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ROYAUME DU MAROC
MODULE N°:4 TRACAGE DE CROQUIS ET DE SCHEMAS ELECTRIQUES
SECTEUR : ELECTROTECHNIQUE SPECIALITE : ÉLECTRICITÉ
D’INSTALLATION
NIVEAU : QUALIFICATION
Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION
RESUME THEORIQUE &
GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES
Résumé Théorique et Guide de travaux pratiques
MODULE 04: TRACAGE DE CROQUIS ET DE SCHEMAS ELECTRIQUES
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OFPPT/DRIF/ISIC/CDC
2
Document élaboré par :
Nom et prénom EFP DR DINCA Carmen Mihaela CDC -
Electrotechnique DRGC
Révision linguistique - - - Validation - - -
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SOMMAIRE
............................................................................................................... Page
Présentation du Module.............................................................................................. 9 I / CROQUIS DES PIECES................................................................................ 11 1/ FIGURES GÉOMÉTRIQUES ............................................................................... 11
1/1. Lignes.................................................................................................. 11 1/2. Angles ................................................................................................. 12 1/3. Raccords ............................................................................................. 13 1/4. Figures geometriques.......................................................................... 14
2/ LIGNES CONVENTIONNELLES.......................................................................... 15 3/ LE SYSTÈME INTERNATIONAL DE MESURE ................................................... 17 4/ PROJECTIONS .................................................................................................... 18
4/1. Projections orthogonales ........................................................................ 18 4/2. Projection axonométrique ....................................................................... 19 4/3. Les vues ................................................................................................. 21 4/4. Croquis d’une piece en projection orthogonale....................................... 22 4/5. Croquis d’une piece en projection isometrique ....................................... 24
II / SYMBOLES ELECTRIQUES ELEMENTAIRES ............................................ 25 1/ ELEMENTS COMPOSANTS DES CIRCUITS ELECTRIQUES ........................... 25 2/ REPRESENTATIONS GRAPHIQUES NORMALISES DANS LES CIRCUITS
ELECTRIQUES.............................................................................................. 28 2/1. Tracage des symboles electriques graphiques a l’aide des gabarits... 30
III/ SCHEMAS ELECTRIQUES................................................................................. 32 A. Classification selon le but envisagé : ............................................................. 32 1. Schémas explicatifs .............................................................................................. 32 2. Schémas de réalisation ........................................................................................ 34 B. Classification selon le mode de représentation :............................................ 35 1. Suivant l’emplacement des matériels : ................................................................. 35 2. Suivant l’emplacement des symboles :................................................................. 35 3. Suivant le nombre des conducteurs : ................................................................... 36 TP 1 – TRACAGE DES FIGURES GEOMETRIQUES ............................................. 44
1.1. Objectifs visés......................................................................................... 44 1.2. Durée du TP............................................................................................ 44 1.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe ........................ 44 1.4. Description du TP ................................................................................... 44 1.5. Déroulement du TP................................................................................. 44
TP 2 – LIGNES CONVENTIONNELLES DE DESSIN TECHNIQUE ........................ 48
2.1. Objectifs visés......................................................................................... 48 2.2. Durée du TP............................................................................................ 48 2.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe ........................ 48 2.4. Description du TP ................................................................................... 48 2.5. Déroulement du TP................................................................................. 48
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TP 3 – LE SYSTEME INTERNATIONAL DE MESURE............................................ 51
3.1. Objectifs visés......................................................................................... 51 3.2. Durée du TP............................................................................................ 51 3.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe ........................ 51 3.4. Description du TP ................................................................................... 51 3.5. Déroulement du TP................................................................................. 51
TP 4 – REPRÉSENTATIONS EN PLAN, EN ÉLÉVATION ET DE PROFIL ............. 53
4.1. Objectifs visés......................................................................................... 53 4.2. Durée du TP............................................................................................ 53 4.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe ........................ 53 4.4. Description du TP ................................................................................... 53 4.5. Déroulement du TP................................................................................. 53
TP 5 – TRACER DES CROQUIS ............................................................................. 56
5.1. Objectifs visés......................................................................................... 56 5.2. Durée du TP............................................................................................ 56 5.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe ........................ 56 5.4. Description du TP ................................................................................... 56 5.5. Déroulement du TP................................................................................. 56
TP 6 – COMPOSANTS D’UN CIRCUIT ELECTRIQUE ELEMENTAIRE.................. 58
6.1. Objectifs visés......................................................................................... 58 6.2. Durée du TP............................................................................................ 58 6.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe ........................ 58 6.4. Description du TP ................................................................................... 58 6.5. Déroulement du TP................................................................................. 58
TP 7 – SYMBOLES UTILISES POUR REPRESENTER LES PRINCIPAUX
COMPOSANTS D’UN CIRCUIT .................................................................... 61 7.1. Objectifs visés......................................................................................... 61 7.2. Durée du TP............................................................................................ 61 7.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe ........................ 61 7.4. Description du TP ................................................................................... 61 7.5. Déroulement du TP................................................................................. 61
TP 8 – SYMBOLES ELECTRIQUES ELEMENTAIRES ........................................... 63
8.1. Objectifs visés......................................................................................... 63 8.2. Durée du TP............................................................................................ 63 8.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe ........................ 63 8.4. Description du TP ................................................................................... 63 8.5. Déroulement du TP................................................................................. 63
TP 9 – TYPES DE SCHEMAS UTILISES EN ELECTRICITE................................... 66
9.1. Objectifs visés......................................................................................... 66 9.2. Durée du TP............................................................................................ 66 9.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe ........................ 66 9.4. Description du TP ................................................................................... 66 9.5. Déroulement du TP................................................................................. 66
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TP 10 – SCHEMAS ELECTRIQUES ELEMENTAIRES............................................ 70
10.1. Objectifs visés....................................................................................... 70 10.2. Durée du TP.......................................................................................... 70 10.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe ...................... 70 10.4. Description du TP ................................................................................. 70 10.5. Déroulement du TP............................................................................... 70
Liste des références bibliographiques ...................................................................... 73
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MODULE : 4 TRACAGE DE CROQUIS ET DE SCHEMAS ELECTRIQUES
Durée :45 H
56% : théorique 38% : pratique
OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT
COMPORTEMENT ATTENDU Pour démontrer sa compétence, le stagiaire doit tracer des croquis et des schémas électriques selon les conditions, les critères et les précisions qui suivent.
CONDITIONS D’EVALUATION
• À partir : - de directives ; - d’une pièce électrique/mécanique.
• Sans instrument.
CRITERES GENERAUX DE PERFORMANCE
• Respect des directives. • Travail soigné et propre.
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OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU
DE COMPORTEMENT
PRECISIONS SUR LE COMPORTEMENT ATTENDU
CRITERES PARTICULIERS DE
PERFORMANCE
A. Tracer des croquis : − en projection orthogonale ; − en projection isométrique.
− Utilisation appropriée des lignes conven-
tionnelles en dessin technique. − Représentation exacte des dimensions
en mesure internationale. − Traçage adéquat des vues en plan, en
élévation et de profil. − - Respect des proportions.
B. Dessiner des symboles électriques élémentaires.
− - Respect de la méthode de dessin. − - Choix des symboles appropriés.
C. Tracer des schémas électriques
élémentaires de type : − uniligne ; − diagramme-échelle.
− - Respect des méthodes d’exécution. − - Disposition convenable des éléments et
des symboles.
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OBJECTIFS OPERATIONNELS DE SECOND NIVEAU
LE STAGIAIRE DOIT MAITRISER LES SAVOIRS, SAVOIR-FAIRE, SAVOIR-PERCEVOIR OU SAVOIR-ETRE JUGES PREALABLES AUX APPRENTISSAGES DIRECTEMENT REQUIS POUR L’ATTEINTE DE L’OBJECTIF DE PREMIER NIVEAU, TELS QUE :
Avant d’apprendre à tracer des croquis :
• en projection orthogonale ; • en projection isométrique (A) :
1. Tracer des figures géométriques. 2. Reconnaître les lignes conventionnelles du dessin technique, leur
signification et leur usage. 3. Utiliser le système international de mesure. 4. Distinguer les représentations en plan, en élévation et de profil.
Avant d’apprendre à dessiner des symboles électriques élémentaires (B) :
5. Distinguer les principaux composants d’un circuit électrique
élémentaires. 6. Reconnaître les symboles utilisés pour représenter les principaux
composants d’un circuit. 7. Décrire la méthode utilisée pour tracer des symboles.
Avant d’apprendre à tracer des schémas électriques élémentaires de type :
• uniligne ; • diagramme-échelle (C) :
8. Reconnaître les divers types de schémas utilisés en électricité. 9. Décrire les méthodes d’exécution des divers types de schémas.
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Présentation du Module
Le stagiaire devra tracer, à main levée, des croquis de pièces mécaniques, en projection orthogonale et isométrique en respectant les proportions et en utilisant les lignes conventionnelles de dessin technique.
De plus, il devra tracer, les vues en plan, en élévation et de profil, d’objets qui lui seront présentées.
Il devra aussi tracer des schémas électriques en représentation unifilaire et des diagrammes-échelles ainsi que des symboles électriques élémentaires.
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Module 4 : TRACAGE DE CROQUIS ET
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RESUME THEORIQUE
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I / CROQUIS DES PIECES
1/ FIGURES GÉOMÉTRIQUES La technique de l’esquisse à main levée ou croquis consiste à réaliser un dessin effectué à main levée à une échelle approximative. Le croquis se réalise en utilisant des lignes. Il se trace à l’aide d’un crayon mou ( HB, F, ou H ) sur une feuille de papier ordinaire. Pour réussir un croquis à l’échelle avec précision, on peut utiliser des feuilles de papier quadrillé.
1/1. Lignes Pour tracer des lignes, on doit toujours incliner le crayon dans la direction du trait. Le crayon doit être posé bien à plat sur la feuille, incliné à 45°. - Appuyer suffisamment et régulièrement sur le crayon, afin d’obtenir des traits
d’épaisseur régulière. - Ne jamais repasser sur un trait déjà tracé ( épaisseur irrégulière ). Suivant sa position dans l’espace, la ligne est horizontale, verticale ou oblique.
a) – Lignes horizontales Le crayon sera incliné vers la droite pour tracer une ligne horizontale de gauche à droite.
b) – Lignes verticales Les lignes verticales se tracent en inclinant le crayon vers le haut de la planche, pour tirer les lignes de bas en ha
c) – Lignes obliques Les lignes inclinées vers la droite se tracent de bas en haut. Les lignes inclinées vers la gauche se tirent de haut en bas.
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d) – Lignes courbes
Pour faciliter le traçage des lignes courbes, c’est préférable d’utiliser des points de repères qui seront reliés d’une seule trace.
1/2. Angles L’angle c’est la partie d’un plan (ou la surface) comprise entre deux droites qui se coupent. Le point A est le sommet de l’angle et les deux droites AB et AC en sont les côtés. C A B Types des angles : - angle droite – la droite AC est perpendiculaire à la droite DB. C D B A - angle aigu – tout angle plus petit qu’un angle droit. C A B - angle obtus – tout angle plus grand qu’un angle droit. C A B
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1/3. Raccords
Les raccords servent pour relier entre elles : - deux droites perpendiculaires par un arc de cercle de rayon donné ( r ).
r Pour tracer des raccords est préférable de tracer légèrement un carré et en suite l’arc de cercle. - deux droites non perpendiculaires par un arc de cercle de rayon donné ( r ). r - une droite et une circonférence par un arc de cercle. r
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1/4. Figures geometriques
Les objets étant formés de surface planes et courbes, les lignes qui servent à les décrire seront donc des droites et des courbes. Les figures géométriques les plus connus sont :
Rectangle
Carré
Parallélogramme
Losange
Trapèze
Triangle
Disque
Secteur
Hexagone
Octogone
Figure 1.1
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Exemple de traçage: un croquis d’une figure formée d’un ensemble d’arcs, de lignes et de cercle.
Figure 1.2
2/ LIGNES CONVENTIONNELLES Les lignes utilisées dans le dessin technique ont chacune une signification particulière. Les lignes se différencient par :
• leur épaisseur : − fins; − moyens; − forts; − très forts.
• leur formation :
− continuu; − interrompu; − mixte.
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Pour le dessin au crayon, il est plus pratique de combiner les traits fins et moyens et de n’utiliser que deux largeurs. On se sert d’un crayon dur pour les traits fins et d’un crayon plus mou pour les traits forts. Les lignes très fortes se tracent en deux traits ou plus. La largeur du trait fin doit être inférieure ou égale à la moitié de la largeur du trait fort.
− e : largeur du trait fort. − é : largeur du trait fin.
é≤e/2 UTILISATION DES LIGNES CONVENTIONNELLES
Figure 2.1
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3/ LE SYSTÈME INTERNATIONAL DE MESURE
En pratique on utilise plusieurs grandeurs physiques qui diffèrent qualitativement, d’après leur nature (longueur, surface, pression, température, tension, puissance, etc.) et quantitativement. L’évaluation quantitative d’une grandeur physique d’une certaine nature se fait par mesure. Mesurer une grandeur M, consiste en comparer avec une grandeur de même nature, considérée conventionnellement comme unité de mesure U. Leur rapport V, représente la valeur de la grandeur à mesurer. M/U = V UNITES DE MESURE L’unité de mesure est une grandeur de même nature que la grandeur à mesurer, choisie conventionnellement. Pour toute grandeur physique existe une unité de mesure (exemple : pour longueurs - le mètre, pour la masse - le kilogramme, etc. ). Certaines unités de mesure ont été définies indépendamment des autres. On les appelle unités fondamentales. Les autres unités de mesure peuvent être définies par rapport aux unités fondamentales. On les appelle unités dérivées. La totalité des unités de mesure d’un certain domaine composent un système d’unités de mesure . En 1960 à Paris, à été adopté un système unique d’unités, capable de satisfaire tous les domaines scientifiques et techniques. C’est le Système international de mesure, actuellement utilisé dans tout le monde. Les unités de mesure les plus connues dans le système international de mesure sont : − pour la longueur : - unité fondamentale : mètre symbole m;
- son multiple : kilomètre (km ); - ses surmultipliés : décimètre (dm ), centimètre (cm),
millimètre (mm ). − pour la surface : - unité fondamentale : mètre carré ,symbole m²;
- ses surmultipliés : décimètre carré (dm²) , centimètre carré (cm²), millimètre carré. (mm²).
− pour le volume : - unité fondamentale : mètre cube , symbole m³;
- surmultiplié : centimètre cube (cm³). − pour la masse : - unité fondamentale : kilogramme, symbole kg;
- multiple : tonne (t); - surmultipliés : gramme (g) ,milligramme (mg).
− pour la capacité : - unité fondamentale : litre, symbole l;
- multiples : décalitre (da l); - surmultipliés : décilitre (dl), centilitre(cl) , millilitre( ml).
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4/ PROJECTIONS
4/1. Projections orthogonales En projection orthogonale, l’observateur voit l’objet à dessiner parallèlement au plan de projection, une face à la fois. En fin, il importe de dessiner autant de vues, formant entre elles des angles de 90°, qu’il est nécessaire pour décrire exactement l’objet. Les plans tracés en projection orthogonale donnent les dimensions réelles de la pièce sur toutes ses faces. Elles sont appelles vues. Chaque vue porte un nom bien spécifique : − La vue de face ou d’élévation comme la vue arrière donne la longueur et la
hauteur ; − La vue de dessus ou de plan comme celle du dessous donne la longueur et la
profondeur ; − Les vues de profil de droite et de gauche donnent la profondeur et la hauteur. Entre les vues ils existent des correspondances. Par exemple la vue de droite C est toujours placée à la gauche de la vue de face A et en correspondance horizontale avec elle. Exemple :
Figure 4.1
Figure 4.2 - Projection orthogonale d’un objet par rapport à la vue de face A
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4/2. Projection axonométrique Les projections axonométriques présentent une pièce mécanique en trois dimensions ; elles peuvent être obliques et isométriques.
a. Projections obliques Une projection oblique montre la hauteur et la longueur en grandeur réelle et que la profondeur (largeur) est arbitraire. Elle se prête mieux pour les pièces complexes, car elle donne une image plus réelle de la pièce et il est facile d’y repérer des dimensions. Exemple :
Figure 4.3
b. Projections isométriques
Le traçage d’une projection isométrique commencé par le traçage d’un axe vertical égale à la hauteur de l’objet et à deux axes formant un angle de 30° avec l’horizontale, dont l’une représente la largeur et l’autre la longueur.
Figure 4.4
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On peut utiliser un canevas qui permet un tracé facile à main levée.
Figure 4.5 La projection isométrique donne la hauteur en grandeur réelle tandis que la longueur et la profondeur (largeur) sont déformées. Exemple :
Figure 4.6
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4/3. Les vues
Précisions sur les vues : - On doit faire un choix et se servir d’un nombre minimal des vues.
a) A éviter b) Recommandé
Figure 4.7 - A l’exception d’objets de formes irrégulières, il est rarement nécessaire de dessiner
plus de trois vues pour donner une description complète. Plusieurs pièces simples se dessinent à l’aide d’une ou deux vues.
Les pièces symétriques se dessinent souvent en demi-vues.
Demi-vue de dessus Coupe de face
Figure 4.8
- Pour éviter une surabondance de détails ou de dimensions, on peut agrandir
partiellement une vue d’ensemble.
Figure 4.9 - Détail B échelle 4/1
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4/4. Croquis d’une piece en projection orthogonale - La clarté et l’apparence d’un dessin dépendent beaucoup de la disposition des
vues sur la feuille, quel qu’en soit le nombre; - Il doit se faire une idée de l’espace requis par chacune des vues pour en tracer
ensuite le contour dans un espace suffisamment grand pour conserver une marge convenable.
- Il faut choisir l’échelle. L’échelle d’un dessin est le rapport entre les dimensions du dessin et les dimensions réelles de la pièce représentée. Si se possible, l ‘échelle recommandée est l’échelle 1:1 (1 mm : 1mm).
- Il faut choisir le format normalisé le plus petit, compatible avec les dimensions de la pièce dessinée. Étapes importantes de la procédure : - diviser la feuille en deux, horizontalement et verticalement; - déterminer les lignes de départ dans les deux rectangles de gauche; - dessiner la vue en plans dans le rectangle du haut à gauche; - dessiner la vue en élévation dans le rectangle du bas à gauche; - dessiner la vue de profil dans le rectangle du haut à droite.
La figure 4.10 illustre la méthode utilisée pour placer les dessins à trois vues. Dans cet exemple, un espace libre est prévu entre les vues.
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Figure 4.10
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4/5. Croquis d’une piece en projection isometrique
Une méthode de traçage consiste à placer dans un système des trois axes, un axe égal à la hauteur de l’objet et deux axes formant un angle de 30° avec l’horizontale, un parallelipiped qui représent le contour du l’objet, pour ensuite enlever les volumes en trop jusqu'à ce que on obtient la pièce. Les surfaces inclinées ou obliques en projection isométrique n’apparaissent pas en vraie grandeur. On construit toutes les lignes de l’objet parallèles aux directions isométriques en vraie grandeur et on localise aussi en vraie grandeur, sur des lignes ou sur des surfaces isométriques, les extrémités des lignes non isométrique, qu’il suffit ensuite de relier pour compléter la figure. Dans la figure 2 il est présenté un exemple des étapes du tracé d’un objet.
Figure 4.11
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II / SYMBOLES ELECTRIQUES ELEMENTAIRES
1/ ELEMENTS COMPOSANTS DES CIRCUITS ELECTRIQUES
Quelle que soit leur complexité, les circuits électriques comportent:
− une source de courant :
• pile ou accumulateur; • alimentation du secteur 220V, généralement en courant alternatif
monophasé ou triphasé, avec ou sans neutre, de fréquence 50Hz. − un appareil d’utilisation ou charge :
• lampe d’éclairage (ampoule ,tube fluorescent etc. .); • élément chauffant (radiateur ); • moteur;
Figure 2.1 - Exemple d’un moteur • transformateur;
Figure 2.2 - Exemple d’un transformateur • résistances; • autres consommateurs;
− un organe de commande qui établit ou coupe le circuit:
• interrupteur;
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Figure 2.3 - Exemple de interrupteur
• sectionneur;
Sectionneur « uni » Sectionneur « tri » Cartouches fusibles
Figure 2.4 - Exemples des sectionneurs • contacteur;
Figure 2.5 - Exemple de contacteur • relais;
Figure 2.6 - Exemple d’un relais
• bouton - poussoir;
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Bouton poussoir Boîtes à boutons
Figure 2.7 - Exemples des boutons poussoirs • autres.
− un organe de protection électrique contre les surintensités :
• coupe - circuit (fusible );
Figure 2.8 - Exemple de coupe – circuit
• disjoncteur.
Disjoncteur Multi 9 Disjoncteur differentiel
Figure 2.9 - Exemples des disjoncteurs
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− canalisations qui assurent les liaisons électriques entre les appareils:
conducteurs avec leurs protections et leurs accessoires de fixation; − des appareils de mesure et de contrôle :
• compteur d’énergie électrique;
Figure 2.10 - Exemple d’un compteur horaire • voltmètre; • ampèremètre.
Exemple d’une installation en représentation générale :
Figure 2.11
2/ REPRESENTATIONS GRAPHIQUES NORMALISES DANS LES CIRCUITS ELECTRIQUES
La représentation graphique conventionnelle d’un circuit électrique ou de l’installation dont il fait partie, se fait à l’aide de schémas qui montrent les relations existantes entre différentes parties du circuit ou de l’installation.
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Un schéma comporte : − des symboles, qui représentent les composants du circuit; − des traits, qui représentent des connexions électriques entre les composants; − des repères, qui permettent d’identifier des bornes, des appareils ou organes
d’appareils. Les principaux symboles homologués par C.E.I. sont pressentes dans le tableau suivant :
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2/1. Tracage des symboles electriques graphiques a l’aide des gabarits
Les symboles graphiques servent au traçage des schémas d’électricité. Le dessinateur en détermine les dimensions appropriées. On trouve dans le commerce des gabarits qui facilite la tâche du dessinateur pour le tracé des ces divers symboles.
a) La taille du symbole ainsi que l’épaisseur de ses traits n’ont aucune influence sur sa signification qui est définie par sa forme.
Exemple : R1 R2
R1 = 1 KΩ R2 = 10 KΩ Elle peut être éventuellement modifiée par le symbole du conducteur; dans ce cas, l’appareil doit être représenté exactement comme indique dans la norme.
Exemple :
Symbole d’une Symbole d’une bobine Résistance d’électro-aimant
Il faut orienter tous les symboles identiques dans le même sens ce qui permet de rendre le schéma beaucoup plus claire et esthétique (par exemple, représenter toutes les bobines de relais dans la position horizontale, les contacts dans la position verticale).
b) Position des symboles Les symboles sont figurés sans condition d’orientation. Toutefois il existe deux règles générales : − Tous les appareils sont figurés au repos. − Tous les appareils de coupure doivent avoir leur contact qui se déplace :
• Soit de gauche vers la droite ; • Soit du bas vers le haut.
Exemple :
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Tous ces appareil de coupure « travaillent » de la gauche vers la droite (leur position de repos étant à gauche).
Ceux-ci travaillent du bas vers la haut (leur position de repos étant en bas). On identifie souvent ces symboles par un code formé de lettres et des nombres indiquant la valeur de l’élément ( ohms , etc.) ou simplement par une lettre suivie d’un numéro. Dans ce cas, le numérotage se fait de gauche à droite ( R1, R2 , R3 ), K1M – contacteur principal n°1, K5A – relais auxiliaire n° 5. Pour les appareils de mesure, la lettre est le symbole de l’unité de la grandeur mesurée : symbole d’un voltmètre, wattmètre, compteur d’énergie.
c) Tracage des symboles a main levee Pour tracer des symboles graphiques dans les croquis et schémas électriques on utilise aussi la méthode à main levée. La méthode doit comporter les étapes suivantes : • localiser l’emplacement du tracé du symbole ; • déterminer le point de départ du tracé ; • choisir les proportions totales du symbole ; • tracer chaque segment de ligne du symbole , en respectant les proportions.
III/ SCHEMAS ELECTRIQUES
Les schémas sont des représentations graphiques conventionnelles d’une installation, ou d’une partie d’installation, qui montrent les relations mutuelles des différentes parties de l’équipement et les moyens de liaison employer à cet effet. Les schémas électriques sont établis dans le but de décrire principalement les connexions électriques. Il en existe plusieurs types de schémas :
A. Classification selon le but envisagé :
1. Schémas explicatifs - Schéma fonctionnel – elle est destinée à faire comprendre le fonctionnement
d’une installation par des symboles ou des figures sans représenter toutes les liaisons qui sont matériellement réalisées.
Figure 3.1
- Schéma des circuits ou schéma de principe - elle est destinée à faire comprendre
le fonctionnement d’une installation par des symboles, des connexions électriques et autres liaisons nécessaires.
Figure 3.2 - Circuit de puissance
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Figure 3.3 - Circuit de commande Exemple : Les schémas à très basse tension ont les retrouve dans les installations suivantes:
• De signalisation acoustique et optique (des sonneries pour l’appel et la demande de personnes dans les hôpitaux et hôtels, alarme incendie, etc.);
• De téléphonie; • De montres électriques (des aéroports, des gares, etc.)
- Schéma unifilaire d’une installation de sonnerie dans un immeuble à 4 appartements :
s1
b1
b2s2
b4
b3s3
s4
b'1
b'2
b'3
b'4
Figure 3.4
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- Schéma électronique :
Figure 5
2. Schémas de réalisation Elles sont destinées à guider la réalisation et la vérification des connexions à l’intérieur d’une installation ou un équipement. - le schéma des connexion intérieures; - le schéma des connexions extérieures.
Figure 3.6 - Schéma de réalisation avec schéma des connexion intérieures et extérieures
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B. Classification selon le mode de représentation :
1. Suivant l’emplacement des matériels :
- Le schéma le plus couramment utilisé est appelé : « schéma architectural ».
Figure 3.7
2. Suivant l’emplacement des symboles : - Schéma développée - - c’est le schéma des circuits ou de principe. Elle doit avoir
une légende dans laquelle sont indiques : les lettres de repère pour différentes organes , leurs noms , leurs fonctions.
- Schéma en représentation rangée - est caractérisé par l’alignement des différents
éléments d’un même organe; leur liaison mécanique est indiquée. Toutes les éléments d’un appareil sont orientés dans le même sens (figure 3.8 ).
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Figure 3.8
3. Suivant le nombre des conducteurs :
- Schéma multifilaire - c’est le schéma où chaque conducteur est représenté par un
trait individuel.
Figure 3.9
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- Schéma unifilaire - c’est le schéma où un seul trait représente plusieurs
conducteurs.
Figure 3.10
- Schémas de câblage d’installations de sorties d’éclairage et de prises
Étapes importantes de la procédure : 1. Déterminer le point de départ du schéma, selon les conventions. Toute installation électrique intérieure commence aux bornes « aval » de l’appareil général de commande et de protection ( disjoncteur de branchement ) et comprend l’ensemble des conducteurs et des appareils nécessaires à la distribution de l’énergie électrique. Exemple des installations domestiques :
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Figure 3.11
Figure 3.12
La figure 3.12montre une entrée de câble dans un immeuble. Un câble composé de plusieurs fils reliés au secteur entre dans l’immeuble par une canalisation. Après son passage dans un compteur pour enregistrer la quantité d’énergie consommée, on le relie à un interrupteur ou disjoncteur avant de le conduire au panneau de distribution qui fournit le courant dans tout l’immeuble. Chaque dérivation alimente des circuits d’éclairage, ainsi qu’une ou plusieurs prises de courant auxquelles on peut brancher des lampes et des accessoires électriques. Certaines dérivations alimentent que des appareils individuels importantes.
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2. Dessiner le symbole de la source d’alimentation et des autres composants, selon
une disposition symétrique et conventionnelle; Les symboles utilisés sont selon les normes NFC 03-211. Les appareils seront disposés selon une disposition symétrique et conventionnelle. La principale source pour l’éclairage dans un immeuble est constituée par les plafonniers et ils sont commandés par un interrupteur mural installé du coté de la porte donnant directement accès à la pièce. Dans la plupart des pièces ou il y à un mur libre, les prises de courant doivent y être installées à égale distance l’une de l’autre, ainsi que tout autour de la pièce. On doit installer des interrupteurs à trois points dans toute pièce ayant plus d’une entrée, dans les longs couloirs ainsi qu’au bas et au haut des escaliers. Dans une cuisine on doit installer au moins deux prises de courant à la hauteur de table ou au-dessus des surfaces de travail. Voir figure 3.13.
Figure 3.13 3. Dessiner les conducteurs et les interconnexions pour relier les composants les
uns aux autres. Circuits monophasés Chaque circuit monophasé possède trois conducteurs : • phase (L1); • neutre (N); • conducteur de protection (PE). Circuits triphasés Chaque circuit triphasé possède cinq conducteurs : • phase (L1, L2, L3 ); • neutre (N); • conducteur de protection (PE).
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La figure 3.14 montre un schéma d’éclairage et prises d’une maison.. On doit noter que dans les pièces, les prises de courant et les sorties d’éclairage, ne sont pas toutes branchées sur le même circuit. Sur ce dernier schéma, on trace les fils presque en ligne droite, avec peu de détours. On complète le schéma par une nomenclature pour économiser le filage et pour obtenir une meilleure répartition des sorties pour chaque circuit.
Figure 4.14 Nomenclature de sorties électriques :
Cuisine Coin-répas
Extérieur Prises de courant
Sorties d’eclair-age
Interrupteur unipolaire
Interrupteur 3-points
Horologe Cuisini-ére
Circuit 1 2 3 22 22 22 22 6 220V Nombre 1 1 1 15 11 9 2 1 1
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Exemple de tracage de schémas électriques A partir du cahier des charges de l’installation on peut ressortir les besoins. Exemple : Dans la chambre 1, l’usager désire :
• Une lampe centrale pouvant être allumée ou entente de la porte d’entrée ou de la tète de lit;
• Deux prises de courant de chaque cote du lit pour lampes de chevet; • Une troisième prise pour branchement d’un aspirateur.
On passe à la traduction fonctionnelle des besoins : 1. Schéma architectural :
Figure 4.15
2. Schéma des circuits en représentation développée. Ce schéma explicatif traduit
fidèlement la fonction commerciale de la partie d’installation concernée.
Figure 4.16
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Schéma unifilaire du figure 4.16 :
Figure 4.17
Commutateur à deux directions sans arrêt dit « va et vient ».
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Module 4 : TRACAGE DE CROQUIS ET
DE SCHEMAS ELECTRIQUES
GUIDE DES EXERCICES ET TRAVAUX PRATIQUES
TP 1 – TRACAGE DES FIGURES GEOMETRIQUES
1.1. Objectifs visés
Tracer des figures géométriques.
1.2. Durée du TP 1 heure.
1.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe - Matière d’œuvre :
• Crayon HB ou crayon porte-mine; • Gomme; • Fiche d’exercices; • Feuille A 4.
1.4. Description du TP
Tracez à main levée sur la fiche d’exercices des lignes et des formes géométriques simples.
1.5. Déroulement du TP a) Continuez à compléter sur les rectangles ( figure 1 et 2 ) avec le même type de
lignes tracées à main levée, à l’aide du crayon. Indiquer au-dessous de chaque rectangle le type de lignes utilisées.
Figure 1.1
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Figure 1.2
b) Reliez les points afin d’obtenir des lignes courbes sur les figures 1.3 et 1.4.
Figure 1.3
Figure 1.4
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c) Faites le raccord à main levée des :
• deux droites (figures 1.5 et 1.6 ).
Figure 1.5 Figure 1.6
• une droite et une circonférence par un arc (figure 1.7).
Figure 1.7 • deux circonférences par un arc tangent extérieurement aux 2
circonférences (figure 1.8).
Figure 1.8
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d) Tracez à main levée les figures géométriques suivantes: - carré, rectangle, parallélogramme, losange, trapèze, cercle, triangle, hexagone,
octogone, pentagone.
e) Reproduisez à main levée la figure suivante :
Figure 1.9
TP 2 – LIGNES CONVENTIONNELLES DE DESSIN TECHNIQUE
2.1. Objectifs visés
Reconnaître les lignes conventionnelles du dessin technique, leur signification et leur usage.
2.2. Durée du TP 1 heure.
2.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe - Matière d’œuvre :
• Crayon HB ou crayon porte-mine; • Gomme; • Fiche d’exercices; • Feuille A 4.
2.4. Description du TP
Reconnaissez les différents types de lignes conventionnelles, leur désignation et leur usage à partir de la représentation en section d’un ensemble mécanique.
2.5. Déroulement du TP
1. Recherchez sur le dessin ci-dessous, les différents types de lignes conventionnelles et complétez le tableau suivant indiquant pour chaque type de trait, la désignation et les usages.
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Figure 2.1
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50
Repère Désignation Utilisation
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2. Répondre aux questions suivantes :
• Les lignes 2 et 3 sont-elles de même force?
• Laquelle des lignes est la moins forte?
• Laquelle des lignes est la plus forte?
• Les lignes 7 et 10 sont-elles de mêmes force?
TP 3 – LE SYSTEME INTERNATIONAL DE MESURE
3.1. Objectifs visés
Utiliser le système international de mesure.
3.2. Durée du TP 1 heure.
3.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe - Matière d’œuvre :
• règle graduée longueur 30 cm; • fiche d’exercices; • crayon; • gomme; • calculatrice.
3.4. Description du TP
Utiliser les unités de mesure pour longueurs, surfaces, volumes, capacités, masse utilisées dans le système international et appliquez les sur la fiche d’exercice.
3.5. Déroulement du TP
Répondre aux questions : 1. Transformez en cm³: 10 l, 3 m³, 8 dm³,120 l, 12 m³. 2. Quelle unité de mesure du système international on doit utiliser pour exprimer la
surface d’un rectangle de dimensions 50 cm x 1400 mm. 3. Transformez :
a) 17,5m²; 1840 mm²; 2416 mm²; 1020,5 mm²; 6 m², en cm². b) 1457 g; 120,3 dg;1,7 t; 0,23 t; 7550 g, en kg.
4. Mesurez à l’aide d’une règle gradué les dimensions de la figure ci-dessous.
Inscrivez les valeurs trouvées sur les liges correspondantes appelées lignes de cotes.
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Figure 3.1 5. Déterminez par calcul la surface de la pièce figure 3.1.
Exprimer sa valeur en cm².
TP 4 – REPRÉSENTATIONS EN PLAN, EN ÉLÉVATION ET DE PROFIL
4.1. Objectifs visés
Distinguer les représentations en plan, en élévation et de profil.
4.2. Durée du TP 1 heure.
4.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe - Matière d’œuvre :
• Fiche d’exercices;
4.4. Description du TP
Distinguez les représentations en plan, en élévation et en profil à partir des pièces représentées en différentes manières.
4.5. Déroulement du TP
3. Recherchez sur le dessin ci-dessous, les différents types de lignes conventionnelles et complétez le tableau suivant indiquant pour chaque type de trait, la désignation et les usages.
Effectuer les exercices :
1. Trouvez la projection orthogonale des pièces de 1 à 12 correspondants à chacune des vues de A à M et complétez-les dans le tableau suivant :
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Figure 4.1
Vues A B C D E F G H J K L M Projection n°
2. Indiquez au-dessus de chaque vue de la pièce représentée sur la figure 2, le sens correspondant à la direction de l’observation.
Figure 4.1
TP 5 – TRACER DES CROQUIS
5.1. Objectifs visés
Tracer des croquis : • en projection orthogonale; • en projection isométrique.
5.2. Durée du TP
1 heure.
5.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe - Matière d’œuvre :
• papier format A4; • crayon type HB; • gomme; • une pièce mécanique simple réelle, différente pour chaque
stagiaire si possible.
5.4. Description du TP
Réalisez à l’échelle 1:1, des croquis des pièces mécaniques en projection orthogonale et en projection isométrique.
5.5. Déroulement du TP
1. Faites les croquis en projection orthogonale des pièces figure 5.1
A) B)
Figure 5.1
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2. A partir de la représentation en vues faites les croquis en projection isométrique des objets A et B.
A) B)
Figure 5.2
3. Faites les croquis en projection isométrique d’une pièce mécanique simple réelle, qui vous sera présentée.
TP 6 – COMPOSANTS D’UN CIRCUIT ELECTRIQUE ELEMENTAIRE
6.1. Objectifs visés
Distinguer les principaux composants d’un circuit électrique élémentaire.
6.2. Durée du TP 1 heure.
6.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe - Matière d’œuvre :
• Crayon HB ou crayon porte-mine; • Gomme; • Fiche d’exercices; • Feuille A 4. • A se rendre de préférence dans l’atelier d’électricité pour
identifier les principales composantes d’un circuit électrique.
6.4. Description du TP
Indiquez sur la fiche d’exercices les principaux composants des circuits électriques.
6.5. Déroulement du TP
1. Indiquez dans le tableau suivant les composants des circuits électriques présentes dans la figure 6.1.
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Figure 6.1
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60
Numéro Désignation du composant 1 2 3 4
2. Distinguez dans l’atelier d’électricité les éléments d’un circuit « électrique réel ». ( exemple : circuit de puissance et de commande d’un moteur électrique).
TP 7 – SYMBOLES UTILISES POUR REPRESENTER LES PRINCIPAUX
COMPOSANTS D’UN CIRCUIT
7.1. Objectifs visés
Reconnaître les symboles utilisés pour représenter les principaux composants d’un circuit.
7.2. Durée du TP 1 heure.
7.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe - Matière d’œuvre :
• Crayon HB ou crayon porte-mine; • Gomme; • Fiche de travail
7.4. Description du TP
Reconnaissez les symboles des principaux composants d’un circuit électrique et identifiez-les.
7.5. Déroulement du TP
1. Complétez le tableau suivant :
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2. Reconnaissez les symboles utilisés dans les schémas ci – jointes.
Figure 7.1
Figure 7.2
TP 8 – SYMBOLES ELECTRIQUES ELEMENTAIRES
8.1. Objectifs visés
Dessiner des symboles électriques élémentaires.
8.2. Durée du TP 1 heure.
8.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe - Matière d’œuvre :
• papier ; • crayon HB; • gabarits à symboles électriques et électroniques.
8.4. Description du TP
Tracez à main levée de différents symboles de composants électriques et électroniques.
8.5. Déroulement du TP
1. Tracer à main levée et à l’aide des gabarits à symboles électriques et électroniques, les symboles désignés dans le tableau suivant :
DESIGNATION
SYMBOLE À main levée
SYMBOLE Avec gabarits
- Résistance électrique (symbole général).
- Résistance électrique variable.
- Résistance électrique variable à contact mobile.
- Potentiomètre à contact mobile.
- Condensateur.
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- Inductance, bobine ou enroulement de moteur.
- Machine électrique :
C - commutatrice; CS – compensateur synchrone; G – génératrice; GS – alternateur synchrone; M – moteur; MS – moteur synchrone.
- Croisement des conducteurs sans connexion.
- Croisement des conducteurs avec connexion.
- Conducteur dans un câble.
- Contact ouvert.
- Contact fermé.
- Prise embrochable femelle.
- Fiche embrochable mâle.
- Fiche et prise associés.
- Liaison mécanique.
- Voltmètre.
- Fusible.
- Disjoncteur.
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- Sectionneur.
- Bobine de relais.
- Interrupteur bipolaire bidirectionnel.
- Interrupteur tripolaire bidirectionnel.
- Bouton – poussoir à ouverture
- Bouton – poussoir à fermeture
- Mise à la terre.
- Source de tension alternative.
- Source de tension continue.
- Pile.
- Diode de redressement.
- Diode Zenner.
- Transistor NPN.
- Transistor PNP.
- SCR (redresseur commandé au silicium ou thyristor
TP 9 – TYPES DE SCHEMAS UTILISES EN ELECTRICITE
9.1. Objectifs visés
Reconnaître les divers types de schémas utilisés en électricité.
9.2. Durée du TP 1 heure.
9.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe - Matière d’œuvre :
• Crayon HB ou crayon porte-mine; • Gomme; • Fiche d’exercices; • Feuille A 4.
9.4. Description du TP
A partir des divers schémas électriques, reconnaissez les types de schémas utilisés en électricité.
9.5. Déroulement du TP
1. Recherchez sur le dessin ci-dessous, les différents types de lignes conventionnelles et complétez le tableau suivant indiquant pour chaque type de trait, la désignation et les usages.
FICHE D’EXERCICES
Reconnaître les schémas électriques ci-joints et indiquer leur type dans le tableau.
FIGURE TYPE
FIGURE 1 FIGURE 2 a), b) et c) FIGURE 3 FIGURE 4 FIGURE 5 FIGURE 6
Figure 9.1
a) b) c)
Figure 9.2
W1 M3
Figure 9.3
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69
M3
L1 L2 L3
Q1 K1MF1
K2M
Figure 9.4
L1
Q1 F1
S1
K1M
K2M
S2 K2M
K1M
K2M K1M
N
Q1
K1M
K2M
K3Q
K4T
K4T
7 s
S3
Figure 9.5
Figure 9.6
TP 10 – SCHEMAS ELECTRIQUES ELEMENTAIRES
10.1. Objectifs visés
Tracer des schémas électriques élémentaires de type : • Unifilaire ; • Diagramme.
10.2. Durée du TP 1 heure.
10.3. Matériels (Equipements et matière d’œuvre) par équipe - Matière d’œuvre :
• Crayon HB ou crayon porte-mine; • Gomme; • Fiche d’exercices; • Feuille A 4.
10.4. Description du TP
Tracez à main levée des schémas de circuit d’éclairage et de circuit de commande à très basse tension.
10.5. Déroulement du TP
1. Tracez à main levée le schéma unifilaire du circuit d’éclairage de la salle à dessin.
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2. A partir du schéma des circuits du montage de la figure 10.1 (double
allumage), réalisez le schéma unifilaire.
Ph N
Figure 10.1
3. Sur une feuille format A4, tracez un schéma simplifié d’après le schéma de montage de la figure 10.2.
Figure 10.2
Module 4 : TRACAGE DE CROQUIS ET
DE SCHEMAS ELECTRIQUES
EVALUATION DE FIN DE MODULE
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Liste des références bibliographiques Ouvrage Auteur Edition Le schéma électrique H. Largeaud Eyrolles Le schéma en électrotechnique
P. Boye, A. Bianciotto Technor
Schémas d’électricité J. Barry, J-Y. Kersulec Eyrolles Dessin industriel C. Jensen McGraw - Hill