Sciences industrielles de l'ingénieur (PSI, TSI)
Ce que l'épreuve teste
En filières PSI et TSI, l'épreuve de sciences industrielles de l'ingénieur porte sur un système pluritechnologique réel : chaîne d'énergie et chaîne d'information, mécanique, automatique, électronique et informatique industrielle sont mobilisées sur un même dossier. Le concours vérifie la capacité à modéliser, à justifier un choix technologique et à valider un comportement par le calcul (précision, stabilité, rapidité).
Les deux chaînes
- Chaîne d'information : acquisition, traitement, communication ; on y travaille les schémas-blocs, les fonctions de transfert et les correcteurs.
- Chaîne d'énergie : alimentation, distribution, conversion, transmission ; on y travaille les torseurs, la cinématique et le rendement.
- Une question « identifier » ou « justifier » vaut souvent autant qu'un calcul : répondez en nommant les constituants et leur fonction, pas en recopiant le schéma.
Automatique : les réflexes
Pour un système asservi à retour unitaire de transmittance de boucle ouverte T(p) : stabilité par le critère du revers sur le diagramme de Bode, marge de phase lue à la pulsation de transition, précision déduite de la classe (nombre d'intégrateurs) et de l'erreur de position, rapidité liée à la bande passante. Un correcteur proportionnel augmente le gain, donc la rapidité, mais réduit la marge de phase ; un correcteur intégral annule l'erreur statique mais dégrade la marge.
Exemple travaillé
Soit T(p) = K/(1+τp) en boucle ouverte, retour unitaire, entrée en échelon. L'erreur en régime permanent vaut ε = lim(p→0) p·(1/p)/(1+T(p)) = 1/(1+K). Avec K = 9, ε = 0,1, soit 10 % de l'échelon : inacceptable pour un positionnement. Ajouter un intégrateur (classe 1) annule cette erreur, mais introduit un déphasage de −90° qui rogne la marge de phase ; il faut alors vérifier la stabilité sur le diagramme de Bode avant de conclure. La réponse attendue articule donc précision, stabilité et choix de correcteur.
Pièges
- Confondre degrés et radians, ou tracer un Bode en gain linéaire au lieu de décibels.
- Oublier de préciser le point de réduction et le repère avant d'écrire un torseur.
- Conclure « stable » sans calculer de marge, ou sans identifier la classe du système.
- Négliger les liaisons : une liaison pivot n'est pas une liaison pivot glissant.