SEMINAIRE Série S Sciences de l ’INGENIEUR REMIREMONT - Novembre 2002

SEMINAIRE Série S

Sciences de l ’INGENIEURREMIREMONT - Novembre 2002

Epreuve de Sciences de l ’Ingénieur :

Partie B

« Activités Pratiques »

SEMINAIRE Série S Sciences de l ’INGENIEUR

REMIREMONT - Novembre 2002

T.P. 0Version « 2003 »



STRUCTURE DU T.P.

1 T.P. de Sciences

de l ’Ingénieu

r

Durée : 3 heures

C ’est :

- un sujet,

- une proposition de correction,

- un barème avec critères d ’évaluation,

- une liste du matériel nécessaire.



Durée : 3 heures

STRUCTURE DU T.P.

INTRODUCTIONINTRODUCTION

30 ’maxi

1.Mise en situation2.La problématique3.Analyse du fonctionnement

2 heures 30 ’

- Interventions- Manipulations

- Rédaction

Mise en œuvre

Exploitation de résultats

Production

DEVELOPPEMENT

FIN

De l ’ordre de

2 heures



La mise en situation c ’est :

Exemple T.P. 0Exemple T.P. 0

Ouvre portail Ouvre portail FAACFAAC

Placer le système dans son contexte réel de fonctionnement

:

usage grand public ou industriel.



Mise en situation :

L’ouverture et la fermeture du portail d’une propriété peuvent être particulièrement contraignantes dans les cas de figure suivants :

Manœuvre d’un portail lourd et de grandes dimensions, ce qui exige un effort et des déplacements importants ;

Manœuvre du portail sous la pluie ou par grand froid ; Passage d’un véhicule, exigeant son arrêt avant et après le portail pour l’ouvrir puis le fermer ; Portail éloigné de l’habitation demandant donc un déplacement important pour le manœuvrer ; Manœuvre du portail par un enfant ou une personne à

mobilité réduite.



Mise en situation (suite):

L’ouvre portail automatisé proposé par la société FAAC doit donc permettre de réduire voire d’éliminer ces contraintes d’utilisation.

Cependant, la mise en mouvement automatique d’un portail, doit s'effectuer avec un maximum de sécurité pour les utilisateurs et leurs biens.

Dans cette optique, la société FAAC envisage de proposer des systèmes disposant d'une sécurité de fonctionnement irréprochable et d’en faire un argument commercial de poids.

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La Problématique c ’est :



A partir de l ’expression d ’un besoin social, économique,

technique ou autre, rechercher ou valider des solutions.



Problématique :Le respect de la norme NF P 25-362 impose dans le cas d’un portail

motorisé un “ débrayage ” automatique du mouvement d’ouverture ou de fermeture en cas de présence d’un obstacle opposant une résistance suffisante au niveau du vantail.

L’ouvre-portail FAAC, modèle 402 Compact, est bien sûr conforme aux exigences de cette norme, mais lors d’un cycle d’ouverture/fermeture, si la rencontre de l’obstacle peut provoquer l’arrêt du mouvement du vantail, l'actionneur ne stoppe pas immédiatement son effet de poussée (ou de traction) sur cet obstacle.

Le bureau d’étude de la société FAAC envisage l’étude d’une modification qui en cas d'une présence d'un obstacle suffisant amènerait, l’actionneur à :

1. Stopper immédiatement toute action sur le vantail.2. Inverser automatiquement le sens de marche pour permettre le dégagement de l’obstacle.3. Signaler par l'activation d'une lampe de façon continue la présence de cet obstacle.



Problématique : (suite)

L’étude proposée ici vise à :

- déterminer certaines grandeurs physiques utiles au choix du mode de détection de l’obstacle, pour une position

quelconque du vantail (la détection des positions extrêmes du vantail n’étant pas étudiée ici),

- proposer une modification du programme de gestion du cycle automatique de l’ouvre-portail.



Cette partie doit permettre au candidat de comprendre ce que l ’on attend de lui dans les questions qui vont suivre :

Avoir une démarche de

type INGENIEURRetour



L ’Analyse du fonctionnement c ’est :



- Décodage des documents proposés :

lecture de schémas, plans, CdCF, documents numérisés (pages Web,…), …

- Recherche de caractéristiques, d ’informations,…

- Compléter des diagrammes.

- Expliciter une phase de fonctionnement particulière



Analyse du fonctionnement

1. A l’aide du dossier ressource indiquez quels sont les critères retenus dans le cahier des charges fonctionnel (CdCF) pour caractériser la fonction FP2.2. Parmi ces critères quel est le niveau retenu pour celui concernant la limitation de l’effort d’ouverture/fermeture du portail ?3. A l’aide du schéma hydraulique fourni dans le dossier technique, indiquez quels sont les éléments qui permettent de limiter l’effort d’ouverture/fermeture du portail. Sur quelle grandeur physique agissent-ils ?

4. Comment l’inversion du mouvement du vérin hydraulique est-elle obtenue ?

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- Procédure de mesurage : schéma de montage, choix d ’appareillage et/ou protocole, câblage, relevé des résultats.

- Simulation informatique : modéliser, paramétrer, simuler, extraire des résultats.

La méthodologie étant fournie ou à rechercher.

La mise en oeuvre c ’est :



Sur la maquette :

1. Proposez une méthode permettant, à l’aide du matériel fourni, de régler l’ouvre-portail de telle sorte que l’on ait un effort d’une valeur de 150 N, à une distance de 70 cm de l’axe d’articulation du vantail sur le pilier.

2. Effectuez ce réglage sur la maquette et relevez la valeur de la pression d’alimentation du vérin : préelle.

Mise en œuvre type « Matériel »



A l’aide du logiciel de simulation :

3. . Chargez le fichier FAAC-402-70.sds. A l’aide de la maquette numérique de l’ouvre-portail fournie dans ce

fichier, modélisez l’effort résistant de 150 N, à 70 cm de l’axe de rotation du vantail.

Effectuez la simulation et faites valider la courbe de l’effort, en C

de la tige 3 sur le vantail 2, avant de l’imprimer.

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Mise en œuvre type « Logiciel »





- Présentation et mise en forme des résultats.

- Conduire des calculs.

- Valider ou non les hypothèses.

- Vérifier les performances.

- Valider le choix d ’un composant.

- Critique des solutions constructives

A partir de résultats obtenus et/ou fournis.

L ’exploitation des résultats c ’est :

4. A l’aide de la courbe obtenue déterminez la position idéale de réglage pour la mise en conformité de l’ouvre-portail. Explicitez votre réponse.Déterminez alors, pour cette position, à partir de l’effort fourni par le vérin, la pression d’alimentation théorique de celui-ci : pthéo-70.

5. Des courbes similaires à celle obtenue précédemment sont fournies dans le dossier ressource. Elles concernent les phases d’ouverture et fermeture d’un vantail de 2,20 m (valeur maxi du CdCF).A partir de ces courbes et des résultats précédents, déterminez la plage de variation théorique de la pression d’alimentation du vérin dans tous les cas de figure de fonctionnement.

Cette plage de variation servira à la conception d’un mano-contact

intégré dans le bloc hydraulique de l’ouvre-portail (étude non demandée ici) : est-elle compatible avec les données constructeur (voir dossier technique) ?



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Exploitation des résultats





- Modification de composants.

- Modification de plans, schémas, modèles numériques.

- Modification de programmes.

En fonction d ’une évolution de produit ou en fonction des résultats obtenus.

La production c ’est :



La gestion automatique de l'ouvre portail est assurée par un automate, l'ordre d'ouverture/fermeture se fait par le biais d'une télécommande (entrée i0 de l'automate). L'appui sur le bouton de la télécommande provoque la fermeture (sortie o1) ou l’ouverture (sortie o0), du portail, durant cette action la lampe clignote (sortie o2). Lorsque le portail est en phase de fermeture ou d'ouverture si une résistance à la progression est détectée (mano-contact : entrée i3 active) , l'action d'ouverture ou de fermeture est immédiatement inversée (jusqu'à fermeture ou ouverture complète : entrées i1 ou i2), durant cette manœuvre, la lampe doit rester continuellement allumée.

Production



6. On vous demande de :

- Modifier le GRAFCET de gestion de l’ouvre-portail (fichier portail.GR7) en vue d’une sécurisation de ce dernier : voir dossier ressource doc. 5/5,- Sauvegarder le fichier (portail-sécurisé.GR7),- Procéder aux essais en mode PC, en présence de l’examinateur,- Imprimer votre solution.

Production (suite)

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FIN

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Documents

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