Prépa agreg CE-2 · 2– Organisation pédagogique 2.1 Le contenu de l’AUEC S2I L’AUEC S2I...

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Attestation Universitaire d’EnseignementComplémentaire

de préparation aux concours

À l’Agrégation en Sciences Industrielles de l’Ingénieur

SOMMAIRE

1 – OBJECTIFS DE LA PREPARATION A L’AGREGATION EXTERNE S2I......................3

1.1 Objectifs et pilotage de l’AUEC S2I ..................................................................................................................... 3

1.2 Positionnement de l’AUEC S2I ............................................................................................................................. 3

2 – ORGANISATION PEDAGOGIQUE......................................................................................4

2.1 Le contenu de l’AUEC S2I ..................................................................................................................................... 4

2.2 Stratégie pédagogique ............................................................................................................................................ 4

2.3 Les plateaux techniques ......................................................................................................................................... 5

4 – EQUIPE PEDAGOGIQUE.......................................................................................................6

5 – PRISE EN COMPTE DE LA RECHERCHE ......................................................................... 6

ANNEXE 1 – HORAIRES, CONTENUS ET MODALITES D’EVALUATION DU TRONC COMMUN......................................................................................................................................................................... 7

INGENIERIE MECANIQUE.....................................................................................................................................................7

AUTOMATISME ET INFORMATIQUE INDUSTRIEL................................................................................................................9

SYSTEMES ENERGETIQUES.................................................................................................................................................11

INGENIERIE SYSTEME.........................................................................................................................................................13

INGENIERIE INFORMATIQUE..............................................................................................................................................14

ANNEXE 2 – HORAIRES, CONTENUS ET MODALITES D’EVALUATION DU AUEC S2I........................15

UE12 SPECIALITE INGENIERIE MECANIQUE ...................................................................................................................... 15 Sciences mécaniques : 50h.............................................................................................................................................16Conception et Technologie : 30h....................................................................................................................................18Sciences de Matériaux et productique : 40h..................................................................................................................19

UE13 SPECIALITE INGENIERIE ELECTRIQUE ....................................................................................................................... 21 Automatique : 40h..........................................................................................................................................................22Electronique : 40h..........................................................................................................................................................24Electrotechnique : 40h...................................................................................................................................................26Informatique : 40h..........................................................................................................................................................27

UE2 DIDACTIQUE ................................................................................................................................................................ 29

LES EPREUVES ..................................................................................................................................................................... 30

ANNEXE 3 – INSTRUCTIONS OFFICIELLES ................................................................................. 31

2

1 – Objectifs de la préparation à l’agrégation externe S2I

1.1 Objectifs et pilotage de l’AUEC S2ILa préparation de l’Attestation Universitaire d’Enseignement Complémentaire à l’agrégationexterne en Sciences Industrielles de l’Ingénieur (AUEC S2I) sera pilotée par l'ESPE et laformation sera située sur le site de Villeneuve d'Ascq. L’AUEC S2I viendra compléter l’offre del'ESPE LNF qui prépare déjà aux différentes options du CAPET S2I et à celles du CAPLP.

Le public visé par l’AUEC S2I est constitué, en partie, par nos étudiants les plus motivés maiss’adresse également aux étudiants des masters de sciences et techniques de la région et auxingénieurs en reconversion professionnelle. Une condition est bien entendue requise pour pouvoirse présenter au concours de l'agrégation : être titulaire d'un M2 ou d’un niveau équivalent.

1.2 Positionnement de l’AUEC S2IDe par son positionnement technique et scientifique, cette préparation est unique au sein del’académie des Hauts de France. Plusieurs académies au niveau national offrent, en effet, desparcours CAPET S2I (et CAPLP STI). Mais seules les ENS et l’ESPE de Lorraine (Nancy-Metz)proposent des préparations à l’agrégation externe S2I. A titre indicatif, les ESPE qui proposent desparcours préparant au CAPET S2I (toutes options confondues) sont :

Aix-Marseille Bordeaux Caen Clermont Ferrand Créteil Dijon Lille Montpellier

Nancy-Metz Nantes Nice Poitiers Rennes Toulouse

Tandis que seulement trois académies, non limitrophes, offrent des préparations à l'agrégation S2I :

Académie de Nancy-Metz - ESPE de Lorraine1

ENS de Saclay (ancienne ENS de Cachan)o option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie électrique,o option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie des constructions,o option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie mécanique.

ENS de Bretagneo option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie mécanique,o option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie électrique,o option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie informatique

Le nombre de postes offerts chaque année au niveau national est important au regard d’un secteur àfaible effectif. Le tableau suivant donne une idée sur l’évolution de l’offre en postes. Seules lesoptions énergie IE et ingénierie mécanique IM seront ouvertes dans le cadre de la PAE S2I àl’ESPE

Année IC IE IM II TOTAL2018 20 22 29 12 832017 28 28 37 15 1082016 31 31 38 - 1002015 30 30 27 - 87

1 http://www.univ-lorraine.fr/sites/www.univ-lorraine.fr/files/node_files/publics/users/David%20Georgel/2013/12/livret_espe_0.pdf

3

http://www.univ-lorraine.fr/sites/www.univ-lorraine.fr/files/node_files/publics/users/David%20Georgel/2013/12/livret_espe_0.pdf

2 – Organisation pédagogique

2.1 Le contenu de l’AUEC S2IL’AUEC S2I vise à une acquisition approfondie mais progressive des compétences requises pour leconcours d’agrégation S2I. Le graphique suivant présente de manière synthétique les domaines querecouvre le programme des quatre options de l’agrégation S2I.

Figure 1 : domaines du programme de l’agrégation S2I

La préparation à la maîtrise de ces différents contenus du programme requiert une enveloppehoraire considérable. A titre indicatif, les élèves normaliens (ENS de Saclay par ex.) suivent40h/semaine de cours, travaux dirigés et travaux pratiques, 40 semaines par an. Les enseignementssont dispensés par des professeurs des universités, maîtres de conférences ou intervenantsextérieurs, experts de leur domaine.

2.2 Stratégie pédagogiqueA l’ESPE LNF, les enseignements relatifs à l’AUEC S2I seront mutualisés avec ceux du parcoursS2I déjà ouvert. Les enseignements de l’AUEC S2I seront en effet adossés à un tronc communincluant le programme de l’agrégation. L’AUEC S2I permettra ainsi de traiter le programme desdeux options IE et IM, dont la figure 2 présente les contenus.

La mutualisation impliquera de restructurer, partiellement, le M1 du parcours S2I afin de faciliter lagestion des contenus et des intervenants. Le tableau 1 donne une idée sur la répartition horaire ausein de l’unité disciplinaire (UE11) qui correspondra au tronc commun du parcours S2I et del’AUEC S2I.

180 hIngénierie mécaniq

Automatique et

informatique

Systèmesénergétiques

Ingénierie système

Ingénierie informatiq

CM 22 28 2 22 28TD 4 4 4 4 4TP 4 8 8 4 8

TOTA 30 40 4 30 40Tableau 1 : Unité tronc commun

Les développements des différentes unités (en termes d’horaires, de contenus et de modalitésd’évaluation) sont présentés en annexes 1 et 2.

Figure 2 : contenus du tronc commun

2.3 Les plateaux techniquesPour les travaux pratiques qui requièrent des plateaux techniques, l’AUEC S2I s’appuiera sur unréseau d’établissements (lycées et collèges) partenaires de l'ESPE qui, du reste, est déjàopérationnel en ce qui concerne le parcours S2I. Les plateaux techniques sont des laboratoires oùsont mis à disposition :

des supports matériels réels, maquettisés, ou virtuels ; des moyens d’instrumentation et d’expérimentation ; des moyens de modélisation et de simulation ; des moyens de prototypage ; des moyens de communication.

4 – Equipe pédagogiqueL’équipe de pilotage de l’AUEC S2I est composée de :

• Alain OPOCZYNSKI, Prag, co responsable des parcours S2I et STI• Abdelkarim ZAID, PU, co responsable des parcours S2I et STI•

L’équipe pédagogique prévisionnelle qui a animera le AUEC S2I est déjà impliquée dans lesparcours S2I.

5 – Prise en compte de la rechercheLes épreuves de l’agrégation en sciences industrielles de l’ingénieur ont deux caractéristiquesessentielles. D’une part, elles s’appuient sur des systèmes pluritechnologiques très innovants.D’autre part, elles exigent des capacités de conceptualisation de très haut niveau pour résoudre lesproblèmes technologiques posés. Ces deux caractéristiques font que les sujets d’agrégation (commeles enseignements de préparation) se réfèrent aux derniers développements de la recherche ensciences et techniques (services de recherche et développement en entreprise et laboratoires derecherche à l’université). L’ouverture sur la recherche est donc indéniable, voire constitutive de lapréparation elle-même.

ANNEXE 1 – Horaires, contenus et modalités d’évaluation du tronc commun

INGENIERIEMECANIQUE CM 22h – TD 4h – TP 4h – TOTAL 30h – ECTS :

Lieux d’enseignement :• ESPE pour les cours magistraux et les Travaux Dirigés• Lycée BAGGIO – LILLE (TP)• Lycée du HAINAUT - VALENCIENNES (TP)

Mutualisation possible avec le MASTER MEEF SII :• Totalité si harmonisation

Objectif pédagogique :À l’issue de cette UE, les étudiants maitriseront les outils de base permettant l’analyse et le dimensionnement de systèmes mécaniques.Contenu des enseignements :Modèles de connaissance et de comportement des systèmes : VM

• Modélisation des liaisons et des actions mécaniques,• Étude des chaînes de solides indéformables,• Mobilité,• Statique des systèmes de solides,• Cinématique des solides en translation ou en rotation autour d’un axe fixe,• Dynamique des systèmes à masse conservative.

Modèles de connaissances et de comportements des structures :Résistance des matériaux : DT

• Généralités et notions de base,• Contraintes et déformations, limite d’élasticité, limite de plasticité• Utilisation de logiciels de calculs 3D de structures (barres, poutres, portiques, plaques,

coques) Interprétation des résultats de simulationSciences des matériaux Matériaux: GD

• Familles de matériaux,• Classification,• Normalisation des désignations,• Propriétés et caractéristiques des matériaux,• Principe de choix,• Indices de performances,• Démarched’optimisationd’un choix

Composition, structures et propriétés des matériaux : GD• Structures aux différentes échelles,• Relations entre microstructures et propriétés macroscopiques,• Influence des paramètres environnementaux• Bilan CO2 et énergie,• Cycles de vie des matériaux et analyse économique,• Déchets et recyclage

Conception de schémas : VM• Calculs d’hyperstatisme,• Hypothèses de modélisation pour le schéma cinématique,• Liens entre modélisation de liaisons et fonctions

Simulation numérique de systèmes pluri techniques : GD et VM (TP)• Algorithmes de commande à l'aide d'un langage évolué• Choix des méthodes d’intégration• Modèles de simulation par éléments finis :• Applications à la détermination de structures Interprétation des résultats

Evaluations :• Epreuve finale 4h Mécanique générale et RDM(2h VM et 2h DT)

• Contrôle continu Sciences des matériauxGD

• Epreuve finale pratique 4h TP de Simulation de comportement mécanique des systèmes(VM ou DT)

o Tirage au sort de l’un des TP

AUTOMATISME ET INFORMATIQUE INDUSTRIEL

CM 28h – TD 4h – TP 8h – TOTAL 40h – ECTS :Lieux d’enseignement :

• ESPE pour les cours magistraux et les travaux dirigés• Lycée du HAINAUT – VALENCIENNES


Objectif pédagogique :À l’issue de cette UE, les étudiants maîtriseront les outils d’analyse des systèmes asservis, à événements et discret s ainsi que les outils permettant la commande de ces systèmes.Contenu des enseignements :Acquisition, traitement et restitution de l’information : BE

• Détecteurs et capteurs,• Chaîne d’acquisition,• Conditionneur,• Pré actionneurs (électriques, pneumatiques et hydrauliques)• En proportionnelle ou tout ou rien,• Transducteurs voix, données, images

Transmission de l’information : BE• Réseaux locaux industriels,• Réseaux WAN ou LAN,• Réseaux sans fils,• Bus multiplexés,• Liaison point à point (architecture, constituants, caractéristiques générales),• Notion de protocole,• Principaux paramètres de configuration

Modélisation des systèmes asservis continus : FP• Modélisation du système en schéma bloc• Identification des grandeurs de consignes et de perturbation• Modélisation d’un correcteur, choix et réglage à partir des performances attendues

Modélisation des commandes logiques des systèmes à événements : CH• Systèmes combinatoires,• Codage et décodage des variables,• Outils de modélisation, d’identification et de caractérisation,• Analyse des systèmes à évènements à l'aide de diagrammes états / transitions• Description des fonctionnements à l'aide de diagramme états / transitions ou de diagramme

de séquencesModélisation des commandes des systèmes discrets : CH• Modélisation Schéma bloc• Spécifications algorithmiques,• Systèmes échantillonnés (niveau de performances lié au choix de la fréquence d’échantillonnage)

et validation des performances (précision, stabilité, rapidité) d’un système échantillonnéEvaluation :

• Epreuve Finale 4h : Asservissement + Logique séquentielle (3h FP + 1h CH)• Epreuve pratique Finale 4h : Réseaux ou Automatisme (BE ou FP suivant sujet)

SYSTEMESENERGETIQUESCM 28h – TD 4h – TP 8h – TOTAL 40h – ECTS :

Lieux d’enseignement :• ESPE pour les cours magistraux et les travaux dirigés• LYCEE DU HAINAUT - VALENCIENNES


Objectif pédagogique :À l’issue de cette UE, les étudiants maitriseront les fondamentaux de l'énergétique des systèmes. On s’intéressera tout particulièrement aux cas des systèmes électriques, thermodynamiques et fluidiques, avec des applications dans les domaines de la thermique du bâtiment.Contenu des enseignements :

Thermique du bâtiment : DT• Transferts de masse et de chaleur• Modélisation de l'enveloppe• Bilans énergétiques en régime stationnaire• Flux et efficacité énergétique• Conversion d'énergie (mécanique, électrique, fluidique, calorique)• Rendement des transformations• Typologie des chaînes d’énergie

Cas des systèmes électriques : LG• Modélisation en régime permanent du fonctionnement des machines électriques (machines à

courant continu, asynchrones et synchrones),• Fonctionnement en moteur et/ou en génératrice• Choix du type de machine (machines à courant continu, asynchrones et synchrones)• Dimensionnement d’un système d’entraînement à vitesse variable en fonction des

caractéristiques mécaniques de la charge entraînée• Association charge convertisseur statique• Analyse, du point de vue énergétique, de l’association source,• Convertisseur,• Charge

Cas des systèmes thermodynamiques : LG• Principes de la thermodynamique• Principaux cycles thermodynamiques• Modélisation des phénomènes de conduction et de convection• Identification des paramètres des constituants : résistances thermiques et capacités thermiques

Cas des systèmes fluidiques : DT• Hydrostatique• Fluides parfaits incompressibles• Fluides visqueux incompressibles• Écoulement dans les conduites,

11

• Pertes de chargeEvaluation :

• Epreuve Finale 4h : Etude d'un système pluri technologique(LG+DT)• Epreuve Pratique Finale 4h : Système électriques(LG)• Contrôle continu : Mécanique des fluides et thermodynamique(LG+DT)

INGENIERIESYSTEMECM 22h – TD 4h – TP 8h – TOTAL : 30h – ECTS :

Lieux d’enseignement :• ESPE


Compétitivité des produits• Analyse des constituants• Démarche de conception et utilisation des outils de conception• Analyse fonctionnelle, structurelle et comportementale

Contraintes technico économiques• Économie générale des systèmes (coûts d’acquisition, de fonctionnement, de maintenance, retour

sur investissement)• Cahier des charges fonctionnel• Utilisation d'une base de données technico économiques

Développement durable• Analyse du cycle de vie• Éco conception• Éco construction

Modélisation SysML• Les systèmes seront modélisés à l’aide de diagrammes pour décrire leur organisation structurelle et

leur description temporelle• Modélisation des exigences : diagramme des exigences• Modélisation structurelle : diagramme de blocs, diagramme de blocs internes• Modélisation comportementale :

o Diagramme d'activité,o Diagramme des cas d'utilisation,o Diagramme d'état,o Diagramme de séquence

Evaluation :• Epreuve Finale 4h : Ingénierie système & Eco Conception

Possibilité d’utiliser des MOOC en fil rouge sur l’année pour couvrir cette partie du programme.Seule la partie sur l’utilisation du réseau seraient à réaliser par un présentiel appuyé par des séances de TP.

INGENIERIEINFORMATIQUECM : 28h – TD 4h – TP 8h – TOTAL 40h – ECTS :

Lieux d’enseignement :• ESPE• LYCEE DU HAINAUT – VALENCIENNES

Mutualisation possible avec le MASTER MEEF SII :• Mutualisation si harmonisation

Initiation à l'algorithmique : CH• Notion d'information et de modélisation.• Structures algorithmiques fondamentales (séquence, choix, itération, etc.)• Notion de type• Notion de sous-programme (fonction, procédure, méthode, etc.) et de paramètre• Implantation en langage de programmation

Utilisation de structures de données et algorithmes : CH• Structures de données élémentaires• Définition de structures de données• Algorithmes itératifs sur ces structures• Algorithmes récursifs

Programmation d’un site web : CH• Langages de description et de mise en page basés sur des balises (HTML, XHTML, etc.)• Connexions aux bases de données

Architectures de l’ordinateur : BE• Codage de l’information : numération, représentation des nombres et codage en machines, codage

des caractères, arithmétique et traitements associés• Éléments logiques : algèbre de Boole, systèmes logiques combinatoires (décodeur, additionneur,

unité calcul), systèmes séquentiels simples (registres, compteurs)• Microprocesseur : Alu, mémoire cache, bus, pipeline, interruptions, langage machine• Composants externes : mémoire, contrôleurs, périphériques

Utilisation d’un réseau : BE• La liaison point à point EIA 232, le codage, la trame RS232, interconnexion des matériels, le contrôle

de flux• Utilisation et configuration basique d’applications connectée : messagerie, transfert de fichier (FTP,

htt terminaux de commande (telnet, SSH), partage d’applications, de fichiers et de périphériquesEvaluation :

• Projet : Création d’un site WEB avec gestion de base de données

ANNEXE 2 – Horaires, contenus et modalités d’évaluation du AUEC S2I

UE12 SPECIALITE INGENIERIE MECANIQUE

mécaniques onception et technologie

Sciences des matériaux et productique

TOTAL

50h 30 40h 120h

Lieux d’intervention :• ESPE• ENSAM• Lycée BAGGIO• Lycée du HAINAUT

Sciences mécaniques : 50h

TDTP

Lieux d’enseignement :• Lycée BAGGIO – LILLE• Lycée du HAINAUT – VALENCIENNES• ESPE

Mutualisation possible avec le MASTER MEEF SII :• Impossible

À l’issue de cette UE, les étudiants seront capables de décrire le comportement statique, dynamique d’une structure qu’elle soit modélisée par un assemblage de solides rigides, ou considérée comme déformable ; calculer les écoulements simples de fluides Newtoniens à faible nombre de Reynolds et décrire le fonctionnement des machines thermiques motrices

Contenu des enseignements Mécanique des systèmes2.1. Théorèmes générauxCinématique et cinétique des solides : systèmes mécaniques articulésThéorèmes généraux de la mécanique : systèmes en mouvement autour d’un axe fixe (équilibragesstatiques et dynamiques des rotors rigides) ; systèmes en mouvement autour d’un point fixe (systèmesgyroscopiques)2.2. Approche énergétiqueÉquations de Lagrange à paramètres indépendants Équations de Lagrange avec multiplicateurs2.3. Étude harmoniqueÉtude vibratoire des systèmes discrets : systèmes vibratoires à un degré de liberté (appareils de mesure,suspensions, isolation) ; système vibratoire à deux degrés de liberté (étouffeurs de vibrations) Recherche des positions d’équilibre, linéarisation, stabilité. Analyse harmonique (modale)2.4. ThermodynamiqueThermodynamique et mécanique des milieux continus Statique et dynamique des fluidesEffets de la chaleur sur le comportement des matériaux et des structuresChaîne d’énergie et chaîne d’action3.1. Analyse des mécanismesMobilités, iso et hyperstatisme3.2. Fonction assemblageAssemblages rigides démontables ou non Assemblages élastiques3.3. Fonction guidage (toutes solutions)

3.4. Fonctions lubrification et étanchéitéCaractéristiques des fluides de lubrificationSolutions technologiques de lubrification et d’étanchéité statique et dynamique3.5. Principaux constituants de transmission de puissanceConstituants hydrauliques et pneumatiquesConstituants mécaniques3.6. Composition, structures et propriétés des matériauxTechnologie des matériaux : modes d'élaboration et de fabrication, contraintes techniques, économiques etenvironnementales, aspects sanitairesEndommagement, fatigue et rupture, vieillissement et altération, environnement, évolution des propriétés,prévention, contrôles in situ, diagnostic et réparationsPrincipes, effets et exigences des principaux traitements des matériaux (thermiques et de surface)

Conception et Technologie : 30h

TDTP

10h10h10h



À l’issue de cette UE, les étudiants seront capables d’analyser et concevoir un système mécanique, en intégrant les éléments liés à la technologie de construction et à la pré-

Contenu des enseignements

Conception des systèmes1.1. Outils de description utilisés en phase de conceptionDéfinition volumique et numérique (CAO 3D) de la conception d'un mécanisme à partir de contraintesfonctionnellesDéfinition volumique et numérique (CAO 3D) des formes et dimensions d'une pièce, prise en compte descontraintes fonctionnelles et d’industrialisationLogiciels de dimensionnement des pièces et systèmesmécaniques Logiciels d’aide aux choix (matériaux, composantset constituants) Banques de données1.2. Ingénierie systèmePhases et planification d’un projet industriel (marketing, pré conception, pré industrialisation et conceptiondétaillée, industrialisation, maintenance et fin de vie)Méthodes de créativité rationnelles et non rationnellesDimension « Design » d’un produit, impact d’une approche « Design » sur les fonctions, la structure et lessolutions techniques1.3. Caractérisation d’une pièce et d’un mécanismeSurfaces fonctionnellesSpécifications dimensionnelles et

Sciences de Matériaux et productique : 40h

TDTP

Lieux d’enseignement :• ENSAM


À l’issue de cette UE, les étudiants seront capables de faire un choix de couple matériau/procédé répondant aux exigences spécifiées dans un cahier des charges fonctionnel etde mettre en œuvre un procédé de réalisation de produits mécaniques pour des matériaux métalliques et plastiques, en intégrant les éléments de la démarche qualité industrielle.Contenu des enseignements

Qualité et contrôle4.1. Démarche qualité dans l’entrepriseMéthodes et les outils de suivi et d’amélioration de la qualité Assurance qualitéQualité environnementale : déchets et effluents4.2. Maîtrise de la qualité Maîtrise statistique du processus Méthode et outils d’amélioration4.3. Vérification des spécifications d’une pièceChoix d’un moyen de contrôleMaîtrise et gestion des équipements de contrôle Métrologie dimensionnelle et géométrique d’une pièce

Industrialisation5.1. Relation Produit Matériau ProcédéProcédés d’obtention des pièces (classification des procédés de fabrication primaire, secondaire et tertiaires,critères de choix, comparaisons et choix)Principes physiques et technologiques des procédés d’obtention Performances géométriques des procédés d’obtentionDémarches de choix et d’amélioration d’une relation Produit - Matériau - Procédé5.2 Optimisation de procédésL’optimisation d’un processus d’obtention d’une pièce se limitera aux quatre procédés représentatifs destransformations de la matière permettant ainsi la transposition des compétences acquises vers des procédésutilisant les mêmes principes physiques :

d- Enlèvement de la matière par usinage sur centre d’usinage (tournage, fraisage, mixte) Mise en œuvre de ces quatre procédésSimulations de fabrication, interprétations et optimisation des processus5.4. Amélioration continue, maintenance et gestion de la productionDétection et analyse des défaillances : AMDEC, arbre de défaillanceRéorganisation de l'entreprise, amélioration continue et management global de l'efficience Taux de rendement global et décomposition en indicateurs opérationnelsGestion des flux de production et des stocksTypologie des ateliers de production, planification, ordonnancement Contrôles et données de productionMéthodes et outils de gestion de production

20

UE13 SPECIALITE INGENIERIE ELECTRIQUE

Automatis Electroniq Electrotechniq Informatiq TOTA40h 40h 40h 40h 160h

Lieux d’intervention :• ESPE

21

Automatique : 40h

TDTP




Automatique1.1. Systèmes asservisReprésentation d’état des systèmes linéaires stationnaires Placement de pôles par retour d’état linéaire Commandabilité, observabilitéIdentification des systèmes continus par des méthodes graphiques1.2. Systèmes asservis non linéairesMéthode du premier harmonique, gain complexe équivalent. Méthode du plan de phase, cycle limite, réticence, stabilité locale Commande par mode de glissement.1.3. Systèmes asservis linéaires échantillonnésDescription mathématique de l’échantillonnage, transformée enz Analyse et synthèse de systèmes échantillonnésRéponses temporelle et fréquentielle, transformée en w, notions d’identification Stabilité, précision, rapiditéCommandabilité, observabilitéCorrection numérique des systèmes échantillonnés : discrétisation de correcteurs continus, correcteur RST,à réponse pile, méthodes du modèle, placement de pôles par retour d’état, observateurs1.4. Logique et informatique industrielleFonctions et circuits logiques combinatoiresSystèmes séquentiels asynchrones et synchrones : analyse, synthèse, mise en œuvre, traitement des aléasConception et analyse de machines à états: diagrammes état/transition, algorithmes, logigrammes, langageà contactsOutils de mise en œuvre des automatismes industriels : calculateurs, automates programmables industriels(API)Représentation des données, techniques de codageArchitecture logicielle d’une application : tâches immédiates et gestion des interruptions.Systèmes à tâchesdifférées (tâches-sémaphores)Techniques de programmation dans un langage évoluéCodage et implantation des lois de commande dans un calculateur

Constituants matérielsChaîne de régulation industrielleCapteurs (température, pression, force, position, courant,...) et détecteurs (de présence,...) : technologie,critères de choix du capteur et de la chaîne d’acquisition y compris les liaisons, exploitation de noticestechniquesActionneurs, correcteurs : technologie, critères de choix, exploitation de notices techniques Exploitation de notices techniques de cartes Entrées/Sorties industriellesArchitecture des systèmes programmablesInterfaçagesCritères de choix des constituants matérielsRéseaux: modèle en couches, topologie, support physique, protocoles, méthodes d’accès au réseau

Electronique : 40h

TDTP



2.1. Composants passifs et actifs de l’électroniqueSystèmes en composants discrets, en régime de faibles signaux basse et haute fréquence, de forts signaux,de commutationAmplificateurs linéaires intégrés, comparateurs de tension intégrés : caractéristiques et utilisation Circuits intégrés analogiques spécifiquesCircuits intégrés numériquesArchitecture, technologie, analyse de fonctionnement des circuits intégrés analogiques et numériques2.2. Fonctions élémentaires de l’électroniqueAmplification : en continu, à large bande et sélective, en faibles signaux, de faible bruit, de puissance (avecles problèmes de dissipation de l’énergie thermique des composants) Redressement et multiplication de tensionStabilisation et régulation de tensionFiltrage : filtres passifs, actifs, à capacités commutées et numériques Multiplication des signauxGénération de signaux : oscillateurs quasi-sinusoïdaux, générateurs à relaxation, générateurs de rampe,générateurs commandés en tensionConversion analogique-numérique, numérique-analogique Boucles à verrouillage de phaseTransmission d’une information analogique : modulation, démodulation, changement de fréquence,multiplexageTraitement numérique des signaux : échantillonnage, quantification, codage, modulation, démodulation,transmission2.3. Traitement du signal2.3.1. Analyse spectraleCaractérisation des signaux déterministesBruit : origine, caractérisation, densité spectrale, rapport signal/bruit, facteur de bruit d’un amplificateur2.3.2. Communications et radiofréquencesModulation d’amplitude et modulations angulaires, modulations numériques : procédés de modulation et de

démodulation, analyse spectraleTransmissions numériques : en bande de base et par porteuse moduléeArchitecture des modemsLignes de transmission en régime harmonique et transitoire, coefficients de réflexion et de transmission ;quadripôles linéaires passifs et actifs : paramètres S, adaptation d’impédanceArchitecture et propriétés des systèmes d’émission et de réceptionNotions de base sur une chaîne de transmission en télécommunications Modélisation des composants et simulateurs en haute fréquence (paramètres S) Modèles “SPICE” des constituants (paramètres Y)

Electrotechnique : 40h

TDTP


Mutualisation possible avec le MASTER MEEF SII :Impossible3.1. Transformateurs et inductancesModélisation en régime sinusoïdal des bobines à air et à noyau de ferModélisation du fonctionnement en régime permanent équilibré des transformateurs monophasés ettriphasés. Schéma équivalent, pertes et couplages des transformateurs triphasés Transformateurs de tension et de courantNotions de technologie et construction3.2. Utilisation de l’énergie électrique et procédés associésChauffage (usages industriels ethabitat) Éclairage / Électrochimie /Force motrice Efficacité énergétiqueUtilisation de l’énergie primaire et impact sur l’environnement Transports associés à l’utilisation de l’énergie électrique3.3. Génération électriqueÉnergies renouvelables et micro production d’énergie électrique CogénérationStockage d’énergieProduction d’énergie électrique embarquée3.4. Électronique de puissanceComposants semi-conducteurs de puissance : caractéristiques, commande, mise en œuvre Choix du composant le mieux adapté à un convertisseur donné compte tenu de la fonctionnalité désiréeComposants passifs. Dimensionnement, analyse des contraintes subies Refroidissement des composants et des systèmesAnalyse des structures assurant les fonctions usuelles de l’électronique de puissance (conversion continu-continu, avec ou sans isolation galvanique, conversion alternatif-continu, conversion continu-alternatif,conversion alternatif-alternatif Association de convertisseurs3.5. Transport et distribution de l’énergie électriqueÉlectrotechnique générale : triphasé (régimes équilibré et déséquilibré), énergie, puissance, composantessymétriques. Résolution des régimes transitoires (mise sous tension,...) Filtrages passif et actif des harmoniquesPerturbations des réseaux (puissance réactive, harmoniques,...)Protection des personnes et des biens en basse tension : rôle, calcul, aspect normatif. Régimes de neutreAppareillage : fonctions, symbolisation, caractéristiques, association, réglage Lecture de schéma

3.6. Chaîne de conversion électromécaniqueChoix et modélisation du réducteur de vitesse en fonction des caractéristiques mécaniques de la chargeChoix de l’association d’une machine et d’un convertisseur statique lorsque la charge nécessite une vitessevariable : étude en régime statique, alimentation en tension des machines. Par exemple : machine synchrone autopilotée, commande en V/f de la machine asynchroneAnalyse, du point de vue énergétique, des caractéristiques mécaniques de l’association actionneur chargelorsque la vitesse varieAssociation source, convertisseur, charge et analyse de la réversibilité énergétique3.7. Convertisseurs électromécaniquesModélisation élémentaire du fonctionnement, machines isotropes, sans saturation, sans harmonique, enrégime statique, fonctionnement en moteur et/ou en génératrice, des machines à courant continu,asynchrones et synchrones (machines bobinées et à aimants permanents)Choix du type de machine le mieux adapté à un problème donné en prenant en compte les contraintestechnologiques et économiques (machines à courant continu, asynchrones et synchrones) Notions de construction et de bobinage des machines tournantes

Informatique : 40h

TDTP



Le programme d’informatique spécifique permet de comprendre la complexité des algorithmes étudiés ;utiliser des composants logiciels à l’aide du concept objet ; comprendre l’implémentation bas niveau desmécanismes liés aux langages de haut niveau ; connaître les bases théoriques attendues des systèmesd’exploitation ; comprendre la chaîne de production d’un exécutable ; maîtriser le protocole Éthernet ;exploiter d’autres réseaux industriels : le bus I2C, le bus CAN, le bus LIN.


4.1. Conception de structures de donnéesNotion de typeabstrait. Notiond'encapsulation.Notion d'événement.Notion de gestion de la mémoire (pointeur, allocation dynamique, etc.).

Concepts de base d’un langage objet (classe, attribut, méthode, etc.). Principe et utilisation des héritages (spécialisation, implémentation, etc.). Utilisation de bibliothèques de composants.Interfaces graphiques. Programmation événementielle.4.3 Architecture et programmationLangage machine : pile système, modes d’adressage, jeux d’instructions, langage d’assemblage. Mécanismes de haut niveau : gestion des données par le compilateur (données statiques / dynamiques,pile, tas), arbres de calcul, appel de fonctions/procédures.Processeurs modernes : mémoire cache, pipeline, instructions SIMD, performance des programmes.4.4. Utilisation d’un système d’exploitationTypes et caractéristiques des systèmes d’exploitation. Fichiers (types, droits, etc.).Commandes simples et paramétrées. Programmes de commandes (scripts).Programmes et processus (Interaction avec le système d’exploitation). Traduction, édition des liens, chargement.Gestion et liaison des objets (portée, durée de vie).4.5. RéseauxLe protocole Éthernet, couche physique : technologie, règle de communication, l’adresse physique, formatdes trames.La pile TCP /IP, Remise de paquets, protocole ARP, acheminement des paquets.Le protocole Éthernet, couche transport : identification du destinataire final (UDP), transport en modeconnecté (TCP).Utilisation d'applications réseau : messagerie, transfert de fichiers (FTP, HTTP), Telnet, applications partagées, répertoires partagés.Étude d'architectures de réseaux et des services offerts : OSI, TCP/IP, etc.Transfert de l'information : support, topologie, codages, techniques d'accès, partage.Gestion des communications dans le réseau : synchronisation, contrôle d'erreurs, contrôle de flux, routage,adressage, commutationTechnologie des réseaux locaux : Ethernet, WiFi, Bluetouth.Installation et configuration d'un réseau ; mise en œuvre des services de base (Web, NFS, DHCP, DNS).

UE2 DIDACTIQUE

UE21 Didactique LGT

Mutualisation des moyens avec le Master –Volume horaire : 30h

Pédagogie Enseignement d'Exploration en Seconde GT. Pédagogie Cycle Terminal Bac S Option SI Pédagogie Option ICN (Informatique et Création Numérique) et Option ISN (Informatique

et Système Numérique) Pédagogie Cycle Terminal Bac STI2D

UE22 Didactique CPGE

Volume horaire :10h

Pédagogie Commune aux Prépas Scientifiques (Séminaire IGEN Néo-titulaire de prépa)

UE23 Didactique STS Volume horaire :10h

Pédagogie commune aux STS Pédagogie de projet

UE24 Didactique IUT

Volume horaire : 10h

Pédagogie à l'Université Pédagogie de projet tuteuré

UE25 Projet Industriel ( Abdelkarim ZAID Espe/ Alain OPOCZYNSKI)

Volume horaire: 30h

Réalisé par tutorat au fil de l'année (Mutualisation de moyens avec le Master) Pas de créneau hormis présentation des attendus de l'épreuve et oraux blancs

UE4 Contexte Métier

Mutualisation des moyens avec le Master

LES EPREUVES

1. L’admissibilitéa. Epreuve de Sciences Industrielles de l’Ingénieur / 6h / Coef 1 / Epreuve communeb. Modélisation d’un système, d’un procédé ou d’une organisation / 6h / Coef 1 / Spéc. Conception préliminaire d’un système, d’un procédé ou d’une organisation / 6h /

Coef 1 / Spé2. L’admission

a. Exploitation pédagogique d’une activité pratique relative à l’approche globale d’un système pluri technique / 6h / Coef 2 / Epreuve commune

b. Exploitation pédagogique d’une activité pratique relative à l’approche spécialisée d’un système pluri technique / 6h / Coef 2 / Epreuve Spé

c. Soutenance d’un dossier industriel / 1h / Coef 2 / SpéLes épreuves d’admissibilité sont d’un haut niveau technique.

Les épreuves d'admission ressemblent beaucoup à celles du CAPET SII.

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ANNEXE 3 – Instructions officiellesTextes de référence au 9/03/2018

Arrêté du 28 décembre 2009 fixant les sections et les modalités d'organisation des concours del'agrégation

Section sciences industrielles de l'ingénieur L'agrégation externe de sciences industrielles de l'ingénieur comprend quatre options :

- option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie mécanique ;- option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie électrique ;- option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie des constructions ;- option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie informatique.Le choix est formulé au moment de l'inscription. Les candidats font l'objet d'un classement distinct selonl'option choisie. Un jury est institué pour chacune des options.

A. - Epreuves écrites d'admissibilité1° Epreuve de sciences industrielles de l'ingénieur :L'épreuve est commune à toutes les options. Les candidats composent sur le même sujet au titre de la mêmesession quelle que soit l'option choisie.Elle a pour but de vérifier que le candidat est capable de mobiliser ses connaissances scientifiques et techniques pour conduire une analyse systémique, élaborer et exploiter les modèles de comportement permettant de quantifier les performances globales et détaillées d'un système des points de vue matière, énergie et information afin de valider tout ou partie de la réponse au besoin exprimé par un cahier des charges. Elle permet de vérifier les compétences d'un candidat à synthétiser ses connaissances pour analyseret modéliser le comportement d'un système pluritechnique automatique.Durée : six heures ; coefficient 1.2° Modélisation d'un système, d'un procédé ou d'une organisation :L'épreuve est spécifique à l'option choisie.A partir d'un dossier technique comportant les éléments nécessaires à l'étude, l'épreuve a pour objectif de vérifier que le candidat est capable de synthétiser ses connaissances pour modéliser un système techniquedans le domaine de la spécialité du concours dans l'option choisie en vue de prédire ou de vérifier son comportement et ses performances.Durée : six heures ; coefficient 1.3° Conception préliminaire d'un système, d'un procédé ou d'une organisation :L'épreuve est spécifique à l'option choisie.A partir d'un dossier technique comportant les éléments nécessaires à l'étude, l'épreuve a pour objectif devérifier les compétences d'un candidat à synthétiser ses connaissances pour proposer ou justifier des solutions de conception et d'industrialisation d'un système technique dans le domaine de la spécialité du concours dans l'option choisie.Durée : six heures ; coefficient 1.

B. - Epreuves d'admission1° Exploitation pédagogique d'une activité pratique relative à l'approche globale d'un système pluri technique:Durée totale : six heures (activités pratiques : quatre heures ; préparation de l'exposé : une heure ; exposé : trente minutes maximum ; entretien : trente minutes maximum) ; 10 points sont attribués à la première partie liée aux activités pratiques et 10 points à la seconde partie liée à la leçon ; coefficient 2.L'épreuve fait appel à des connaissances technologiques et scientifiques communes à l'ensemble des options.Le support de l'activité pratique proposée est un système pluri technique et permet une analyse systémique globale. L'exploitation pédagogique proposée, directement liée aux activités pratiques réalisées, est relative aux enseignements de technologie du collège ou aux enseignements technologiques transversaux du cycle terminal "sciences et technologies de l'industrie et du développement durable (STI2D)" et/ou sciences de l'ingénieur de la voie scientifique (SSI) du lycée et des classes préparatoires aux grandes écoles.L'épreuve a pour but d'évaluer l'aptitude du candidat à :- mettre en œuvre et conduire une expérimentation, une analyse de comportement d'un système réel ou d'unéquipement, notamment à l'aide de systèmes informatiques associés à des logiciels de traitement, de simulation, de représentation ;- analyser et vérifier ou comparer les performances de tout ou partie de ce système pluri technique, notamment à partir de modèles de comportement et de mesures ;

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- justifier ou critiquer les solutions constructives retenues et les choix relatifs à la réalisation (hypothèses, comparaison multicritère des choix techniques et des organisations, évaluations économiques, etc.) en regarddu cahier des charges ;- exploiter les résultats obtenus et formuler des conclusions ;- concevoir et organiser le plan d'une séquence de formation pour un objectif pédagogique imposé à un niveau de classe donné. Elle prend appui sur les investigations et les analyses effectuées au préalable par lecandidat au cours des activités pratiques.Le candidat est amené au cours de sa présentation orale à expliciter sa démarche méthodologique, à mettreen évidence les informations, données et résultats issus des investigations conduites au cours des activités pratiques qui lui ont permis de construire sa séquence de formation, à décrire et situer la séquence de formation qu'il a élaborée.Au cours de l'entretien, le candidat est conduit plus particulièrement à préciser certains points de sa présentation ainsi qu'à expliquer et justifier les choix de nature didactique et pédagogique qu'il a opérés dansla construction de la séquence de formation présentée.2° Activité pratique et exploitation pédagogique relatives à l'approche spécialisée d'un système pluritechniqueDurée totale : six heures (activités pratiques : quatre heures ; préparation de l'exposé : une heure ; exposé : trente minutes maximum ; entretien : trente minutes maximum) ; 10 points sont attribués à la première partie liée aux activités pratiques et 10 points à la seconde partie liée à la leçon ; coefficient 2.Le support de l'activité pratique proposée permet, à partir d'une analyse systémique globale, l'analyse d'un problème technique particulier relatif à la spécialité du concours dans l'option choisie. La proposition pédagogique attendue, directement liée aux activités pratiques réalisées, est relative aux enseignements technologiques de spécialité du cycle terminal "sciences et technologies de l'industrie et du développement durable (STI2D)" du lycée et des programmes de BTS et DUT relatifs aux champs couverts par l'option choisie.L'épreuve a pour but d'évaluer l'aptitude du candidat à :- mettre en œuvre des matériels ou équipements, associés si besoin à des systèmes informatiques de pilotage,de traitement, de simulation, de représentation ;- conduire une expérimentation, une analyse de fonctionnement d'une solution, d'un procédé, d'un processus,dans la spécialité du concours, afin d'analyser et vérifier les performances d'un système technique ;- exploiter les résultats obtenus et formuler des conclusions ;- concevoir et organiser une séquence de formation pour un objectif pédagogique imposé à un niveau de classe donné et présenter de manière détaillée un ou plusieurs points-clefs des séances de formation constitutives. Elle prend appui sur les investigations et les analyses effectuées au préalable par le candidat aucours d'activités pratiques relatives à un système technique.Le candidat est amené au cours de sa présentation orale à expliciter sa démarche méthodologique, à mettreen évidence les informations, données et résultats issus des investigations conduites au cours des activités pratiques qui lui ont permis de construire sa proposition pédagogique.Au cours de l'entretien, le candidat est conduit plus particulièrement à préciser certains points de sa présentation ainsi qu'à expliquer et justifier les choix de nature didactique et pédagogique qu'il a opérés dansla construction de la séquence de formation présentée.3° Soutenance d'un dossier industriel.L'épreuve consiste en la soutenance devant le jury d'un dossier technique et scientifique réalisé par lecandidat dans un des domaines de l'option préparée, suivie d'un entretien.L'épreuve a pour but de vérifier que le candidat est capable de rechercher les supports de son enseignementdans le milieu économique et d'en extraire des exploitations pertinentes pour son enseignement en cycle terminal du lycée, en classes préparatoires aux grandes écoles, en sections de techniciens supérieurs et instituts universitaires de technologie.Le dossier présenté par le candidat est relatif à un système technique dont la dominante est choisie par lecandidat. Son authenticité et son actualité sont des éléments décisifs.L'exposé et l'entretien permettent d'apprécier l'authenticité et l'actualité du problème choisi par le candidat, sacapacité à en faire une présentation construite et claire, à mettre en évidence les questionnements qu'il susciteet à en dégager les points remarquables et caractéristiques. Ils permettent également au candidat de mettre en valeur la qualité de son dossier et l'exploitation pédagogique qu'il peut en faire dans le cadre de son enseignement.En utilisant les moyens courants de présentation (vidéoprojecteur et informatique associée, en particulier), lecandidat présente le support technique qu'il a choisi pour l'épreuve ainsi que les investigations et développements qu'il a conduits pour s'en approprier totalement le fonctionnement et les évolutions potentielles. Lors de la présentation, le candidat justifiera le choix du support d'études et les investigations

conduites qui pourraient, selon lui, donner lieu à des exploitations pertinentes en collège ou en lycée. Pendant l'entretien, le jury conduit des investigations destinées à se conforter dans l'idée que le dossierprésenté résulte bien d'un travail personnel du candidat et s'en faire préciser certains points.Les éléments constitutifs du dossier sont précisés par note publiée sur le site internet du ministère chargé del'éducation.Les dossiers doivent être déposés au secrétariat du jury cinq jours francs au moins avant le début desépreuves d'admission.Préparation des moyens de l'exposé : trente minutes. Durée de l'épreuve : une heure (présentation n'excédantpas trente minutes ; entretien avec le jury : trente minutes) ; coefficient 2.

Prépa agreg CE-2 · 2– Organisation pédagogique 2.1 Le contenu de l’AUEC S2I L’AUEC S2I...

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