SERIE SCIENTIFIQUE SCIENCES DE L INGÉNIEUR Bac E Le dessin, la technologie de construction, la fabrication mécanique, la technologie datelier Bac Scientifique

SERIE SCIENTIFIQUESCIENCES DE L ’INGÉNIEUR

Bac ELe dessin, la technologie de construction, la fabrication mécanique, la technologie d’atelier

Bac Scientifique – Technologie Industrielle12 juillet 1992

La construction mécanique, l’automatique, l’électrotechnique, électronique

Bac Scientifique – Sciences de l’Ingénieur31 août 2001

Les sciences de l’ingénieur, une discipline ?

SERIE SCIENTIFIQUESCIENCES DE L ’INGÉNIEUR

UNE DISCIPLINE

Partant de problèmes concrets, les “Sciences de l’Ingénieur” sont les sciences de la conception et de la réalisation des systèmes inventés par l'homme.

Elles concernent aussi bien l'élaboration d'objets, d'équipements et de processus, que l'organisation qui accompagne ces créations.

INITIATION AUX SCIENCES DE L ’INGÉNIEURSeconde

1ère et T

Classes

préparatoires

Seconde

1ère et T

Classes

préparatoires

L ’ENSEIGNEMENT DES SCIENCES DE L ’INGÉNIEUR

UNE FILIERE DE FORMATION

SCIENCES DE L ’INGÉNIEUR

PTSI, MPSI, PCSI, PSI

Ceux sont : de nouveaux contenus définis dans un programme structuré ; de nouveaux horaires ; de nouvelles orientations pédagogiques ; de nouvelles épreuves au baccalauréat.

Mais aussi : Un laboratoire unique ; Une équipe pédagogique.

SERIE SCIENTIFIQUESCIENCES DE L ’INGÉNIEURCe n’est pas qu’une nouvelle appellation !

LES SCIENCES DE L ’INGÉNIEURUN PROGRAMME STRUCTURE

S.I.

AAnalyse fonctionnelle

BFonctions du produit

CPrincipes et

comportements

DReprésentation des produits

pluritechniques

EProjet pluritechnique

encadré ???

Titre

Conditions

Niveau d'acquisition

Compétences attendues Savoirs et savoir faire associés

1 2 3 4

Commentaires

INFORMATIONJe sais de quoi je parle

MAITRISE METHODOLOGIQUEJe sais choisir (ce niveau n’est pas à atteindre en SI)

CONNAISSANCES ASSOCIÉES à la mise en oeuvre des

compétences

EXPRESSIONJe sais en parler

MAITRISE D ’OUTILSJe sais faire

LES SCIENCES DE L ’INGÉNIEURARCHITECTURE DU PROGRAMME

NIVEAU DE COMPETENCE VISE

COMPLÉMENTS D ’INFORMATIONS sur les finalités ou les

conditions de mise en œuvre des activités

DOMAINES CARACTÉRISTIQUES •Analyse fonctionnelle du produit•Fonctions du produit•Principes et comportements•Représentation des produits pluritechniques•Projet pluritechnique encadré

COMPÉTENCES TERMINALES attendues

Plan de la présentation

A. Objectifs et intentions générales A1. Intentions du programme ; A2. L’approche système.

B. Organisation des enseignements B1. Les axes principaux de formation ; B2. Les centres d’intérêt et thématiques de TP ; B3. L’organisation des enseignements ; B4. Planification des enseignements.

C. Les travaux pratiques C1. Typologie des TP ; C2. Typologie des supports.

D. Le guide d’équipement E. Les épreuves au Baccalauréat

La technologie

La Technologie est la Science des Techniques appliquée à la Création, l’Etude, la Réalisation de Fonctions

avec des performances explicitées et maîtrisées.

Une Technologie sous-entend :

• un système réel dans son environnement ;

• un principe de base, scientifique ou méthodologique ;

• la mise en œuvre de techniques et de moyens (conception, fabrication) ;

• une démarche scientifique d’élaboration.

Les Sciences de l’Ingénieur

Savoirs et savoir-faire scientifiques et techniques pour

ComprendreConcevoir

ProduireMaintenir

Utiliserles produits et les procédés.

Les Sciences de l’Ingénieur en 1ère et Terminale S - SI

Les constats fondateurs

Les Produits Définis par un cahier des charges (fonctions d’usage, performances) Systèmes complexes intégrant des chaînes de fonctions de différentes

technologies pour gérer : l’énergie ; l’information (pilotage, interface homme-machine, communication).

L’activité industrielle d’ingénierie (conception et production) Travail en équipe (ingénierie concourante et simultanée) ; Compétences pluritechniques (culture des solutions) ; Maîtrise des performances (compréhension du fonctionnement, modélisation et

simulation du comportement réel, tests,….) ; Langages de communication technique.

Les Sciences de l’Ingénieur en 1ère et Terminale S - SI

Les intentions du programme

Compréhension de l’architecture des produits actuels en grandes classes de fonctions techniques ;

Découverte des grands domaines de technologie intégrés dans les produits (Mécanique, Electrotechnique, Automatique, Electronique, Traitement de l’information, Réseaux) ;

Culture des solutions constructives pour réaliser les fonctions techniques ;

Compréhension du fonctionnement réel par l’association ; construction - comportement – principes et lois – modèle

Démarche de projet, initiation à la conception ;

Communication technique ;

L’organisation d’un système

un système d’information (stockage, transfert des informations) ;

un système de décision (ensemble des processus par lesquels l’information est convertie en action) ;

un système physique ou opérant (transformation des flux de matières et d’énergies) ;

les divers flux (matières, produits, énergies).

Environnement

Système opérant

Système d’information

Système de décision

Déjà introduite dans le référentiel précédent, l'approche « système » des produits est confortée dans ce nouveau programme. Elle se caractérise par :

L’approche par fonctions techniques : Analyse et Synthèse

Analyse (apprentissage) : TP + cours

Conception (projet)

Energied’entrée

Chaîne d’énergie

Action

Chaîne d’information

Transmettre

ConvertirAcquérir

Traiter

Communiquer

Distribuer

Alimenter

ConceptProduit


Chaîne d’énergieEnergied’entrée

Action

L’approche système retenue

ALIMENTER CONVERTIR TRANSMETTREDISTRIBUER

ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER

Informations destinées à d’autres systèmeset aux interfaces H / M

Informations issuesd’autres systèmes et d’interfaces H / M

Ordres

Grandeurs physiques à acquérir

Approche externe du système

ChaîneE S

• Identifier, définir et justifier chaque fonction constitutive d’une chaîne ;

• Quantifier les relations entrée-sortie ;

• Identifier et quantifier les flux et les transformations d’énergie (puissance) et d’information (nature, protocole,…)

Cette démarche est essentielle à la compréhension globale des systèmes et à l’acquisition progressive de la culture technique des élèves. Elle ne doit pas être sous-estimée et doit représenter une partie non négligeable des activités des élèves.

Approche externe des fonctions

• Quantifier les relations entrée-sortie entre les grandeurs physiques mesures, documents techniques, modèles, simulations et les interactions entre les éléments.

• Identifier et quantifier les flux et les transformations d’énergie (puissance) et d’information (nature, protocole,…)

E1 S1 EnE2 SnS2

Approche interne des fonctions

Compréhension du fonctionnement et rapprochement du comportement réel avec les principes, lois et modèles.

Elle permet un approfondissement local en : identifiant, définissant et justifiant la structure matérielle

d’une solution donnée ; intervenant finement sur l’analyse et la vérification d’une

performance donnée, son adaptation et sa modification.

Cette approche interne portant généralement sur des constituants internes mécaniques, électriques, électroniques et informatiques, le référentiel limite de fait le niveau d’approfondissement attendu.

Limitations à l’approche interne des systèmes

L’analyse mécanique des constituants reste globale, les comportements locaux ne sont pas approfondis et leur approche sert à justifier qualitativement une solution constructive ;

L’électronique du signal analogique, autour des composants ou constituants élémentaires, n’est plus traitée alors qu’elle tenait une place importante dans l’ancien référentiel. Ceci induit que les simulations de comportement analogique d’une carte ne sont plus d’actualité ;

Les schématisations recommandées dans le référentiel se limitent à la description fonctionnelle et matérielle des systèmes de commande micro programmés.

Une analyse des compétences attendues et des connaissances associées du référentiel montre que:

Les axes principaux de la formation

L’approche système conduit à retenir 4 axes :

Chaîne d’énergie ;

Chaîne d’information ;

Analyse fonctionnelle ;

Représentation et schématisation ;

Chaîne d’énergie

ALIMENTER DISTRIBUER CONVERTIR TRANSMETTRE

- prise réseau - raccord

réseau - pile, batterie,

accumulateur

- contacteur - relais et relais

statique - variateur - distributeur

- machines asynchrones

- machines à courant continu avec et sans balai

- vérins

- assemblage démontable - guidage en rotation - guidage en translation - accouplement, embrayage,

limiteur de couple, frein - poulies-courroies,

engrenages - systèmes vis-écrou et

transformateurs plans

ordres,

messages

source

d’énergie

énergie

électrique,

hydraulique,

pneumatique

énergie

mécanique

énergie disponible

pour l’ACTION

demandée par le

cahier des charges


ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER

- Capteurs TOR- Capteurs analogiques- Capteurs numériques- Interfaces homme / machine- Systèmes numériques d’acquisition de données

Matériels :- Automates programmables- Ordinateurs- Microcontrôleurs- Modules logiques programmables- Circuits de commande câblés

Logiciels :- Ateliers logiciels conformes IEC 61131-3 (langages LD, SFC et ST)- Éditeur de modèles de commande avec générateur de code,- Logiciel de développement rapide permettant la mise en œuvre de composants logiciels réutilisables sur microcontrôleurs

- Commandes TOR- Interfaces homme/machine- Liaisons utilisant le mode de transmission série- Liaisons utilisant le mode de transmission parallèle- Réseau Ethernet- Bus capteurs/actionneurs

Grandeursphysiques,consignes

Images informationnelles

utilisables

Ordres,messages

Informations traitées

Analyse fonctionnelle

FS1FT1

FS2

contraintes

FSi

Solution kFT2

FTj

C.d.C.F.

Expression fonctionnelle du besoin :

AF Externe

Analyse fonctionnelle technique :AF Interne

Diagramme des inter acteurs, fonctions : de service, d'usage, d'estime

FAST de description

Solutions constructives

Chaîne fonctionnelle i

Constituant j

Données fournies par le professeur

Espace d’investigation et de travail de l’élève

Représentation et schématisation

1 - Logique de création/modification : elle vise à l’élaboration d’une maquette numérique

Eléments

Méthodologies

Contraintes

Maquette virtuelleArchitectur

e

+ + + =

Schémas

Principes

GéométriesComposantsConstituants

Arbres de constructionArbres d’assemblageParamétrage

TopologiquesFonctionnellesParamétrage

SpécificateurMainteneurCommercialFabricantUtilisateur ….

2 - Logique d’exploitation : elle vise à exploiter et décliner une maquette numérique.

Maquette numériqu

e

Procédures

Modèles de représentatio

n

Point de vue

+ + =

OptimisationHabillageEdition

Ensemble 2D : cotation fonctionnellePièce en 2D : spécificationEclatésPerspectivesEcorchés ….

B3. Centres d’intérêtet thématiques de TP

4 axes principaux:

• Chaîne d’énergie

• Chaîne d’information

• Représentation

• Analyse fonctionnelle

Centres d’Intérêt :

CI1

CI2

CI3

CI4

CI5

CI6

CI7

CI8

CI9

CI10

CI11

CI12

19 thématiques pour 25 TP proposés




CI.1 : Fonctionnalités, architecture et structure d’un système pluritechnique

La notion de frontière de description et la typologie des entrées et des sorties échangées.

2Architecture d’une chaîne d’information, frontières et flux d’information

Les relations et connexions entre chaînes d’information et d’énergie, d’un point de vue interface de puissance pneumatique

1Liaison entre avec la chaîne d’énergie et la chaîne d’information

L’architecture fonctionnelle d’un produit, ses fonctions techniques, et les flux (physique, énergie, information) qui conditionnent son fonctionnement.

1Approche interne de l’analyse fonctionnelle : le FAST

L’identification du besoin d’un produit, de ses fonctions de service et de son cahier des charges fonctionnel

1Approche externe de l’analyse fonctionnelle : le CdCF

Activités associéesNb de TP

Thématiques de travaux pratiques associées

CI.2 : Représentation et schématisation (1)



L’observation et l’identification de contraintes fonctionnelles d’un sous ensemble réel et leur influence sur l’arbre de construction d’une pièce

3R5: Représentation d'une pièce et arbre de construction

L’observation et le décodage d’un circuit pneumatique et sa représentation normalisée symbolique

1R4: Elaboration des schémas pneumatiques

L’observation et le décodage d’un circuit de puissance électrique et sa représentation normalisée symbolique

1R3: Elaboration des schémas électriques

Le codage normalisé de tout ou partie d’un système pour analyser ses mouvements, son architecture, ses composants

3R2 : Elaboration des schémas cinématiques, architectural, technologique

La traduction par un schéma non normalisé d’un principe, d’une solution constructive observée

1R1 : Elaboration des schémas de principe

CI.2 : Représentation et schématisation (2)



Les principes du codage 2D normalisé, décoder de manière univoque un plan 2D d’ensemble et de définition Interpréter correctement une cotation ISO simple

3R9 : Le décodage de dessins 2D

L’intérêt et une maîtrise relative des croquis à main levée non normé pour exprimer une idée, un principe, préparer une construction

2R8 : Le croquis plan et perspectif à main levée

L’exploitation des fonctionnalités basiques du logiciel pour :

o extraire des pièces ou sous ensembles en fonction d'un besoin spécifique

o rechercher des limitations de fonctionnement

o expliquer le fonctionnement d’un système

3R7 : L'investigation sur une maquette numérique

L’observation et l’identification de contraintes fonctionnelles d’un sous ensemble réel et leur influence sur les contraintes d’assemblage et l’arbre d’assemblage

3R6 : Représentation d’un mécanisme et arbre d'assemblage

CI.3 : Motorisation, conversion d’énergie



Le principe de fonctionnement, de construction et de pilotage d’un actionneur linéaire devant fournir un effort donné

1E3- Structure et fonctionnement d’un actionneur linéaire

Le principe de fonctionnement, de construction, de commande, de protection d’un moteur asynchrone

1E2- Structure et fonctionnement d’un moteur asynchrone

Le principe de fonctionnement, de construction et de pilotage d’un moteur à courant continu devant fournir une vitesse variable

1E1- Structure et fonctionnement d’un moteur à courant continu à vitesse variable

CI.4 : Guidages et assemblages



Le principe du passage du réel au modèle cinématique d’un assemblage, comportement local et mobilité d’une liaison

2E14- Modélisation des assemblages mécaniques

Les principales solutions constructives de guidages en rotation, standardisées et spécifiques.

2E10- Etude de la fonction guidage en rotation

Les principales solutions constructives de guidages en translation, standardisées et spécifiques.

1E9- Etude de la fonction guidage en translation

Les principales solutions constructives de liaisons complètes, démontables et permanentes, standardisées et spécifiques.

1E8- Etude de la fonction assemblage

CI.5 : Transmission de puissance, transformation de mouvement



Le fonctionnement et le dimensionnement d’un mécanisme par simulation informatique à partir d’un modèle

2E17- Simulation du comportement cinématique d’un système

Les concepts de trajectoire, de vitesse et d’accélération, de modélisation vectorielle pour un mouvement particulier plan sur plan

2E15- Mouvements de solides plan sur plan

Le principe de transformation de mouvement (géométrie, trajectoires, vitesse, accélérations) sur le cas particulier d’un mécanisme intégrant un mouvement plan

2E12- Etude de la fonction transformation de mouvement

Le principe de transmission de puissance (géométrie, couple, vitesse, pertes) sur le cas particulier d’un mécanisme intégrant des arbres parallèles

2E11- Etude de la fonction transmission de puissance entre arbres parallèles

CI.6 : Comportement statique et élastique des solides



Les rôles des formes, des dimensions, du matériau d’une pièce simple par simulation informatique du comportement sous charge à partir de sa maquette numérique

1E19- Simulation du comportement mécanique sous charge d’une pièce

Les concepts de sollicitations simples, des déformations associées et des exemples d’utilisation techniques classiques (ressorts)

1E18- Sollicitations et déformations élastiques d’un solide

La modélisation vectorielle des efforts, la notion d’isolement d’un solide dans un mécanisme et le principe d’un solide en équilibre statique

2E13- Principe de l’isolement et étude de l’équilibre statique d’un solide

CI.7 : Comportement dynamique et énergétique des systèmes



Le principe de la réversibilité mécanique étudié sur un mécanisme intégrant un système ou un composant approprié et le principe de la dissipation de l’énergie en chaîne inverse

2E7- Chaîne d’énergie directe et inverse : réversibilité

L’existence et la transformation de différentes formes d’énergie, leur dégradation et la relation entre énergie et puissance.

1E4- Architecture, puissance et rendement d’une chaîne d’énergie

CI.8 : Pilotage, contrôle et comportement d’un système



Les écarts entre le comportement spécifié d’une commande et un comportement réel observé.

1I14 : Comportement réel d’un système pluri technique

Les relations entre chaînes d’information et d’énergie d’un point de vue interface de commande avec la puissance

1I6 : La commande de la chaîne d’énergie

Les relations et connexions entre chaînes d’information et d’énergie d’un point de vue commande de la modulation de l’énergie

1I6- La modulation de l’énergie (liaison avec la chaîne d’information)

CI.9 : Acquisition et conditionnement des informations



Le conditionnement du signal.Le traitement des signaux numériques

en sortie du capteur.

1I5: Transformation d’une grandeur physique à mesurer en une grandeur mesurable par capteur à sortie analogique ou numérique

Les principales solutions de transformation d’une grandeur physique à mesurer en une grandeur mesurable par détecteur TOR.

Les contraintes de compatibilité d’une chaîne d’acquisition avec une chaîne d’information.

1I4: Transformation d’une grandeur physique à mesurer en une grandeur mesurable par détecteur TOR

B3.11 CI.10 : Traitement de l’information



La notion de réutilisation de composants logiciels réutilisables. Lecture de la traduction d’une partie d’un algorithme en langage de haut niveau.

1Les systèmes numériques : Mise en œuvre d’un microcontrôleur

La structure matérielle et les spécificités des systèmes à base de microcontrôleur.

1Structure d’un système à base de carte à microprocesseur

Les structures matérielles et les spécificités de fonctionnement des API dans le contexte du contrôle de processus industriels.

1Structure et principe de fonctionnement d’un automate programmable industriel

CI.11 : Systèmes logiques (traitement

combinatoire et séquentiel) et numériques



Les bases de l’algorithmique appliquées à des systèmes ainsi que la mise en œuvre de programmes de commande de processus simples.

1Systèmes numériques : Implantation d’un algorithme en langage littéral structuré

La description de comportements séquentiels par l’outil GRAFCET. Son utilisation et sa mise en œuvre.

1Systèmes logiques séquentiels : GRAFCET

Les boites fonctionnelles comptage et retard ainsi que les caractéristiques d’évolution temporelle des entrées / sorties de ces opérateurs.

1Systèmes logiques séquentiels : les fonctions comptage et retard

La fonction mémoire et les technologies associées :

réalisations logicielles et matérielles.

1Systèmes logiques séquentiels : La fonction mémoire

La commande combinatoire de systèmes simples ainsi que les représentations associées.

1Les systèmes logiques combinatoires

CI.12 : Communication et réseaux



L’architecture d’un réseau de communication ainsi que sa configuration (adressage). Les contraintes de compatibilité des constituants interconnectés.

1I13 : La communication de l’information

B3. L’organisation des enseignements

Points abordés:

Les activités d’enseignement : cours, TP et TD;

Planification des activités.

Organiser la formation: le cours

Les deux heures de cours en classe entièreSelon le choix du professeur, elles visent à:

la découverte de certains concepts et à l’acquisition des connaissances qui y sont associées, dans le cadre d’une action préparatoire aux travaux pratiques ;

des phases de synthèse des connaissances associées à des activités de travaux pratiques menées dans le cadre d’un centre d’intérêt ;

des exercices d’application destinés à conforter une connaissance ciblée ;

des évaluations collectives et sommatives, de type devoir, dans la logique de l’épreuve écrite de l’examen.

Organiser la formation: les TP

Questions relatives aux travaux pratiques:

Quels sont, parmi les savoirs et les savoir-faire cognitifs identifiés dans le référentiel, ceux qui relèvent plus de situations de travaux pratiques et ceux qui peuvent être abordés et transmis efficacement en cours ?

Quels sont les supports de travaux pratiques les plus adaptés ou les plus pertinents pour mener avec efficacité une activité pratique définie (type de support, instrumentation, …)?

Comment organiser l'articulation des activités (cours, TP, TD) durant l’année scolaire, avec quels centres d’intérêt ?

Planification des activitésPrincipes directeurs

Compte tenu de l’approche pluri technique des produits et des enseignements:

Un seul site d’enseignement des TP: le laboratoire de Sciences de l’Ingénieur ;

Une classe entière accueillie sur une même plage horaire ;

Deux professeurs simultanément sur le site.

Configurations matérielles à promouvoir:Labo unique capable d’accueillir la classe entière en présence des deux professeurs.

Planification des activitésPlages horaires

Contraintes de planification des plages d’enseignement : Cour (2h) TP courts (2h) ou longs (3h) Synthèses en groupe de TP

Classe entière Groupe A et B

Élève 2 4 6 heures

Professeur A 1 4 5 heures

Professeur B 1 4 5 heures

LES SCIENCES DE L ’INGÉNIEUR ORGANISATION TEMPORELLE

Première approcheChapitres 1ère cours 1ère TP T. cours T. TP

A- Analyse fonctionnelle 4 8 2 8

B- Fonctions du produit 32 58 28 54

B-1 CONVERTIR ET DISTRIBUER L’ENERGIE 5 10 4 8

B-2 TRANSMETTRE L’ENERGIE 10 16 10 16

B-3 ACQUERIR L’INFORMATION 6 10 4 6

B-4 TRAITER L’INFORMATION 7 12 6 16

B-5 COMMUNIQUER L’INFORMATION 4 10 4 8

C- Principes et comportements 23 40 32 46

C-1 LA CHAINE D’ENERGIE 14 20 20 26

C-2 LA CHAINE D’INFORMATION 9 20 12 20

D-Représentation des produits pluritechniques 5 22 2 20

TOTAUX 64 128 64 128

TOTAUX MAXI 64 128 64 128

C. Les travaux pratiques

Proposés selon deux points de vue: Leur pertinence pédagogique: typologie proposant

de mettre en place des activités pratiques selon des objectifs pédagogiques identifiés ;

Les supports techniques sur lesquels ils s’appuient, qui constituent l’équipement fondamental des laboratoires et qui doivent être choisis avec attention pour répondre aux objectifs précédents.

C1. Typologie pédagogique des TP

Les activités de travaux pratiques ont, dans les enseignements de S-SI, une quadruple vocation :

La découverte et la construction d’une représentation d’un savoir nouveau ;

L’application et la mise en œuvre de savoirs et savoir-faire à des situations variées dans une logique de consolidation des connaissances qui impose redondance et récurrence des apprentissages ;

La recherche et la validation des solutions techniques dans le cadre d’une démarche de Projet ;

L’évaluation de compétences associées aux activités pratiques.

TP destinés à découvrir et appréhender un savoir nouveau

Dans cette disposition, l’élève est en situation de découverte. Il ne connaît pas le concept proposé, n’en n’a pas de représentation mentale juste ou en a une représentation incomplète. La ou les activités proposées vont lui permettre de découvrir une connaissance attachée: à une loi, une règle, un principe ; une méthodologie, une procédure ; une architecture, une solution constructive relative….

Cette mise en situation concrète et motivante permet au professeur d’engager des approfondissements scientifiques et technologiques se fondant sur un contexte efficace.

TP destinés l’application et la mise en œuvre de savoirs et savoir-faire

Après avoir découvert et approché un concept, le professeur propose à l’élève d’approfondir sa connaissance et sa maîtrise opératoire au travers une activité concrète menée en autonomie complète ou partielle ;

Pour être efficace, ce type de travail pratique doit :

S’appuyer sur un produit réel, sur la résolution d’une problématique technique pertinente et intégrer l’alternance entre réel et modèle. Cette approche donne du sens aux apprentissages et évite des comportements d’élèves qui visent d’abord à « répondre à des questions » ;

Favoriser l’autonomie de réflexion des élèves et leurs capacités de

propositions.

TP de recherche et de validation de solutions techniques

Cette activité particulière est proposée dans le cadre d’une démarche de projet.

Les activités de travail pratique peuvent correspondre en partie à cette approche lorsqu’un certain nombre de conditions sont réunies, comme : l’assistance technique et organisationnelle du professeur, qui doit

être ici importante ; le niveau de technicité attendu, qui doit rester limité et réaliste ; la résolution d’un problème concret et motivant, qui amène les

élèves à se dépasser collectivement et à atteindre ponctuellement des niveaux de performance élevés.

Ces travaux pratiques particuliers permettent de mettre en œuvre tous les outils techniques appréhendés en cours de formation.

TP d’évaluation

La formation de S-SI faisant une large place aux savoir-faire cognitifs, il est indispensable de les évaluer dans des phases spécifiques dans la logique de l’épreuve d’examen.

Cette prise en compte particulière présente également l’avantage de ne pas mélanger, dans une même phase, des activités de formation (durant lesquelles les élèves ont un droit à l’erreur qui doit être utile à la confortation des savoirs), des activités d’évaluation sommatives, fondées sur un contrat explicite passé entre élève et professeur.

C2. Typologie des supports

Les supports de travaux pratiques peuvent être classés selon deux approches complémentaires :

En fonction de leur utilisation initiale, ce qui permet aux équipes enseignantes d’essayer de respecter un équilibre entre les différentes familles de produits représentées dans les laboratoires.

En fonction de leur niveau d’aménagement didactique, qui peuvent être inexistants et limités ou conséquents et complexes.

Classification des supports de TP: Produits industriels

CaractéristiquesExemples (liste non exhaustive)

Familles de systèmes

Système de convoyage et de triSystème d’assemblage et de contrôle

Systèmes de manutention

Système de remplissage de flacons Attacheur de végétationEnrubanneuse de câbles

Systèmes d’assemblage et de conditionnement

Avantages :Partie opérative à structure simple,Chaînes d’énergie et de commandes identifiables et ouvertesIntégration des fonctions limitéesProgrammation accessible et adaptée à une variété de tâchesInterface homme-machine explicite

Inconvénients :Image peu représentative de la technologie quotidienne des jeunes

Eolienne génératrice de courant pilotéeSurpresseur hydrauliquePompe solaireBarrière de parking

Systèmes de production de bien ou de service

Produits industriels

Classification des supports de TP: Produits grand public



Robot nettoyeur de piscine

Machine à corder les raquettesMagnétoscope

Systèmes programmables

Avantages :Image très représentative

des technologies actuelles

Inconvénients :Partie opérative à structure

parfois complexe, Intégration des fonctions élevée

Chaînes d’énergie et de commandes peu lisibles

Programmation accessible et adaptée à des tâches spécifiques

Interface homme machine limitée

Lecteur de CDVoiture radio

commandéeBorne de parking

escamotableScooter électriqueBalance électronique

Systèmes « fermés »Pré-program-més

Produits grand public

Classification des supports de TP: Produits didactiques



Système de matérialisation des efforts dans une liaisonPince photo élastique Banc de traction-flexion

Etude d’un concept, d’une loi

Platine de câblage de commande d’un actionneurPlatine de tests de capteurs

Platines de tests d’une famille de composants

Systèmes dédiés à un apprentissage précis, permettant des activités pratiques de découverte, d’analyse et de formalisation des connaissances ;

Banc d’étude d’un vérin pneumatiqueBanc d’étude d’une motorisation électrique

Etudes des comportements d’un actionneur

Produitsdidactiques

Typologie des supportsde travaux pratiques :

Les systèmes sans adaptation particulière : systèmes simples, accessibles, dont on peut mesurer les performances très simplement à l’aide d’instruments classiquesExemple : Appareils de musculation (mini stepper), outils manuels (serre-joint à poignée), jouets et objets de loisirs…

Les systèmes « didactisés » : il s’agit de rendre possible l’utilisation et l’investigation des élèves dans un système technique, un sous-système, un composantExemple : Coupe seringue de dentiste, banc de capteurs, ouvre- portail automatique…

Les systèmes instrumentés : systèmes dont l’étude nécessite une mise en situation précise, respectant la maîtrise de lois d’entrées-sorties particulières, exigeant une instrumentation fixe et pré-réglée.Exemple : Sur presseur hydraulique de presse, éolienne à pas variable, scooter électrique

D. Guide d’équipement

Il reste à venir…. sous la forme de cahiers des charges d’équipements et respectera les typologies évoquées précédemment…

L’objectif est de compléter l’équipement des laboratoires de S. SI par des systèmes manquants, en particulier par des systèmes grand public…

E. LES SCIENCES DE L ’INGÉNIEURLES ÉPREUVES AU BACCALAUREAT EN 2003

S.I.Une épreuve

de présentation d’un projet ???

Une épreuve écrite(Sujets « zéro » en 2002)

Une épreuve de TP

Une épreuve de rattrapage au second groupe

Informations officieuses

Documents

SERIE SCIENTIFIQUE SCIENCES DE L INGÉNIEUR Bac E Le dessin, la technologie de construction, la fabrication mécanique, la technologie datelier Bac Scientifique