Sciences de l'ingénieur / Technologie - systèmes, chaînes d'énergie et automatismes
L'épreuve de sciences de l'ingénieur / technologie porte sur des systèmes pluri-technologiques réels (portail automatique, convoyeur, poste de pompage). Elle ne demande pas de calculs difficiles mais une lecture rigoureuse : identifier la fonction d'un constituant, suivre la chaîne d'énergie et d'information, interpréter un plan ou un GRAFCET, puis vérifier un ordre de grandeur.
Le cadre d'analyse
- Analyse fonctionnelle : besoin, fonctions de service et fonctions contraintes ; chaîne d'énergie (alimenter, distribuer, convertir, transmettre) et chaîne d'information (acquérir, traiter, communiquer).
- Construction mécanique : vues, coupes, cotation, ajustements (alésage/arbre, jeu ou serrage), états de surface, symboles de soudage.
- Transmission de puissance : rapport de transmission ω_sortie/ω_entrée = Z_menant/Z_mené ; rendement η = P_sortie/P_entrée ; couple C = P/ω.
- Statique et RDM : principe fondamental de la statique après isolement d'un solide, contrainte normale σ = F/S en MPa.
- Automatismes : logique combinatoire (table de vérité, équation booléenne), GRAFCET (étapes, transitions, actions).
Exemple rédigé
Un moteur tourne à 1500 tr/min et fournit 1,5 kW ; il entraîne un pignon de 20 dents qui commande une roue de 60 dents ; le rendement global vaut 0,90. Calculer le couple de sortie.
- Rapport : ω_sortie/ω_entrée = Z₁/Z₂ = 20/60 = 1/3, donc 500 tr/min, soit 500 × 2π/60 ≈ 52,4 rad/s.
- Puissance de sortie : P_sortie = η × P_entrée = 0,90 × 1500 = 1350 W.
- Couple : C = P/ω = 1350/52,4 ≈ 25,8 N·m.
- Le contact extérieur pignon/roue inverse le sens de rotation : la roue tourne dans le sens opposé au pignon.
Pièges qui coûtent des points
- Diviser par le rendement au lieu de multiplier la puissance utile.
- Mélanger tr/min et rad/s dans C = P/ω.
- Oublier l'inversion de sens d'un engrenage extérieur, ou compter deux inversions avec une simple roue intermédiaire.
- Confondre cotation fonctionnelle et cotation de fabrication, ou lire une cote sur la mauvaise vue.
- En GRAFCET, franchir une transition sans que l'étape amont soit active, ou confondre action continue et action conditionnelle.
- Poser le PFS sans préciser le système isolé, le bilan des forces et le repère.