les des lialsons). résultats des calculs (parexempk poor: Trajectoires et déplacements. valider ou non les hypothèses ou la Ctnématique plane : modélisation adopt~. contrôler la Champs des vecteurs vitesses des points ~d'un performance attendue, choisir un soUde, composition des mouvements plans. composant. proposer une rnOOification • Application aux liaisons mécaniques et de la solution, ... ).

mécanlsmes étudiés en travaux pratiques. (oompétcncccommunepour A41 àA42)

L'exploltafun de logiciels de ca1cu1 et de stmulatlon facilite la compréhension du comportement

cinématique des mécanismes.

• Ce chapitre A4 aQ est développé d partir d'exemples, d'études de cas et de truuaux pratiques, ct s'appuie sur les connaissances du cows de physique (tant en statique qu'en dnéma1ique) an •

A5- Quallté·desprodults !""I!~~I,''.c:.· (l'enninale: 2 h cours, 3 h• de 1P)

Undossiertechniquedeprodui~de>y:;tètnc:

Composantes de la qualité : ou de pro=sus industriel exislant ~~

- qualités techniques : fonctionnalité, dooné:

perfonnances; fiabilité, séçurlté, malntenablllté. - identifterles différentes composantes -qualités économiques : roûts d'achat,

...

de la qualité de l'entité.

...

d'utilisation, de maintenance. P1usicurssoluûonsconstructivesrelati~s

- qualités opé~a.tiormelles : disponibilité, à une même fonction ou un mênx besoin Stl"Vice après .vçt:;ltt:.-. CoÛ.t de la non-qualité PJI_ étant fournies, un critère dequa1itéétant

· . ·: .. , -~· . · énoncé : comparer ces solutions. • Ce chapitre ·

sè,]i'

MW~f>eré à partir d 'e.Xemples puisés dans les entreprises peifomlO.Illes. H peut ~~l~Jistré fiai' des da:wnents vidéo, des cor![érences. etc. ..

n

sem

appréhendé à

.f>OI#rJ'!Wudes

de cas ronduil,es en travaux protlques (les heures de "IP' sont ici rép<:uifé~t'iiiilrensemble des 1P).

A6- Valeur et coût d'une t'onction !511

(!ère: 1 h cours, 1 h• de 1P; Tenn!nale: 1 h cours, 3 h 1P) • Cette pan le du pmgramme est traiJée d t'aide Unc(ou plusieurs) so!utioo lc:clmique re-d'exem·ple(s) industrieUs), en liaison avec d'autres lativeà une fooctioo éJérrr.ntaireétant don-parties du programme. En première, les 1P n6c, le ooûtdecbaquecomposanl

fdcisé:

comporteront des évaluations de coût. En -évaluer Je coût de la fonction ainsi terminale, un1P spéc!fque sem dédié àœchapttre. que sa pondération vis·à·vis du coût de

la solution.

B - Dêflnltlon des ~léments

Bl -Analyse fonctionnelle !3~1

(lére : 4 h cours. 9 h de 1P; Terminale : 2 h cours. 9 h TFI

B 11 -khématii!Jl!Qn c1es r=t!Qo~ rnécanlll~~ A partir d'un dessin d'ensemble de pro:.Juit

..

Schéma clnématlque. ou de sxstème, une fonction technique

Schéma technologique. ~tiso!~:

• fls'agil d'utiliserles connaissances des chapitres -analyser _{~tablir le sçiJ<'ma tochnotoP:J ue minimal,} la solution constructive et A21 ctA22pourélaborerunschémadpartird'un _{-lui associer un schéma cinématique}

dessin d'ensemble. _justifi~.

(VoiraussicompétcnceassociéeàA22.) B 12-/>.rdv>edessufoces~d:!.ll!loièce A partir d'un dessin d'c:nscmb!c: de produit . foncuons auxquelles participe une plè<;e. ou de système exislanl, de toul ou partie du

Surfaces qui participent à ces fonctions. ClK:r, lUlC: pit:ce étant isolée: Caractértsatlon géométr1que. -définir ses fonctions.,

-caractériser géométriquement· les surl'aces !IS9JCiécs """liai>ons.

.

.

.

.

.

.

. .

. .

.

.

-B2- Procédés d'élaboration des pièces mécaniques {Ière: 6 h cours, 18 h de TI': Tennlnale: 2 h cours, 9 h 11')

B21-Procédé.tl!lamro~ molérioux~ Apartird'oo des.sind'ens<mbledepro:lui~

Moulage des pièces métalliques et non mepiè<:e,rtlalivtàfooctic<I!Cclvùquespé-mét.alliques "". cifi<e par un CdŒ partiel, é1anl isolœ : . Formage des pièces métalllques. -identifier le proc61t d'élaboralion el/ • Usinage des matériaux métalliques""· ou d'assemblage,

• Assemblages par soudage et collage.

-

citer quelques éléments de Cette partie du~ sera 1/mléeau prtr<::teet justification du procédé. au cbmtre d'opp&ntm de dv:;q.Je proXlé en .•.

fonction de critères éconanJques. La présentation Dewt produits con::um:nts éunt dffinjs

d'exemples !ndustrie!setdesétudesdecnsaxlduiles par leur dessin d'ensemble et kur ('.dO': en trouawc pratiques oomplilteront la présenlaliD<t - comparu et justifier les prooédés

tltéortiue

limilée à l'essentiel. d'ob<entiondedeuxpièœshomologues. Rest à llOI.erque. bien qu'auaut savoir-faire de réalisateur ne soit visé, laoonnaissœœ des procédés reste unoQiectifincontoumable pour sau""9arderresprltdeœ progrumme ""·La présenlalio<t des procédés deum en ronséquence romp rendre l'aa:ès de clw;jue illèue à une vldéodlèque (CD/, prêts personnels) et être complétée de visUes d'établissements industriels ....

822 -(l~!!ll

2!1

S<20!<!1Q!I20 !11 Q!!I!Q<;;~ s;!!ll ~~ !11112!JS<!i2o

!.1!:i

lf~t:roilll!QS;~

(étude (l()()/ytique et oxpé<inentole de la relation produit 1 procédé).

'Cetteétu:lesem limitée à lo.JXésertluLi:xt dequeques plèœs simples lllustrnnt les p<ir>::ip:lux procédés.

B3-

Dêfiîîition d'une

Pièce:

projët

de dessin de défiriltion

ae

Pï'Oduit 1371 (1ère : 4 h cours. 24 h de TI' : Term!nale : 4 h cours. 18 h 11')

831-R~l!tl!!tm~lhcde~d'f!!Q!;)Q{Qjl2!l 2!1~ des> il~ A panir de"<out ou partie d'un dessin

dil,

Qé!iDition d'=nble,dcsélémentsrcquisduOJŒ, 832-Cotation foncfioom~l!e

'"'

de tout toutes les informations spécifiques ou partie de la nomenclatuie, de

-·

Spéc1ficatlons dimensionnelles. indispensables (relatives aux foncôons à Spêctflcatlons géométriques intrinsèques satisfaire. ·'"' procédé. aux splcifi<arioos (planéité. cylindriclté). fonctionnelles ... ).WlCJ>à:edecomplexité Spécifications géomêtrlques relatives limitée W!nt choisie, un =ri>le de vues, (parallélisme. perpendicularité, coaxialité) COOl"' ou sections irnposé<s. un logioicl de

DAO éventuellar<11t dooné : 833 - Utifisotjoo d'Un loo!ciel 00 0 A 0

P"

- étab!irledes.sindedéfinilionde(XOduil

Construction de la géométrie d'une pléce. - dimcnsionnerunesurfocef<raionnelle

Cotation. Iclruive à une fonction spécifiée,

.

Cette rompétenœ enD A O. semlcmttée àextrolre - effo::ru::r, tvt:ltuelkmemàmain levée. la géométrie d'UllC pièœ simple à partir d'un dessin un croquis en pe:rsp<X:ti.ved'une partie de la de prqjet en bibliothèque. puis

a

la compltter, la pièce.

mod!fler éventuellement ct

a

l'habiller de quelques Un dessin de définition étant fourni·: spécifications paifaUemenl identifiées - inteqrocr une >j>6.-ifutioo

géon~-que(panniccllescitées dans le progrunne)

C -Industrialisation des produits t«>t

(lêre: 1 h cours: Term!nale: 1 h cours 3 h""' de TI')

,, .

Cl - Compétitivité des produits Les cOO<JHJoos oo la comoétttivité

La qualité, les coûts, la disponibilité etl'innovation des produits.

La satisfaction rapide de la demande: flexibilité.

• Les notions contenues dans œchapltrcCl sont nécessaires a.find'exercerWle réjlexfon critique sur les solutiortS techniques actueUes et de romprendre les condillortS dans ... lesquelles elles éooluent. Elles peuvent être déueloppêes au travers de vlsUes d'entreprtses, deronjérences, de .films, d'étudesd'artlcles. et Ulustrées ponme<':lude de ros en truooux prntiques (rtparties à roo:nsicxtde plusieun; éludes de systèrres).

C2- L'lndustrlallsatlon des produits :la démarche productique • On monlrcru. à prutir d'études de cas Industriels. tout l'intérêt d'une approche globale s'appuyant sur la odémarche productlqueo, qui consiste

a

adopter le produit au procédé, le procédé au processus, avec des wnénagements successifs utsant à l'opttmtsatton des uns par rupport aux autres. ajln de conférer une plLLs grande rompétttivtté au prodult, et à le faire étxJIUer.

"Aucune connaissance ou oompétenœ spécj{oque n'est requise pour ce chapllre.

n

s'ag~ plv.tft d'un état d'esprit et de perspectiœs que les enseignants doWent introduire à l'occasion de chaque adlvilè. Les capadlés à dèjlnir et choisir les matériaux et les procédés ne peuvent être requises en l'absence de connaissances exigibles surœs aspects. Ceci n'exrlue aucunement que l'enseignantjustifie choque choix tedtnologque

D -Informatique lndustrlelle appliquée aux systèmes automatisés

D

1-

Etude fonët!Onnëlle dessystèriles detitiltement de l'irifonnation

(1ère : 1 h cours)

• o Il - Les rno!jères d'œuvre

Données d'entrée, de sortie, Intermédiaires. Traitement des Informations : commandes. Instructions, programme.

012 -L~ !ooc!joos :

Acquisition des données : lnterfaçages d'entrée de données.

Mémorisation des Informations : mémoire données. mémoire programme.

Traitement des données.

Dialogue

et commurùcation:

lnterfaçages

de sor-tie de données. de dialogue (avec ropémteur.

avec

d'autres systèmes) : réseaux (définition et notions sucdnctcsdestructures. demodes de transmlssion).

-Utiliser le vocabulaire

Le cours se lbnltera à l'atXJulsttlon du uocabulatre et d la dèfu>ilion des Jonctio<ts. Ces déjlnilions seront introduites aujiJ.r et à mesta"e des besoins.

D2-Structuremat&fenedessystèrilesdetmltementdel'Irifonnatlon

(Ière : 3 h cours, 6 h TI' : Terminale : 3 h cours, 6 h 11')

021 -Uotlé centr® <0

rocewuo ·

~-Analystt l'crgarusaooo fonctilnnclle . Unltéartthmétiqueetloglque, registres internes. du ~ystème de traitement de

I'infor-Unlté de contrôle (séquenceurj. manon.

022 -~ -Identifie.- les stn<ctun:os matérielles

RAM. ROM. EPROM. qui le.<; réali~nt.

-Préciser k:ur(s) fonction(s) d'usage. 023 -tntE>ffQS<ooe

lnterfaçagesd'enlrées/sortics; séries, parallèles.

• • 024-~

Dus de données, bus d'adresses, bu.s de contrôle . • • 025 - Péôohédaues :

Interfaces homme-machine : clavier, écran, sour1s.

Mémoires de masse: disque souple, disque dur, bande magnétique ...

Uaisons : lrc:Ulsmetleucs, mcx:lem. Imprimantes. traceurs.

• On se llmitero à préciser la destination et la nature des informaliortS tmilécs par les d![Jéœntes structure.• sans entrer dans les détails technaloglques. fls'agtt d'Ulle étude purement fonctionnelle.

D3 - Représentation et traitement des données (Ière: 5 h coucs. 6 h TI': Tennlnale: 2 h cours. 3 h TI')

031-SignœJX

Signaux analogiques (définition, valeur moyenne, valeur efficace, valeur de crête).

Signaux b(nalrcs.

032-R!!QféseotaÎioo blnqlœ oos Jofonnqtjoos: Notions d'algèbre de Boole.

Représentalion des fonctions logiques : expressions algébriques, tables de vérité, log!grammes, chronogrammes.

Représentations en binaire pur et enhexadédmal. Codes alphanumériques (ASCII)

033 -Ooérolloos é!W!enlair!!t !111tr!! 1eo!stres: Décalages, rotations, lncrémcntatlon, dêcré-mcntation d'un registre.

·. Notion de transfert entre rcgtstres. Mdltlon, soustraction, comparalson de deux registres.

• • 034 -Stockgœ des !o!ormatioos blnolœs · Fonction mémoire. adressage:

-Savoir présenter et utiliser les diffé-rentes fonctions logiques élémentaires. -Savoir choisir la bonne description: table de vérité, chronognunrne ...

• Le porogrophe D32 seru limité aux principes du codage, sans s'altarder sur les opérations de transcodage autrement que pour les besoins de certains tra!Xll1X pratiques. Le paragraphe D33 seru Um1té aux principes de ces opérations, qui seront Ulustrées en partle dans les trav<:tux protlques qui le néœssUeronl. Cependont la

manfpulatiortdes signaux btnatres ne devra pas se limJterauxopérations withmétiques.

tT

D4

-structure

tO~:~ëidle

dCS

systèîriêS

de triïltemcnt del'bûormatlon

( lêre : 4 h COUIS. 12 h 11'; Tcnnlnale : 5 h cours. 12 h TI? [).41

-Les

!ns!ruc!joos · -Analyser et inle!j'<ttaun

prognun-• Structure générale d'une inStruction: opérntlon. mesimplc.associtàsooalgorilhmeou opémnde(sl. cumniCll!alres 001tuds. à son oq:anigramnc.

Modes d'adressage :

-lnstructlons avec référence mémoire: adres-sage élendu (absolu). adresadres-sage relatif; -instructions sans référence mémoire : adres-sage lmmédlat. adresadres-sage lmpllclt.e. opérations sur registres.

lnsùuctlooS de contrôle : test. saut. brnnchement D42 - Les Joogooes :

Les niveaux de langages : machine. uUUsat.eur.

D5 - Notions sur les asseî'Vissements

(Terminale : 9 hm 051 - Svstèroes asservit

. Schéma fonctionnel de principe: chaine dire<:-te. chaine de retour. grandeurs d'entrée et de sortie. . Notions sucdnctes sur la stabilité et la précision. . Fonction des corre<:teurs (P.I.D.l.

os2 - Eremoles d'oooficofioo

. .Ana!_ysefmctloondled\msysttmeasso:vlmposltkxl. . Analyse fonctionnelle d\m système de régUlation.

-Décrire l'organisation fonctionnelle du système.

-Identifier les fonctions de rfuoa<:tion.

- R~gler llu.alil.liû~mem lt:. gain d'un syslème didacri~ p<?Ur obtenir une spécifocationdéfmie(len>pSdertporue, non dépassemenl, ... ).

I:approchedu~dessys/èrresassenissejemdejat;onpumrœnt~

D6 -Automatismes industriels

(1ère: 3 h cours. 24 h TP; Terminale: 6 h cours. 18 h TI')

061 - Outil de soécU'IColloo des

Ollfomotlsroes

~

. GIW'CET: régJe.s de construction etd 'évolution, étapes. transitions. choix de séquences (structure en OU). séquences parallèles. macro-étape. reprè-ë sentation multi-graphes. hlérarchlecntrcgraphcs.

062- Elab de fooct!oooemeot d'un

m1èroe

ovlonpfjsé · rDO<:!es de marche ei d'arrêt • Applications à la structuration de la Partie commande. Représentation par Grafcet • L'étude des modes de marche et d' arrët ne fait pas obligatoirement rljérenœ au GEMMA. Œil· MseeoœMed\na!hmterxc:x;xmm:ble . Mise au point des programmes (aspects rné.lhodo-1~ et technclogiques~ outis inixmatisés d'aide à la progmmmation et à la mise au point (en 1P~

064- SVolhèse des fooçtior-odilés <flll svslème grtormfisè

. Conformité des fonctionnalités du système au cahier des ch.arges fonctiotmcl (notion de rc:cd:tc~ . Description de l'agencement (organisation. liaisons, répartition matériel-logiciel,~ .. } des diflërentes stnJcturcs qui participent à l'une des fonctions principales d'un ~me automatîsê. ., J.:aaxnt .~m nzis str h cocp§mti:n desln..Jcti.n:!s

mixtes matérkl-lq;i:iel, d~ lecbndq{.ès dülën:nl1:s

(mécamques. pneumtW"ques. électrotechniques. élt!ctroniques. .. ) et évenâ.Jel/enriJt de techni;ucs dffre.rentes (câblé_ prq;ramrn!)

-Analyser et interprtler un Gr.Ucet. (~gies 4. 5 et hiératehie incluses). ~Construire tout ou partie d'un Graf cet à partir d'un cahier des charges spécifié (limilation aux sln>CIUreS de base. règles 4 et 5 el forçage exclus). -lnlerpréter l'enchainemenl des éuus de fonctionnemenr d'un système auto-matisé, à partir de son l'obse!Valion ou d'une description liu6aleou graphique. - Représelller parGrafcet un enchaî-nement d'liaiS relatifs à un roode de marche ou d'arrêt

-- Implanter ct mettr~ en œ·uvre sur un nutomnte pro&mmmable induslricl un Grafœtsirnple,la partie opêrativc ct la partie conmmnde êlant déj.i mccordécs.

A partir d'un systètne eo fooctionnemcn\: - Evaluer la conformité d'un sy~tème à une :;pécification du cahier des charges (limitation à une fonction ct quelques caractéristiques. ks critères liant fournis). A partir de toul ou partie d'un système aulomatisé en fonctionnement ctlou de documents de description : - identifier et isoler les strucwrcs qui partidpt:ul à ht Ji.alisatiun d'une f011ctiuu el mettre e11 évidence leu~ int.crrclations.

E- Electrotechrùque et électronique industrielle

.. : El

R"f;~t;rtï6ii ~\;ciit.è;riii;;il;;

à.;;;

"Y.~èrii:èS êi~ci,~ ~t

:::::::::dé-ètrOriigues:: ... ·. ::: · ·::::: :::::::_::::::::::::::: ·.·.-.· ... · ·

( Ière: 4 h cours, 9 h TP; Terminale: 9 h TP)

~oosdfflnitxx;1<xrxiielsitrlset_ -ldentificrlcsstrudurcs(associations Règles de représentation symbolique. de composants) réalisant les fonctions rcpréscntées dans un~ fooct.ioor.cl. 4' Les Œrllni>san::rs llSS<Xi:!!:es à œ p;11llgmp'r S!ll:nl - Inlcrprétcr un schénla stn•ctllrcl. abarlécs

rer

la .k:riz.tœ d la .Jéaii;atiaJdes schénrzs - Produire une modification partielle

~ssaircs à fétu:le des autres chapibrs du pro· du schéma structurel réJX>ndant à une

f,'1W771>= Ch t.LŒem ~les aLX5' .iJ.t'rrrrLti:p:s évd uliot.

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Çonvctslooo

dcii

i@iiiqi:i.IŒ @silji@i en: ifuibâîii#

élc:ctilgyct :

( lén:: 2 h cours. 6 h TP; Terminale: 3 h TP)

E21 • A. Jde fon::!jome!!e oèœrC]e des cxvletE · -Justifier le choix des caplcur.; adaplés Relation entre Tinfurmation et son image physi:Jue. en fonction Ùt:> performruK:es attendues Phénomènes physiques counmts mis en jeu. ct des contraintes de mise en œuvre, en Nature des signaux utOisés. utilisant dc:s documeuts techniques. E22- 1 es ernie! rs ·

. Capteurs de vitesse.

. Capteurs de position : analogiques, incré-mcntaux. cocleurs.

. Capteurs de force ct de pression (jauges de déformation~

. Cap1eurs de température.

• L'~.Mo-rôk-du .fJOJ716'mp/x' E22 sem tmité A

r oa::nsm

des tm r'BW: pm /ipr:s ~t du

crurs tfautam~ <!f illâmn~ Ji7dJ.Nri!Ue. On se linkra aw: a.l"fJCd$ ~I~

~~de~ en trtiJI7l!

·: ·:::::: gs. ·

Trntt1'ment· ge·s

§fgnatpÇ-::: ::::::::::::::::::::::::: · · ·

(lèno: 3 h COI.IJ'E, 9 h 1P; Terminale: 6 h cours. 15 h TP) EJl - Irti!Froert des

skro.JX ornéia

JeS •

. Fooctk>n ccmmutation.

- 0 ispositifs de commutation électronique de ~ignnux: cnrnctéristiqucs d"" états possants et ... hloqu;,.. P"ramètres de commutation (temps de montée, de d=ente, de commutation~

- Oisposititl; de comnrullltion de puissance: relais électrornngnétiques. tronslstors de puissance, diodes. thyristors.

F'ew1ctions en logique combinatoire : - définition des fonctions combinatoires ; - opérateurs logiques combinatoires usuels. symboles;

- fonctions complexes: multiplc:xcurs. dêmul-tiplexeurs. opérat~urs arithmétique. Fonctioos en logique séquentielle: dêfinition des fonctions séquentielles asynchrones et synchrones, chronognunmes.

Fonct)ons séquentielles synchron~s: - lànctlon mémdre: mEmci'esélémenlaires (bas-cules D) ; assudaticx>S de m<moï= (n:gistres; ; - fonction comptage synchrone: dêfinition de la fonction. utllisation des documentations de con.st:RJcteurs pour traiter un exemple. · E32- Notons de bn1es lectndoda JeS •

. TIL. CMOS

E33- Tmilement des si!TJCI"' oodorjg JeS • Notion de fonction de transfert Fonction !iltrnge:

- notion de filtre (se limiter à la définition); - fréquences de coupure ; classification et propriétés des filtres. filtres passe-haut, Œtrcs pa&c;;c-hns..

Fonction amplification:

- détinitioos: amplificatixl. ~bande pssnnte; - amplüicateur linéaires intégrés : caracté-ristiques technologiques (lecture d'une notice~

mont:agt:s usuels ;

- amplificateur de puissance (notions);

-association d'amplificateurs linéaires intégrés ct d'amplificateurs de puîssance. Fonction confonnntian de signaux: -fonction trigger: ~eu il haut. seuil bas, hystêrésis;

- IOnction intégration: !onction intégrotrice dun circuit RC. intégrateur à amplificateur Jinéaire. E3-l - Fordoo Qénéfaioo de siQ10!"' ·

Génêration d'un signal périodique par utilisation d'un circuit spécialisé type 555.

Exploitation de la docurna1tatkxl constructeur pour 1 rai ter un cas précis.

. Fonction monostable, carac!éristiquos et emploi des circuits spéçjclisés.

- ldcntiri~r ks différ~nts typc:s de signaux (logiques cl amdogiques}. - Identifier les fonctions électroniques présente.~ dan~ la chaîne de traitement de.<; signaux Ct tes structures réalisant ces fonctions.

- Choi~r les n~lhodes et appareils de mesure appropriés.

- Evaluer par ces mesures les perfor-mances et les écarts avec les spécifications requises. en vue d'erfcctuerune mise au point . - Utili~r ks règles d'emploi el de mise en œuvre des comJX>SOil(S ct constituants correspondant aux fonctions les plus courantes.

'Dans le pamgr.apu E31, l'étude des dispxilils de coaxnutafion se Jiinilera aux prix:f:>a/es dé.linli<nset aux Jèff/es d'enpoietde mise en œu=: daœ .les cas les pus courants. L'approche tedliJO/o!fiJl.X: desproblênx:s de a:mmuta!XJn pœt'spar les

SJ'SIËn:rs étuf.ës entmJr.a.uxpmiiftves sem pdvilélf.iie. Les a;::pJicatians retenues des

ccnptcurs ~yndlruJes sen:XJ1 extmilt:s des prci:Jk!IIrs de tnu?cnx·nt de Jïnfonmlion

dt:s systèux:s aula;n/kés u!JliJJs en travaux pnlfiques.

L C/15CnD!c des ca:rJBissanœs

œ

œ ch9pitrr: EJ XFB iJtrodur 0 _pmti-des prrX>Iènrs tcdzni:JI.Ks posés ps.r les systènrs étudës en tn:woux .fXBI~s.

(1ère: 4 h cours. 9 h TP; Terminale : 2 h cours, 6 h TP) E41 -Cocwe<sion o

rnéia

1e-Qtiodme ·

. o:rgani.c;ation fonctionnelle et principe de lonctionncmcnl

. Précision de la conversion (nombre de bits~

E42-Cocwe!Sioo ocdorjg re-runériaJe · . &hantillonnuge.

Principe du convertisseur simple rampe : prêcL<ïion. temps de cooversion et coût E43-Qgcri;afoo tooctcmale dl ne cbdœ de

CCl}JffijOO .

Utllisation d'une carte spéciail<;ée.

- Oloisir, en le justifiant. un con ver· tisseur ou une carte de conversion dans une documentation t."'llstructeur. en vue d'une application décrite par un cahier des charges.

L.:etude Jbndiannel/e d'une c!Jajne dacquisitkvJ de mesure pemxtfJâ de nxmtrer les

contraintes dt: mise Cil a:uVIr pmt.i}'u: d'wx canvcr.si;n On nnt1!rrra cr1 puti:u'kr

qut: lrs contraintes t~dmiqucs de mis~ en a:uvre imposent évcntur:JlcnJCntdr:s mrnitb-JSd'édJantX/crrJ4f!i"- desli:ndi:rsdemrrfitilnnen=tdessj{iJauxafl'liq[K,>œs (Ji/tm ge_ ampl/lèation) ~t des condilians dt= stockage des do~s nl1E1Xfr.iqu~

:. : Jts :-:

D istnbùtton :et.conversto:nWènet g!e :èlectn:gue: ::.

( Ière: 3 h cours. 15 h1P; 'Tcnninalc: 8 h cours, 15 h 1P) E51-Rése<U dedslihqloo·

. Réseaux monophasés et triphasés. . Sectionnement : rléœss~è du point de vue de la sécurité.

. Protection des matériels : détection et élimina-lion des Oélauts.

. Protection des personnes : justillcation des tégim.es des neutres. protection diftérenti:De.

E52 - Eb !de toocionoe!le de la chcine de CcnJersioo .

. Adaptation du niveau de tension en alt.ematif : principe ct description technologique succincte du lransfommteur monophasé ; rapport de transk>rmation. notion de rendement . Commande de la pu~e : par O:Xlllôle •toul ou rk::n•, par modulation cténergie..

Notion de redressement commandé. . Notion de decoupagè; hacheurs.

. Applications au démarrage et à la variation de vitesse des moteurs électriques, au contrôle de température.

E53-Ol!J{e!lijoo électrqngmétaJe · Machines à courant continu fonctionnant à aux constant:

- principe, caractéristiques mécaniques de couple. de vitesse et de puissance1 caructérisliques

électriques

éle

courant et de tenson; - utilisation. réversbilité; - fonctkumement à vitesse variable. . Machines à courant alternatif :

- principe du moteur asynchrone à cage., carac-teristiques mécaniques et électriques. utilisation; ~ démarrage pour fonctionnement à vitesse &m!>-tante;

- f(:mctk>rmement à vitesse variable. . Principe du moteur pas à pas.

- JtNilicr

••w:

dét."'l'llll(J.Niion f01)1.1im. nette du poinl de vue lk la gestion de l'fuer-gic.

- Préciser 1~ ~olulion" tcchuiques rd. roues.

-Identifier le ou lc!t. actionncur5; dcctriq.JCS..

- Œ.aire d .-ill~ le\ règles de branche-men! el de: prokt·tion dc:s <.'Îrcuits aroriq.Jcs.

- VérifterS\lrunschémaqucla~

de:<> mulériels et lks personnes est bien nsstréc.

- kk.nlirK'.fksflux cl6'1CJV.,ie.lcalrnalun: ct leurs carodéristiques.

- E1lalucr le rrodemcnt des diffén:nts

l"Utl':ôt.Îiu:mts de la chai~ de l't)(Jver;.ion.

'On sc ffmfem dans œ cbapm ti J'asp:d /'cn::IXnnel eeti famb'sc des ffux d'éne'l{ic<;.

6 -Mise en œuvre

6-1 Répartition des horaires d'enseignement

L'enseignement de la technologie des systèmes doit être assuré par une équipe pédagogique constitué de profcsseur(s) de gënle mécanique et de professcur(s) de génie électrique. Cette équipe pédagogique sc répartira les différents chapitres du programme.

6-2 Equipement

Le programme tel qu'Ucst miS àjourne requiert pas d'autres équipements que ceux définis par le gutde d'équipement actuel.

Pour l'ouverture d'une nouvelle section, le choix des équipements devra privilégier les systèmes permettant une exploitation commune équilibrée entre les deux groupes de chapitres (A. B etC, d'une part. D etE, d'autre part) et assurer une cohérence avec les besoins de l'enseignement de Technologie des systèmes automatisés {TSA) de la classe de seconde.

Annexe:

Justification des évolutions de prognunme

Démarche de travail

Les GID technologiques. L-onsldéranl la faible durée de rrùse en œuvre des programmes actuels de technologie dans la vote Eetl'ênonne lnvestlssementaccompli par les équipes pédagogiques dans cette rénovation, partageant de plus l'esprit de celle rénovation, se sont placés d'emblée dans la perspective opérationnelle d'une évoluUon et d'une amélioration, el non d'une refonte, pour construire les programmes de te<:hnologte de la vote sc!entlfique.

Les progranunes actuels de la série E (B.O. du 31 août 1989). correspondant à un enseignement de 8 heures hebdomadaires nous ont semblé satisfaisants par les points suivants:

1. Le choix d'un thème fédérateur. les systèmes automatisés. met bien en évidence le caractère pl uriteclmlque des objets et des systèmes étudiés au niveau du génie mécanique

ct du génie électr1que. 1

2. L'analyse systémique donne les outils conceptuels penneltant d'aborder les systèmes de grande complexité.

3. L'étude fonctionnelle pcrmetde ne pas entrer. si on ne le désire pas. dans la structure des constituants. Cet aspect nous paraît important pour une fonnatlon généraliste n'ayant pas un caractère professionnel.

Cet ensemble de raJsons nous a conduit a conservc.rl'or1entation des programmes actuels de la série E.

Enfin, les programmes ont été radicalementmodlftès par deux foiS au cours de ces dernières années. En pnrtlculier la prenùère session de baccalauréat correspondant aux programmes actuels fut celle de 1991. De plus. les réglonsontfaitdes plans d'équipements lm portants pour mettre en place ces programmes. Ce dernier aspect. avec ses oonséquences, à savoir l'effort lmP?rtant demandé aux enseignants qUI demandent de pouvoir évaluer les résultats obtenus, nous a conforté.dans l'esprit de cette continuité.

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En conséquence l'arclùteduregénérale du programme de 1989 a été conservée telle quelle, même si certains paragraphes ont fait l'o'tlJet de sup~sslons ou de réductions importantes dans un souel de réallsme. Lors de ces modlftcatlons, nous avons malntenu la pari lé ho mire entre le génie mécanique (parties A. B etC),Ie génie automat!queetle génie électrique (parties D etE), déjà affirmée dans le programme actuel.

. Lesmodillcations apportées s'appuient sur des enquêtes effectuees nu prés d'équipes pédagogJques dans plusieurs acadêmles (une vingtaine d'équipes, tant pour le génie mécanique que le génie électrtque), en vue de mettre en évidence les prtndprues dUI1cultés rencontrées dans la m1se en oeuvre du progmmmc, de dégager les convergences. et de mettre en évidence les choix réalistes des différentes équipes quant aux diJiérents chapitres du programme. De manière générole ont été supprimés du programme ou fortement rédUits les paragraphes pour lesquels exiStaient une convergence majoritaire quant à la non faisabilité (même s! plusieurs fats cette suppression a été regrettée ... ).

Constat actuel pour les chapitres A, B etC. Incidences sur le programme Outre la d!fficuité de mise en oeuvre de la totalité des polnts du programme. cinq polnts clés ressortent de cette enquête partielle.

1- La rénovation est globalement réussie et l'esprit des progcynmes de 1989 assimilé. 2- La 6nallté prédse du !Jac E actuel n'est pas encore dalle pour beaucoup. Plusieurs èqutpes constatent une dichotomie de fait entre les composantes électronique et. méeanlque. Une orientation eJatre "gérùe des systèmes" est souhaitée parles équipes les plus engagées dans la rénovation.

3- Cette dichotomie est aœentuée par la nature actuelle des sujets d'examen. qui n'évaluent pratiquement pas la composante automatismes Industriels. Ced au grand dam de plusieurs équipes. qui's'lnterrogent pour savoir s'il s'est agi soit d'un manque d'attention dans la conception des sujets, soit de la man!festaUon d'une cause plus profonde Inhérente aux disciplines concernées, ...

4- Les acquis en génie mécanique sont difficiles à évaluer par le niveau "utilisateur" post-bac.

5- L'tnformaUque-<>utii est maîtrisée par l'ensemble des équipe.•. mals la place relative de l'Informatique dans les apprentissages fondamentaux fait l'objet d'interrogations.

Pour le polnt 2. le groupe de travail affirme (confinne) l'ortentaUon vers le "gérùe des systèmes" avec en conséquence la nécessité pour les dlsdpllnes de sc mettre au service de l'objectif.

Le polnt n• 4 Interroge fortement. Dans l'état actueL du fait de la brièveté de l'application et de la très importante réduction en génie mécanlque vis-à-vis de l'état antérieur, peul-être non encore intégrée par les formations post-bac. tl n'est pas envisagé de recentrage. Les évolutions de programme vont néamnolns dans le sens d'un approfondiSSement des savoli'S et des savotr-falrerelatlfs aux procédés. Il est Indispensable que la dlmens!on réalisation soit maintenue, par quelques travaux praUques sur machines et surtout par une meUieure déL-ouverte de la producUon Industrielle (en mettant notamment en oeuvre toutes les ressources modernes des technologies modernes tnfonnatiques et audio-visuelles). Les équipes pédagogiques s'alt.acheronl. pour les apprentissages fondamentaux, à associer le moyen le plus approprié à chaque objectif opérationnel (à titre d'exemple, l'apprentissage du dessin technique dottassoclercroquis et esquisse à main levée, dessin à l'échelle sur support papier pour la représentation d'un objet exiStant ou la conception d'avant-projet à l'échelle -papier quadrtllé, calque-. saisie ou conception assistée 20 ou 3D, modlflcations de desslns en bibliothèques .... )

En ce qUi concerne le polntn• S,le groupelns!ste sur la primauté des apprenUssages fondan>entauxpar rapport à l'apprentissage de le<:hnlques (Informatiques .... ) supposées permettre plus facilement ces apprentissages. Sll'tnfonnatique-<:>utll est bien un des axes majeurs du programme, en aucun cas l'apprentissage de logiciels doit se substituer à l'acquisition des compétences le<:hnolog!ques. En conséquence, le nombre de loglctels utilisés devra être minimisé el le choix de ces logiciels devra privilégier l'efficacité pédagogique à la complétude dans le domaine technologique.

Le polnt n• 3 est du domaine des équipes de pilotage de l'évaluation nationale.

Sur l'enseignement de la mécanique

La mécanlque (paragraphe A4 " calculs des grandeurs associées à la partie méeanlque) a fait l'objet d'une llmltation relativement importante si on se référe au programme de 1989. Ont été supprtmées en tant que telles la résiStance des matériaux ella dynanùque. Plusieurs raisons convergentes ont motivées cette l!mltation :

L'orientation "génie des systèmes", qul nous

a

semblé impliquer de mettre plutôt l'accent sur la modélisation statique et dynamtque des mécanlsmes (étude statique el dynamique des liaisons) ; l'analyse du comportement des composants par la résistance des matériaux apparaissant alors secondaire ;

• I.e volume lmportantdu programme, comparaUvemcnt à l'horaire allouè (20 h cours ct 24 h de T.P.) ;

• Le fait que la dynamique el l'énergétique sont abordées dans l'enseignement de la p~y~!quc: permettantdoncl'explo~tationdeces connaissances en technologie. sile besoin

s avere necessaire. l.c travail en equipe avec l'enseignant de physique, notamment en exploitant les supports disporublcs en technologie, permetlralt de plus une meilleure cfficadtè des deux dlsclpllnes.

{..'évolution retenue est donc tout autant un choix de faisabilité qu'un certain recentrage vers les apprentissages prenùt:rs pour l'étude des mécanismes.

Commentaires spécifiques relatifs aux chapitres A, B et C. Ces commentaires sont relaUfs aux notes du programme. Ces explications n'ayant par défirùtlon qu'un caractère transitoire, il a étè retenu de les reporter dans cette annexe

destinée aux enseignants. ·

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Le remplacement du terme "conception" par "étude" pour le titre du chapitre A recadre le programme vis-à-vis de l'objectif cffect!V<:ment atteignable. · "' Ce changement de titre du paragraphe Al correspond d'une part à une meilleure relation avec le contenu, d'autre part au transfert en Al du paragraphe d'analyse fonctionnelle (anden paragraphe Bl3, en conséquence supprimé).

" Changement de titre en référence à la nonne. "' 1\jout de "Les objcctlfs" (en référence à la norme)

151 _{Mise en référence à la norme.}

'" Suppression de la référence aux contraintes humaines (difficulté à les Intégrer à L'e niveau de fonnation).

1hmsfert dans ce chapitre Al du§ Bl3 par souel de cohérence globale. Suppression de l'Item "modélisation des blocs", qui esllmpllcilc dans la description fnnctionnclle (& A 12 cl A7).