ORGANISATION DE L’ENSEIGNEMENT PAR CENTRES D’INTÉRÊT EN CLASSE DE TERMINALE GÉNIE ÉLECTROTECHNIQUE

1. ORGANISATION DE L’ENSEIGNEMENT PAR CENTRES D’INTÉRÊT EN CLASSE DE TERMINALE GÉNIE ÉLECTROTECHNIQUE Auteurs : FABRE Marc, LABRAGA Mustapha, ROUGÉ Dominique

2. MISE EN RELATION DES CENTRES D’INTÉRÊT ET DES COMPÉTENCES DU RÉFÉRENTIEL MISE EN RELATION DES CENTRES D’INTÉRÊT ET DES SYSTÈMES ACADÉMIQUES ORGANISATION DE L’ENSEIGNEMENT PAR CENTRES D’INTÉRÊT EN TERMINALE ÉTUDE SYSTÈMES AUTOMATISMES SORTIR

3. CENTRES D’INTÉRÊT ABORDÉS EN STI COMPÉTENCES SUPPORTS DE FORMATION C.I. 1 C.I. 2 C.I. 3 C.I. 4 C.I. 5 C.I. 6 C.I. 7 C.I. 8 C.I. 9 C.I. 10 C.I. 11 SYSTÈME TRANSGERBEUR SYSTÈME DE LEVAGE STATION D’IRRIGATION PROTECTION BIENS & PERSONNES BAIN RÉGULÉ TRAVAUX DIRIGÉS SYSTÈME OUVRE PORTE VENTILATION DE MÉTRO

4. CENTRE D’INTÉRÊT N°1 Structure et architecture des systèmes CENTRE D’INTÉRÊT N°2 Outils de représentation, schématisation

5. CENTRE D’INTÉRÊT N°3 Alimentation en énergie des systèmes CENTRE D’INTÉRÊT N°4 Production et transport de l’énergie CENTRE D’INTÉRÊT N°5 Distribuer l’énergie en protégeant les biens et les personnes

6. CENTRE D’INTÉRÊT N°6 Commander, Moduler et Convertir l’énergie CENTRE D’INTÉRÊT N°7 Comportement énergétique des systèmes CENTRE D’INTÉRÊT N°8 Pilotage, contrôle et comportement

7. CENTRE D’INTÉRÊT N°9 Acquisition de l’information CENTRE D’INTÉRÊT N°10 Traitement de l’information CENTRE D’INTÉRÊT N°11 Systèmes logiques et numériques

8. Objectifs de formation AF1 : Analyse fonctionnelle : Identifier une décomposition fonctionnelle du système automatisé du point de vue de la gestion de l’énergie. Définir, sur la décomposition matérielle, la frontière des fonctions et repérer les contrôles énergétiques ou informationnels. Centre d’intérêt n°1Structure et architecture des systèmes

9. Objectifs de formation R1 : Analyse temporelle : Caractériser le type de commande (combinatoire, séquentiel). Centre d’intérêt n°1Structure et architecture des systèmes

10. Objectifs de formation R2 : Analyse matérielle : Définir l’organisation et les liaisons entre les constituants mis en œuvre dans le système. Caractériser les constituants. Justifier les compromis entre les solutions techniques à caractère matériel et logiciel. Comparer les constituants à des constituants similaires. Centre d’intérêt n°1Structure et architecture des systèmes

11. Centre d’intérêt n°2Outils de représentation et de schématisation • Objectifs de formation • R3 : Schémas électriques : • Représenter dans un langage symbolique normalisé (schéma, repérage, implantation) le fonctionnement attendu. • Lire et exploiter un schéma existant afin de comprendre le fonctionnement. • Valider par simulation l’analyse et la compréhension du fonctionnement.

12. Centre d’intérêt n°2Outils de représentation et de schématisation • Objectifs de formation • R3 : Schémas électroniques : • Représenter dans le langage symbolique normalisé toutes les fonctions logiques de base et universelles. • Savoir passer d’une représentation à une autre : table de vérité, portes logiques, chronogramme, schéma électrique etc. … • Lire et exploiter un schéma existant afin de comprendre le fonctionnement. • Valider par simulation l’analyse et la compréhension du fonctionnement.

13. Centre d’intérêt n°2Outils de représentation et de schématisation • Objectifs de formation • R3 : Schémas pneumatiques : • Identifier les constituants de la ligne d’alimentation d’un vérin • Lire et exploiter un schéma existant afin de comprendre le fonctionnement ou de le modifier. • Valider par simulation l’analyse et la compréhension du fonctionnement.

14. Centre d’intérêt n°2Outils de représentation et de schématisation • Objectifs de formation • R4 : Grafcet : • Citer les différents points de vue avec mise en relation entre le grafcet et les chaînes fonctionnelles. • Maîtriser et utiliser les règles de représentation normalisées du grafcet. • Maîtriser et utiliser les fonctions de : comptage, temporisation, mémorisation (set/reset), d’actions conditionnelles et de forçages. • Maîtriser et utiliser les grafcets hiérarchisés.

15. Centre d’intérêt n°2Outils de représentation et de schématisation • Objectifs de formation • R5 : G.E.M.M.A. : • Lire et exploiter les principales boucles opérationnelles définies dans le G.E.M.M.A.. • Établir les coordinations nécessaires entre le G.E.M.M.A. et les différents grafcets (Grafcets de sécurité, de conduite, de tâches)

16. Centre d’intérêt n°2Outils de représentation et de schématisation • Objectifs de formation • R6 : Chronogramme : • Lire et exploiter les informations en vue de leur utilisation dans une autre forme de description.

17. Centre d’intérêt n°2Outils de représentation et de schématisation • Objectifs de formation • R7 : Algorithme : • Mettre en évidence, sous forme d’une liste ou d’un programme, l’enchaînement structuré des tâches. • Établir une représentation littérale structurée associée à cet algorithme

18. Objectifs de formation E1 : Générer et distribuer l’énergie : Lire et exploiter une facture d’énergie électrique. Mettre en œuvre des solutions pour diminuer la prime fixe ou les pénalités. Centre d’intérêt n°3Alimentation en énergie des systèmes

19. Objectifs de formation E2 : Adapter la puissance : Justifier le choix d’une source d’alimentation et ses conditions d’exploitation. Centre d’intérêt n°3Alimentation en énergie des systèmes

20. Objectifs de formation E3 : Moyens mis en œuvre pour la production de l’énergie électrique : S’informer sur les différents moyens de production et les conditions de mise en œuvre. S’informer sur les grandeurs électriques mises en jeu. Centre d’intérêt n°4Production et transport de l’énergie

21. Objectifs de formation E4 : Moyens mis en œuvre pour le transport de l’énergie électrique : S’informer sur l’organisation et la gestion du système de transport de l’énergie. Centre d’intérêt n°4Production et transport de l’énergie

22. Objectifs de formation E5 : Protection des personnes : Identifier les différents types de risques électriques. Identifier et justifier un SLT (TT, TN, IT). Valider la conformité de la protection au moyen de mesurages pertinents. Certifier les tests théoriques au niveau B0 à B1V. Certifier les tests pratiques au niveau B0 à B1V. Centre d’intérêt n°5Distribuer l’énergie en protégeant les biens et les personnes

23. Objectifs de formation E6 : Protection des biens : Identifier les différents types de défauts. Identifier les matériels qui concourent à la protection. Définir les priorités d’interruptions en cas de défaut. Valider les conditions de fonctionnement des protections. Centre d’intérêt n°5Distribuer l’énergie en protégeant les biens et les personnes

24. Objectifs de formation E7 : Transmettre et canaliser l’énergie électrique : Choisir les éléments constitutifs d’une canalisation électrique. Centre d’intérêt n°5Distribuer l’énergie en protégeant les biens et les personnes

25. Objectifs de formation E8 : Isoler, consigner l’énergie : Choisir un dispositif de sectionnement / consignation. Centre d’intérêt n°5Distribuer l’énergie en protégeant les biens et les personnes

26. Objectifs de formation E9 : Par contrôle tout ou rien : Justifier le choix d’un convertisseur d’énergie.  Énergie lumineuse  Énergie mécanique  Énergie thermique Vérifier à l’aide de mesurages les performances attendues. Choisir un appareil de commande à l’aide de documents constructeur. Mettre en œuvre l’appareil de commande. Centre d’intérêt n°6Commander, moduler et convertir d’énergie

27. Objectifs de formation E10 : Par modulation de l’énergie : Justifier le choix d’un modulateur associé à un convertisseur d’énergie du type :énergie lumineuse, énergie mécanique, énergie thermique. Configurer et effectuer les réglages externes du modulateur. Vérifier à l’aide de mesurages les performances attendues. Analyser le circuit de puissance d’un modulateur et tester son bon fonctionnement. Centre d’intérêt n°6Commander, moduler et convertir d’énergie

28. Objectifs de formation E11 : Architecture, puissance et rendement d’une chaîne d’ énergie: Montrer que le programme d’action sur la matière d’œuvre conditionne la nature, la quantité et la qualité de l’énergie délivrée. Centre d’intérêt n°7Comportement énergétique des systèmes

29. Objectifs de formation E12 : Étude de la réversibilité des énergies : Étudier le fonctionnement de la chaîne cinématique dans les 4 quadrants. Vérifier la réversibilité du convertisseur d’énergie. Établir les conditions de réversibilité en courant / tension du convertisseur statique. Vérifier les possibilités de réversibilité de la source d’alimentation. Justifier les solutions qui permettent le stockage ou la dissipation de l’énergie. Centre d’intérêt n°7Comportement énergétique des systèmes

30. Objectifs de formation E13 : Essais des systèmes pilotés et contrôlés pour vérifier les performances attendues : Définir à partir du schéma la fonction des éléments constitutifs de la commande en boucle fermée. Identifier les éléments externes de la boucle de rétroaction et les caractériser. Indiquer qualitativement l’influence du gain. Régler le gain de la chaîne d’action et ajuster les correcteurs. Identifier les contraintes de stabilité. Désigner les relations qui permettent les rétroactions. Centre d’intérêt n°8 Pilotage, contrôle et comportement des systèmes pluritechniques

31. Objectifs de formation I1 : Structure générale d’une chaîne d’acquisition : Identifier les éléments de la structure générale de la chaîne d’acquisition. Identifier les différents types d’informations (TOR, analogiques, numériques) pouvant être rencontrées dans un système automatisé. Identifier les variables d’entrées / sorties. Centre d’intérêt n°9 Acquisition de l’information

32. Objectifs de formation I2 : De la grandeur physique au signal électrique : Acquérir des données de type tout ou rien : (TOR) Savoir choisir et justifier un capteur T.O.R. Acquérir des données de type numérique : Savoir choisir et justifier le choix d’un capteur numérique (codeur absolu / incrémental). Acquérir des données de type analogique : Savoir choisir et justifier le choix d’un capteur analogique. Centre d’intérêt n°9 Acquisition de l’information

33. Objectifs de formation I3 : Adapter les grandeurs d’entrées /sorties : Identifier les fonctions assurées par les interfaces d’entrée et de sortie. Justifier le choix d’une interfaces: TOR, analogiques ou numériques. Mise en oeuvre des interfaces TOR : Réaliser et mettre en œuvre les raccordements des entrées et des sorties automate du type TOR. Identifier et mettre en oeuvre les constituants d’une chaîne fonctionnelle pneumatique et électrique fonctionnant en TOR. Centre d’intérêt n°10 Traitement de l’information

34. Objectifs de formation Mise en oeuvre des interfaces numériques : Savoir mettre en œuvre un capteur numérique (codeur absolu ou incrémental). Mise en oeuvre des interfaces analogiques : Exploiter la documentation technique du préactionneur (variateur, relais statique) pour mettre en œuvre les raccordements entre les entrées et les sorties automate. Savoir mettre en œuvre une sortie ou une entrée analogique. Valider par des mesures la commande proportionnelle. Centre d’intérêt n°10 Traitement de l’information

35. Objectifs de formation I4 : Logique câblée : Mettre en œuvre des composants pour faire la synthèse d’un fonctionnement en logique câblée. Centre d’intérêt n°10 Traitement de l’information

36. Objectifs de formation I5 : Logique programmée : Traduire le cahier des charges (manuscrit, grafcet système, chronogramme etc..) sous la forme d’un grafcet, ladder, etc…. Coder un programme sur automate aux moyens de logiciels spécifiques au développement des automatismes afin de répondre au fonctionnement désiré. Centre d’intérêt n°10 Traitement de l’information

37. Objectifs de formation I5 : Logique programmée : Savoir programmer : les divergences, les fonctions de comptage et de temporisation, les fonctions de mémorisation (set/reset), les actions conditionnelles, les grafcets de coordination des tâches, les grafcets hiérarchisés. Implanter le programme dans un API. Valider le fonctionnement sur les systèmes. Centre d’intérêt n°10 Traitement de l’information

38. Objectifs de formation I6 : Logique combinatoire : Traitement des informations logiques : Identifier les variables d’entrée et de sortie. Traduire un cahier des charges sous la forme d’une table de vérité, équations logiques. Exploiter la table de vérité pour déduire les équations logiques des sorties en fonction des entrées. Simplifier les équations par la méthodes des tableaux de Karnaugh, la méthode algébrique. Valider le comportement attendu sur des systèmes ou par simulation. Centre d’intérêt n°11 Systèmes logiques et numériques

39. Objectifs de formation I7 : Logique séquentielle : Fonction mémoire : Identifier un système à logique séquentielle/combinatoire. Citer les fonctions mémoires avec priorité à la marche ou à l’arrêt. Bascules / compteurs : Citer les différentes bascules (RS, RSH, D, JK). Exploiter la table de vérité de la bascule JK afin de réaliser des opérations de comptage ( synchrone ou asynchrone). Exploiter un chronogramme. Centre d’intérêt n°11 Systèmes logiques et numériques

40. Objectifs de formation I8 : Traitement numérique : Les systèmes numériques : Décrire les différents systèmes de numération (binaire, décimal, hexadécimal, gray, BCD). Savoir passer d’un système de numération à l’autre. Savoir réaliser les opérations de base (addition, soustraction, multiplication, comparaison) sur les nombres binaires. Valider le comportement attendu sur des systèmes ou par simulation. Centre d’intérêt n°11 Systèmes logiques et numériques

41. SYSTÈME TRANSGERBEUR • SOUS SYSTÈME AXE Z • SOUS SYSTÈME VARIATEUR AXE Z • SOUS SYSTÈME AXE Y PNEUMATIQUE • SOUS SYSTÈME CODEUR ABSOLU • SOUS SYSTÈME CODEUR INCRÉMENTAL

42. SYSTÈME STATION D’IRRIGATION • DÉMARRAGE ÉTOILE / TRIANGLE • DÉMARREUR PROGRESSIF • DÉMARRAGE STATORIQUE • CHUTE DE TENSION DANS UN CÂBLE

43. PROTÉGER LES BIENS ET LES PERSONNES • PLATINE MERLIN GERIN : SCHÉMAS DES LIAISONS À LA TERRE • PLATINE DISJONCTEURS

44. SYSTÈME DE LEVAGE • DÉMARRAGE DIRECT 2 SENS DE ROTATION • PLATINE INTÉGRAL 32 • PLATINE AUTOMATE

45. CONDITIONS D’ORGANISATION DES TRAVAUX PRATIQUESÉTUDE DES SYSTÈMES TECHNIQUES INDUSTRIELS TP de 3 heures à raison de 2 séances par semaine en trinôme et ceci sur 5 rotations. L’heure restante sert de mise au point ou d’apport de connaissances.

46. C.I. 1 C.I. 2 C.I. 3 C.I. 4 C.I. 5 C.I. 6 C.I. 7 C.I. 8 Descriptif de formation C.I. 1&2 Descriptif de formation C.I. 5 Descriptif de formation C.I. 5&3

47. C.I. 1 C.I. 2 C.I. 3 C.I. 4 C.I. 5 C.I. 6 C.I. 7 C.I. 8 Descriptif de formation C.I. 6&7 Descriptif de formation C.I. 6&7 Descriptif de formation C.I. 6&8

48. CONDITIONS D’ORGANISATION DES SÉANCESAUTOMATIQUE ET INFORMATIQUE INDUSTRIELLE Durée des TP : 3 heures par semaine en binôme Pour les TP programmation utilisation du réseau informatique avec une partie opérative pour 2 binômes

49. C.I. 9 C.I. 10 C.I. 11 Descriptif de formation C.I. 9&10 Descriptif de formation C.I. 9&10&11 Descriptif de formation C.I. 10

50. C.I. 9 C.I. 10 C.I. 11 Descriptif de formation C.I. 2&10