TOMEll FI,

Supplémentau nO18•12 mai 1988 A \220

CLASSES DE PREMIERE ET DE

TERMINALE E, FI, F2, F3, F4,

F9, FIO (OPTION APPAREILLAGE)

Horaires et programmes de

technologie industrielle

00 00 cr> 00 o C :::J

'"

ë 0) E -0) Ci a. :::J Cf)

TOME 1

Classes de première et de terminale

E, Ft, F2

,

F3

TOME

II

Classes de première et de

t

erminale

F4

,

F9, FtO (option appareillage)

SOMMAIRE

Programmes co co O"J co c: CD E 'CD Ci. c. :::> Cf) Baccalauréat F4 Baccalauréat F9 165 194 Baccalauréat FIO (option appareillage) o... ... ... 230

co co ;r: oc;; E ~ ~ 0 co ::l

'"

E œ E -œ 0- C-::l Cf) co

Nouveaux programmes de technologie industrielle

des classes de première et de terminale E, FI, F2,

F3, F4, F9, FIO (option appareillage)

Les professeurs pourront interroger le ministère de

l'Education nationale du 16 mai au 30 juin 1988

en composant le 36-13, code

«

Edutel

»,

le mot

clé

«

Tech

»,

co co cr>

co

Génie civil

Présentation générale des programmes de technologie

Objectifs généraux

Lesprogrammesdesoptions technologiques«TSA »(technologiedes systèmesa uto-matisés)et«Produ ctique»sont appliquésdepuisla rentrée'deseptembre 1987 dans l'en-semble des classesdeseconde.

Parailleurs,les BTSont été rénovésaucoursdes dernièresannées.

Lesmodificationsdesprogrammesde premièreet terminales'inscriventdonc na turel-lement dansle prolongement des enseignements deseconde etprépar entles élèvesàla poursuited'étud esdanslesdomainesrelevantde la conception de la miseenœuvre de systèmesd'h ab itat et desouvragesd'art.

Programmes concernés

Lestextesci-jointsdéfinissentles contenus desprogrammes

*

de: A. Etude desconstructions

Mécanique et construct ion

B. Etude des systèmes techniques industriels B.l. - Informatiqueappliquée.

B.2.- Réalisation desouvrages.

Le programme deconstruction est lui-mêmeconstituéde deux sous-ensembles: - Construction :programme général ;

- Construction :programme complémentaire«Génie civil».

Le programme général correspondà l'ensembledesconnaissanceset des démarche s que doit acquérir un élève de terminale d'un baccalauréat technologique.

Le programme complémentairepermetl'articulationentre le programme de con struc-tion généraleet le programme de réalisationdesouvragespar l'étudedesolutionss pécifi-ques du Génie civil.

*A titre indicatif, unerépartition horaire surl'année des dif férentesoertiesdesnrnl!ramme<sem o c: :::J co ë 0) E 00) Ci a. :::J Cf)

ETUDE DES.

CONSTRUCTIONS

co co en .<ij E N

Mécanique

A. Objectifs du programme de Mécanique

co

o c:: ::::l

'"

c:: La mécanique est la sciencedesloisdu mouvementet de l'équilibre.EUe est la base

E

du dimensionnement desmécan isme s, des stru ctur es et ouvrages.

-Q) Ci.

g. L'enseignementde la mécanique viseàdonner aux élèves ,àtraversl'étudedesystèmes Cf) réels, les co nnaiss a nces et les méthodesleur permettant:

1) la com préhensio n du co m po rtement de tout ou partie du système ;

2) le développementde capacitéstransversales(méthode,rigueur, analysedu réelet mo-délisation , va lidation expérimentale).

Il prend en compte le programme de physique de la classe de seco nde.

B. Programme

Leprogrammede mécanique décrit ci-dessou s est présentédansun ordre qui ne doit pas être nécessairementtraduit par un déroulementchronologiqu e.

Malgrétoutlechapitre l « Modélisationdesliaison s et des actio ns mécanique s » pa-raîtêtre un préalable nécessaire.

1.Modélisation des liaison set des actions mécaniques l.l.Modélisation desliaisons

1.1.1.Solide

- Définition :solide - système de solides.

- Repérage d'un so lide par rapport àun aut re solide.

\.\.2.Cinématique desliaisonsentre solides dan slecas deliaison s sansjeu - Cinématiq ue du con tac t:

• contact ponct uel, contact linéiqu e, contactsu rfac iq ue, • surfaces en co ntact, repèr es locaux associés,

• degrés de libert é - param étr age des mouvements possibles. - Liaison s élémentaires:

• défin ition ,centre deliaison et repères locau x associés, • déplacements possibles etparam étrage,

• schéma tisatio n normalisée (plan eet spa tiale). 1.2. Modélisationdesactions mécaniques

1.2.1 .Actions mécaniques sur un solide - No tion de force :

• carac térisa tion d'une force,

• moment en un point, calcul vecto riel du moment,

- Système de forces : • torseur associé,

• éléments de réduction du torseur en un point. - Actions mécaniques à distance :

• champs de forces volumiques, • effet de gravitation,

• effets magnétiques et électromagnétiques,

• modélisation par un torseur des actions à distance. - Actions mécaniques de contact :

• champs de forces surfaciques,

• actions d'un fluide sur la surface d'un solide, • actions d'un solide sur un autre solide: - actions ponctuelles

*

hypothèses simplificatrices

*

modélisation par un torseur

*

loi du frottement

- actions linéiques et surfaciques.

1.2.2.Actions mécaniques dans les liaisons entre solides - Liaisons parfaites.

- Action mécanique transmissible par une liaison élémentaire parfaite: • modélisation : torseur mécanique de liaison

[ T (2-1)1

=

{~(2-1)

}

MA (2-1) A

• application aux liaisons : ponctuelle, plane, pivot, glissière, linéaire, pivot glissant, rotule, • composantes du torseur dans le repère local associé,

• réciprocité avec les mouvements possibles. 1.2.3.Principe des actions mutuelles

(T(2-I)l

+

(T(l-2)J [0). 1.3. Isolement d'un système de solides

- Graphe des liaisons. - Frontière d'isolement.

- Identification des actions extérieures s'exerçant sur le système.

- Identification des actions intérieures au système par déplacement de la frontière d'iso-lement.

Remarque: l'analyse ne portera pas uniquement sur des mécanismes conduisant à une résolution par glisseurs coplanaires.

2. Cinématique

2.1.Mouvement relatif de deux solides en liaison glissière ou pivot 2.1.1 .Rappels

- Définition de mouvements (rotation et translation). - Repère fixe, repère mobile.

- Système de forces : • torseur associé. co co C1l ";ij E co o c: ::J

'"

ë

'"

E -CI> Ci a. ::J Cf)

- Pointscoïncidants à un instant donné.

~ - Trajectoire des points d'un solide par rapport à un repère donné. '(ij

E 2.1.2.Caractérisation du mouvement d'unpoint d'un solide par rapport à un repè-~ re donné

~ - représentants vectoriels de la position, de la vitesse et de l'accélération, "c - champ des vecteursvitessed'un solide:

ii1 •en mouvement de translation,

ë • en mouvement de rotation autour d'un axe fixe,

~ - pour un mouvement résultan tde l'association de mouvementsuniformeset

unifor-8:

mément variés :

Jl

•

représentation graphique (graphe desdéplacementsefdes vitesses), • expressionanalytique(relationsentre déplacement, vitesse et accélération).

2.2. Mouvementsplansentresolides - Champsdes vecteursvitesse d'un solide. - Equiprojectivité.

- Centreinstantanéde rotation.

- Mouvementrelatif. Compositiondes vecteursvitesses.

3.Statique

3.1. Principe fondamental de lastatique

{i (actionsextérieures-e systèrnej]

=

{O} Traduction vectorielle du principe fondamental de lastatique: - Théorèmede la résultante.

- Théorèmedu moment.

3.2.Résolution d'un problème de statique 3.2.1. Hypothèses

Sur : - le mécanismeou la structure, - lemouvement,

- les liaisons (géométriquement parfaites avec ou sans priseen compte du frot tement) .

3.2.2.Algorithme de résolution - Identificationdes inconnues. - Ordonnancement des isolements.

- Possibilité derésolution duproblème (isostatisme). - Choixd'une méthode de résolution .

3.2.3.Méthodeanalytiquede résolution 3.2.4.Méthode graphiquede résolution

- Tradu ctiongraphiuue du principe fondamental dans lecas d'un solidesoumis à deux - Points coïncidants à un instant donné.

co co cr> 4.1.Hypothèses de la RdM

- Sur lesolide déformable. - Sur les actions exercées.

.;;; E

co o

c:

4.2. Etude d'une poutre iil

- Coupure, isolement d'untronçon de poutre ~

• torseur desefforts extérieurs sur le tronçon isolé, ~

0.. • torseur des efforts de cohésionau barycentre de la coupure, g-• relation entre le torseur deseffortsextérieurset le torseur des effortsdecohésion, sur Cf)

un tronçon de poutre isolé, _ _ _

• dénomination des projectionsde la résultanteet du moment

(Ï\

N, Mt, Mf). - Actions locales dans une coupure. Vecteur contrainte. Projectionsdu vecteur con-trainte : concon-trainte normale et tangentielle.

4.3.1dentification de la nature des sollicitetions - Traction-compression.

- Cisaillement. - Torsion. - Flexion.

- Sollicitations composées.

4.4.Etude des sollicitations simples

4.4.1.Exploitation et interprétation des résultats d'un essaide traction (réaliséen construction)

- Relation entre effort et déformation :loide Hooke. - Notion de contrainte.

- Module d'élasticité longitudinale (E). - Palier de plasticité.

- Phénomène de striction. Coefficient de Poisson. - Limites élastique et de rupture.

4.4.2. Torsion

- Expression de la contrainte tangentielle.

- Relation entre contrainte et déformation (module de Coulomb).

4.4.3.Flexion simple

- Expression de la contrainte normale et de la contrainte tangentielle. - Distribution des contraintes dans une section droite.

Nota: lesexpressionsdes momentsquadratiques seront fourniesdanslecas de surfaces 4. RésistaRce des matériaux

5.1. Expression vectorielle du principe fondamental de la dynamique dans le cas d'un solide en translation

4.5.Notions expérimentales de répartition des contraintes dans un solide

~ - Influence des défauts de forme et des actions locales de contact (concentrations des

-=

contraintes).

cs E

N 4.6. Détermination assistée par ordinateur des contraintes et déformations co

"c5. Dynamique

<::: Les études en dynamique se limiteront au cas des solides enmouvement uniforme ou

E

uniformément varié dans le cas d'une translation rectiligne ou d'une rotation autour d'un ~axe de révolution fixe passant par le centre de masse.

c-:::J Cf)

~

R (actions extérieures - système) (MG (actions extérieures - système)=

o

1

8"

i

5.2. Expression vectorielle du principe fondamental de la dynamique dans le cas d'un solide en rotation autour d'unaxeprincipal d'inertieiixe (Ox) passant par le centre de masse

~

R (actions extérieures - système) ( MG (actions extérieures - système)=

Nota: l'expression du moment d'inertie (solide de révolution) sera fournie.

6. Energétique

6.1. Expression des différentes formes de J'énergie

- Electrique, potentielle de pression ou de gravité, cinétique, calorifique. - Existence d'autres formes d'énergie.

6.2. Principe de conservation de J'énergie totale - Conversion d'énergie, notion de rendement. Remarques:

1) A partir d'exemples simples exprimer qualitativement les diverses possibilités de trans-formation de l'énergie: travail d'actions mécaniques, énergie de détrans-formation (ressort), chocs, ruptures mécaniques, effet Joule ...

2) A l'occasion d'études de systèmes et en choisissant des formes d'énergie bien identi-fiées, l'enseignement visera à l'utilisation du principe de conservation de l'énergie totale dans le cas d'un fluide ou d'un solide.

7. Mécanique des fluides

7.1 Propriétés et caractéristiques des milieux fluides - Contrainte dans un fluide

• contrainte normale: pression,

7.2.Hydrostatique - Théo rèm e dePascal. - Théo rème d'Archimèd e.

00 00 cr> '", E o c; :::J '" 00 N

c:

Q) E Remarque:pour l'hydrostatique,onétudiera,entreautres cas , celuidelapousséed'un ~

fluidesur une paro i verticale. ~

7.3. Dynam iquedes fluides

- Description d'u n écoulem ent :vitesse moyenne, déb it.

- Conserva tion de l'énergietotale dans un fluide:théorème de Bern o ul li. - Pertes d' énergiepa r viscosité. Rendementd'un système hydra ulique.

8.Thermique

8.J. Conceptphysiquedechaleur. Modes detra nsfe rt de chaleur.

8.2.Déformationd'unepoutresoumise à unevariationuniforme de tempéra ture(ra ppel desrésul ta tsde physique).

8.3.Bilan thermique d'unsystème isolé:aprèsana lysedesmo desdetransfert d' éner-gie on utilisera un logicielpour effectuer lebilan ther miquedesystèmescomplexesen vued'un dimensionnement pour atteindre un point d'équ ilibre.

C.

Aspects méthodologiques L'enseignemen tde la mécanique repose sur :

- L'analyse détailléeduco mportement d'u nso lide ou d'unsystèmedesolides faceà un ensemble de facteurs fav orisa ntou modifiant :

• son équi libre(statique),

• son mouvement (cinéma tique et dyna mique), • sa forme (résistance des matériau x),

• so n aptitude à tra nsmettre la puissance (énerg étique).

- Lepassagedelaréalitéphysiqu eàla modélisation vectoriellepa rune utilisation pro-gressived'outilsma thématiques com munsàj'ensembleducycle cie fo rm ati o net permet-tant uneconceptu alisa tion et unequa ntification finedesphénomènesquiintervienn ent dansles mécanisme s, str uctures etouvrages.

- La résol ut ion cles modèles vector iels.

- L'in terprétation des résultatsmathém atiq uesobtenus, et leurco n frontatio navec la réa litétechnologi que .

- La maît risedu système intern atio nal d'unités.

- L'approcheexpérimentale de phéno mènes perm ettant auxélèves uneconcrétisa tio n des co nna issancesetco nce ptsmisenévidence(appr ochededécouvert e etdevalida tion). - L'utilisationde moyensmodernesdetraitement desdonnées(logicielsdecalculetde

L'en seignement de la mécanique se doit :

co

~ - De ne pasdissocier aspects technologiques et résolu tion desproblèmes. .~ - De développer chezles élèves l'aptitude à:

N • analyserlesdonnéesdisponibles,

co • co mprendr e et interpréter les phénomènes observés, o • modéliserà partir d'h ypothèsesjusti fiées,

c: • choisir la méthode de résolution ,

~ • choisirlesmoyensdecalcul ou d'assistance au calcul, ~ • interp réter les résult a tsobtenus.

E

~ - D' être rigoureux quelle queso it la co m plexité du système étudié.

CL

~

Enfinle bacheliertechnologique doit au coursde sa formationbénéficier d'unesy ner-gie des enseigneme nts deco nstruc tio n et de mécaniqueet prendre consciencede cett e né -cessaireco m plémenta rité.

D

. Com

pétences

atte

ndues

Ontro uvera dans ce chapitre ,pourchacun desparagraphesdu programme,la com pé -tence que l'onattend desélèves à l'i ssuedesdeuxannéesdepremière et terminaleF4.

1.Modélisation des liaisonset desactionsmécaniques En possession de :

- Dessinsd' ensemblesou/etde schémas, - Catalogues ou noticestechniques, - Structur es et/o u mécanismes réels, • isoler un système,

• dresser le bilan desaction sextéri eure squi s'exercen tsur lesystème matérielisolé( ca-ractère plan ou spatia l),

• modéliser lesactions su bies par lesystème.

2. Cinéma tiq ue

A partir d'undessin de mécanisme et/ou de fichestechniques :

a) Un solide étant liéàun autreso lide par une liaisonglissièreou pivo tparfaitement définie , l'un des solides étant fixe,

- Le graphe des vitesses étant donné :établir laloi du mouvementet déterminer les ca-ractéristiques de ce mouvement.

- Une loi de mouvement étant donnée, et une caractéristique spécifiée (course, V maxi,...):établirles expressionsalgébriquesdu mouvementet tracer les graphesassociés. b) Un mécanismedont le traitement peut être effectué au moyen d'uneprojection sur un plan défini:

- Constru ire le graphe des liaisons. - Définir et paramétrerlesmouvements.

- Déterm iner (graphiquementou analytiquement)les champs des vecteurs vitesse des L'enseignement de la mécanique se doit :

3. Statique N o c: co co en ë (1) E '(1) Remarques:

8:

:::J (f)

1) En terminale,deslogicielsde calcul assistépar ordinateur devront permettre de traiter desapplicationsspatiales, lestorseursmécaniques de liaison étant alorsquelconques. 2) Dansles casoù la résolutionn'e stpasassistée par ordinateur, les modèlesassociés auxactions mécaniquesdevront être réductiblesà des glisseursco pla naires.

A partir d'un système réel ou des dessinset noticesle définissant: - Justifier des hypothèses simplifica trices (données) au niveau des liaisons. - Vérifier que le problème est résoluble.

- Elaborer un ordonnancement desisolements .

- Déterminer analytiquement ou graphiquement lesactionsde liaison.

- Interpréterles résultatsobtenus par un retouràla technologie mise en œuvre: per- ~ formances , validation de so lutio nsco ns truc tives.

4. Résistance des matériaux

Con naissan t les action s mécaniquesexercéessur un so lide : - Déterminer le torseur de cohésion au barycentre d'une coupure. - En déduire la nature des sollicita tio ns .

- La valeur des co nt raintes danslecasde poutres so llicitées en traction,co mp ressio n, torsion ou flexion sim ple.

- La valeur de la déformation en traction ou compression .

5. Dynamique

Pour un élément d'actionneurou d'un mécanismeentièrementdéfini (dessins,fiches techniques, ...), en mouvementde tran sla tion ou de rotation autour d'un axeprincipal d'inertie fixe, déterminer:

- Lesactionsextérieures ou de liaisons permettant d'obtenir une vitesse spécifiée. - Les actio ns de liaisonet la vitesse de déplacementpour une action extérieure imposée (torseur à résultanteou à moment).

6. Energétique

Pour un système, la quantification desfluxénergétiquesétant fournie : - Tracer un diagramme des flux d'énergie .

- Calculer le rendement global de tout ou partie du système.

7. Mécanique des fluides

En possession descaractéristiquesd'une stru ctur e ou d'un circuit définispar un en-semble de plans, notices...

- Déterminer lesdifférentespression setvitesses de points spécifiés d'un fluide au repos ou en mouvement.

co co 0">

9.Thermique

Une poutre étant soumiseà un champ uniforme de température:

'

E -

"

Déterminer la contrainte induite dans le cas d'une déformation contrariée (traction N ou compression). o c :::>

'"

ë Q) E '<D a._c. :::> Cf)

C

onstruction

Programme général

A. Objectifs du programme de construction

La construction est l'art d'appliquer de manière pondérée les connaissances fondamen-tales de mécanique et de physique,en fonction de critères économiques, àla réalisation de mécanismes et d'ouvrages.

L'activité industrielle est une activité d'intelligence.Compétitivité et flexibilité sont l'af-faire de tous, de l'ouvrier à l'ingénieur. L'enseignement de la construction participe à ce développement du capital technologique et de la promotion des capacités individuelles d'adaptation.

Le programmede construction mécaniques'inscrit dans le prolongement de l'option

TSA (technologie des systèmes automatisés) des classes de seconde.

A travers l'étude de produits industriels réels et actuels, l'enseignement de la construc-tion vise à faire acquérir auxélèves les connaissan ces,les méthodes etles démarches leur permettant :

1) L'analyse des fonctions, la compréhension de leur agencement et leurs solutions tech

-nologiquesdans un contexteindustriel précis (marché, performances,coûts), de tout ou partie d'un système.

2) L'appréhensionavec rigueuret méthode des problèmesàvariables et critères multi-ples, caractéristiques d'un domaine industriel fortement évolutifet créatif.

3) La découverte,àtraversla diversité historique et actuelle des so lutions et desmoyens,

de la permanence des fonctionsà assurer.

4) L'utilisationdes outils modernes de la communication technique (méthodes de de

s-cription et de représentation).

5) Une approche rigoureusedes problèmes de qualité et de maîtrise de la valeur. 6) L'appréhension, à traversla continuité historiquedu développement technologique,

desfacteurs susceptibles de provoquer desévolutions ou des ruptures.

B. Programme

Tel qu'il estprésenté, ce programme ne constituepas une progression .En effet, l

'en-seignement de la construction nécessite : - Des aooroches successives assurant :

• parallélisme pour une approche simultanée deplusieurs chapitres, • redondancepour aider à l' appropriatio n desconnaissances, • diversitédes supports.

- Desphasesdesynthèse visant à la struct uration des connaissancesacquises.

00 00 en

00

1. Compétitivité des produitsindustriels o

c::

Cechapitre a pour objet d'intégrerl'anal ysetechnologique desproduits àune évolu-

~

tionhistoriqueet économiquemarquéepar desruptures(innovations),des changements ~ decontexte, par la priseencompte de besoinsnouveaux(personnali sation desproduits)

'6.

par l'interdépendance destechn iques(micro-électronique ,informatique, ...). g-Cf)

D'un point de vueméthodologique, on pourra préciserpour chaque produit étudié lesélémentscaractéristiquesde cette approche(date demisesurle marché, prix de vente, quantités, brevets, ...).

1.1. Typologie des marchés de produitsindustriels 1.2.Famille deproduits

- Nécessité (vis-à-visdu marché, del'entrepr ise,... ).

- Incidence sur la conception, la pro duction, la distribu tion , la maintenance. 1.3.Cyclede vied'un produit

- Etapesdu cycle, durée.

- Fonctionsassociéesau cycle de vie: • conception et production,

• commercialisatio n,

• utilisation (fonctionstechniqueset fonction sd'estime) , • maintenance,

• destruction.

1.4.Composantesde lacompétitivité desproduits - Lescoûts :

• typologie ,

• notion de«Conception pour un coût objectif ».

- La qualité: • définition ,

• lesperformances techniqueset lesindicateursde performance(rendement, puissance massique, ...),

• fiabilité(MTBF), • maintenabilité(MTIR),

• compromis fiabilité-maintena bilité(cas limites :prod uits jetables), • coûtde la non-qualité.

- Disponibilité du produi t pour le client : • standardisation et personnalisation desproduits, • normalisation.

- L'innovation:

• lessourcesdel'innovation , • lesméthodes de l' innovation: -approche svstémioue

• parallélismepour une approche simultanée de plusieurschapitres,

• la protection industrielle :

~- brevets :objet et méthodes,

~- l'Institut national de la propriété industrielle (lNPI). '(ij

~ 1.5.Méthodesassociéesà la recherchede la compétitivité

~ - L'analysede la valeur en conception : ~ • démarche fonctionnelle:

~ - besoins, fonctions, contraintes,

~ - cahier des charges fonctionnel,

ë -analysede la répartition des coûtspar fonction,

E •

moyenset outils (notions). -<D

~- L'analysefonctionnelle (voir chapitre2). ::>

Cf)

Commentaire

D'un point de vue méthodologique, les concepts contenus dans ce premier chapitre pourront être introduits selon deux approches:

- Une approche systématique, consistant à indiquer pour chaque produit les compo-santes de sa compétitivité.

- Une approche comparative permettant d'apprécier ce produit par l'étude: • d'une famille de produits de même type et de même génération,

• des générations successives d'un produit chez un constructeur.

2. Analyse fonctionnelle des produits industriels 2.1. Identification des fonctions

- Milieu environnant le produit - notion de frontière. - Désignation des fonction s.

2.2.Caractérisationdes fonctions

- Fluxde matière d'œuvre,d'énergie ,d'information. - Contraintes (données de contrôle).

- Fonction etsolution technique associée. 2.3. Représentation analytique struc turée

2.3.1. Utilisation d'outilspour définir une organisation fonctionnelle - Blocs fonctionnels, entrées/sorties, données de contrôle.

- Décomposition de fonctions en sous-fonctions. - Analyse descendante, notion de niveau d'analyse. - Graphes représentatifs (SADT, diagramme de flux, ... ).

2.3.2. Utilisation d'outils pour définir l'évolution temporelle - Diagrammes de tâches.

- Chronogrammes. - Graphes.

2.4.Cahier descharges fonctionnel d'un produit industriel(cf. norme) - But.

• la protection industrielle : OC) - brevets: obiet et méthodes.

2.5.Techniques pratiquesd'analyse

- Diagramme cause/effet. - Diagramme de Pareto.

- Méthode interogative (Pourquoi? Comment?). 3. Les outils de la communication technique

3.1.Outilsd'analyseet de description fonctionnelles(cf. chapitre 2)

00 00 0 ) ,ii E 00 o <:: ::>

'"

c

3.2.Outilsderecherche et dereprésentation des solutions enphased'avant-projet Ë

-(1)

- Dessinàmain levée(croquis, vueà l'échelle ,perspective). ~ ::>

- Schémas : (/)

•conventions de représentation ,

• bibliothèque de schémas - aides informatiques.

3.3.Outilsde représentation des solutions en phased'étude

- Dessinde projet au crayon et auxinstrumentset/ou assistépar ordinateur: • représentationdes formesgéométriquessimples etde leurscombinaisons sur plusieurs vues,

•vues locales,

•représentation conventionnelledes composantset constituantsde liaison,normalisation. - Nomenclature et légendes.

3.4.Outilsde représentation des solutions en phase d'exploitation

- Dessinséclatés. - Perspectives.

- Noticesde montage et de maintenance. - Aides informatiques.

4. Structurefonctionnelledes chaînes cinématiques - Fonction de chacun desconstituants.

- Transmissionentre constituants.

- Caractéristiques d'une chaîne de commande (en liaisonaveclecours de mécanique) : • précision ,

• vitesse(s), rapport(s)detransmission, •efforts, moments, puissance, - influence desmasses.et desinerties.

5. Constructio n desliaisons mécaniques

5.1. Analysedela valeurdesliaisons

- Critères de réalisation : • procédéséconomiques, •composantsstandards:

-réalisés(réduction desvariantesdans une famille), -achetés,

• facilitéde montage. - Critère d'utilisation. - Critère de durée devie.

5.2. Caractère d'une liaison réelle simple entre solides

~ - Cinématique (mobilité :voir cours de mécanique). "iij - Indicateurs de qualité de la liaison.

E

N _{5.3. Chaînesdeliaisons entre solides}

00 - Graphe des liaisons.

~ - Applications du graphe des liaisons :

~ • à la détermination d'une chaîne de cotes (unidirectionnelle) relative à une condition

de fonctionnement.

E

~

5.4. Liaisonscomplètes : solutions constructives 0.

g- - Assemblage par éléments filetés:

Cf) • typologie,

• dimensionnement.

- Assemblage par déformation:

• frettage,

• clipsage.

- Assemblage avec élément d'apport:

• collage,

• soudage.

5.5. Guidagesen rotation eten translation

- Typologie des liaisons par composants à éléments roulants (roulements, butées).

- Liaisons par paliers lisses.

- Conditions de fonctionnement de ces liaisons.

5.6. Fonction étanchéité

- Etanchéité entre pièces mobiles ou fixes.

- Compromis étanchéité-frottement: joints composites.

- Etanchéité et modes de lubrification.

- Protection contre j'introduction de corps étrangers.

6. Les matériaux

6.1. Liaison matériau-procédé-fonctions (produit)

- Relationsproduit-procédé-matériau.

- Critères de choix d'un matériau et de son procédé d'élaboration permettant d'intégrer

différentes fonctions.

- Evolution des matériaux:

• familles de matériaux: noyau de propriétés et propriétés optionnelles,

• matériaux orientés «procédé »

métalliques: aciersà usinabilité améliorée,

plastiques: plastiques techniques pour moulage rapide ou pour estampage,

• matériaux multi-propriétés métalliques: aciers revêtus ou traités, composites, • matériaux à structure orientée: composites structuraux.

6.2. Etude des matériaux

6.2.1. Matériaux métalliques

- Désignation normalisée des aciers, fontes, alliages d'aluminium et de cuivre.

6.2.2.Matériaux plastiques

- Principaux plastiques et élastomère s : désignation normalisée.

- Plastiquestechniques.

6.2.3. Matériauxminéraux

- Matériauxde grande diffusion :granul ats, liants, bétons.

- Matériaux spécifiques :

• amorphes, frittés, verres,

• cristallins : substrats divers.

6.2.4 .Matériaux composites

- Aâme organique.

- Aâme métallique.

6.3. Etude expérimentale ducomportem ent d'unmatériau sous J'effet d'actionsm

éca-niques

6.3.1.Essais

a) Essaide traction .

b) Essaide fatigue en traction et compressionalternée. Notion de courbe d'endurance

et de limitede fatigue.

d) Essai de dureté (expérimentation) .

e) Caractéristiques mécaniques principales d'un matériau :

- Nature.

- Ordre de grandeur pour quelques matériaux(acier,fonte,béton,bois, alliages

d'alu-minium, plastique set composites).

6.3.2.Notionsexpérimentalesde répartition des contraintes dans unsolide

- Photoélasticité -Extensométrie.

- Influence desdéfautsde forme et desactions localesdecontact (concentration des

contraintes).

6.3.3 .Détermination assistéepar ordinateur des contrainteset déformations

- Modélisation des poutres et des actionsmécaniquesexercées.

- Influence desvariations de forme (gorges,congés,... ),exemplesen flexion et en torsion.

Nota: le chapitre6.3. doit faire l'objet d'un enseignementen relation étroite avec

ce-lui de mécanique.

C. Aspects méthodologiques

1. Les démarches

Le processus decréation de produits industrielsrepose sur une triple démarche:

- Unedémarche descendantequi :

• àpartirdesobjectifs(coûts,performance,qualité ... ) dansuncontexte économique

spé-cifié :

- met en évidenceles fonctions (expr iméesdanslecahier des charges fonctionnel)à

satis-faire pendant le cycle de vie du produit,

6.2.2.Matériaux plastiques 00 00 en "Cô E N 00 o c: ::>

'"

ë0) E '0) 0. "'-::> (/) 00

'- Unedémar cheascendan te, à caractère analytique etsynthétique qui

~ • parta nt dela connaissance del'existant (produitsconcurre nts, équipements,c

ompo-cr>sants, procédés, matériaux,...) et des innovations,

1~

-

vise à rechercheren permanenceles solutionssusceptibles de faire évoluer leproduit.

N _ Une dém archeprospective, qui viseàsuivre les évol utio ns du marchéetdesbeso ins ,

co etàprévoir ces nouveaux besoins afin de maintenir la compétitivité de l'entreprise pour

o en assurer lapérenn ité. .

c;

~ L'enseignement de la constructio nen premièreet terminale permetl'acquisition dec

on-~ naissances et de méthod es favorisant l'app rop riation par les élèves desdeuxpremières

~ démarc hes.

a._a.

:J

o:

2.Le problème de la communication

Pourexprimercesdémarches,l'enseignementde la constru ction en première et t

ermi-nalepermet àl'élèvededévelopper sacapacité de communication etnotamment ses

apti-tudes :

- A présenterpar écrit , sous laformela plusappropriée, le résultatdesestravaux,de

ses réflexionsou de ses recherches(textes, schémas, dessins etcroquissur divers supports).

- A s'exprimer avec rigueur en veillant à l'exactitudedu vocabulair eutilisé.

- Aeffectuer avec goût un travail bien fait dans les détails prescrits.

3. Lesaspectshistoriqueset prospectifs

L'enseignement montrecombien les solutions technologiques sontattachéesàunc

on-texte technico-économique précis, comment elles évoluent, dispar aissentou réapparai

s-sent, afin:

- Deformer des espritscultivés,capables d'exercerleur senscritique et leurjugement.

- Depréparerles élèvesàune vie active fort ement évolutive(curiosité, goût dela

re-cherche, espritd' initiative, sens desrespon sabilités).

4. Conséquencessurl'enseignement dela construction

Compte tenu desdémarches àprésenter ,destechnique sdecommunication indi

spen-sables et d'uneréflexion prospectivenécessaire ,l'enseignementde la construction repose

sur la connaissance:

- Des principalesétapesdu cyclede vie d'un produitindustriel.

- Des concepts et du vocabulairetechnique de base.

- Desoutilsde description fonctionnelle et de communication pour l'analysede

pro-duitsindustriels.

- Des relations caractéristiquesducouple matériau-procédé(comportement, techniques

d'essai et de contrôle).

- Desmoyensde descriptionou decommunication techniquepermettantl'élaboration

d'u ndocument de qualité, conformeaux règlesde la normalisation .

- Del'exploitationde documentations industrielles ens'attac hantàvérifier leur validité

'- Une démarche ascendan te, à caractère analytique etsynthétique qui

D. Compétences attendues

co co On trouvera dans ce chapitre, pour chacun des paragraphes du programme, lacornpé-~ tence que l'on attend des élèves à l'issue des deux années de première et terminale F4 ..~

1.Compétitivité des produits industriels co

2. Analyse fonctionnelle des produits industriels

ë Cl> En présence du cahier des charges fonctionnel d'unproduit industriel (tout ou partie), ~ des dessins et schémas le définissant, de différents niveaux de représentation d'un graphe

g:

fonctionnel : Cf)

- Décrire l'évolution temporelle. - Identifier pour une fonction: • sa situation (filiation),

• les données de contrôle agissant sur cette fonction,

• les flux de matière, d'information et d'énergie traités par la fonction, • le moyen technique réalisant cette fonction.

3. Les outils de la communication technique

3.1. Outils d'analyse et de description fonctionnelles

3.2.Outils de recherche et de représentation des solutions en phase d'avant-projet

A partir :

- D'un produit industriel, d'éventuels moyens de mesure :

• Effectuer à main levée, dans le respect des formes et des proportions: - un dessin à une échelle définie,

- une perspective, - un schéma.

A partir:

- D'un schéma;

- Du cahier des charges fonctionnel;

- De documents relatifs aux composants et constituants nécessaires;

• Représenter sous forme d'un ensemble de dessins,croquis, une solution constructive

pour une liaison (complète, pivot, glissière). L'élève devra pouvoir préciser lescritères du cahier des charges exploités ou privilégiés.

3.3. Outils de représentation des solutions en phase d'étude 3.4. Outils de représentation des solutions en phase d'exploitation

A partir:

- D'une nomenclature ;

- Desdessinsde définition (plans, documentations, ... ) ;

- Et/ou de bibliothèques logicielles (dessinsparamétrables et spécifiques) ; - D'indications dimensionnelles et de structure;

• Représenter et justifierle dessinde projet delasolutionconstructive (auxinstrum ents

D. Compétences attendues

A partir: co

~ - D'undessin d'avant-projet;

.;;; - Des résultats de calculs de dimensionnement des pièces (ou de composants) ;

E

N - D'uncritère parfaitement défini d'optimisation résultant d'une analysede lavaleur

fournie:

co _réduction d'encombrement,

"c -facilité de montage,

iil-association de fonctions,

ë -suppression de pièces,

'"

E

--œ

~- Desdocumentations nécessaires ;

c7.l _ Des éléments du cahier des chargesà prendre en compte ; • Représenter le dessin de projet de la solution.

4. Structure fonctionnelle des chaînes cinématiques

Une chaîne de commande, réelle ou définie par un plan ou un schéma étant donnée,

- Déterminer ses caractéristiques cinématiques.

s.

Construction des liaisons mécaniques

Un ouvrage ou un mécanisme industriel actuel étant défini par tout ou partie de son cahier des charges fonctionnel, un ensemble de plans et documents du constructeur, les

données nécessaires sur les performances, étant fournis, on demande ;

- Pour une chaîne de composantset de liaisons relative à une fonction spécifiée (et

com-portant au plus5 liaisons) de ;

• construire le graphe des liaisons, associéà cette fonction,

• caractériser les surfaces fonctionnelles de chacune des liaisons (nature des liaisons

com-posantes, axes des liaisons, repérage),

• identifier au moins une condition fonctionnelle relative à la fonction,

• construire une chaîne de cotes unidirectionnelle associée à une condition fonctionnelle précise (4 à 5 composantes au maximum),

• construire le graphe de montage, ou de démontage, associé à cette fonction.

- Pour un guidage en translation ou en rotation ;

• construire le graphe des liaisons composant le guidage,

• caractériser les éléments et les surfaces fonctionnelles du guidage, • identifier les conditions fonctionnelles relatives à la fonction de guidage, • définir les indicateurs de qualité du guidage.

6. Les matériaux

6.1.Liaison matériau-procédé-fonctions (produit) 6.2.Etude des matériaux

En présence d'un produit défini par un dessin de projet, une nomenclature, un cahier

des charges fonctionnel et en possessiondes normes de désignation desmatériaux;

Pour le produit précédemment défini et connaissant :

- Les fonctions à assurer;

- Les caractéristiques attendues des liaisons;

- Les contraintes de réalisation (techniques et économiques) ;

• Expliquer le choix du matériau.

00 00 cr> "iiï E N 00 o

6.3. Etude expérimentale du comportement d'un matériau sous l'effet d'actions méca- ~

n~u~ ~

A partir des résultats fournis par un logiciel de calcul:

- Exploiter ces résultats pour justifier, voire optimiser une solution technologique.

Pour le produit précédemment défini et connaissant :

Programme complémentaire: Génie civil

co co cr> "iij E

A. Objectifs du programme complémentaire de Génie civil

co L'étude des constructions civiles s'appuie d'une part sur le cours général de

construc-~ tion et de mécanique, et d'autre part sur la connaissance des technologies spécifiques aux

~ domaines du bâtiment et des travaux publics.

ë

.~

Les études des principaux domaines scientifiques et techniques concernés :

~

- Géotechnique ;

Cf) _ Structures - matériaux - procédés ;

- Equipement de l'habitat;

seront conduites de telle sorte qu'elles autorisent l'analyse de solutions existantes et l'éla-boration de solutions technologiques possibles.

Le dessin est un puissant moyen d'expression mais il doit être aussi le moyen ici de faire la synthèse entre les différents enseignements (mécanique, réalisation des ouvrages et construction).

B. Programme

1.Géotechnique

- Rappels de géologie.

- Notions de mécanique des sols.

- Premières applications aux fondations.

2. Structures - Matériaux et procédés

- Les matériaux du génie civil :

• leur fabrication,

• leur mise en œuvre (liants, granulats, béton, céramiques, bois).

- Principe et fonctionnement du béton armé

• association acier-béton, • terminologie,

• principes des calculs.

- Principe du béton précontraint.

- Etude de structures courantes :

• murs, • planchers, • ossatures, • charpentes.

3. Equipement de l'habitat

- Habitat et énergie: compléments à l'étude des transferts thermiques (voir cours de

mécanique).

- Notions d'acoustique.

4. Etude decas

Ils seront choisisdanslesdomaines suivants : - Habitat individuelet collectif.

- Réhabilitation del'habitat. - Bâtimentsindustriels.

- Ouvragesd'art.

ETUDE DES SYSTEMES TECH NIQ UES IND USTR IE LS

B

.l.

Informatique appliquée

Cette formation est étroitement associéeà ladisciplineConstruction et Réalisation d'ouvrages

1. Structure des ordinateurs

- L'unité centrale. - L'environnement. - Lespériphériques.

2. Représentation et traitement desdonnées

- Représentation binairedesinformations.

- Opérations élémentaires entre registres.

- Stockagedesinformations binaires.

3.Traitement de l'information

- Structuredesinstructionset modesd'assemblage.

- Les langages.

- Initiation au langagemachineet assembleur. - Initiation à un langageévolué.

4. Miseen œuvred'un système informatique - Utilisation d'un langage de DAO.

- Initiation aux systèmesdetraitementde l'information. - Application sau domaine du génie civil.

B

.2.

R

éalisation

de

s

ou

vrag

e

s

A. Objectifsdu programme

Les connaissances à dispenser et les activitésquileursont associées ne visent pas à former desspécialistes,mais à permettreaux élèvesdepoursuivreleurs études.Ellespor -teront essentiellement sur :

- La connaissance de«l'environ nement »industriel: • lesexigencesdes contrai nteséconomiqueset commerciales,

• la diversitédesconnaissances:scientifiques. techniques. sociales. réglementaires...

4. Etude decas 00 00 cr> "iij E N 00 o c; :::>

'"

ë œ E -<1> Ci. a. :::> en

En conséquence, par l'étude des problèmes rencontrés dans l'acte de construire, l'en-seignement doit faire acquérir aux élèves les connaissances, méthodes et démarches leur permettant :

- La nécessité des développements technologiques:

~ • l'ampleur et la rapidité des évolutions techniques,

-= •

la nécessaire adaptabilité individuelle des personnels.

ro

~

- La compréhension et l'apprentissage,dans le cadre d'une démarche productique :

, • des éléments qui entrent dans les actes de décision,

~ • des méthodes et des techniques qui permettent l'étude et l'économie de la construction, ~ la préparation des travaux, la conduite et la gestion du chantier.

:::> ro

~ L'ensembledevant assurer une réussite technique et économique pour les différents

~ intervenants:clients, concepteurs, fournisseurs, entrepreneurs, utilisateurs. 0.

0.. :::> Cf)

- d'identifier les élémentsparticipant à la compétitivité des entreprises,

- d'identifier les méthodes, les moyens en matériels et en matériaux, les aides informa-tiquescontribuant à une amélioration de la compétitivité,

- d'analyser et de décrire un processus de réalisation de tout ou partie d'ouvrageen explicitant le rôle déterminant de la gestion des flux (personnels, matériels, matériaux et informations) au cours des différentes phases de la construction,

- d'isoler tout ou partie d'un processus de fabrication et de recenser les relations entre ce processus et son environnement,

- d'élaborer,totalement ou partiellement, les documents nécessaires à la réalisation de

tout ou partie d'ouvrage,

- d'intervenir (réceptionner, contrôler, mesurer, mettre en œuvre) à tout niveau de la

réalisation, sur les matériels et matériaux.

B. Programme

Ce programme n'est en aucun cas une présentation chronologique des connaissances

et des compétences à faire acquérir aux élèves.

1. L'entreprise etson environnement

1.1. Notions d'économie générale - Les besoins.

- La production des biens et des services.

- Les marchés :travail, capitaux, biens et services.

1.2. Structure de la profession du bâtiment et des travaux publics - Les différents intervenants.

- Les relations inter-entreprises.

1.3. Etude structurelle et fonctionnelle de l'entreprise

- Aspect économique: production des biens et des services, qualification ... - Aspect social, environnement humain, cadre de vie.

- Aspect juridique: différentes formes de sociétés (industrielles, commerciales, artisa-nales).

2. La démarche qualité

2.1. Définition de la qualité (NFX50-120)

2.2. La non-qualité(NF PRX 50-126)

- Défaillances internes: rebuts, retouches, réparations.

- Défaillances externes :garanties,retour s,pénalitésde retard.

2.3. La gestionde la qualité (NFX 50-122) 2.3.1. Constructionde la qualité

- politique qualité d'uneentreprise,

- la qualité totale,

- plan qualité,

- fonction qualité dans l'entreprise,

- formation et motivation des personnels,

- environnement, conditionset ambiancesde travail,

- management participatif.•

2.3.2. L'assurance dela qualité Outilset techniques:

--:- Objetdu contrôle : • desapprovisionnements • desproduitsen cours • desproduits finis. - Typologiedes contrôles • 1000J0 et échantillonnage

•niveau de qualité acceptable (NQA)

• niveaude qualité toléré (NQT).

- Diagramme cause-effet.

- Diagramme de Pareto.

- Les cerclesde qualité etde progrès.

3. La fonction production

3.1. Etude et analysedes techniquesde fabrication

3.1.1. Procédés d'exécution destravaux - Terrassements,

- Bétonnage,

- Coffrage, coffrage-outil,

- Ferraillage, - Manutention. 3.1.2. Standardisation - Objectifs, 2. La démarche qualité 00 00 en "<li E N 00 0 <:: =>

'"

ë 0) E "0) "Ci Cl-=> (/)

3.2. Préparation duchantier

- Outillages,

~- Regroupement en familles d'éléments préfabriqués :

-=

•

principe

E

•

classements

~ •incidence sur le systèmede production

, •utilisation des outils informatiques

co

:: - Posedescomposants et desélémentspréfabriqués.

c :::J

'"

ë Q) E

~ 3.2.1. Détermination «prévisionnelle »des besoins

a.

J5 - Effectifs: courbe de main-d'œuvre, planning... ,

- Matériels: matière, quantités, temps unitaires,

- Matériaux :approvisionnement, stockage.

3.2.2. Planification

- Planning général

- Plannings particuliers: main-d'œuvre, matériels,matériaux

- Méthodes d'ordon nancement: méthode PERT, méthode des potentiels

- Notions de graphes et de graphes-plannings

3.2.3. Assistance informatique

3.3. Conduite des travaux - contrôlesdechantier

3.3.1.Suividu chantier

- Contrôle de qualité :aspect technique, hygièneet sécurité...

- Contrôle des plannings

• main-d'œuvre

• production

• matériaux

• matériels et outillage

3.3.2. Bilan de chantier

- Comparaison avecles prévisions

3.3.3. Assistance informatique

3.4. Economie de la construction et gestion

3.4.1. Etude de prix

- Décomposition de l'ouvrage en éléments:ouvrages fonctionnels, ouvrages élémentaires.

- Détermination des quantitésélémentairesdes besoins (main-d'œuvre,matériaux,

ma-tériels)et desbesoins complémentaires(installationde chantier,encadrement ,équipement,

sécurité... ).

- Détermination des coûts d'utili sationdesengins,matérielsetéquipements,des

char-ges complémentaires (salaires, fraisdechantier, frais généraux).

- Détermination du prixde revient,du prixdevente,desrévisions etactualisations des

3.4.2. Suivi de chantier

- Actes et documents de planification et de coordination des travaux.

- Gestion financière :situation et implication financière

• ordre de service et avenants, • constats et attachements,

• acomptes.

- Contrôles des coûts: exécution, utilisation du matériel.

3.4.3. Conclusions financières.

3.4.4. Aidesinformatiques.

4. Essais - Mesures et contrôle

4.1.Eléments de métrologie générale

- Grandeurs mesurables (définition).

- Mesurage d'une grandeur (principe, unité).

- Instruments de mesurage :

• organisation fonctionnelle

• propriétés (sensibilité, exactitude, fidélité)

- Résultats de mesurage

• existence des erreurs • causes principales d'erreurs

• applications des statistiques et des probabilités.

- Utilisations d'outils informatiques.

4.2. Méthodes de mesurage

- Grandeurs à mesurer: longueur, masse, force, temps, température, déformation.

- Mesurage direct et indirect des grandeurs (principe de la mesure).

4.3. Moyens de mesurage et leurs limites

- Instruments traditionnels - capteurs de mesure.

- Moyens d'acquisition automatique.

- Moyens de traitements automatiques.

4.4 Qualification

- Différents types d'essais et leur exploitation.

- Fiches d'essais et de mesurage et/ou contrôle.

- Normes, DTU, textes réglementaires.

5. Fonction réalisation 5.1. Topographie

5.1.1. Les mesures et les appareils. 5.1.2. Relevé de terrain et son application

- Planimétrie 3.4.2. Suivi de chantier ,'ij E N o c:: ::>

'"

<=_œ E -œ 0. 0-::> Cf)

5.1.3. Implantation des terrassements et des ouvrages.

co co en

'''ï 5.104. Applications à la réalisation d'ouvrages E

;:: - Planimétrie et altimétrie sur chantier,

c:, -

Contrôle de conformité,

~ - Relevé d'ouvrages existants.

E œ E 'Q) C. C>-=' en 5.1.5. Aides informatiques 5.2. Activités de laboratoire

En liaison avec les enseignements de physique, mécanique, construction, on s'attache-ra à montrer :

- Le comportement des principaux matériaux de construction et des sols.

- Le comportement des ouvrages au niveau :

• des liaisons mécaniques,

• de la cinématique, de la statique, de la dynamique,

• de la résistance des matériaux et de la mécanique des solides, • de la mécanique des fluides,

• de la thermique.

Les études seront réalisées :

- soitàpartir d'essais de laboratoire;

- soit à partir de logiciels pédagogiquement adaptés et performants.

5.3. Mise en œuvre

- Travaux pratiques de topographie,

- Travaux pratiques de laboratoire (sols, matériaux, ouvrages),

- Réalisation d'ouvrages divers: bâtiment et travaux publics.

6. Fonction maintenance

6.1. Maintenance du matériel

- Typologie des maintenances.

- Influence sur la qualité.

- Gestion de la maintenance.

6.2.Maintenance des ouvrages: bâtiment et travaux publics

- Pathologie.

- Diagnostic.

- Techniques de réhabilitation.

C. Aspects méthodologiques

co co en

"",

Cet enseignement,intégrédans une dynamique de progrès,devra être construitautour E

de casréels avec des contraintes économiques et réglementairesbien définies.Il repose sur :~

- Des connaissances, des méthodes et des techniques non spécifiquesaux ouvrages étu-~

diés introduisant : ':::

• la démarche qualité, ~

• l'analyse de la valeur :processus, matériaux, matériels,

~

E

• lastandardisation: composants industriels, éléments préfabriqués, ~

• la technologie de groupe :éléments d'ouvrage ,familles d'ouvrages .. . ~ • la gestion et l'économie,

• les liaisons matérielles et informationnelles, • le mesurage et les contrôles,

• la maintenance du matériel et des ouvrages.

- La connaissance des méthodes et des techniques caractéristiques du domaine du

bâti-ment et des travaux publics, pour les ouvrages à construire ou à réhabiliter :

• l'étude et l'analyse des techniques de fabrication,

• la préparation du chantier,

• la conduite des travauxet les contrôles de chantier,

• l'économie de la construction et de la gestion.

Lorsdes différentesphases de la réalisation, l'élève doit toujours être à même de situer

son action ou son étude par rapport au projet global.

Un apprentissage cohérent et structuré des connaissances conduisant à un enrichisse-ment important ne peut s'acquérir que par un enchaîneenrichisse-ment logique des activités: cela

implique qu'un même groupe d'atelier soit confié, si possible, àun unique professeur.

D. Compétences attendues des élèves

1. L'entreprise etsonenvironnement

Ce paragraphe liminaire du programme doit permettre aux élèves d'exercer leur

ré-flexion critique sur l'organisation de la vie économique et sur la gestion des entreprises,

ainsi que sur la manière dont celles-ciont été conçues et dont elles évoluent. Il est

néces-saire de montrer que lescontraintes économiques et humaines sont primordiales pour

la réussite d'une réalisation et pour la compétitivité d'une entreprise.

2. La démarche qualité

- En possession d'un plan de contrôle simple et des résultats des opérationsdec

on-trôle, l'élève doit être capable de déterminer si le lot est acceptable.

- A partir des résultatsdes contrôleseffectués à ce niveaudu processusde

co co

cr>

3. La fonction production

3.1. Etude et analysedes techniquesde fabrication

.

~

- A partir d'undossier completconcernant une étude decas, l'élèvedoitêtre capable:

C'J

~ • d'identifier un processusd'exécution,

~ • decoder, puisde classerles composantsindustrialisés etlesélémentspréfabriqués(à

"cpartir d'une classification existanteet dont lescritères de codage sont donnés). ë 3.2. Préparation de chantier

~

- Apartir du dossiercomplet concernant une étude decas , l'élèvedoit être capable:

CL

~• de déduire leseffectifs,lesmatériels et matériaux,

• d'analyser lesplans d'installation de chantier, leP.H.S...

• d'utiliserlesplannings, les graphes...

• d'identifier une méthode d'ordonnancement.

3.3. Conduite des travaux - contrôles dechantier

- En possession d'un dossier complet de réalisation d'un ouvrage, l'élève doit être ca

-pable:

• d'appliquer les différents contrôles,

• d'analyserles résultats et d'en déduire des conclusions,

• de prendre en compte un aléa d'exécutionpour intervenirsur le planning.

3.4. Economie de la construction et gestion

- En possessionde touteslesinformations nécessaires(textesréglementaires,

renseigne-mentssur la main-d'œuvre, lesmatériaux, les matériels,les tempsunitaires,le dossier

d'exécution), l'élèvedoit être capable, pour un ouvrage limité:

• de déterminer lesdevisquantitatif et estimatif, lescoûtsde revient,

• d'utiliser lesdocuments de planification et de coordination des travaux,

• d'identifier lesdocumentsde gestion financière.

4. Essais - Mesures etcontrôle

- A partir du dossiercomplet d'un essai(fiche de mesurage et/oucontrôle, normes...),

l'élève doit être capable :

• d'en déduire le mesurage d'une grandeur,

• d'estimer leserreurs,

• de conclure quant à la qualification d'un produit (composantsindustrialisés,matériaux

de construction... )

5. Fonction réalisation

- En possession d'un relevétopographique du terrain et des plansd'exécution, l'élève

doit être capable:

• d'établir un relevé de contrôle du terrain,

• d'implanter la construction.

- En présenced'une réalisation, l'élèvedoit être capable:

• d'établir un relevé d'ouvrageexistant,

- A partir d'un cahier des chargesprécis(plansd'exécution, étudesde fabrication,

mo-desopératoires), l'élèvedoit être capable de réaliser, toutou partie :

•des élémentsd'ouvrages,

•des activitésde laboratoire,

• des mesures insitu . 6. Fonction maintenance co co en ,~ E co o c:

- En présenced'un dossierde gestion de la maintenance du matériel, l'élèvedoit être ë

capable :

E

o<1J

• d'établir une fiche de«constat de défaillance », ~

• d'appliquer un plan de maintenance. J5

- En présenced'un ouvrageet d'un dossierdiagnostic, l'élève doit être capable d

'iden-tifier la méthodologieutilisée.

- A partir d'un dossierde réhabilitation, l'élèvedoit être capabled'identifier un

proces-sus d'exécution .

- A partir d'un cahier descharges précis(plans d'exécution,étudesde fabrication,

co

o c;

Energie et équipement

iil

Pré

sentation

générale de

s

programmes de technologie

ë œ

E

1

Objectifs généraux

<J)

Lesprogrammesdesoptionstechnologique s«TSA»(technologiedes systèmes auto

-matisés)et«Productique » sont appliquésdepuisla rentrée 1987 dansl'ensembledes

classesdeseconde.

Par ailleurs lesBTS ont étérénovésaucours desdernièresannées.

Lesmodifications des programmesde premièreet de terminales'inscrivent donc

natu-rellementdans le prolongement des enseignements de secondeet préparent lesélèves à

lapoursuitedes étudesdans lesdomainesde la production, de la distributionet de

l'utili-sation del'énergie.

Programmes concernés

Les textes ci-joints définissent les programmesde:

A. Etude desconstructions

Mécanique et construction

B. Etude des systèmes techniquesindustriels

B.l. Automati queet informatique industrielle.

B.2. Fluidiqueet énergétique.

Lesprogrammesd'autom atiqueetd'inform atiqueindustrielle etdefluidique et é

ner-gétiquefor ment unensemble - La cohérenceetlaprogressivitédes apprentissagesi

m-posent que cesdeuxprogrammessoient enseignéspar lesprofesseurs de Génie civil

-option: Equipement eténergie.

Présentation des programmes

On trouvera pour chacun desprogrammes :

A - Lesobjectifs.

B - Les contenus de formation*.

C - Les aspects méthodologiques.

D - Les compétences attendues des élèves.

ETU

DE D

ES C

ONST RUCT IO NS

00 00

cr>

Mécanique

A. Objectifs du programme de Mécanique

.~ E

00

o c

La mécaniqueest lascience des loisdu mouvement et de l'équilibre.Elle estla base

~

du dimen sionnement desmécanismes,des struc t ures et ouvrage s.

E

-œ Ci

L'enseignement dela mécanique viseàdonneraux élèves ,à trave rs l'étudedesystèmes

g-réels,les connaissances et lesméthodes leur permettant : Cf)

1) la co mpréhension du co m portement detout ou partie du système ;

2)ledéveloppement decapacités transversales(méthode, rigueur,analyse du réel et

mo-délisa tion , validation exp érimentale).

Il prend en co mpte le programme de physique de la classe de seco nde.

B. Programme

Le programmede mécaniquedécritci-d esso us est présentédansun ordre qui nedoit

pasêtr enécessairement traduit par un déroulement chronologique .

Malgré tout lechapitre 1«Modélisationdesliaisons et desactionsmécaniques»

pa-raît êt reun préalable nécessaire.

1. Modélisation des liaisonsetdes actions mécaniques

1.1. Modélisation desliaisons

1.1.1.Solide

- Définition: solide - système de solides.

- Repérage d'un solide par rapport à un autre solide.

1.1.2.Cinématiquedes liaisons entre solides dans le casde liaisons sans jeu

- Cinématique du contact :

• contact ponctuel, contact linéique, contactsur faciq ue,

• surfacesen contact, repères locaux associé s,

• degrésde liberté - paramétrage desmouvements possibles.

- Liaisons élémentaires:

• définition, centre de liaison et repèreslocaux associés,

• déplacements possibleset paramétrage,

• schématisatio n normalisée (plane et spa tia le).

1.2.Modélisation des actionsmécaniques

1.2.1.Actions mécaniques sur un solid e

- Notion de force :

• caractérisation d'une force,

• moment en un point, ca lcul vectoriel du moment,

- Système de fo rces:

&5 • torseur assoc ié,

~ • éléme nts de réductio n du torseur en un point.

.~ - Actionsmécaniquesàdistance :

N • champsde forcesvolumiq ues,

• effet de grav ita tion,

co • effets magnétiques et électromagnétiques,

~ • modélisation par un torseur des actio nsà distan ce.

~ - Actio nsmécanique sde contact :

~ • champs de forces sur fac iques,

.

!il

•

actionsd' un fluide sur la surface d' un solide,

~ • actionsd' un solidesur un autre solide :

~ - actionsponctuelle s

*

hypo thèses simplificatrices

* modélisation par un torseur

*

loi du fro ttement

- actionslinéiqueset surfac iq ues.

1.2.2.Action smécaniquesdan sles liaison sentre so lides

- Liaisons parfaites.

- Action mécaniquetransmissible par une liaison élémentaire parfaite :

• modélisa tion: torseur mécaniquede liaison

1T (2-1 »)

=

[~(

2-1)

}

MA (2-1 ) A

• applicationaux liaison s:ponctuelle,plane, pivot ,glissière,linéaire,pivot glissant, rotule,

• co m posa ntes du torseur da ns lerep ère local assoc ié,

• réciprocité avec les mouvements possibles.

1.2.3.Principedes actions mutuelles

(T(2-1))

+

{T(1-2)) (OJ.

1.3.isolement d'un système de solides

- Graphe desliaison s.

- Fro ntiè re d'i solement.

- Identif ication desactionsexté rieures s'exerça nt sur lesystème.

- Identific at iondesactionsintérieuresausystème par déplacement de la fro ntière d'i so-lement.

Remarque :l'analyse ne portera pas uniquement sur des mécani sme sconduisantàune résolution par glisseurs coplanaires.

2.Cinéma tique

2.1. Mouvement relatif de deux solides en liaison glissièreou pivot

2.1.1. Rappels

- Définition de mouvements(rota tion et tran slation).

- Repère fixe, repère mobile.

- Système de fo rces : <?Çl • tnr~Pllr~~ <=. n(';p

- Points coïncidant à un instant donné.

- Trajectoire des points d'un solide par rapport à un repère donné. coco

en

2.1.2. Caractérisation du mouvementd'un point d'un solide par rapportà unrepè- .~

re donné N

- représentants vectoriels de la position, de la vitesse et de l'accélération, co

- champ des vecteurs vitesse d'un solide: 'l::

• en mouvement de translation, ~

• en mouvement de rotation autour d'un axe fixe, c:

- pour un mouvement résultantde l'associationde mouvements uniformes et unifor- .~

mément variés : ~

• représentation graphique (graphe des déplacements et des vitesses), Jl

• expression analytique (relations entre déplacement, vitesse et accélération).

2.2. Mouvements plans entre solides

- Champs des vecteurs vitesse d'un solide.

- Equiprojectivité.

- Centre instantané de rotation.

- Mouvement relatif. Composition des vecteurs vitesses.

3. Statique

3. J. Principe fondamental de la statique

{ j (actionsextérieures-ssystèmej] = {O}

Traduction vectorielle du principe fondamental de la statique:

- Théorème de la résultante.

- Théorème du moment.

3.2.Résolution d'un problème destatique

3.2.1. Hypothèses

Sur: - le mécanisme ou lastructure,

- le mouvement,

- les liaisons (géométriquement parfaitesavec ou sans prise en compte du

frottement).

3.2.2. Algorithme de résolution

- Identification des inconnues.

- Ordonnancement des isolements.

- Possibilité de résolution du problème (isostatisme).

- Choix d'une méthode de résolution.

3.2.3. Méthode analytique de résolution 3.2.4 .Méthode graphique de résolution

- Traduction graphique du principe fondamental dans le casd'unsolide soumis à deux

";;;

E

4. Résistance des matériaux <Xl

<Xl

en

4.1. Hypothèsesde la RdM

~ - Sur le solide déformable.

- Sur lesactionsexercées.

<Xl

o c:

iil 4.2.Etude d'une poutre

~ - Coupure, isolement d'un tronçon depoutre

~ • torseur desefforts extérieurs sur le tronçon isolé,

~ • torseur desefforts de cohésion au barycentrede la coupure,

J5 •relationentre le torseurdeseffor tsextérieurset le torseur deseffortsdecohésion,sur

un tronçon de poutre isolé, ... _ _ _

• dénomination des projectionsde la résultanteet du moment (T, N, Mt , Mt).

- Action slocalesdans une coupure.Vecteur contrainte. Projectionsdu vecteur

con-traint e ; contrainte normaleet tangentielle.

4.3. Identification de la naturedes sollicitations - Traction-compression.

- Cisaillement.

- Torsion.

- Flexion .

- Sollicitatio ns composées.

4.4.Etude dessollicitationssimples

4.4.1.Exploitation et interpr étation desrésultats d'un essaide traction (réaliséen

construct ion)

- Relation entre effort etdéformation : loi de Hooke.

- Notion de contrainte.

- Module d'élasticitélongitudinale (E).

- Palier de plasticité .

- Phénomène de striction. Coefficient de Poisson.

- Limites élastique et de rupture.

4.4.2. Torsion

- Expression de la contrainte tangentielle.

- Relation entre contrainte et déformation (module de Coulomb).

4.4.3. Flexion simple

- Expression de la contrainte normale et de la contraintetangentielle.

- Distributiondescontraintesdan s une section droite.

Nota: lesexpression sdesmomentsQuadratiques sero nt fourniesdansle casdesur faces 4. Résistance des matériaux