01 - Besoins et solutions
02 - Compétences et connaissances
03 - Etude du comportement physique
04 - Cahier des charges
Analyse fonctionnelle
05 - AF : généralités
06 - AF : Fonctions
07 - AF externe
08 - AF interne
09 - AF : bête à cornes
10 - AF : diagramme pieuvre
11 - AF : schéma-bloc
12 - AF : FAST
13 - AF : SADT
17 - Acquisition de grandeurs physiques
18 - Types de signaux
19 - Conditionnement du signal : généralités
20 - Conditionnement du signal : convertisseur CAN CNA
21 - Chaine d'acquisition : caractéristiques des capteurs
22 - Chaine d'acquisition : choix des capteurs
Description
01 - Introduction
02 - Modèle Force pure
03 - Modèle couple pur
04 - Action de contact - Charge ponctuelle
05 - Action de contact - Charge linéique
06 - Action de contact - Charge surfacique
07 - Action à distance - Le poids
08 - Effort développé par un ressort
09 - Moment d'une force
02 - Position et trajectoire
03 - Vitesse et accélération
04 - Mouvements rectilignes : MRUA – MRUV
05 - Mouvements circulaires : MRCA – MRCV
Cinématique du solide
06 - Introduction
07 - Mouvements de translation et de rotation
08 - Lois de composition – Point coïncident
09 - Equiprojectivité
10 - Centre instantané de rotation (CIR)
Description
01 - Introduction
02 - Notion de système isolé – BAME
03 - Principe Fondamental de la Dynamique (PFD)
04 - Principe Fondamental de la Statique (PFS)
05 - Principe des Actions Mutuelles (PAM)
06 - Problème plan
07 - Moment d'inertie
08 - Problème plan
09 - Frottement de glissement - Loi de Coulomb
Description
01 - Introduction
02 - Notion de pression
03 - Statique des fluides
04 - Poussée d'Archimède
05 - Notion de débit
06 - Equation de continuité
07 - Dynamique des fluides
08 - Régimes d'écoulement – Nombre de Reynolds
09 - Frottement visqueux
10 - Cx en fonction de Re
Description
01 - Modes de transfert de la chaleur
02 - Transfert par conduction
03 - Transfert par convection
04 - Transfert par convection forcée
05 - Transfert par convection libre
06 - Résistance thermique
Description
01 - Présentation
02 - Dessin technique - Règles de base
03 - Les filetages – Constitution
04 - Les filetages - Représentation normalisée et fonctions
05 - CAO – Généralités
06 - Modélisation des mécanismes
07 - Principes de transmission de puissance
Annexes
A1 : Schématisation des liaisons simples
A2 : Schématisation des transmissions de puissance
A3 : Schématisation des organes mécaniques
04 - (Automates programmables industriels (API))
05 - Grafcet
06 - Systèmes à base de microprocesseurs
07 - Microcontroleurs
08 - Algorithmie
09 - Algorigrammes
Informatique
10 - Transmissions de données
11 - Liaison série
12 - Liaison série asynchrone
13 - Protocole modbus
14 - Modèle OSI - parallèle au film
15 - Réseaux informatiques
16 - Adresse MAC - adresse IP
DescriptionCette séquence est aussi simple que fondamentale :
les Sciences de l'Ingénieur ayant vocation à apporter des solutions techniques à l'ensemble des problèmes qui se pose à l'Homme, la recherche de la meilleure (ou moins mauvaise) solution impose de préalablement bien définir le besoin. Ceci constitue le premier point qu'il faudra bien comprendre.
Ensuite, l'expression du besoin donne naissance à des spécifications, à des critères de performance que devra satisfaire le produit pour être déclaré conforme à la demande, c'est-à-dire bien y répondre ; l'ensemble de ces spécifications donne lieu à un document appelé "Cahier des Charges".
A noter : la rédaction "formelle" d'un cahier des charges sera envisagée surtout en classe de Terminale, pour le projet.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
Etablir le lien "Homme" <-> "Besoins" <-> "Solutions"
Définir un besoin
Identifier les grandeurs physiques qui caractérisent un besoin
Identifier les grandeurs physiques qui caractérisent une solution répondant à un besoin
Traduire un besoin en cahier des charges (très sommairement)
Distinguer "Sciences de l'ingénieur" de "Sciences physiques" (qui est au service de qui ?)
Chapitres
Homme / besoins / solutions :
Chapitre 1 (Sciences de l'ingénieur) : fiches 1 à 4
DescriptionL'analyse fonctionnelle externe vise à décrire un produit (entre autre) d'un point de vue fonctionnel uniquement. C'est-à-dire qu'on ne s'occupe pas de savoir comment est fait le produit (en termes de solutions techniques mises en oeuvre), mais uniquement ce à quoi il sert, son utilité ; c'est de l'analyse fonctionnelle.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
Trouver les fonctions d'un produit existant ou pas (diagramme pieuvre)
Exprimer des fonctions (verbe à l'infinitif + compléments
Identifier et Caractériser les matières d'oeuvre entrante et sortante (matière, énergie ou information)
Définir la valeur ajoutée
Lire ou construire un diagramme SADT A-0
Chapitres
analyse fonctionnelle externe :
Chapitre 1 (Sciences de l'ingénieur) : fiches 5, 6, 7, 9 et 10
Durée4 heures
Déroulé
Cours,
Etude de cas visant à découvrir et mettre en oeuvre les outils de l'analyse fonctionnelle externe (pieuvre notamment, et SADT niveau fondamental A-0) ; un oral noté ponctue cette partie,
Exercices,
Pas de DS.
Evaluation
Un oral,
Un test de connaissances.
Cette section est vide pour le moment...
DescriptionL'analyse fonctionnelle interne vise à décrire les fonctions internes d'un produit ; en fait, on parle ici de fonctions techniques.
L'AF interne permet de faire le lien "fonction <-> solutions" ; des outils de description comme le diagramme FAST ou diagramme SADT seront mis en oeuvre.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
Identifier et définir les fonctions techniques d'un système (diagramme FAST)
Lire ou compléter une décomposition SADT
Chapitres
Analyse fonctionnelle interne :
Chapitre 1 (Sciences de l'ingénieur) : fiches 6, 8, 11, 12 et 13
Durée1 semaine
Déroulé
Cours,
Etude de cas visant à découvrir et mettre en oeuvre les outils de l'analyse fonctionnelle interne (FAST, SADT) ; un oral ponctue cette partie,
Exercices d'approfondissement,
Un DS qui inclue l'expression du besoin , l'AF externe et l'AF interne.
DescriptionLes systèmes dits "complexes" ont la capacité de prendre des décisions et d'agir en conséquence.
=> Prendre des décisions implique préalablement d'acquérir des informations pour ensuite les traiter et envoyer des ordres.
=> Agir consiste à mener des actions suite aux ordres reçus.
Ces deux aspects sont formalisés dans un schéma appelé "schéma fonctionnel" ; on y retrouve deux chaînes, celle d'information (acquérir, traiter, communiquer) et celle d'énergie "distribuer, convertir, transmettre).
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
Comprendre l'organisation fonctionnelle d'un système complexe (chaînes d'information et d'énergie),
Comprendre et identifier les flux d'énergie, d'informations et de matières d'oeuvre au sein du modèle,
Identifier / reconnaître / proposer qualitativement des composants assurant les fonctions du modèle (Acquérir, Gérer, Communiquer, Alimenter, Distribuer, Convertir, Transmettre (et adapter) et Agir),
Identifier / reconnaître / proposer qualitativement des composants assurant les rôles de préactionneur, actionneur, transmetteur et effecteur,
Décrire un fonctionnement à l'aide d'un algoritme,
Décrire un fonctionnement à l'aide de datagrammes.
Chapitres
Modelisation fonctionnelle des systèmes complexes :
Chapitre 1 (Sciences de l'ingénieur) : fiches 14 à 17 et 19 à 22
Algoritmie :
Chapitre 15 (Génie informatique et automatisme) : fiches 8 et 9
Durée3 semaines
Déroulé
Cours,
EDC visant à identifier les liens entre composants techniques / fonctions assurées ; l'environnement de développement LabView sera utilisé,
DescriptionLa séquence précédente a mis en évidence la nécessité d'acquérir de l'information pour ensuite la traiter et envoyer des ordres.
Dans cette séquence, on se propose de voir plus en détail les moyens dont on dispose pour acquérir de l'information. On (re)découvrira ainsi ce qu'est une grandeur physique (position, force, température, etc.) et les capteurs permettant d'acquérir ces grandeurs.
La notion de mesure est jointe à celle d'acquisition ; nous verrons donc aussi quels moyens sont disponibles pour faire de la mesure.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
Mettre en oeuvre un multimètre,
Mettre en oeuvre un oscilloscope,
Choisir et mettre en oeuvre un moyen de mesure dimensionnelle (réglet, pied à coulisse, micromètre),
Identifier les composants d'une chaîne d'acquisition et leur rôle,
Caractériser un capteur (actif/passif, linéaire/non linéaire, etc.),
Parler d'un logiciel de CAO et de ses possibilités (dessin, simulation),
Mettre en oeuvre dans des situations très simples les logiciels pour l'ingénierie LabVIEW et Inventor.
Chapitres
Mesure et acquisition de grandeurs physiques :
Chapitre 1 (Sciences de l'ingénieur) : fiches 17, 18, 21 et 22
Logiciel de CAO (Inventor) :
Chapitre 13 (Génie mécanique) : fiche 5
Durée3 semaines
Déroulé
Ensemble d'activités de découverte visant à mettre en oeuvre des moyens d'acquisition et de mesure de grandeurs mécaniques et électriques ; du traitement sera fait sous LabVIEW en particulier,
Synthèse,
Etudes de cas (EDC) pour mettre en oeuvre les nouvelles notions,
DescriptionLes systèmes matériels sont constitués d'organes mécaniques qui, avant d'exister sont conçus et fabriqués. Ce processus de création et fabrication nécessite de représenter les choses et pour cela, on les dessine.
Il y a fort lontemps, le dessin se faisait sur... des planches à dessin : sur calque, à l'encre de chine, avec té, équerre, raporteur d'angle, etc. ; aujourd'hui, on utilise des logiciels et on dessine en 3D des pièces mais aussi des assemblages.
Que le dessin se fasse à la main ou à l'ordinateur, il y a des règles de dessin à respecter. On se propose dans cette séquence de découvrir quelques rudiements de ce qu'on appelle le dessin industriel ou encore "communication technique".
Ce faisant, nous disposerons pour la suite de l'année de quelques compétences en matière de lecture de plan, et ça nous sera très utile.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
Distinguer la mécanique (science fondamentale, branche des sciences physiques) du génie mécanique (science du dimensionnement des machines),
Distinguer un plan d'ensemble d'un plan de définition,
Lire un plan (système de projections, vues extérieures, vues en coupe, cartouche, nomenclature),
Mettre en oeuvre Inventor pour dessiner une pièce simple et compléter un assemblage (pas de simulation).
DescriptionL'énergétique est un chapitre plus que très important.
Si "très important" ne signifie pas pour autant compliqué, il y aura ici des notions clés à bien maîtriser, comme celle de puissance ou de rendement.
L'énergétique permet d'aborder de très nombreux problèmes, dans tous les domaines (habitation, transports, etc.)
L'énergétique sera reprise et approfondie en classe de Terminale.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
Définir ce qu'est l'énergie (l'énergie quantifie le changement d'état d'un système)
Distinguer / identifier les différentes formes d'énergies (thermique, mécanique, électrique, ...)
Définir ce qu'est l'énergie mécanique (la somme de la cinétique et de la potentielle de hauteur)
Calculer des quantités d'énergie mécaniques et électriques
Définir ce qu'est la puissance (un débit d'énergie)
Calculer des puissances
Définir le rendement énergétique d'un système
Calculer des rendements énergétiques
Maîtriser toutes les unités associées (J, W, Ws, Wh, kWh, tep)
Identifier les grandeurs "flux" et "effort"
Lire, construire ou compléter un schéma-bloc
Chapitres
Chapitre 3 (Modélisation des efforts): fiches 4, 7 et 8 (force, poids, charge répartie)
Chapitre 6 (Mécanique des fluides) : fiche 5 (débit))
DescriptionLorsqu'on applique certaines lois et principes d'énergétique à un milieu fluide, on aboutit à une théorie appelée "Mécanique des fluides".
L'application de cette théorie à un contexte ou à un autre donne lieu à des disciplines comme l'hydraulique ou l'aéraulique par exemple.
On se retrouve ainsi capables d'étudier ce qui se passe dans un réseau d'adduction ou de distribution d'eau, de comprendre la dynamique du vol d'un avion, etc.
Quelques notions nouvelles, simples mais importantes, seront nécessaires, comme celle de débit et de conservation de la masse.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
Comprendre que l'hydrostatique n'est qu'un cas particulier de l'hydrodynamique,
Expliquer que le théorème de Bernoulli résulte du principe de la conservation de l'énergie,
Distinguer des écoulements en charge (sous pression) et à surface libre (canaux avec une pente),
Expliquer ce que sont des pertes de charge singulière
Expliquer ce que sont des pertes de charge régulière
Dimensionner une pompe hydraulique en fonction de la HMT et du débit attendus.
Chapitres
Chapitre 11 (énergétique) : fiches 12 (Principe de conservation de l'énergie)
Chapitre 6 (Mécanique des fluides) : fiches 7 (dynamique des fluides / Bernoulli)
Chapitre 9 (Hydraulique) : fiches 1 à 4 (notion de pertes de charges)
DescriptionUn mécanisme se compose de pièces mécaniques en liaison entre elles et présentant des mobilités (mouvements relatifs d'une pièce par rapport à une autre).
Modéliser un mécanisme consiste à le représenter de façon rigoureuse et symbolique en fonction des mouvements possibles entre pièces (ou groupes de pièces). On aboutit ainsi à ce qu'on appelle le schéma cinématique.
A l'issue de cette séquence, vous devrez connaître les liaisons mécaniques de base (pivot, glissière, etc.), savoir lire un schéma cinématique et enfin savoir construire méthodiquement un schéma cinématique.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
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Chapitres
Titre :
Chapitre XX (XXXXXXXXXXXXXXXx) : fiches X, X et X
Duréexxxxxx
Déroulé
Cours
Exercices de découverte
EDC visant à mettre en oeuvre des moyens d'acquisition et de mesure de grandeurs mécaniques et électriques
DescriptionLa cinématique, dite du point ici, est un petit préalable fait en première avant la dynamique qui viendra sous peu.
Il s'agit simplement, pour le moment, de comprendre et manipuler un peu les grandeurs fondamentales de la cinématique, à savoir la position, la vitesse et l'accélération (cette-dernière étant mise en oeuvre pour la dynamique justement).
A noter : la cinématique reviendra de façon plus preignante en classe de Terminale.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
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Chapitres
Titre :
Chapitre XX (XXXXXXXXXXXXXXXx) : fiches X, X et X
Duréexxxxxx
Déroulé
Etude de cas (EDC) visant à appréhender les grandeurs "position / vitesse / accélération" et leurs relations
Cours / synthèse
Exercices d'entrainement
Pas de DS
A noter : la cinématique reviendra de façon plus preignante en classe de Terminale.
DescriptionLa dynamique est le point d'orgue de la mécanique. On peut le résumer à ce qu'on appelle en physique "la seconde loi de Newton" ; cette loi est aussi essentielle que fondamentale et, à ce titre, il est hors de question de ne pas la maîtriser parfaitement.
Elle nécessitera de faire intervenir la notion d'accélération, grandeur cinématique vue dans la séquence précédente.
La notion de repère galiléen (et non galiléen) sera évoquée. On parle aussi de référentiel.
Des notions spécifiques en modélisation des efforts seront nécessaires et donc abordées (forces, charges réparties sur une ligne, une surface, etc.).
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
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Chapitres
Titre :
Chapitre XX (XXXXXXXXXXXXXXXx) : fiches X, X et X
Duréexxxxxx
Déroulé
Etude de cas (EDC) visant à appréhender les grandeurs "position / vitesse / accélération" et leurs relations
Cours
Exercices d'entrainement
Etudes de cas (EDC)
Pas de DS
A noter : seule la dynamique en translation est traitée ici ; la dynamique des corps en rotation fait intervenir la notion de moment d'inertie et sera vue en classe de Terminale.
DescriptionLa statique est l'étude de l'équilibre des corps ; on le verra, il s'agit en fait d'un cas particulier de la dynamique, cas où l'accélération est nulle (et donc la vitesse constante => c'est ça, l'équilibre, et donc la statique).
Techniquement, on peut faire de la statique soit à l'aide de méthodes graphiques, soit par le calcul.
Dans cette séquence, nous verrons quelques méthodes graphiques pour résoudre les problèmes. Il s'agira donc de disposer de son matériel (crayon à papier, règle graduée, équerre !).
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
DescriptionLes problèmes de statique (d'équilibre), comme déjà dit, peuvent se traiter de façon analytique, c'est-à-dire par le calcul.
Dans cette séquence, nous allons justement apprendre à résoudre des problèmes d'équilibre par le calcul.
Une notion nouvelle sera indispensable, celle de moment de forces ; des exercices préparatoires visent à vous rendre opérationnels sur cette notion.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
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Chapitres
Titre :
Chapitre XX (XXXXXXXXXXXXXXXx) : fiches X, X et X
Duréexxxxxx
Déroulé
Cours (moment de forces et énoncé du PFS
Exercices d'entrainement
Etudes de cas (EDC)
DS
Note : La statique (et la dynamique) seront rebalayée en classe de Terminale avec un formalisme mathématique nouveau, les torseurs. Très pratiques pour résoudre les problèmes complexes...
DescriptionLes matériaux revêtent un aspect essentiel dans de très nombreux domaines de l'ingénierie, que ce soit dans la mécanique ou le bâtiment par exemple. Leur étude est donc indispensable.
Nous chercherons dans cette courte séquence à établir et comprendre quelques propriétés mécaniques, à savoir la résistance élastique et le module d'élasticité.
Ces deux grandeurs à elles seules nous permettrons d'aborder la Résistance Des Matériaux (RDM).
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
DescriptionLa Résistance Des Matériaux (RDM), appelée aussi "théorie des poutres", est un dérivé pratique de la Mécanique des Milieux Continus (MMC).
A l'aide de ces théories qui mettent en relation le triptyque "Matériau / Efforts / Géométrie", on est capable de dimensionner des structures qui relèvent du génie mécanique ou du génie civil.
Nous traiterons quelques petits problèmes par le calcul mais c'est surtout à l'aide du modeleur volumique que nous étudierons les structures.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
DescriptionCette séquence est une séquence d'approfondissement des notions déjà vues en début de cycle : Le numérique est de nos jours présent dans tous les systèmes (ou quasi). Il convient donc de bien maîtriser les notions de numération dans les différentes bases (binaire, décimal, hexadécimal) utilisées par les programmeurs. D'autre part, la logique combinatoire étant un des fondements de la commande des systèmes numériques, nous approfondirons certaines notions.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
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Chapitres
Titre :
Chapitre XX (XXXXXXXXXXXXXXXx) : fiches X, X et X
Duréexxxxxx
Déroulé
Fiches de cours déjà vues en début de cycle
Fiches de cours complémentaires
Exercices d'application en logique combinatoire
Exercices d'application en numération
Exercices d'application en conversion analogique/numérique
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
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Chapitres
Titre :
Chapitre XX (XXXXXXXXXXXXXXXx) : fiches X, X et X
Duréexxxxxx
DérouléIndéfini...
Evaluation
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Cette section est vide pour le moment...
DescriptionLa cinématique a déjà été abordée en classe de Première. Les notions de position, vitesse et accélération ont été posées, ceci sous forme algébrique.
Considérant qu'un solide est un ensemble de points, nous allons dans cette séquence tranquillement passer de la cinématique du point (vue en Première donc) à celle du solide.
L'expression vectorielle des grandeurs position/vitesse/accélération sera alors indispensable.
Avec ces vecteurs, nous ne ferons pas trop de calcul (on laisse ça à vos études dans le supérieur) et nous nous limiterons à des approches graphiques.
Les notions de mouvement et de trajectoire seront définies de façon plus générale qu'auparavant.
De nouvelles notions seront abordées : point coïncident, centre instantané de rotation (CIR), champs de vecteurs équiprojectifs...
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
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xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
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Chapitres
Titre :
Chapitre XX (XXXXXXXXXXXXXXXx) : fiches X, X et X
Duréexxxxxx
Déroulé
Cours
Exercices d'entrainement
Etudes de cas (EDC)
DS
Evaluation
xxxxxxxxxxx
Cette section est vide pour le moment...
DescriptionLa dynamique a déjà été abordée en classe de Première, avec des solides en mouvement de translation uniquement.
Nous allons cette fois-ci traiter des problèmes de dynamique avec des solide en rotation, c'est la nouveauté.
La nouvelle notion de moment d'inertie sera nécessaire.
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :
DescriptionTraiter un problème de dynamique consiste à appliquer la seconde loi de Newton (le PFD).
Selon la complexité du problème, une approche algébrique peut suffire, parfois l'écriture de vecteurs est plus adaptée et, pour les problèmes complexes (tridimensionnels, sans plan de symétrie etc.), il peut s'avérer utile d'utiliser ce qu'on appelle des torseurs.
Le torseur est un outil que les mathématiciens ont fabriqué à la demande des mécaniciens (qui devaient peut être en avoir marre de faire des calculs longs et fastideux).
Dans cette séquence, nous allons aborder cet outil ; notons dès à présent qu'on le retrouve assez souvent dans les sujets de bac...
ObjectifsA l'issue de cette séquence, vous devez être capable de :