Cours de Sciences de l'ingénieur Année 1 (programme PTSI-PT) et évaluations associées.

1. INTRODUCTION A L’INGÉNIERIE DES SYSTÈMES (CM/TD : 1h)

Définitions normalisées : Besoin, système, services attendus du système, cahier des charges fonctionnel, spécifications fonctionnelles, analyse du cycle de vie, acteurs, interactions, solution technique.

2. MODÉLISATION GRAPHIQUE DES SYSTÈMES AVEC LE LANGAGE SYSML (CM/TD : 5h)

- Description générale du système : Frontières d’étude, fonction globale et performance, cas d’utilisation, acteurs (humain ou systèmes connectés), interactions fonctionnelles, relations entre cas d’utilisation.
- Présentation de la modélisation SysML : Identification et lecture des diagrammes fonctionnels uc et req, et des diagrammes structurels bdd et idb.

3. DÉFINIR LA STRUCTURE FONCTIONNELLE ET IDENTIFIER LES PERFORMANCES D’UN SYSTÈME (CM/TD : 7 h - TP : 4h)

- Description d’un système par chaine fonctionnelle : Définition de la chaine d’information et d’énergie. Identification des éléments constituant les chaines d’énergie et d’information.
- Étude la réponse temporelle de systèmes simples : Temps de réponse à 5%, dépassement, variation finale.
- TP- Étude de Mécanisme avec convertisseur électro-mécanique (système démontable ; remontable) Exemple : TP - Étude fonctionnelle d’outillage électroportatif (scie sauteuse et scie sabre).

4. DÉTERMINER LES LOIS DE PILOTAGE EN MOUVEMENT (CM/TD : 28h - TP : 2h)

- Modèle du solide indéformable. Modélisation géométrique et cinématique des mouvements entre solides indéformables.
- Déplacement des points d’un solide : Repère lié à un solide. Paramètres géométriques linéaires et angulaires définissant la position d’un solide par rapport à un autre. Déplacements et petits déplacements d’un solide. Torseur cinématique et relation de Varignon.
- Champ des vecteurs vitesses des points d’un solide : Torseur cinématique caractérisant le mouvement d’un solide. Composition des vitesses. Champ des vecteurs accélérations des points d’un solide. Composition des accélérations.
- Modélisation cinématique des liaisons entre solides : La liaison pivot et glissière.
- TP - Analyse du fonctionnement et étude trajectoire d’un mécanisme Exemple : Bras robotique Ericc

5. INITIATION AU DESSIN TECHNIQUE ET A LA CAO (CM/TD : 3h - TP : 10h)

- Présentation des bases pour la conception : Dessin technique : les vues, les types de traits. Mise en plan. Formes techniques.
- Présentation du logiciel CREO et SolidWorks : Modélisation de pièce simple. Modification de pièce existante. Mise en plan.
- TP - Utilisation de CREO et SolidWorks Il est recommandé d’intégrer ce chapitre tout au long de l’année 1 dans vos progressions CM/TD/TP/Projet.

6. MODÉLISER LE COMPORTEMENT CINÉMATIQUE DES TRANSMETTEURS LINÉAIRES (CM/TD : 16h - TP : 10h)

- Modélisation des transmetteurs linéaires : Engrenages simple et épicycloïdal.
- Mécanisme poulie-courroie. Transmission par chaine. Systèmes avec et sans transformation de mouvement.
- TP- Fabrication d’un transmetteur linéaire Exemples :
- TP - Conception et réalisation d’un treuil de levage capable de lever 4 kg à l’aide d’un moteur CC de lego : prototype en lego technic et réalisation en mdf (transmetteur inclus).
- TP – Étude de mécanisme : réalisation de réducteur TP – Étude du différentiel de véhicule

7. MODÉLISATION EN SYSTÈME LINÉAIRE CONTINU ET INVARIANT (SLCI) ET IDENTIFIER UN MODÈLE DE COMPORTEMENT (CM/TD : 16h - TP : 2h)

- Modélisation en SLCI : Définition d’un SLCI. Transformée de Laplace. Fonction de transfert d’un système à partir de la définition physique. Mise en forme canonique. Caractéristiques de la fonction de transfert (classe, ordre, …).
- Modélisation d’un système par une équation différentielle à partir de l’évolution physique de ce dernier.
- Représentation par fonction de transfert du 1° et 2° ordre : Caractéristiques. Formes canoniques. Réponse à un échelon.
- Exemple : le moteur à courant continu.
- TP – Modélisation numérique sous Scilab XCos / Matlab Simulink partie 1.

8. ÉVALUER LES PERFORMANCES D’UN SYSTÈME ASSERVI A PARTIR D’UN MODÈLE DE CONNAISSANCE (CM/TD : 14h - TP : 2h)

- Représentation par schéma-bloc : Définition. Propriétés pour calcul de fonction de transfert globale. Création de schéma-bloc à partir des équations physiques d’un système.
- Fonctions de transfert d’éléments techniques usuels : Capteurs. Moteur à courant continu (modèle du 1° et 2° ordre). Variateur. Transmetteurs linéaires.
- Les différents types de consignes et de perturbations.
- Définition de la régulation et de la poursuite.
- Définition des performances d’un système.
- Fonction de transfert en boucle ouverte et fermée.
- TP – Modélisation numérique sous Scilab XCos / Matlab Simulink partie 2