Sience D'ingenieur en El©ctrisit©

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    Engineering

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Sience D'ingenieur en Eléctrisité

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  • 1. SCIENCES DE L'INGENIEUR PPrreemmiirree aannnnee dduu ccyyccllee ddee BBaaccccaallaauurraatt Sciences et Technologies lectriques (ST) LES AUTEURS EL MIMOUNI EL HASSAN Inspecteur de Gnie Electrique HANAFI AHMED Professeur d'Electronique LAJOUAD RACHID Professeur agrg de Gnie Electrique RMICHA ABDELHAY Professeur de Construction Mcanique JEMILY ABDELGHANI Professeur de Fabrication mcanique ERRAHOUTI ALI Professeur d'Electronique MOUJIBI KAMAL Professeur de Construction Mcanique

2. Cher lecteur, Comme pour les autres matires d'enseignement, le ministre de lducation nationale, de l'enseignement suprieur, de la formation des cadres et de la recherche scientifique a organis un concours pour le manuel scolaire des Sciences de lingnieur de la 1ere STE. Ce projet d'ouvrage, est le rsultat de la participation ce concours dont le nombre de candidats tait de 2. Mais malheureusement, aucun de ces 2 candidats n'a russi. Alors dans l'absence presque sre d'un manuel pour nos lves de la 1ere STE pour la rentre 2006/2007, nous avons jug bon de diffuser notre travail dans le but et le souhait que nos professeurs et nos lves en tirent profit. Nous notons que : La dernire rvision de notre travail tait celle que nous avons faite avant l'envoi de notre travail au jury (22/05/2006) ; Le nombre de pages fix par le concours qui est de 216, nous a vraiment gn, car d'aprs notre modeste exprience, un tel ouvrage en exige au moins 250 ; Si vous jugez bon de nous faire une de vos prcieuses remarques, n'hsitez pas le faire, car elle contribuera corriger une ventuelle erreur, amliorer une partie, encourager les auteurs, etc. Enfin dans lattente dun manuel officiel, nous esprons que cette version lectronique de ce manuel vous sera utile et vous poussera chercher plus, car comme on l'a dj signal, les 216 pages imposes par le cahier des charges du concours nous ont contraints de faire des choix Le 23/07/2006 e-mail (coordonnateurs de l'quipe pdagogique) : el.mimouni@caramail.com ahmed_hanafi@menara.ma 3. AVANT-PROPOS Dans notre environnement quotidien, on utilise de plus en plus des systmes dont la complexit exige une dmarche d'tude structure fonde sur la thorie des systmes. Pour aborder de tels systmes, il faut : Un minimum de connaissances ou une culture technologique de base, en tant qu'utilisateur ; Et des comptences pluridisciplinaires impliquant une comprhension approfondie des principes scientifiques et techniques sous-jacents, en tant que concepteur-ralisateur. L'enseignement des Sciences de l'ingnieur apporte alors les concepts lmentaires pour aborder les systmes. Il permet de : Faire dcouvrir l'lve les constituants des divers champs technologiques pour l'aider mieux affirmer son projet personnel ; Dvelopper chez l'lve les comptences de raisonnement, de communication, d'expression, d'organisation de travail et de recherche mthodique ; Dvelopper chez l'lve les capacits d'auto apprentissage. L'enseignement des Sciences de l'ingnieur privilgie l'acquisition de connaissances globales par approche inductive et en promouvant l'utilisation des nouvelles technologies informatiques. Il se base sur des produits- support qui peuvent tre aussi bien de l'environnement quotidien de l'lve que de l'environnement industriel. Le produit-support met en vidence principalement : Une approche fonctionnelle rpondant la question "A quoi sert le produit ?" ; Une approche technologique rpondant la question "Comment est construit le produit ?" ; Une approche physique rpondant la question "Comment le produit se comporte-t-il ?". Ces diffrentes approchent se conjuguent trs bien avec la dmarche de projet qui est fortement conseille pour la qualit d'enseignement qu'elle procure en favorisant l'autonomie, la recherche, le travail en quipe, la communication, etc. La structure de cet ouvrage est le reflet de cet aspect pluridisciplinaire qu'offre cet enseignement. Il est conforme aux directives et programmes officiels. Il est ax principalement sur 4 units : Unit 1 : Relative la chane d'nergie, elle traite des fonctions alimenter, distribuer et convertir ; Unit 2 : Relative la chane d'information, elle traite des fonctions acqurir, traiter et communiquer ; Unit 3 : Relative la chane d'nergie, elle traite de la fonction transmettre ; Unit 4 : Projet encadr traitant de l'analyse fonctionnelle, logiciels de CAO et directives pour la gestion dun projet. Pdagogiquement, ces 3 units constituent les centres d'intrt cognitifs et mthodologies qui : organise et structure les problmes rsoudre pour l'acquisition des connaissances ; dtermine les activits proposes possibles proposer aux lves. LES AUTEURS 4. 4 COMMENT UTILISER CE MANUEL ? Quatre units Unit ADC qui dcrit les fonctions Alimenter, Distribuer et Convertir de la chane nergie dun systme Unit ATC qui dcrit les fonctions Acqurir, Traiter et Communiquer de la chane dinformation dun systme Unit T qui dcrit la fonction Transmettre de la chane dnergie Unit Projet qui dcrit l'analyse fonctionnelle, les logiciels de CAO et les directives pour projet. Index (pages 215 216) Sommaire (page 3) Organisation de louvrage Organisation dune unit Prsentation avec les prrequis (premire page) Prsentation de la fonction avec les comptences vises et les chapitres inclus (deuxime page) Dveloppement de chaque chapitre conformment au programme (plusieurs pages) Exercices rsolus, exercices non rsolus (1 ou 2 pages) 5. 5 SOMMAIRE U N I T E A D C FONCTION ALIMENTER CHAPITRE 1 : LENERGIE ELECTRIQUE ............................................................................................11 1. TOPOLOGIE DU RESEAU ELECTRIQUE ......................................................................................................... 11 2. TYPES DE CENTRALE ............................................................................................................................ 12 3. LES SOURCES AUTONOMES ..................................................................................................................... 15 CHAPITRE 2 : LES GRANDEURS ELECTRIQUES ....................................................................................17 1. GRANDEURS CARACTERISTIQUES MISES EN JEU ............................................................................................. 17 2. ALIMENTATION CONTINUE STABILISEE ........................................................................................................ 20 CHAPITRE 3 : SECURITE DES BIENS ET DES PERSONNES ........................................................................24 1. EFFETS PHYSIOLOGIQUES DU COURANT ELECTRIQUE ...................................................................................... 24 2. TENSION LIMITE DE SECURITE ................................................................................................................. 25 3. CONTACT DIRECT ET INDIRECT ET PROTECTION ASSOCIEE ............................................................................... 25 CHAPITRE 4 : L' ENERGIE PNEUMATIQUE .........................................................................................27 1. CONSTITUTION DUNE INSTALLATION PNEUMATIQUE ....................................................................................... 27 2. PRODUCTION DE LENERGIE PNEUMATIQUE ................................................................................................. 27 3. PRINCIPES PHYSIQUES .......................................................................................................................... 28 FONCTION DISTRIBUER CHAPITRE 1 : LES PREACTIONNEURS ELECTRIQUES ............................................................................. 30 1. LE RELAIS ........................................................................................................................................ 30 2. LE CONTACTEUR ................................................................................................................................ 32 3. LE SECTIONNEUR ................................................................................................................................ 33 4. LES FUSIBLES .................................................................................................................................... 34 5. LE RELAIS THERMIQUE .......................................................................................................................... 34 CHAPITRE 2 : HACHEUR SERIE / VARIATEUR DE VITESSE INDUSTRIEL .......................................................37 1. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT ............................................................................................................... 37 2. VARIATEURS INDUSTRIELS POUR MOTEUR A COURANT CONTINU ......................................................................... 39 CHAPITRE 3 : LES PREACTIONNEURS PNEUMATIQUES .......................................................................... 41 1. FONCTION ........................................................................................................................................ 41 2. CONSTITUANTS D'UN DISTRIBUTEUR .......................................................................................................... 41 3. LES PRINCIPAUX DISTRIBUTEURS PNEUMATIQUES ........................................................................................... 41 4. LES DISPOSITIFS DE COMMANDE .............................................................................................................. 42 5. APPLICATION: PRESSE PNEUMATIQUE ........................................................................................................ 43 FONCTION CONVERTIR CHAPITRE 1 : CONVERTISSEUR ELECTROMECANIQUE ...........................................................................46 1. ORGANISATION DE LA MACHINE .............................................................................................................