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Analyse Fonctionnelle
Le Cahier des Charges Fonctionnelles :
Le Cahier de Charges Fonctionnelles (CdCF) est une tâche importante qui conditionne en partie la
réussite d’un produit. Il est exhaustif et précis ne laissant pas la place pour le doute.
Définitions :
Le Cahier des Charges Fonctionnelles constitue un document sur lequel le demandeur
exprime son besoin. Il est, avant tout, le document contractuel entre le demandeur et le bureau
d’études.
Le produit est ce qui est fourni à l’utilisateur pour répondre à un besoin.
Le besoin est une nécessité ou un désir éprouvé par un utilisateur.
Répartition du coût d’un produit : - 75 % : étude
- 13 % : préparation
- 6 % : fabrication
- 5 % : matière
Cycle de vie d’un produit :
Le cycle de vie regroupe l’ensemble des activités associées à un produit,ou à un service,depui
l’extraction des matières jusqu’à l’élimination des déches.
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Démarche de « projet ».
La démarche de « projet » consiste à concevoir, innover, créer et réaliser un produit à partir
d’un besoin à satisfaire. Le produit envisagé peut être entièrement nouveau ou être l’évolution
d’un système existant.
A chaque phase on peut associer un outil d’expression de l’analyse fonctionnelle.
Analyse fonctionnelle :
Définition :
L’analyse fonctionnelle est une démarche qui consiste à recenser, caractériser, ordonner,
hiérarchiser des fonctions.
Elle décompose le produit pour distinguer :
- Les fonctions de service qui permettent de répondre au besoin.
On distingue : - La fonction d’usage (FU) qui représente la partie rationnelle du besoin.
- La fonction d’estime (FE) qui représente la partie subjective du besoin.
Ce fichier est téléchargé de : 9alami.com - Les fonctions techniques qui permettent d’assurer les fonctions de service.
- L’organisation de ces fonctions.
Remarque : une fonction est formulée par un verbe à l’infinitif suivi d’un complément.
Exemple : Store SOMFY : - changer automatiquement la position du store.
- fournir de l’ombre régulée…
Recherche du besoin fondamental Recherche de solutions technologiques
Outil 1 : Bête à cornes Outil 2 : FAST
Recherche des fonctions de services Analyse descendante
Outil 3 : Pieuvre Outil 4 : Diagramme blocs (SADT)
Recherche du besoin fondamental.
L’outil «bête à cornes» pose les questions suivantes pour le produit à étudier :
méthode APTE(Application des Techniques d’Entreprise).
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Recherche des fonctions de services.
La « Pieuvre » (méthode APTE) permet de dresser la liste de tous les éléments du milieu
extérieur en contact réel avec le produit et de recenser les différentes fonctions de services qui en découlent.
On distingue deux types de fonctions de service :
- les Fonctions Principales (FP) qui sont l’expression même du besoin. Chaque FP doit être représentée par une relation entre au moins deux milieux extérieurs (satellites) via le produit (pole central) ;
- les Fonctions Contraintes (FC) qui représentent les actions ou/et les réactions du produit par rapport au milieu extérieurs. Chaque FC doit être représentée par une relation entre le
produit (pole central) et un milieu extérieur (satellite).
Elles sont exprimées par un verbe à l’infinitif traduisant l’action ou la réaction du produit par rapport au milieu extérieur.
Recherche de solutions technologiques.
Ce fichier est téléchargé de : 9alami.com La méthode FAST permet, à partir d'une fonction de service à satisfaire, une décomposition en
fonctions techniques pour aboutir aux solutions technologiques. Les fonctions connues sont écrites dans des rectangles ou boîtes ("vignettes rectangulaires FAST"). Elle s’appuie sur la technique interrogative suivante :
Décomposition fonctionnelle :
Méthode SADT (Analyse fonctionnelle descendante).
C’ est une méthode graphique qui part du général pour aller au particulier. Elle permet de décrire des systèmes complexes où coexistent différents flux de matière d'œuvre.
Définitions :
Fonction d’un système.
Ce fichier est téléchargé de : 9alami.com Une fonction d’un système est caractérisée par une action sur des matières d’œuvre, ou entrées.
Les termes d’une fonction seront du type “Faire sur les entrées pour produire de la valeur ajoutée*”.
Données d’entrée.
Les données d’entrée, ou entrées, sont les matières d’œuvre** modifiées par la fonction du système. Elles peuvent être de trois types :
- produit (matière) ;
- énergie ;
- information.
Données de sortie.
Ce sont principalement les matières d’œuvre munies de leur valeur ajoutée.
S’ajoutent à ces matières d’œuvre sortantes :
- des comptes rendus ;
- des pertes énergétiques et des rebuts.
Données de contrôle ou contraintes .
Ce sont les paramètres qui déclenchent ou modifient la réalisation d’une fonction.
Ces paramètres, ou données de contrôle se classent en quatre catégories.
- (W): données de contrôle énergétiques ;
- (E) : données de contrôle d’exploitation;
- (C): données de contrôle de configuration;
- (R): données de contrôle de réglage.
Supports de l’activité.
Ce sont les éléments physiques ou technologiques qui réalisent la fonction
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SI – MODULE 1 – Analyse Fonctionnelle page 1/15 Classe : TCT
I. Le besoin I.1. Notion de besoin Dans sa vie quotidienne l’Homme éprouve un ensemble de besoins à satisfaire qui sont de différentes natures: Les besoins primaires: sont ceux qui sont indispensables à la vie tels que la nourriture, l’habillement,… . Les besoins secondaires: c’est ce qui est nécessaire, mais non indispensable à la survie tels que la lecture, les loisirs… . Les besoins tertiaires: sont ceux qui comprennent le superflu tels que les gadgets, les futilités… Définition : Le besoin est une nécessité ou un désir éprouvé par un utilisateur. I.1.1. Différents types de besoin Du point de vue de l’entreprise le besoin peut être :
• explicite: besoins exprimés clairement par le client par le biais d’un document généralement un cahier des charges. ;
• implicite : besoins que le client ressent parfaitement mais qui ne sont pas exprimés. • latent: besoins potentiels non encore détectés et auxquels on n’a pas encore de réponse
Exemple : climatisation => besoin exprimé
ABS => besoin implicite, le besoin exprimé est la sécurité I.2. Notion d’exigence Définition : L’exigence est un besoin ou une attente pouvant être formulés, habituellement implicites, ou imposés. Le terme exigence couvre aussi bien les exigences du marché (clients) que celles qui sont internes à l’entreprise et réglementaires. II. Cycle de vie d’un produit II.1. Produits Définition : Le produit est ce qui est fourni à un utilisateur pour répondre à un besoin. II.2. Types de produits On peut classer les produits en trois types : Matériel :
• Fluide (gaz ou liquide) exemple Butane, essence, eau • Matière première : exemple : minerai, bois, sel • Objet : exemple : ordinateur, réfrigérateur
Processus : • Processus industriel : exemple : - peinture de la carrosserie d’une voiture,
- extraction d’huiles à partir des olives • Processus administratif : exemple : - l’obtention de la carte d’identité nationale
- obtention du Baccalauréat ou permis de conduire Service : activité qui ne produit pas directement de bien concret, Exemple : - société de gardiennage,
- banques,
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- assurances, - télécommunications (téléphone et Internet), - lycée…
Remarque : Le terme "système" est souvent utilisé à la place de celui de "produit ". En effet, le concept de système a une signification ou connotation plus riche : il regroupe tous les types de produits mentionnés ci-dessus (matériel, service et processus).
I.3. Cycle de vie d'un produit. Un produit industriel, que qu’il soit, répond pratiquement au même parcours de sa naissance jusqu'à sa disparition. Les différentes étapes de son cycle de vie sont les suivantes :
1. Analyse du besoin Un produit n'est viable commercialement que s'il satisfait les attentes de l'utilisateur (généralement le client). Il faut donc, avant d'entreprendre toute action d'industrialisation, analyser correctement le besoin de celui-ci. 2. Etude de la faisabilité Cette étude permet d'exprimer le besoin sous forme fonctionnelle afin d'établir le Cahier des Charges Fonctionnelles (C.d.C.F). On considère le produit non plus comme un assemblage de pièces mais comme une composition de différentes " Fonctions de Service ". 3. Conception du produit Pour chacune des " Fonctions de Service " définies dans l'Etude de Faisabilité, il faut rechercher la solution optimum répondant à celles-ci et rédiger le dossier d'Avant-projet (dessin d’ensemble). 4. Définition du produit A partir du Dossier d'Avant-projet, il faut définir chaque pièce constituant le produit selon 2 critère :
• Définition géométrique (étude des formes de la pièce) • Définition dimensionnelle (cotation)
5. Industrialisation du produit L'industrialisation permet la préparation à la fabrication du produit en définissant les éléments nécessaires à la production. 6. Homologation du produit Avant de passer à l'étape de production, le produit subira une phase d'homologation afin de vérifier :
• La cohérence du produit de présérie avec le C.d.C.F. et les normes en vigueur (sécurité, respect de l'environnement...)
• Le bon déroulement du processus d'industrialisation
Commercialisation
Etude de faisabilité
Analyse du besoin
Utilisation du produit
Elimination du produit
Conception du produit
Définition du produit
Production
Industrialisation du produit
Homologation du produit
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7. Production Cette étape concerne la réalisation du produit en tenant compte des délais de production imposées et la bonne qualité du produit défini précédemment. 8. Commercialisation C’est une des étapes les plus importantes du cycle de vie d’un produit car elle permet le transfert du produit de l’industriel vers le l’utilisateur 9. Utilisation du produit C’est une étape de suivi et d’évaluation permanente des performances du produit. Ces activités sont réalisées par les services commerciaux et d’après vente en vue d’apporter les remèdes aux défauts constatés et les améliorations qui s’imposent à base des données en lien avec les insatisfactions du client. 10. Elimination du produit Cette dernière étape du produit revêt une importance croissante dans les préoccupations de l'industriel dans le contexte socio-économique actuel avec la sensibilisation du consommateur envers les problèmes d'environnement. I.4. Qualité du produit La qualité d’un produit (ou d'un service) est l'aptitude à satisfaire le besoin du client en assurant les exigences suivantes :
• La conformité à l’usage : la satisfaction d’utilisation du produit • La sûreté de fonctionnement : décrit la disponibilité d’utilisation du produit et les facteurs qui la
conditionnent : la fiabilité, les règles de maintenance et logistique de maintenance, • Le respect des délais : de fabrication et de livraison. • L’optimisation du coût : minimisation de la charge ou la dépense supportée par le fabricant.
II. Entreprise industrielle II.1. Définition Définition : Une entreprise industrielle est un système de production de biens répondant à un besoin. Son objectif est de produire pour vendre afin d’obtenir des bénéfices. Elle est organisée selon un organigramme qui prend en compte la répartition adéquate des tâches entre ses différents départements et services. Cet organigramme varie énormément en passant d’une entreprise classée PME à une filiale de multinationale par exemple. II.2. Structure En général on peut distinguer dans une entreprise industrielle: II.2.1. Les services transversaux Ce sont les services non liés directement au produit mais indispensables au bon fonctionnement d’une entreprise. Ils sont en relation avec tous les autres services. Il s’agit des services suivants: a- les services de management:
• Administration : direction, secrétariat, • Comptabilité : générale, analytique.
b- les services de support: • Gestion: du patrimoine, financière, des ressources humaines;
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II.2.2. Les services de réalisation
• Marketing (étude du marché) : recherche des besoins, évolution des exigences par rapport à un besoin, dénomination des produits;
• Conception: recherche, étude, développement; • Production : industrialisation, fabrication; • Commercialisation (interne à l’entreprise) : promotion, publicité, vente, service après vente; • Distribution (externe à l’entreprise) : promotion, publicité, vente, service après vente.
Exemple d’organigramme
II.3. Fonctions internes L’entreprise est comme un ensemble hiérarchisé de fonctions. Elle se caractérise en effet par tout un réseau à la fois hiérarchique et technique qui règle son fonctionnement. L’ensemble hiérarchisé peut être synthétisé selon une multitude de classifications. La classification ci-dessous en est un exemple:
Direction administrative
Direction financière
Direction technique
Direction commerciale
Direction générale
Direction Qualité
Bureau d’étude
Bureau de méthodes
Service de production
Service de conditionnement
Service des achats
Service de la publicité
Service des ventes
Service Après -vente
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II.4. Contraintes économiques Toute entreprise en général et industrielle en particulier est confrontée, donc, à la concurrence. Ainsi pour pouvoir survivre face aux défis du marché, elle doit tenir compte d’un certain nombre de facteurs influençant la qualité de ses produits notamment:
• optimiser la gestion des ressources humaines; • minimiser les charges directes et indirectes; • rechercher les solutions optimales en vue d’offrir des produits conformes aux besoins du client.
FONCTION MARKETING
Vision, stratégie, politique, management de la qualité…
Stratégie commerciale, étude de marché…
FONCTION COMMERCIALE
FONCTION DIRECTION
FONCTION ADMINISTRATIVE
FONCTION FINANCIERE
FONCTION ORGANISATION
Gestion des ressources et organisation des moyens logistiques…
Gestion des ressources financières…
Gestion des ressources humaines, gestion de l’information…
Politique de vente, gestion des stocks…
CCoo mm
mmuu nn ii cc aa tt ii oo nn
Conception, planification, production, contrôle
Bureau d’étude
Bureau des méthodes
Service de production
Service de stockage
Conception et définition du produit (Structure, étude et choix technologique)
Choix des moyens et préparation de la fabrication
Fabrication, contrôle et assemblage du produit
Stockage et conditionnement du produit
FONCTION TECHNIQUE
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III. Analyse fonctionnelle Définition : L’analyse fonctionnelle est une démarche qui consiste à rechercher, ordonner, caractériser, hiérarchiser et/ou valoriser les fonctions. L’analyse fonctionnelle permet d’utiliser ou d’améliorer ou de créer un produit. Elle est la base de l’établissement du cahier des charges fonctionnel. Selon qu’on s’intéresse aux fonctions de service ou qu’on s’intéresse aux fonctions techniques, on parle, alors, d’analyse fonctionnelle externe ou interne.
III.1. Analyse fonctionnelle externe L'analyse fonctionnelle externe, décrit le point de vue de l'utilisateur et ne s'intéresse au produit qu'en tant que "boite noire" capable de fournir des services dans son environnement durant son cycle d'utilisation. III.1.1. Finalité d’un produit Pour répondre au besoin, on définit l’action d’un système en termes de sa finalité, c'est à dire en termes de ses fonctions qui rendent service à l'utilisateur. A ce stade, on ne parle pas donc des solutions techniques. III.1.2. Recherche et formulation du besoin : Le plus souvent, on utilise les 2 outils ou représentations normalisés suivantes :
• Le diagramme de la "Bête à cornes" ; • L'Actigramme de la fonction globale.
Demandeur Spécificateur Utilisateur
CdCF
Concepteur Réalisateur
BESOIN
FONCTIONS DE SERVICE
FONCTIONS TECHNIQUES
SOLUTIONS CONSTRUCTIVES
COMPOSANTS du produit
Ana
lyse
fonc
tionn
elle
d
u be
soin
ou
exte
rne
Ana
lyse
fonc
tionn
elle
d
u pr
odui
t ou
inte
rne
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III.1.2.1. Diagramme "Bête à cornes" Pour énoncer le besoin fondamental d’un produit, on utilise l’outil ou diagramme de "bête à cornes", qui pose 3 questions fondamentales suivantes :
• A qui le produit rend-il service ? • Sur quoi agit-il ? • Dans quel but ?
Exemple: Aspirateur ménager La réponse à la question " Sur quoi le produit agit-il ?" détermine en général la matière d’œuvre sur laquelle agit le produit. III.1.2.2. Actigramme de la fonction globale Un actigramme est un bloc ou boîte fonctionnelle, qui indique la nature de l'activité d'un système ; il est représenté par un rectangle comme suit :
? ?
Produit
?
A qui le produit rend-il service ? Sur quoi le produit agit-il ?
Dans quel but le produit existe-il ?
Utilisateur Poussières
Permettre à l’utilisateur d’enlever la poussière sur les objets.
Pertes et nuisances Messages ou comptes rendus Matière d'œuvre en sortie
* Energie
* Matière * Information
Matière d'œuvre en entrée
* Energie
* Matière
* Information
Nom du système
W C R E
Ressources ou données de contrôle
Fonction globale
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• Matière d'œuvre: c'est ce sur quoi agit le système afin d'en modifier ses caractéristiques ; d’une manière générale, on rencontre 3 types de matière d’œuvre :
La matière : une perceuse agit sur une pièce non percée. L’énergie : un alternateur transforme de l'énergie potentielle (chute d'eau) en énergie électrique. L’information : un ordinateur agit des données saisies au clavier ou à partir d'un fichier.
• Valeur ajoutée : lors de son passage dans le système, la matière d'œuvre subit une modification ou transformation. On dit que le système lui a apporté de la valeur ajoutée. La valeur ajoutée peut être un déplacement, une transformation, un stockage, etc.
• Ressources ou données de contrôle : Ce sont les paramètres qui déclenchent ou modifient le
comportement du système. Elles se classent souvent en 4 catégories : Données de contrôle d'énergie (W) : Présence d'énergie pour effectuer l'action ; Données de contrôle de configuration (C) : modes de marches (manuel, automatique, pas à pas, etc.) ; Données de contrôle de réglage (R) : paramètres de vitesse, seuils de déclenchement, etc. Données de contrôle d'exploitation (E) : Départ de cycle, arrêt, etc.
Puisqu'elles sont implicites, les données de contrôle sont parfois non représentées pour des raisons de simplification de la lecture de l'actigramme.
• Nom du système : il est indiqué en bas du rectangle. III.1.3. Recherche des fonctions de service : III.1.3.1. Fonctions de service Définition : La fonction de service est l’action attendue d’un produit (ou réalisée par lui) pour répondre à un élément du besoin d’un utilisateur donné. Elle est décrite par un verbe à l'infinitif suivi d'un complément ; Elle peut être une fonction :
• d'usage, car elle justifie le pourquoi de l'utilisation du système ; • d'estime, car elle concerne l'aspect d'esthétisme, de qualité, de coût, etc.
Elle doit faire abstraction de la solution technique qui pourrait la matérialiser. III.1.3.2. Diagramme "Pieuvre"
Cette recherche consiste à faire figurer sur un graphique les éléments environnants le produit.
On distingue deux types de fonctions de service :
• les Fonctions Principales (FP) sont l’expression même du besoin. Chaque FP doit être représentée par une relation entre au moins deux milieux extérieurs via le produit.
• les Fonctions Contraintes (FC) représentent toutes les contraintes générées par les milieux extérieurs au produit.
PRODUIT
Milieu extérieur 1
FP
FC1
Milieu extérieur 2
Milieu extérieur 3
Milieu extérieur 4
FC3
FC2
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Types de milieu : En général, les éléments de l'environnement d'un système donné peuvent être des milieux habituels suivants :
• Milieu physique : milieu ambiant (vent, humidité, chaleur, poussière, etc.) ; • Milieu technique : énergie électrique (autonomie, recharge ; etc.) ; • Milieu humain : utilisateur (ergonomie, esthétique, bruit, sécurité ; etc.). • Milieu économique : critères de qualité (coût, entretien, maintenance, etc.).
Exemple: Aspirateur ménager
Liste des fonctions
FP1 Permettre à l’utilisateur d’enlever la poussière sur les objets. FC1 S’adapter aux formes spécifiques des objets. FC2 Fonctionner sous la tension secteur. FC3 Avoir un aspect et une couleur qui s’adaptent au décor environnant. FC4 Être facilement transportable
III.1.4. Caractérisation des fonctions de service :
La caractérisation consiste à énoncer pour chaque fonction de service (principale ou de contrainte) les critères d'appréciation avec des niveaux et une certaine flexibilité. Cette opération se fait en général sous forme d'un tableau, qu'on appelle "tableau fonctionnel" et qui a le format suivant :
Fonction Critère Niveau Flexibilité
Critère(s): échelle retenue (ex: longueur, poids, temps, couleur,...) pour apprécier la manière dont une fonction est remplie. Niveau: niveau repéré dans l’échelle adoptée pour un critère (ex: 20 cm, 15 kg, ...) Flexibilité: modulation tolérée du niveau (ex: à 2cm près) III.1.5. Cahier des Charges Fonctionnel (CdCF) La caractérisation des différentes fonctions de service débouche sur l’écriture de Cahier des Charges Fonctionnelles (CdCF) C’est l’ensemble des données qui représente la référence permanente que tout concepteur doit posséder pour concevoir des solutions, les analyser et effectuer un choix.
Poussières
Esthétique
Aspirateur
Utilisateur
Objets
Énergie
FP1
FC1
FC2 FC3
FC4
Diagramme des interactions
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III.2. Analyse fonctionnelle interne L'analyse fonctionnelle interne, décrit le point de vue du concepteur en charge de fournir le produit devant répondre au besoin de l'utilisateur. Lors de cette phase de conception, les fonctions de service ou d'usage vont être obtenues à l'aide de fonctions techniques. III.2.1 Fonctions techniques Une fonction technique représente une action interne au système, pour assurer une ou des fonctions de service ; elle est définie par le concepteur. On la qualifie aussi de fonction constructive, parce qu’elle participe à construire techniquement le système. III.2.2. Recherche des fonctions techniques: Pour réaliser cette phase d'analyse fonctionnelle du produit, on dispose de plusieurs outils, que nous allons décrire ci-dessous. III.2.2.1. Diagramme FAST : Function Analysis Syste m Technic.
Lorsque les fonctions de services sont identifiées, cette méthode les ordonne et les décompose suivant une logique fonctionnelle pour aboutir (vers la droite) aux solutions technologiques de réalisation. Elle s’appuie sur la technique interrogative suivante :
Fonction de service Fonctions techniques (plusieurs niveaux possibles) Solutions constructives Action sur la matière
d’œuvre Actions sur la matière d’œuvre correspondant aux solutions constructives
adoptées Effecteurs et constituants
constituant 1 FS1
FT1
FT11
constituant 2
FT2
FT21
FT211
constituant 3
FT22
FT221
constituant 4
FT222
Quand cette fonction doit-elle être assurée ?
Quand ?
Pourquoi ? Comment ? FONCTION
Pourquoi doit-elle être assurée ? Comment doit-elle être assurée ?
Quand ?
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Exemple, le FAST partiel d'un aspirateur :
III.2.2.2. Méthode SADT (approche par niveaux – ana lyse descendante) Cette méthode réalise l'étude interne d'un système technique progressivement en la structurant par niveaux. Chaque niveau apporte des informations supplémentaires, qui permettent d'accéder, à partir d'une connaissance externe et abstraite du système, à une connaissance de plus en plus concrète des moyens utilisés pour réaliser la fonction globale (actigramme, niveau A-0 "A moins zéro").
Analyse descendante :
A - 0
A1
A2
A3
An
Niveau A0
A11
A12
A13 Niveau
An1
An2
Ann Niveau
A131
A132
A13n
Niveau Niveau
Ann1
Ann2
Annn
Nettoyer un local
Enlever la poussière
Séparer la poussière de l'air
Aspirer la poussière
Evacuer la poussière
Filtrer l'air
Créer un flux d'air
Stocker la poussière
Filtres
Turbine
Sac jetable
Fonctions de service Fonctions techniques Solutions
ASPIRATEUR
Analyse externe Analyse interne
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Chaque niveau décompose le système du niveau précédent en sous-systèmes. On doit retrouver les matières d'œuvres et données de contrôle des niveaux précédents.
Exemple : Aspirateur (Niveau A–0 et niveau A0)
III.3. Organisation fonctionnelle d’un système L’étude globale des systèmes conduit à distinguer 2 entités :
• La chaîne d’information (qui transfère, stocke, transforme l’information) ; • La chaîne d’énergie (qui transforme l’énergie et permet d’agir sur le système physique)
III.3.1. Représentation des chaînes d’énergie et d’ information:
Ordres
Acquérir Traiter Communiquer
Alimenter Distribuer Convertir Transmettre Agir
CHAÎNE D’INFORMATION
CHAÎNE D’ENERGIE
Grandeurs physiques, consignes
messages
informations
énergie
Créer une aspiration locale
A1
Séparer la poussière
A2
Niveau global A -0
Enlever la poussière d’objets domestiques A0
Énergie
Poussières sur objets
Information sac plein
Consigne s Informations de contrôle
Aspirateur
Unité Moteur/turbine
Filtre
Objets sans poussières
Poussières sur objets Poussières dans le sac
Air à la pression atmosphérique
SSaacc pplleeiinn
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III.3.2. Chaîne d’énergie Une chaîne d’énergie regroupe les unités réalisant les fonctions génériques : alimenter, distribuer , convertir et transmettre. Elle assure, à partir des ordres élaborés au sein des constituants de l’unité de traitement, les animations nécessaires aux actions sur la matière d’œuvre Fonctions génériques, flux d’énergie et composants
III.3.3. Chaîne d’information Une chaîne d’information regroupe les unités réalisant les fonctions génériques : acquérir, traiter et communiquer. Sa mission consiste à prélever l’information source et à élaborer son image informationnelle compatible avec les énergies utilisées par l’unité de traitement (pneumatique, électrique, électronique…) et de communiquer le résultat. Fonctions génériques et flux d’information et composants
Alimenter Distribuer Convertir Transmettre
• Réseau ONE. • Groupe
électrogène • Pile, batterie,
Carburant
• Contacteur • Relais et
relais statique • Variateur • Distributeur
• Machines à courant continu.
• Machines asynchrones.
• Vérins.
Accouplement: embrayage, frein, poulie- courroie, système vis-écrou, engrenage
Énergie disponible pour agir sur l’effecteur
Énergie mécanique, énergie thermique,...
Ordres, messages
Énergie électrique, hydraulique, pneumatique. Source
d’énergie Énergie adaptée
Acquérir Traiter Communiquer
Ordres, Messages. Informations traitées
Images informationnelles Grandeurs physiques et consignes
- Capteurs analogiques. - Capteurs numériques. - Interface homme/machine. - Système numérique d’acquisition de données.
Matériel: - Circuits de commande câblés. - Modules logiques. - Microcontrôleurs. - Ordinateurs. - Automates programmables - Logiciels: Système d’exploitation, Logiciels spécifiques, Modeleurs Volumiques.
- Commandes TOR. - Interface Homme/machine. - Système numérique d’acquisition de données. - Liaisons de transmission .
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III.4. Démarche de projet La DDP consiste à concevoir, innover, créer et réaliser un produit à partir d’un besoin à satisfaire ; il s’agit à la fois d’un art et d’une science. Etapes d’une DDP (exemple) :
• Identification du besoin : étude de marché, définition du besoin, étude de faisabilité, spécification des tâches.
• Conceptualisation : analyse fonctionnelle, exigence (durée de vie, coût, performance, qualité, …), contraintes (normes, brevets, …).=> cahier des charges initial
• Avant-projet : recherche de différentes solutions => choix d’une (et une seule) solution => rédaction du cahier des charges fonctionnel (CdCF)
• Projet : étude détaillée de la solution retenue (conception, notices de calcul, simulations numériques, …), prototypage, essais et optimisation ; production de plan (dessin technique, notice de montage, de maintenance, …).
• Industrialisation (production) : fabrication, contrôle, assemblage. • Logistique : conditionnement, stockage (au minimum par flux tendu par exemple => voir gestion
de production), transport, … • Vente : distribution, mise en service. • Service Après Vente (SAV) : utilisation, maintenance.
IV. Système technique Définition : Un système technique est un ensemble d’éléments matériels en relation, organisés pour satisfaire un ou plusieurs besoins. Un système (produit en général) répond à un besoin éprouvé par l’utilisateur (l’homme). IV.1. Différents types de système technique. Prenons l’exemple d’un particulier qui souhaite installer un store de protection solaire sur une des portes vitrées de sa maison. De plus, ce store doit pouvoir être remonté en cas de vent violent. Il existe différentes solutions pour atteindre ce but. IV.2. Système technique élémentaire ou manuel. Le store (figure 1) est manœuvré par l’opérateur qui utilise son énergie musculaire pour monter et descendre le store. C’est l’usager qui décide en fonction de la présence du soleil de conduire cette action.
Dans un système élémentaire ou manuel c’est l’homme qui fournit l’énergie nécessaire au système. L’homme agit et contrôle en permanence son action, c’est lui qui dirige la succession des opérations.
IV.3. Système technique mécanisé. Le store (figure 2) est manœuvré par un moteur électrique. L’homme n’agit plus directement sur le produit mais commande le moteur par l’intermédiaire d’un interrupteur. C’est l’usager qui décide encore de monter ou de descendre le store.
Dans un système mécanisé, l’énergie nécessaire à la transformation du produit est fournie par une source extérieure. L’homme commande la succession des opérations.
figure 1 : Store manuel
figure 2 : Store mécanisé
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IV.4. Système technique automatisé.
L’énergie nécessaire au déplacement du store (figure 3) est fournie par un moteur électrique, mais c’est le système qui commande en fonction des conditions climatiques d’abaisser ou de monter le store.
Dans un système automatisé, l’énergie nécessaire à la transformation du produit est fournie par une source extérieure. Un « automate » dirige la succession des opérations. L’homme surveille le système et peut dialoguer avec lui par l’intermédiaire d’un « pupitre ».
IV.5. Structure d’un système automatisé Tout système automatisé est constitué de deux parties principales :
• La partie opérative ou PO qui assure les modifications de matière d’œuvre et produit ainsi la valeur ajoutée; la PO est représentative du processus physique à automatiser.
• La partie commande ou PC qui gère de façon coordonnée les actionneurs de la partie opérative afin d’obtenir les effets souhaités à partir d’un modèle de fonctionnement et de diverses consignes.
Partie opérative et partie commande échangent entre elles des informations :
• Compte-rendus dans le sens PO PC ; • Ordres dans le sens PC PO.
Ces échanges sont assurés par les fonctions internes au système.
figure 3 : Store Automatisé
PARTIE OPERATIVE PO
PARTIE COMMANDE PC
Matière d’œuvre Matière d’œuvre + VA
Compte-rendu
Consignes
MESSAGES ORDRES
ORDRES
Déchets
ENERGIE
ENERGIE
SYSTEME
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Chaine d'énergie: Alimenter
Chaine d'énergie: Fonction -ALIMENTR-
Les types d’énergie :
- L’énergie électrique par réseau : EDF, fournit par l’intermédiaire d’un réseau de l’énergie
électrique de type courant alternatif de fréquence 50 Hz et des tensions variables : 230V
monophasé, 400V triphasé, … etc qui nécessite un raccordement et une protection.
- l’énergie électrique locale : L’énergie électrique est soit produite localement et sous la
forme directement utilisable soit emmagasinée et restituée en fonction des besoins.
- L’énergie pneumatique : Généralement produite sur place elle n’est pas utilisable
directement et nécessite un système de conditionnement.
Réseau électrique
Le réseau électrique est divisé en
lignes
Très Haute Tension ( THT ) 400
000 volts 225 000 volts Transport
d'énergie électrique à longue distance
et international.
Haute Tension ( HT ) 90 000 volts
63 000 volts
Transport d'énergie électrique distant,
industries lourdes, transport
ferroviaire.
Moyenne Tension ( MT ) 30 000
volts 20 000 volts 15 000 volts
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Transport d'énergie électrique, local,
industries, PME, services,
commerces.
Basse Tension ( BT ) 400 volts, 230
volts
Distribution d'énergie électrique,
ménages, artisans.
Energie électrique locale Energie chimique Energie électrique Rayons solaires Energie électrique Vent Energie électrique Les piles non rechargeables
Les accumulateurs rechargeables
Les photopiles transforment l'énergie solaire en énergie électrique.
Le vent anime en rotation un
alternateur qui produit de l'énergie électrique.
Energie pneumatique
Système de production d'énergie pneumatique Système de conditionnement
L'ensemble de conditionnement comprend :
un FILTRE qui élimine les impuretés solides et liquides.
Ce fichier est téléchargé de : 9alami.com un MANOREGULATEUR qui permet de régler une pression stable.
Un LUBRIFICATEUR qui pulvérise un brouillard d'huile assurant un graissage des éléments mobiles et une protection
contre l'oxydation.
Le transformateur Le redresseur
Il agit sur la tension et permet, à partir
d'un courant de tension 230V d'obtenir
des tensions de 48V, 24V, 12V, 6V, 5V,
… etc.
Il agit sur la forme du courant et permet, à partir
d'un courant alternatif d'obtenir du courant
continu.
L.T.Mohammedia CHAINE D’ENERGIE S.CHARI
SI – MODULE 2 – Chaine d’énergie page 1/17 Classe : TCT
L’action sur la matière d’œuvre nécessite de l’énergie. La chaîne d’énergie est constituée des fonctions alimenter, distribuer, convertir, transmettre et agir. I. Fonction Alimenter I.1. Présentation Alimenter c’est fournir au système l’énergie (électrique, pneumatique, hydraulique) dont il a besoin pour fonctionner. Les types d’énergie :
• L’énergie électrique par réseau. • L’énergie électrique locale. • L’énergie pneumatique.
I.2. L’énergie électrique par réseau Elle est fournie par ONE, par l’intermédiaire d’un réseau de l’énergie électrique de type courant alternatif de fréquence 50 Hz et des tensions variables : 230V monophasé, 400V triphasé, … etc qui nécessite un raccordement et une protection. Elle est produite dans des centrales et quelque soit leur type, on y trouve toujours un alternateur entraîné par une turbine. Il existe 3 types de centrales :
• Centrales hydrauliques ; • Centrales thermiques. • Centrales nucléaires
I.2.1. Centrales hydrauliques Ces centrales sont situées sur le bord d’un cours d’eau ou en montagne de telle sorte que l’énergie mécanique nécessaire pour la mise en rotation de l’alternateur puisse être fournie par une masse d’eau en mouvement. On distingue 3 types de centrales hydrauliques :
• Basse chute : hauteur de 2 à 3 m (turbine KAPLAN, rotation de 75 à 120tr/min) ; • Moyenne chute : hauteur de 30 à 200m (turbine FRANCIS, rotation de 100 à 600tr/min) ; • Haute chute : hauteur de plus de 200m (turbine PELTON, rotation de 600 à 3000tr/min).
Remarque : La production de centrale est irrégulière, parce qu’elle est tributaire des conditions atmosphériques (pluie, sécheresse …), qui peuvent échanger d’une année et d’une région à l’autre.
I.2.2. Centrales thermiques C’est vapeur d’eau produite par une chaudière qui fournie l’énergie mécanique nécessaire au mouvement de l’alternateur. Cette chaudière est alimentée par l’un des 3 combustibles suivants : charbon ; mazout ; fioul. Remarque : Les centrales thermiques sont situées au voisinage des mines de charbon, pour éviter les frais de transport, à proximité des grandes villes dont la consommation est importante et près d’un fleuve, à cause de la grande consommation d’eau nécessaire au refroidissement des turbines.
I.2.3. Centrales nucléaires Elles sont alimentées par l’uranium enrichi (239 ) dont la fission d’un gramme libère une énergie d’environ 22 000 kWh, soit autant que la combustion de 2500 tonnes de charbon. Une centrale nucléaire
ALIMENTER AGIR
SUR LA MATIERE
D’OEUVRE
TRANSMETTRE CONVERTIR DISTRIBUER
Ordres
Energiesd’entrée
Chaine d’énergie
Matière d’œuvre entrante
Matière d’œuvre sortante
L.T.Mohammedia CHAINE D’ENERGIE S.CHARI
SI – MODULE 2 – Chaine d’énergie page 2/17 Classe : TCT
est une centrale thermique dont la chaudière est remplacée par un réacteur. La vapeur ainsi produite entraîne un turboalternateur . I.3. L’énergie électrique locale L’énergie électrique est soit produite localement et sous la forme directement utilisable emmagasinée et restituée en fonction des besoins. I.3.1. Piles et accumulateurs I.3.1.1. Piles On obtient ce générateur électrochimique en plongeant deux électrodes de natures différentes dans un électrolyte. L’ensemble constitue une pile électrique, dont la tension dépend de la nature de l’électrolyte et des électrodes. I.3.1.2. Accumulateurs La différence entre les accumulateurs, aussi appelés batteries, et les piles, c'est qu'on peut recharger les accumulateurs une fois qu'ils sont "vides". Alors que les piles ne se rechargent pas. I.3.2. Energie Solaire
Il utilise l’énergie du soleil. Des cellules photovoltaïques permettent de transformer directement l’énergie solaire en énergie électrique.
I.3.3. Energie éolienne Un générateur éolien produit de l’électricité à partir de pales orientables. Ces pales ou hélices vont entraîner à leur tour la rotation d’un alternateur qui fournit une puissance électrique liée à la force du vent. I.4. L’énergie pneumatique L’énergie pneumatique résulte de la compression de l’air et de sa distribution au travers d’un réseau de canalisations. Elle est assurée par un compresseur, animé par un moteur électrique. La pression est de l’ordre de 6 bars. Un réservoir permet de stocker l’air sous pression et évite le fonctionnement continu du moteur.
Système de conditionnement : L’unité de conditionnement d’air comprimé FRL comprend :
• un FILTRE élimine les impuretés solides et liquides • un MANO- REGULATEUR qui permet de régler une pression stable. • Un LUBRIFICATEU R qui pulvérise un brouillard d’huile assurant un
graissage des éléments mobiles et une protection contre l’oxydation.
Eolienne 12V – 24V
Piles
Accumulateurs
Production Stockage Distribution
Schéma de l’unité FRL
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II. Fonction Distribuer II.1. Présentation L’énergie fournie par l’alimentation, qu’elle soit d’origine électrique ou pneumatique doit être distribuée aux différents actionneurs du système. Deux possibilités peuvent alors être envisagées :
• Distribution en tout ou rien (ou par commutation), la source d’énergie est alors mise directement en relation avec l’actionneur.
• Distribution par modulation d’énergie, dans ce cas l’actionneur reçoit l’énergie de façon graduelle. Remarque : seule la distribution en tout ou rien sera traitée. Ces distributions sont assurées par des préactionneurs qu’on peut classer en fonction des grandeurs d’entrée et de sortie :
• Préactionneurs électriques • Préactionneurs pneumatiques
II.1. Préactionneurs électriques Parmi les préactionneurs électriques les plus utilisés on trouve les relais et les contacteurs. Ces dispositifs permettent de commander un circuit de puissance à partir d’un circuit de commande.
II.1.1. Relais électromagnétique
AGIR SUR LA
MATIERE D’OEUVRE
TRANSMETTRE CONVERTIR DISTRIBUER
Ordres
Energies d’entrée
Chaine d’énergie
Matière d’œuvre entrante
Matière d’œuvre sortante
ALIMENTER
Energie Préactionneur Energie
Electrique Contacteur /Relais
Electrique
Pneumatique Distributeur Pneumatique
Energie distribuée
Energie disponible
Distribu er l’énergie
Préactionneur
Ordres
1 2 5
4 3
Ressort de
rappel
Palette mobile
du
Circuit magnétique en fer doux
Bobine du circuit de
commande
Contacts du circuit de puissance
Comme son nom l’indique, il sert en tout Premier lieu à " relayer ", c’est à dire à faire une transition entre un courant faible et un courant fort. Mais il sert également à commander plusieurs organes simultanément grâce à ses multiples contacts synchronisés
La palette est attirée par la bobine lorsque celle-ci est alimentée. La palette entraîne les contacts mobiles. Ceux-ci passent alors de la position repos (R) à la position travail (T).
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Symbole du relais
II.1.2. Contacteurs Les contacteurs électromagnétiques sont les préactionneurs associés aux actionneurs électriques, principalement les moteurs. II.1.2.1. Définition Le contacteur est un appareil mécanique de connexion, capable d’établir , de supporter et d’interrompre des courants dans les conditions normales du circuit, y compris les conditions de surcharge en service.
II.1.2.2. Constitution
L’électro-aimant attire l’ensemble des contacts mobiles pour assurer la commutation. Lorsque la bobine n’est plus alimentée, un ressort permet le retour des contacts dans leur position de départ Le contacteur comporte 4 ensembles fonctionnels :
le circuit principal ou circuit de puissance le circuit de commande le circuit auxiliaire l’organe moteur
Remarque : Il existe des relais appelés bistables possédant deux bobines indépendantes. L’alimentation d’une bobine permet de mettre le contact en position de travail et l’alimentation de l’autre en position de repos. Quand le relais est utilisé en électrotechnique pour alimenter des moteurs triphasés, on le nomme contacteur.
Contacteur à translation Contacteur à rotation
Contacteur KM
Contacts Electro-aimant
Circuit magnétique Bobine Auxiliaires (de commande)
Principaux (de puissance)
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II.1.2.3. Représentation et schéma
bobine pôle auxiliaire
1
2
3
4 KM1
5
6
13
14
A1
A2 pôles de
puissance bobine
1
2
3
4 KM1
5
6
13
14
A1
A2
53
54
55
56 pôles de
puissance
pôle auxiliaire
contacts auxiliaires par blocs additifs
SCHEMAS DE PUISSANCE
KM1
A1
A2
13
14
km1
S1
S2
SCHEMA COMMANDE
II.1.2.4. Principe de fonctionnement :
Explications :
• Une impulsion sur MARCHE enclenche KM1 qui s’autoalimente (par son contact auxiliaire). Le moteur tourne.
• Une impulsion sur ARRET
provoque l’arrêt . Le moteur s’arrête.
II.2. Préactionneurs pneumatiques II.2.1. Rôle d’un préactionneur pneumatique
L'étude est limitée aux préactionneurs pneumatiques Tout Ou Rien (TOR) que l'on appelle distributeurs pneumatiques. Ils ont pour rôle de diriger le fluide ou l’air (sous pression) dans certaines directions. C'est grâce à eux qu'on peut commander de la sortie ou de la rentrée de tige d'un vérin par exemple. II.2.2. Constitution (description) Nous ne parlerons que des distributeurs à tiroirs (les plus utilisés).
Tiroir Corps
A
3
R
2 1
: Orifice pour branchement
: Orifice de commande du distributeur
1 3 2
A R
Exemple de distributeurs (Telemecanique)
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D'une manière générale, un distributeur est composé principalement d’un corps, d’un tiroir, des orifices d'entrée et de sortie du fluide ou de l’air et une ou deux commandes de pilotage II.2.3. Fonctionnement Par hypothèse, on suppose que :
• La pression alimente l’orifice 1 • L’orifice 2 est à l’air libre • L’orifice 3 est relié à un vérin simple effet.
Si l’on applique une pression à la commande , Le tiroir se déplace vers la gauche, et l’air Sous pression serra envoyé dans la chambre du Vérins : la tige sort. Si l’on applique une pression à la commande Le tiroir se déplace vers la droite : la tige du vérin Rentre. II.2.5. Caractéristiques Un distributeur est caractérisé par :
• Son nombre d’orifice (sans compter les orifices de commande). • Le nombre de position du tiroir • Le type de commande (1ou 2 position stable ; on parle de monostable ou bistable)
Les positions des tiroirs se symbolisent par des carrés, on symbolise le distributeur dans sa position de repos. Exemple : Le distributeur utilisé précédemment utilise :
• 3 orifices • 2 positions de tiroir • 2 commandes pour 2 positions (bistable)
Il s’agit donc d’un distributeur 3/2 bistable Il se symbolise de la façon suivante : S’il s’agissait d’un distributeur 3/2 monostable, il se symboliserait de la façon suivante :
II.2.4. Schéma de principe
A
B
Représentation des orifices bouchés
Les flèches représentent le sens de circulation de l’air sous pression Orifices permettant le
branchement des conduits
Type de commande du distributeur
Les lignes représentent les Canalisations internes.
Rappel par ressort
A
Pression d’alimentation
B
F
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II.2.6. Commande des distributeurs Si le distributeur possède une commande de chaque coté il est dit bistable. C'est à dire qu'il faut faire une action à chaque fois que l'on veut changer d'état. Si le distributeur possède une seule commande d'un coté et un ressort de l'autre il est dit monostable. C'est à dire qu'il faut faire une action pour changer d'état et cesser cette action pour revenir à l'état précédent. II.2.7. Types de distributeurs et leur symbolisati on Schéma normalisé d'un distributeur : III. Fonction convertir III.1. Présentation Puisque l'énergie souvent disponible est électrique et moins encore pneumatique, alors il faut convertir cette énergie disponible en énergie mécanique ; d’où l’utilisation des actionneurs qui assurent cette fonction de conversion. On trouve :
• Actionneurs électriques. • Actionneurs pneumatiques
Distributeur 4/2 (4 orifices et 2 positions)
?
4 2
3 1 Système de pilotage
?
pneumatique
Principaux distributeurs et principaux dispositifs de pilotage
Symbole Orifices Positions Symboles de pilotages
2/2 3/2 3/2 4/2 5/2
Normalement fermé
2
2 2 2 2
hydraulique
général
bouton poussoir manuel
pédale
poussoir
ressort
galet
1 enroulement
mécanique
électrique
2 3 3 4
5
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III.2. Actionneurs électriques Il existe plusieurs types d'actionneurs électriques, on cite en particulier les moteurs, les électro-aimants et les électrovannes. III.2.1. Moteurs électriques Les moteurs électriques convertissent l’énergie électrique en énergie mécanique de rotation. Du fait qu’il existe deux types de courant électrique (courant continu, ou courant alternatif), on trouve deux familles de moteurs électriques :
Remarque : Les moteurs les plus répandus dans l’industrie sont les moteurs asynchrones triphasés
Le moteur à courant continu Le moteur à courant alternatif
constitué d’un
rotor tournant
axe + bobinage + collecteur
et d’un stator fixe
tube + 2 aimants (pôles sud et nord) + balais
constitué d’un rotor tournant
axe + lames d’acier serrées les
unes contre les autres
et d’un stator fixe
carter + bobinage + lames
d’acier
Energie Actionneur Energie mécanique
Electrique Moteur De rotation Pneumatique Vérin linéaire De translation
Energie utilisable
Energie distribuée
Convertir l’énergie
Actionneur
AGIR SUR LA
MATIERE D’OEUVRE
TRANSMETTRE CONVERTIR DISTRIBUER
Ordres
Energies d’entrée
Chaine d’énergie
Matière d’œuvre entrante
Matière d’œuvre sortante
ALIMENTER
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III.2.2. Electroaimant Il est capable d'attirer toute pièce métallique (fer). Il est utilisé comme système de levage tel que les grues des "ferrailleurs" et des "sidérurgistes". III.3. Actionneurs pneumatiques Un actionneur pneumatique est un dispositif qui transforme l’énergie de l’air comprimé en travail mécanique. Parmi les actionneurs pneumatiques les plus utilisés dans les systèmes automatisés on trouve :
• les vérins pneumatiques ; • le générateur de vide (Venturi.).
III.3.1. Vérins pneumatiques III.3.1.1. Constitution Un vérin est constitué de :
• d’un cylindre, fermé aux deux extrémités ; • un piston muni d’une tige ; • des orifices d’alimentation.
Il existe deux grandes familles de vérins :
Les vérins simple effet Les vérins double effet
Le vérin simple effet est un composant monostable (Stable dans une seule position). Ce type de vérin ne peut produire un effort significatif que dans un seul sens, le rappel de tige est assuré par un ressort.
Symbolisation :
Le vérin double effet est un composant bistable (Stable dans deux positions). Ce type de vérin peut produire un effort significatif dans les deux sens, le rappel de tige est obtenu par inversion de l’alimentation des deux chambres. Symbolisation :
Puissance d’entrée (Pe) Pélec = U ×××× I
(Watt) (Volt)(Ampère)
Puissance de sortie (Ps) P méca = C ×××× Ω
( Watt) (N.m)(rd/s)
rotation
Convertir L’énergie électrique
en énergie mécanique de rotation
Moteurs électriques
corps
tige
piston
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III.3.1.2. Caractéristiques et performances d’un vé rin Le fonctionnement d’un vérin dépend des caractéristiques suivantes :
• Le diamètre du piston ; • La course de la tige ; • La pression d’alimentation.
Le choix et le dimensionnement d’un vérin s’effectuent en fonction de l’effort à transmettre. Cet effort est lié à la pression par la relation Exercices Un vérin ayant un piston de diamètre D = 8 mm et alimenté par une pression de 6 bar. 1) Calculer l’effort fournit F 2) Le vérin utilisé dans le système Portail doit exercer un effort entrant de 15 N pour ouvrir la porte. Calculer le diamètre maximal dmax de la tige sachant que le diamètre du piston est D = 8 mm et la pression est de 6 bar ?
III.3.1.3. Exemple d’utilisation des vérins
III.3.1.4. Vérins spéciaux
II.
Puissance d’entrée (Pe)
Ppneum = Q ×××× P Watt m3 Pa
Puissance de sortie (Ps)
P = F ×××× V Watt N m/s
méca
translation
Convertir l’énergie pneumatique (hydraulique)
en énergie mécanique de translation
Vérins
F = p.S Avec : F est l’effort exprimé en newtons (N) ; p est la pression en pascal (Pa) ; S est la surface en m2
Vérins sans tige Vérins rotatifs Vérins compacts
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z
y
x Rz
Tz Rx
Ry
Tx
Ty
III.3.2. Générateur de vide ou "Venturi" Le générateur de vide a pour fonction de transformer la pression de l'air comprimé en une pression inférieure à la pression atmosphérique. Un tuyau branché sur la prise de vide transmet cette dépression à l'effecteur (les ventouses). Cette dépression permet aux ventouses de saisir les objets à déplacer en les aspirant. Les ventouses plaquent ainsi les objets contre elles III.3.2.1. Fonctionnement
L’air comprimé, en passant rapidement dans le venturi, provoque à cet endroit une dépression et entraîne avec lui l'air présent dans le conduit perpendiculaire. D'où l'aspiration disponible au niveau de la ventouse.
IV. Fonction transmettre et agir IV.1. Présentation Les fonctions TRANSMETTRE et AGIR sont généralement réalisées par des mécanismes. Ils sont constitués de pièces reliées entre elles par des liaisons mécaniques. Ces mécanismes permettent de transmettre l'énergie reçue et agissent directement sur la matière d’œuvre. IV.2. Notion de liaison entre les pièces d'un mécan isme IV.2.1. Degrés de liberté Pour remplir correctement les différentes fonctions techniques d'un mécanisme, ses constituants doivent être assemblés en respectant certaines conditions qui déterminent leurs possibilités de mouvement relatif, c'est à dire leurs degrés de liberté. Une pièce libre dans tous ses déplacements est une pièce qui n'a aucune liaison avec une autre pièce. Dans ce cas elle peut se déplacer suivant trois axes et chacun de ses déplacements se fait dans les deux sens. Cette pièce possède six degrés de liberté.
• 3 rotations autour des axes X, Y et Z (notées Rx, Ry, Rz), • 3 translations le long des axes X, Y et Z (notées Tx, Ty, Tz).
AGIR SUR LA
MATIERE D’OEUVRE
TRANSMETTRE CONVERTIR DISTRIBUER
Ordres
Energies d’entrée
Chaine d’énergie
Matière d’œuvre entrante
Matière d’œuvre sortante
ALIMENTER
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IV.2.2. Liaisons mécaniques On dit que deux pièces sont en liaison si elles sont en contact par l’intermédiaire de surface(s) ou de point(s). IV.2.2.1. Nature des contacts
• Contact ponctuel : La zone de contact est réduite à un point.
• Contact linéaire ou linéique : La zone de contact est réduite à une ligne (pas forcément droite).
• Contact surfacique : La zone de contact est une surface (plan, cylindre, sphère…).
IV.2.2.2. Liaisons élémentaires A partir des trois volumes élémentaires (plan, cylindre, sphère) nous pouvons définir toutes les combinaisons de contact possibles et leurs mouvements relatifs.
Plan Cylindre Sphère
Plan
Appui plan Linéaire rectiligne Ponctuelle
Cylindre
Pivot glissant Linéaire annulaire
Sphère
Sphérique ou rotule
O z
x y
Tx Rx Ty Ry Tz Rz
Tx Rx Ty Ry Tz Rz
Tx Rx Ty Ry Tz Rz
Tx Rx Ty Ry Tz Rz
Tx Rx Ty Ry Tz Rz
Tx Rx Ty Ry Tz Rz
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IV.3. Représentation des mécanismes : schéma cinéma tique
Symbole Nom de la liaison
Degrés de
liberté
Mouvements relatifs
Représentation plane Perspective
Exemples
0 Translation Encastrement
ou Fixe 0
0 Rotation
Pièces assemblées par vis
0 Translation Pivot 1
1 Rotation
1 Translation Glissière 1
0 Rotation
1 Translation
1 Rotation Hélicoïdale 1
Translation et rotation conjuguées
1 Translation Pivot glissant 2
1 Rotation
0 Translation Sphérique à
doigt 2
2 Rotation
2 Translation Appui plan 3
1 Rotation
0 Translation Rotule
ou sphérique 3
3 Rotation
1 Translation Linéaire
annulaire ou
sphère-cylindre
4 3 Rotation
2 Translation Linéaire
rectiligne 4
2 Rotation
2 Translation Ponctuelle ou
Sphère-plan 5
3 Rotation
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IV.4. Méthode d’établissement d’un schéma cinétique Le schéma cinématique modélise les contacts et les mouvements possibles dans un mécanisme. Exemple : Serre joint pour le bricolage
Etape 1 : Identification des classes d’équivalence
Classe d’équivalence : Groupe de pièces n’ayant aucun mouvement entre elles : Pièces en liaison fixe. Sont exclues : Les pièces déformables (Joints, ressorts) et les roulements. On considérera chaque classe d’équivalence comme un seul solide indéformable noté E.
a) Repérer les pièces élastiques à exclure de toutes classes d’équivalence b) Coloriage des classes d’équivalence sur le plan
Aucune pièce ne doit rester blanche
c) Ecriture des classes d’équivalence en extension : E1 = (1,2) E2 = (3). E3 = (4,5,7,8) E4 = (6). Etape 2 : identification des liaisons entre les classes d’équivalence
A l’aide du schéma cinématique 3D ci-dessus, remplir le tableau ci-dessous : a) Déterminer la nature du ou des contacts entre les classes d’équivalence cinématique. On ne s’intéresse qu’aux contacts permanents entre les pièces lors du fonctionnement considéré du mécanisme. b) En déduire les degrés de mobilité entre les « E » (0 ou 1) c) Identifier les liaisons mécaniques entre les « E » (nom de la liaison normalisée + centre de la liaison + axe et/ou normale au plan de contact). Remplir le tableau des mobilités.
1
2 3
4
5
6 →X
→Y
→Z
→X
→Y
→Z
E1
E2
E3
E4
O z
x y
L.T.Mohammedia CHAINE D’ENERGIE S.CHARI
SI – MODULE 2 – Chaine d’énergie page 15/17 Classe : TCT
Translation
suivant l'axe
Rotation suivant
l'axe
Repère de
la liaison
Nature des surfaces de
contact (cylindrique, plane,
…) X Y Z X Y Z
Nom, centre et axe de la liaison
Entre E1 et E2 L12 Plan de normale Ay + Plan de normale Az
1 0 0 0 0 0 Glissière (A,Ax)
Entre E2 et E3 L23 Filetage/taraudage d’axe Bx
1 0 0 1 0 0 Hélicoïdale (B,Bx)
Entre E3 et E4 L34 Surface sphérique de centre C
0 0 0 1 1 1 Rotule de centre C
Etape 3 : établissement du graphe des liaisons
Il permet de mettre en évidence les liaisons entre les classes d'équivalence. On y indique pour chaque liaison :
- Le nom de la liaison mécanique - Le centre de la liaison mécanique - L’axe de la liaison et/ou la normale au plan de contact.
Etape 4 : établissement du schéma cinématique minimal
Schéma : Parce qu’il sert à expliquer ou comprendre le fonctionnement du mécanisme. Cinématique : Parce qu’il représente les mouvements possibles entre les pièces. Minimal : Car il est constitué de classes d’équivalence. Le nombre de solides représenté est donc
minimal, ainsi que le nombre de liaisons entre solides. Principe :
• Les traits reliants les liaisons doivent faire apparaître la silhouette générale des pièces du dessin. Le schéma représente le dessin d’ensemble du mécanisme. Il doit donc y ressembler.
• Il est élaboré avec les couleurs des classes d’équivalence en utilisant la représentation normalisée des liaisons (toutes les classes d’équivalence ont la même épaisseur de traits).
• La pièce immobile par rapport à la terre (ou s’il n’y en a pas, celle qui sert de référence par rapport aux autres), sera repérée par des hachures ou le symbole
E1 E2
E3
E4
Glissière (A, Ax) Hélicoïdale (B, Bx)
Rotule (C)
X Z
Y
E2 E1
E3 E4
A
B C
L.T.Mohammedia CHAINE D’ENERGIE S.CHARI
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Ne
Ns
Roue 1
Roue 2
IV.5.Adapter et transformer l’énergie mécanique
FP Transmettre l’énergie
mécanique
FT Adapter l’énergie
mécanique
FT Adapter l’énergie mécanique de
rotation
S Engrenages FT Adapter l’énergie mécanique de
rotation
S Poulies courroie
FT Adapter l’énergie mécanique de
rotation
S Roue et vis sans fin
FT Transformer l’énergie
mécanique
FT S Système a levier
S Système vis écrou FT
S Poulies-courroie (Tapis roulant)
S Système bielle manivelle
Transformer l’énergie mécanique de
translation en énergie mécanique de rotation
Transformer l’énergie mécanique
de rotation en énergie mécanique de
translation alternative
S Système levier coulisse
FT
Transformer l’énergie mécanique de rotation en énergie mécanique
de translation
FT Transformer l’énergie
mécanique de rotation en
énergie
Engrenages Dans ce mécanisme, si l'entrée se fait par la roue 1, il y a réduction de vitesse avec un Rapport de réduction k :
La loi d'entrée-sortie du mécanisme s'écrit :
Ns = k x Ne
Avec k = Ze / Zs On note : N = vitesse de rotation en tr/min (ou ωωωω en rad/s) Z = nombre de dents des pignons (ou roue dentée)
mécanique de rotation (Ce, Ne)
mécanique de rotation (Cs, Ns)
ADAPTER l’énergie
mécanique.
Energie d'entrée Energie de sortie
Pignon-crémaillère Dans ce mécanisme, la rotation du pignon entraîne le déplacement de la crémaillère ( et inversement) : La loi d'entrée-sortie du mécanisme s'écrit :
Vs = ωωωω x R (avec ω = 2πN / 60) Avec Vs = vitesse de translation en m/s ωωωω = vitesse de rotation en rad/s R = rayon primitif du pignon en m (= Z × m) Z = nombre de dents du pignon m = module du pignon (donné)
Vs
ωωωωe
mécanique de rotation (Ce, Ne)
mécanique de translation (Fs, Vs)
TRANSFORMER l’énergie
mécanique.
Energie d'entrée Energie de sortie
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SI – MODULE 2 – Chaine d’énergie page 17/17 Classe : TCT
Poulies-courroie (avec diamètres différents) Dans ce mécanisme, si l'entrée se fait par la poulie 1, il y a réduction de vitesse avec un Rapport de réduction k : La loi d'entrée-sortie du mécanisme s'écrit :
Ns = k x Ne Avec k = Ns / Ne = De / Ds
On note : N = vitesse de rotation en tr/min (Ou ω en rad/s) D = diamètre des poulies en m
Poulies-courroie (avec diamètres identiques) Dans ce mécanisme, la rotation du pignon entraîne le déplacement de la crémaillère (et inversement) : La loi d'entrée-sortie du mécanisme s'écrit : Vs = ωωωω x R (avec ω = 2πN / 60) Avec Vs = vitesse de translation en m / s ωωωωe = vitesse de rotation en rad/s R = rayon des poulies en m
Courroie
Poulies
vs
ωe
Poulie 2
Ne Ns
mécanique de rotation (Ce, Ne)
mécanique de translation (Fs, Vs)
TRANSFORMER l’énergie
mécanique.
Energie d'entrée Energie de sortie mécanique de rotation (Ce, Ne)
mécanique de rotation (Cs, Ns)
ADAPTER l’énergie
mécanique.
Energie d'entrée Energie de sortie
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Chaine d'énergie: Transmettre
Notion de mouvement
Le mouvement d’un solide est un phénomène relatif. Il s’effectue toujours par rapport à un autre solide supposé fixe appelé solide de référence.
Exemples :
Mouvement de la terre par rapport au soleil
Mouvement de la lune par rapport à la terre
Mouvement de la lune par rapport au soleil
Mobilités ou degrés de liberté
Tableau des mobilités ou degrés de liberté pour une pièce libre dans l’espace:
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Tx 1 Rx 1 Ty 1 Ry 1 Tz 1 Rz 1
1 : mouvement possible
0 : mouvement impossible
Notions de liaison
Une liaison est un ensemble de surfaces de contact qui suppriment des
degrés de liberté et imposent des mobilités entre deux solides
Expression du besoin
Dans la plupart des produits, il apparaît nécessaire de transmettre l’énergie mécanique en sortie du convertisseur ( actionneur ) au besoin en énergie mécanique pour pouvoir agir ( vitesse, effort, nature du mouvement ).
Pour transmettre l’énergie mécanique, on peut soit la transformer et/ou l’adapter.
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Chaine d'information
1-Les éléments de la chaîne d’information 11-les éléments
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Source Capteur Unité de traitement Constituant de
dialogue Unité de traitement
Destination Unité de traitement
Constituant de dialogue
Unité de traitement préactionneur
2-nature d’une information 21-logique
Une information de nature logique est une information qui ne peut prendre que 2 états
(vrai ou faux, 0 ou 1, état haut ou état bas), on parle également d’information Tout Ou Rien.
Cette information sera transmise par un signal logique.
22-analogique
Une information de nature analogique est une information dont l’état peut varier de manière continue entre une valeur maximale et une valeur minimale.
Cette information sera transmise par un signal analogique.
23-numérique
Une information de nature numérique est une information qui peut prendre un nombre défini (discret) de valeurs entre une valeur maximale et une valeur minimale.
Cette information sera transmise par plusieurs signaux logiques.
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SI – MODULE 3 – Chaine d’information page 1/11 Classe : TCT
En présence d’énergie, pour agir correctement sur la matière d' uvre, un système automatisé a besoin derecueillir les informations sur de la partie opérative pour gérer les actions.La chaîne d’information peut être modélisée par les fonctions génériques suivantes :
• Acquérir les informations• Traiter ces informations suivant des règles et de lois physiques• Communiquer les résultats de traitement
I. Fonction AcquérirI.1. PrésentationLa fonction Acquérir est chargée de mettre en forme des informations issues du système piloté, del'opérateur ou d'une autre chaîne d'information, afin d'effectuer le traitement adapté. Ces informationssont obtenues par une famille de constituants appelée capteur.
I.2. CapteurA partir d’une grandeur physique à mesurer, le capteur délivre un signal, souvent électrique, utilisableaprès adaptation pour le traitement.
I.3. Représentation fonctionnelle
I.4. Nature d’une information délivrée par un capteur
Exemple : Information correspondant au déplacement d’une pièce sur une distance de 0 à 7 cm
Nature Valeurs possibles prises Nombre depossibilités
Valeur prise par lesignal
Nombre et type designal
Logique Pièce présente à 7 cm oupièce absente à 7 cm 2 0 ou 1 1 signal logique
Analogique Position entre 0et 7 cm Infini Entre 0 et 5 Volts
(par exemple) 1 signal analogique
Numérique(Exemple de 8valeurs possibles)
Position 0 cm, position 1 cm,position 2 cm, position 3 cmposition 4 cm, position 5 cmposition 6 cm, position 7 cm
8
000 001010 011100 101110 111
3 signaux logiques
Un capteur peut délivrer différents types d’informations:- information numérique : est une valeur numérique codée en une suite de 0 et de 1 (exemple :
0011001010) ;- information logique: peut prendre 2 valeurs uniquement : 0 ou 1 ;
(0 = signal absent en sortie du capteur, 1= signal présent à la sortie du capteur).On parle aussi de signal « tout ou rien (T.O.R.) ».
- information analogique : évolue de façon continue et proportionnelle à la grandeur mesurée.
Acquérir Traiter CommuniquerGrandeursphysiques,consignes
Ordres,messages
Chaine d’information
Grandeur physique
Capteur
Informationsde nature logique,analogique ounumérique
Acquérirles informations
Présence énergie électrique
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SI – MODULE 3 – Chaine d’information page 2/11 Classe : TCT
I.5. Principaux types de capteurs électriques Tout Ou Rien (T.O.R)I.5.1. Capteurs à contact (Capteur électromécanique)
La détection se faitpar contact avec unélément mobile.On parle aussid’interrupteur deposition.
Symbole
I.5.2. Capteurs sans contactLa détection se fait à distance (pas d’efforts sur le capteur, pas d’usure par frottement).
I.5.2.1. Interrupteurs à Lame Souple (I.L.S.)
Un interrupteur à lame souple estconstitué d'un boîtier à l'intérieurduquel est placé un contactélectrique métallique souplesensible aux champs magnétiques.Lorsque le champ est dirigé vers laface sensible du capteur le contactse ferme.
Ce type de capteur est utilisé pour contrôler la positiond'un vérin.
Symbole
I.5.2.2. Détecteurs de proximitéL'objet est donc à proximité du capteur mais pas en contact contrairement à un détecteur de position.
Détecteurs inductifs pour objets métalliques Détecteurs capacitifs pour objets de toutes naturesLes détecteurs de proximité inductifs permettent dedétecter sans contact des objets métalliques à unedistance variable de 0 à 60 mm Ils permettent de détecter des objets :- présence/absence d'objet,- fragiles (pas de contacts),- peints,- comptage de présence d'objets métalliques.
Les détecteurs de proximité capacitif permettent dedétecter sans contact des objets de toutes natures,conducteurs ou non conducteurs, tels que : Métaux,minerais, bois, plastique, verre, carton, cuir,céramique, distance de détection <15mm.Ils permettent de détecter des objets- présence/absence d'objet,- fragiles (pas de contacts),- liquides etc..
I.L.S.
Face active
Corps
SymboleSymbole
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SI – MODULE 3 – Chaine d’information page 3/11 Classe : TCT
I.5.2.3. Détecteurs photoélectriquesLes détecteurs photoélectriques portent aussi le nom de barrières lumineuses, ils sont de technologieélectronique et délivrent une information (0 ou 1) chaque fois que le faisceau issu de la partie émettriceest interrompu par un obstacle quelconque occultant la partie réceptrice.Pour réaliser la détection d'objets dans les différentes applications, 3 systèmes de base sont proposés:
Détecteur de type barrage Détecteur de type proximité Détecteur de type réflex
Il est composé d'un émetteur delumière associé à un récepteurphotosensible, les deux composantssont indépendants et placés l'un enface de l'autre.La présence d'un objet dans le champdu capteur interrompt le faisceaulumineux et le récepteur délivre alorsun signal.
Il est composé d'un émetteur delumière associé à un récepteurphotosensible, les deux composantssont placés dans le même boîtier etc'est l'objet à détecter qui renvoie lefaisceau lumineux vers le récepteur.La présence d'un objet suffisammentréfléchissant dans le champ ducapteur réfléchit le faisceaulumineux et le récepteur délivrealors un signal.
Il est composé d'un émetteur delumière associé à un récepteurphotosensible, les deuxcomposants sont placés dans lemême boîtier et c'est un réflecteurqui renvoie le faisceau lumineuxvers le récepteur.La présence d'un objet dans lechamp du capteur interrompt lefaisceau lumineux et le récepteurdélivre alors un signal.
Symbole Symbole Symbole
II. Fonction Traiter
II.1. PrésentationDans la chaîne d'information, les informations issues de la fonction « acquérir » doivent être traitées puiscommuniquées à l'environnement. A cette fin, des solutions technologiques spécifiques sont utilisées.La connaissance de la nature des informations circulant entre les divers éléments est indispensable.
Acquérir Traiter CommuniquerGrandeursphysiques,consignes
Ordres,messages
Chaine d’information
EmetteurRécepteur
ObjetCâble
EmetteurRécepteur
Réflecteur
Câble
Emetteur Récepteur
Câble
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SI – MODULE 3 – Chaine d’information page 4/11 Classe : TCT
Modules logiquesprogrammables
Automates programmables Ordinateur
II.2. Types de traitement des informations existant
II.2.1. Logique câblée
Ce type de traitement est figé et en conséquence réservé aux systèmes simples, sans possibilité d'évolution.Ex : Pompe immergée, Projecteur de diapositive, démarrage direct de moteurIl est réalisé par des composants électroniques non programmables (portes logiques etc. ...) ouélectromécaniques (relais).
II.2.2. Logique programméeCe type de traitement est réservé aux systèmes de traitements complexes avec possibilité d'évolution. Ex: Ouvre-Portail, A.P.I, Micro-ordinateur…Il est réalisé par des composants électroniques programmables (microprocesseur, µContrôleur, automateprogrammable industriel …).
II.2.3. Structure des unités de traitement programmables
• Unité centrale (CPU): à base demicroprocesseur, elle traite les instructions duprogramme.
• Mémoire : conserve le programme, enregistreet restitue les données pendant lefonctionnement.
• Module des entrées ou carte d'entrées :circuit électronique qui reçoit les informationset les adapte pour l'unité de traitement.
• Module des sorties ou carte de sorties :circuit électronique qui convertit les donnéesde l'unité de traitement en ordres ouinformations exploitables.
• Alimentation : source d'énergie pour lesdifférents modules.
• Horloge : cadence les opérations.
II.2.4. Exemples de différents matériels
Automate Programmable Industriel (API)Utilisé dans des systèmes réalisés en petits nombres, il utilise un langage de programmation spécifique. Ilest bien adapté à l'environnement industriel.Microcontrôleur : Circuit intégré contenant toutes les fonctions nécessaires au traitement automatiqued'informations numériques (il est équipé en outre de ports d'entrée-sortie et de périphériques spécifiques)et optimisé pour des applications où une faible puissance de calcul est possible.Microprocesseur :Circuit intégré permettant le traitement automatique d'informations numériques selon un programmestocké en mémoire. Utilisé pour des applications où une forte puissance de calcul est nécessaire.
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SI – MODULE 3 – Chaine d’information page 5/11 Classe : TCT
II.3. Logique combinatoire
II.3.1. Algèbre de BooleChaque état logique (0 ou 1) correspond à un niveau de tension spécifié par la norme ou le constructeur.C’est un algèbre qui traduit un raisonnement, les variables ne peuvent prendre que 2 états 0 et 1 sanspasser par des états intermédiaires.Si on considère un bouton poussoir quel qu’il soit, 2 cas et 2 seulement peuvent se présenter :
• Il n’y a pas d’action physique sur le bouton poussoir, alors on dit qu’il est égal à 0 L.• Il y a une action physique, alors on dit qu’il est égal à 1 L.
Nous sommes donc en présence d’une variable binaire.Il existe deux types de contacts :
• à fermeture que l’on note par exemple a• à ouverture que l’on note a
II.3.2. Fonctions logiques de baseFonction OUI
• Equation : a est la variable d’entrée et S la variable de sortie.S = a
• Table de vérité : La table de vérité résume l’ensemble des états d’une sortie pour toutes lescombinaisons possibles des variables d’entrées.
Table de vérité Schéma à contacts Opérateur logique
a S0 01 1 a S
1a S
Fonction NON• Equation : a est la variable d’entrée et S la variable de sortie.
S = a (se lit S égal a barre)
Table de vérité Schéma à contacts Opérateur logique
a S0 11 0
a S
1a S
Fonction ET• Equation : a et b sont les variables d’entrées et S la variable de sortie.
S = a · b
Table de vérité Schéma à contacts Opérateur logiquea b S0 0 00 1 01 0 01 1 1
Sa b
&a
bS
Fonction OU• Equation : a et b sont les variables d’entrées et S la variable de sortie.
S = a + b
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SI – MODULE 3 – Chaine d’information page 6/11 Classe : TCT
Table de vérité Schéma à contacts Opérateur logiquea b S0 0 00 1 11 0 11 1 1
S
a
b
1≥a
bS
Fonction OU Exclusif ou XOR• Equation : a et b sont les variables d’entrées et S la variable de sortie
S = a + b
Table de vérité Schéma à contacts Opérateur logiquea b S0 0 00 1 11 0 11 1 0
Sa b
a
bS=1
II.3.3. Fonctions logiques combinées
Fonction NAND ou NON ETLa fonction NAND est l’association d’une fonction ET et d’une fonction NON.
• Equation: a et b sont les variables d’entrées et S la variable de sortieS = a · b
Table de vérité Schéma à contacts Opérateur logiquea b S0 0 10 1 11 0 11 1 0
Sb
a & Sa
b
Fonction NOR ou NON OU
La fonction NOR est l’association d’une fonction OU et d’une fonction NON.• Equation: a et b sont les variables d’entrées et S la variable de sortie
S = a + b
Table de vérité Schéma à contacts Opérateur logiquea b S0 0 10 1 01 0 01 1 0
Sb a
Sa
b>1
II.3.4. LogigrammeLe logigramme réalisé à partir d’opérateurs logiques est la représentation graphique d’une équationlogique.
Exemple : Logigramme correspondant à l’équation S = a + b · c
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SI – MODULE 3 – Chaine d’information page 7/11 Classe : TCT
&
1
1≥
a
b
c
S
II.3.5. Equations logiques et leurs simplifications
II.3.5.1.Définition de l’équation logique.Une équation logique est une combinaison de plusieurs variables logiques (ou binaire) donnant l’étatd’une variable associée dite de sortie. Cette combinaison est réalisée à l’aide d’opérations logiques.Exemple : S = (a · b) + c + d
II.3.5.2. Règles de calcul.Soient 3 variables logiques a, b, c
Ø Commutativité : a + b = b + a a · b = b · aØ Associativité : a + (b + c) = (a + b) + c = a + b + c (a · b) · c = a · (b · c) = a · b · cØ Distributivité : (a + b) · c = a · c + b · c
II.3.5.3. Théorèmes de "DE MORGAN".
• Le complément logique d’une somme de variables est le produit des compléments de chaque variable.Exemple : Fonction NOR : a + b = a · b
• Le complément logique d’un produit de variables est la somme des compléments de chaque variable. Exemple : Fonction NAND : a · b = a + b
II.3.5.4. Détermination d’une équation logique à partir d’une table de vérité
a b c S Signification Equation0 0 0 1 S vaut 1si a = b = c = 0 donc si a = b = c = 1 a b c. .0 0 1 00 1 0 1 S vaut 1si a = c = 0 et b =1 donc si abc = 1 a b c. .0 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 11 1 1 0
A partir des significations on en déduit l’équation de la sortie S en effectuant la somme de ces significations.S a .b. c a .b .c a .b .c a .b .c= + + +
L’expression de la sortie S étant assez longue, il faut la simplifier. Pour cela on utilise les propriétés vuesaux paragraphes précédents. Après simplification: S = ...............On peut s’apercevoir que cette méthode peut devenir très longue et fastidieuse dès que le nombre devariables devient important.On sera donc amener à utiliser une méthode plus rapide consistant à effectuer les simplificationsdirectement. (Tableaux de Karnaugh).
II.3.5.5. Simplifications d’équations logiques par tableaux de KarnaughCette méthode permet de repérer visuellement les simplifications possibles sans utiliser l’algèbre deBoole.
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SI – MODULE 3 – Chaine d’information page 8/11 Classe : TCT
OrganisationComme pour la table de vérité, le tableau de Karnaugh contient la valeur de la fonction pour toutes lescombinaisons possibles des variables d’entrées.Construction du tableau de Karnaugh utilise 2 règles.
• on partage les variables d’entrées en 2 groupes qui constituerontles entrées verticales et horizontales du tableau.
• les différentes combinaisons des variables verticales et horizontales sontdisposées suivant un ordre défini par le code Gray ou binaire réfléchie.
Ce code a pour unique intérêt de ne pas modifier plus d’une variable entre 2 étatssuccessifs.
Donc le nombre de cases du tableau égal au nombre de combinaisons (2n pour n entrées).Pour 2 variables d’entrée a et b, on aura 22 = 4 cases,
Les 8 premières combinaisons du code Gray sont :
Code Gray 000 001 011 010 110 111 101 100
SimplificationsLa simplification est méthodique et se fait en 3 étapes:
• Etape 1 : D’après la table de vérité, on remplit le tableau de Karnaugh.
Exemple : S = a.b.c + a.b.c + a.b.c + a.b.c + a.b.c + a.b.c
• Etape 2 : On effectue des regroupements (2 à 2, 4 à 4, 8 à 8) de 1 logique sur des casesadjacentes. On essaie en un minimum de groupements, les plus grands possibles, de rassemblertoutes les 1 du tableau.
• Etape 3 : On déduit l’équation logique simplifiée de la lecture des regroupements.
S = b.c + b.c + a.
II.4. Logique séquentielle
Contrairement à la logique combinatoire où à une combinaison des entrées correspond une combinaisonde sortie, dans la logique séquentielle à une combinaison de sortie peut correspondre plusieurscombinaisons d’entrées.
a b c S0 0 0 10 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 1
a 0 1
0b
1
bc 00 01 11 10
0 1 0 1 0a
1 1 1 1 1Tableau de Karnaugh
bc 00 01 11 10
0 1 0 1 0a
1 1 1 1 1
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SI – MODULE 3 – Chaine d’information page 9/11 Classe : TCT
Dans la logique séquentielle, le fait d’avoir pour une combinaison d’entrée plusieurs combinaisons desorties est dû au fait que la sortie est fonction de l’entrée mais également de l’état antérieur de la sortie.Il y a donc un effet mémoire. Cet effet mémoire est la base même de la logique séquentielle et de toutce qui en découle (automate programmable, ordinateur…).
III. Fonction Communiquer
III.1. PrésentationDans la chaîne d'information, les informations doivent être communiquées entre les fonctions et àl'environnement. A cette fin, des solutions technologiques spécifiques sont utilisées. La connaissance dela nature des informations circulant entre les divers éléments est indispensable
III.2. La fonction communiquer :• le dialogue opérateur :
Logique (Tout Ou Rien TOR) Analogique Numérique
• la supervision : permet de visualiser et contrôler le système à distance. Le superviseur peut être detype PC ou unité de visualisation spécialisée.
• la communication distante : permet la télésurveillance, le télédiagnostic, la télémaintenance àlongue distance via des protocoles de communication spécifiques souvent communs avec ceux deinternet.
III.3. Les liaisons d’informationsLes éléments étudiés se situent dans la chaîne d'information comme liaison entre les fonctions ou avecl’environnement
III.3.1. Rôle des informations :• Messages : Ce sont des informations qui circulent de la partie commande vers l’opérateur.• Consignes : Ce sont des informations qui vont de l’opérateur vers la partie commande.• Ordres : Ce sont des informations qui vont de la partie commande vers la partie opérative.• Comptes-rendus : Informations renseignant la partie commande sur l’état de la partie opérative ou
de son environnement
III.3.2. Type de liaison :Pour permettre des échanges d’informations de nature électrique entre les différentes parties d’un système,ou entre systèmes il existe plusieurs types de liaisons
Acquérir Traiter CommuniquerGrandeursphysiques,consignes
Ordres
Chaine d’information
Informations destinées à d’autressystèmes et aux interfaces H/M
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SI – MODULE 3 – Chaine d’information page 10/11 Classe : TCT
III.3.3.1. Liaison filaire simple :Il s’agit d’un simple câble comprenant un, deux ou trois fils principalement utilisé pour transmettre unordre ou un compte rendu de type TOR. C’est le type de liaison le plus simple pour transmettre desinformations.
III.3.2.2. Liaison parallèle :
Elle est réalisée par un câble comportant un grandnombre de fils. Les bits qui constituent les mots del’information sont transmis par paquet en fonction dunombre de fils (généralement 8). Le temps detransmission est relativement court mais les distancesdoivent être faibles, quelques mètres et dans uneambiance non perturbée. C’est le type de liaison utilisépour les imprimantes.
III.3.2.3. Liaison série
RS232 USB (Universal Sérial Bus) IDE(Intergrated Drive Electronics) Serial ATA
Les données numériquessont sous forme de motconstitué de bits qui sonttransmis lesuns après les autres (ensérie) sur un seul fil deliaison. Les autres fils ducâble de liaison portentles signaux de contrôle etde synchronisation. Letemps de transmission estrelativement long.
Deux des quatre fils ducâble servent à fournir ducourant électrique, lesdeux autres véhiculentdes données et descommandes. Laconnexion peut se fairemême lorsque la machineest sous tension. Cetteliaison sertessentiellement à laconnexion despériphériques externessur un ordinateur
C’est une liaison interne àl’ordinateur entre la cartemère et les différentsaccessoires installés(disque dur, lecteur dedisquettes, lecteur/graveurde cdrom ou dvd).
Le standard Serial ATA estbasé sur une communicationen série. Une voie dedonnées est utilisée pourtransmettre les données etune autre voie sert à latransmission d'accusés deréception. Elle remplace lesliaisons IDE
0 1 0 0 1 0 1 1
01001011
Registre
Interfaceparallèle
Liaison parallèle (8 fils)
Transmissionde la donnée
Prise mâle dite CENTRONICpour imprimante
Port parallèle DB 25 (femelle)
Ports série (male) au format DB 9 Ports USB A femelle
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SI – MODULE 3 – Chaine d’information page 11/11 Classe : TCT
III.3.2.4. Liaison sans fil
Liaison infrarouge Liaison WIFI : (Wireless Fidelity) Liaison Bluetooth
La communication infrarouge utilisela lumière infrarouge pour transférerdes données dans lestélécommandes pour téléviseurs etmagnétoscopes. Dans lesordinateurs, la communicationinfrarouge offre une alternative aucâble. Elle donne un moyenéconomique de relier desordinateurs entre eux ou avec despériphériques et autres dispositifs. Ilne doit pas y avoir d’obstacle entrel’émetteur et le récepteur. Le débitest de 10Mb/s pour une distance de30m
Le réseau informatique wifi utiliseles ondes hertziennes (comme latélévision). Il permet de relier desordinateurs là où il serait difficile outrop coûteux de mettre un câble. Lesordinateurs A, B et C ne sont reliéspar aucun câble. Le point d’accès ou’AP’ relie tous les ordinateurs ouPDA (assistant personnel) entre eux
Bluetooth est la technologieéquivalente à l’USB mais sans fil etsert donc à relier des périphériquesavec un ordinateur ou d’autrespériphériques en utilisant des ondesradio. Bluetooth fonctionne sur labande de fréquence 2,4 GHz etpermet des débits maximums de 1Mbit par seconde avec une portéefaible, de plusieurs mètresseulement
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Chaines fonctionnelles
1. Définition d'un système automatisé
Un système technique automatisé est un ensemble de constituants conçu
pour effectuer un certain nombre de tâches. Le processus est l'ensemble ordonné des tâches effectuées par le système.
On appelle tâche un ensemble d'opérations regroupées selon un critère
fonctionnel. Chaque tâche confère une partie de la valeur ajoutée à la matière d'œuvre.
Au cours du processus, le système agit sur une (ou plusieurs) matière d'œuvre : il lui confère ainsi une valeur ajoutée.
Toute l'énergie nécessaire à la transformation du produit est fournie par
une source extérieure; le constituant automate dirige la succession des opérations. L'homme surveille le système et peut dialoguer avec lui par
l'intermédiaire du pupitre.
2. Fonction globale d'un système automatisé
(Modèle de représentation utilisé : SADT niveau A-0)
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3. Structure générale d'un système automatisé
Tout système automatisé se compose :
d'une partie opérative (P.O.) : agit sur la matière d'œuvre, sur ordre
de la partie commande, afin de lui procurer la valeur ajoutée.
d'une partie commande (P.C.) : coordonne les actions de la partie
opérative. Elle donne les ordres en fonction des consignes de l'opérateur et des comptes-rendus d'exécution transmis depuis la PO
4. Chaîne fonctionnelle
Définition : une chaîne fonctionnelle est un ensemble de constituants
organisés en vue de l'obtention d'une tâche.
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Classification des systèmes
1 - Notion de système.
Un système technique est un ensemble d’éléments fonctionnels en interaction organisés en fonction d’une finalité ou d’un but.
Un système (produit en général) répond à un besoin éprouvé par l’utilisateur (l’homme).
2 - Les différents types de système technique.
Prenons l’exemple d’un particulier qui souhaite installer un store de protection solaire sur une
des baies vitrées de sa maison. De plus, ce store doit pouvoir être remonté en cas de vent
violent.
Il existe différentes solutions pour atteindre ce but.
Le système technique élémentaire ou manuel.
Le store (figure 1) est manœuvré par l’opérateur qui utilise son énergie musculaire pour
monter et descendre le store. C’est l’usager qui décide en fonction de la présence du soleil de
conduire cette action.
Dans un système élémentaire ou manuel c’est l’homme qui fournit l’énergie nécessaire au système.
L’homme agit et contrôle en permanence son action, c’est lui qui dirige la succession des
opérations.
Le système technique mécanisé.
Le store (figure 2) est manœuvré par un moteur électrique. L’homme n’agit plus directement sur le produit mais commande le moteur par l’intermédiaire d’un interrupteur. C’est l’usager qui décide encore de monter ou de descendre le store.
Dans un système mécanisé, l’énergie nécessaire à la transformation du produit est fournie par une
source extérieure. L’homme commande la succession des opérations.
Le système technique automatisé.
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L’énergie nécessaire au déplacement du store (figure 3) est fournie par un moteur électrique,
mais c’est le système qui commande en fonction des conditions climatiques d’abaisser ou de monter le store.
Dans un système automatisé, l’énergie nécessaire à la transformation du produit est fournie par une source extérieure. Un « automate » dirige la succession des opérations. L’homme surveille le système et peut dialoguer avec lui par l’intermédiaire d’un « pupitre ».
Exemples de différents type de système technique.
Vélo + Usager :
Système NON Mécanisé
Consignes de départ : HOMME
Exécution des ordres : HOMME
Contrôle : HOMME
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Moto + Usager :
Système Mécanisé
Consignes de départ : HOMME
Exécution des ordres : MACHINE
Contrôle : HOMME
Métro:
Système Automatisé
Consignes de départ : HOMME
Exécution des ordres : MACHINE
Contrôle : MACHINE
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Coupes et Sections
INTRODUCTION
les vues en coupe, également appelées "coupes", permettent une meilleure définition et une compréhension plus aisée des formes intérieures ou des divers composants.
I. Coupes
1. Principe
Dans ce mode de représentation, l'objet est coupé (analogie avec un fruit coupé au couteau).
Les morceaux sont séparés. Le plus significatif est conservé. L'observateur, le regard tourné
vers le plan coupé, dessine l'ensemble du morceau suivant les règles habituelles. L'intérieur,
devenu visible, apparaît clairement en trait fort.
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représentations normalisées (voir figure ci-dessus)
a) Plan de coupe
Il est indiqué sur une vue adjacente.
Il est matérialisé par un trait mixte fin (ou trait d'axe) renforcé aux extrémités par deux
traits forts courts.
Le sens d'observation est indiqué par deux flèches (en traits forts) orientées vers la partie
à conserver.
Deux lettres majuscules (AA, BB...) servent à la fois à repérer le plan de coupe et la
vue coupée correspondante. Ces indications sont particulièrement utiles lorsque le dessin
comprend plusieurs vues coupées ; s'il n'y a pas d'ambiguïté possible, elles sont parfois
omises.
b) Les hachures
Les hachures apparaissent là où la matière a été coupée.
Elles sont tracées en trait continu fin et sont de préférence inclinées à 45° (cas d'un seul
objet coupé) par rapport aux lignes générales du contour.
Elles ne traversent pas ou ne coupent jamais un trait fort.
Elles ne s'arrêtent jamais sur un trait interrompu court (ou contour caché).
Le motif des hachures ne peut en aucun cas préciser la nature de la matière de l'objet
coupé. Cependant, en l'absence de nomenclature, les familles de matériaux (métaux ferreux,
plastiques, alliages légers...) peuvent être différenciées par les motifs d'emploi usuel.
Figure 2 :
Remarques :
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L'intervalle entre les traits de hachure doit être choisi en fonction de la grandeur de la surface
à hachurer en tenant compte des prescriptions relatives à l'espacement minimal : environ 0,7
mm ou deux fois la largeur du trait le plus large.
Lorsqu'il y a plusieurs vues en coupe du même objet :
Les différentes coupes d'une même pièce (parties, vues différentes...) doivent être hachurées
d'une manière identique : même motif, même inclinaison, même intervalle, etc. Autrement
dit, on conserve des hachures identiques d'une vue à l'autre.
II. Demi-coupe
1) Principe
Dans ce mode de représentation, afin de définir les formes intérieures, la moitié de la vue est
dessinée en coupe, alors que l'autre moitié reste en mode de représentation normal pour
décrire les formes et les contours extérieurs.
Remarque : ce mode de représentation est bien adapté aux objets ou ensembles
symétriques.
III. SECTIONS
On peut les considérer comme des vues complémentaires ou auxiliaires. Elles se présentent
comme une variante simplifiée des vues en coupe et permettent de définir avec exactitude une
forme, un contour, un profil en éliminant un grand nombre de tracés inutiles.
Les sections sont définies de la même manière que les coupes : plan de coupe, flèches, etc.
1) Principe
Dans une coupe normale toutes les parties au-delà du plan de coupe sont dessinées.
Dans une section, seule la partie coupée est dessinée, là où la matière est réellement coupée
ou sciée.
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Représentation normalisée :
2) Comparaison entre coupe,demi-coupe et section
Dans une section, seule la partie coupée est dessinée, là où la matière est réellement coupée.
Dans une coupe, en plus de la partie coupée, toutes les parties visibles au-delà du plan de
coupe sont dessinées. Dans une demi-coupe, seule une moitié de vue est dessinée en coupe,
l'autre moitié reste en mode de représentation normal.
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IV. Sections sorties et sections rabattues
1) Sections sorties
Ce sont des sections particulières. Les contours sont dessinés en trait continu fort.
Elles peuvent être placées :
près de la vue et reliées à celle-ci au moyen d'un trait mixte fin ("trait d'axe").
Principe
ou dans une autre position avec éléments d'identification (plan de coupe, sens
d'observation, lettres).
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2) Sections rabattues Ce sont des sections particulières dessinées en trait continu fin directement sur la vue
choisie. Les indications (plan de coupe, sens d'observation, désignation) sont en général inutiles. Pour plus de clarté, il
est préférable d'éliminer ou "gommer" les formes de l'objet vues sous la section.
Règles complémentaires simplifiant la lecture des dessins
® Sur un dessin d’ensemble en coupe,
® On ne coupe jamais (voir ci-dessous)
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Les fautes à éviter
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LES CAPTEURS
- Définition du capteur :
Au sein des systèmes automatisés, des capteurs permettent d'acquérir les informations
de la partie opérative. Leur rôle est d'associer à un phénomène physique une image que
la partie commande peut interpréter. La fonction permettant de passer de l’un à l’autre peut être différente selon le capteur considéré.
- Fonction Globale
CLASSIFICATION
Capteur logique
Cette fonction associe à un phénomène physique une image informationnelle de type logique : vrai ou faux (états logiques 0 ou 1).
Exemple: Thermostat réglé à une température de 20°C
De 0 à 20°C, la sortie t est active : autorise par exemple le chauffage à fonctionner.
Après 20°C, la sortie t est désactivée : coupe le chauffage.
Capteur analogique
Ce fichier est téléchargé de : 9alami.com Cette fonction associe à un phénomène physique une image informationnelle de type analogique.
Exemple: Thermomètre
A chaque variation de température entre
20°C et 40°C correspond une nouvelle
information informationnelle.
Ce type de capteur présente l'avantage
de donner une fonction linéaire. Mais, son
utilisation n'est pas possible avec des
systèmes numériques.
Capteur numérique
Cette fonction associe à un phénomène physique une image informationnelle de type
numérique.
Exemple: Capteur de température
L'image informationnelle est un mot
binaire de 3 bits. A chaque variation de
température correspond une image informationnelle.
Ce type de capteur présente l'avantage
d'être utilisable par des systèmes
numériques. Mais sa fonction n'est pas
linéaire, la précision obtenue dépend de la résolution du capteur.
Pour le traitement logique, les informations à traiter doivent être binaires.
Elles peuvent donc sortir d'un capteur logique T.O.R, mais également
d'une voie d'un capteur numérique
PRICIPAUX TYPES DE CAPTEURS ELECTRIQUES Tout Ou Rien
(T.O.R)
- Détecteurs de présence à action mécanique
- Détecteurs de proximité
- Interrupteurs à Lame Souple (I.L.S.)
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- Détecteurs inductifs pour objets métalliques
variation d'un champs électromagnétique à l'approche d'on objet métallique.
- Détecteurs capacitifs pour objets de toutes natures
variation d'un champs électrique
à l'approche d'un objet quelconque
- Détecteurs photoélectriques
-Techniques de montage :
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Représentation du réél
La projection orthogonale selon la méthode européenne La méthode européenne de projection consiste à représenter un objet vu par un observateur sur un plan situé derrière l’objet :
Symboles : méthode
européenne
méthode américaine
Le plan de représentation est parallèle à la face observée de l’objet et donc
perpendiculaire aux rayons visuels (d’où le nom de projection « orthogonale »). Suivant la position occupée par l’observateur pour observer l’objet, on distingue plusieurs vues :
On rabat alors toutes les différentes vues sur un même plan, celui de la vue de face :
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L’ensemble des vues possibles d’un objet sont au nombre de 6, disposées sur le plan autour de la vue de face :
- la vue de face (choisie au départ, elle détermine la position des autres vues)
- la vue de gauche (à droite de la vue de face)
- la vue de droite (à gauche de la vue de face)
- la vue de dessus (au dessous de la vue de face)
- la vue de dessous (au dessus de la vue de face)
- la vue de derrière (au dessus de la vue de dessous, au dessous de la vue de dessus, à gauche de la vue de droite ou à droite de la vue de gauche. Mon Dieu que c’est compliqué !)
On choisit généralement comme la vue de face celle qui est la plus représentative de l’objet ou qui donne le plus d’informations sur l’objet.
On dessine ensuite uniquement les autres vues nécessaires à la bonne compréhension des formes de l’objet. Il est rare que l’on doive représenter l’ensemble des 6 vues.
Les règles élémentaires de tracé
En dessin technique, on dessine en traits continu fort : - Les contours des volumes (qui peuvent être des plans ou d’autres surfaces vues sur la
tranche)
Ce fichier est téléchargé de : 9alami.com - Les arêtes vives,
qui sont visibles par l’observateur.
On dessine en traits interrompus fins les arêtes et contours qui sont cachés.
Dessin d’ensemble ou de définition Un dessin d’ensemble représente l’ensemble d’un mécanisme (voir dessin du réchaud au paragraphe Pour ne pas le surcharger on ne représente généralement pas toutes les parties cachées.
Un dessin de définition représente une seule pièce d’un mécanisme (voir dessin du bouton de réglage du réchaud au paragraphe 2.). Il doit définir parfaitement toutes les formes et dimensions (d’après l’échelle) de la pièce. Toutes les parties cachées doivent donc être représentées.
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I. Introduction Pourquoi le dessin technique ? Le Dessin Technique est une façon de représenter des pièces réelles (donc en 3 dimensions) sur une feuille de papier (donc en 2 dimensions) que l’on appelle un plan. Il doit suivre des règles bien précises pour être compris par tous les techniciens du monde. Des organismes internationaux tels que l’ISO (International Standard Organisation) s’occupent de fixer ces règles qu’on appelle des normes.
Pièce réelle
Représentation 2D suivant des règles bien précises
II. Support du dessin technique Les dessins sont le plus souvent exécutés sur des calques pré-imprimés ou imprimés en sortie d’un logiciel de D.A.O. (Dessin Assisté par Ordinateur) sur du papier à dessin. Ces supports ont des dimensions normalisées : III. Eléments permanents III.1. Cadre (la marge) Matérialisé par un trait continu fort. Elle est de 20 mm pour les formats A0 et A1, et de 10 mm pour les formats A2, A3 et A4
Ces plans ont des dimensions normalisées : Format A4 : (mm) Format A3 : (mm) Format A2 : 420 x 594 (mm) Format A1 : 594 x 840 (mm) Format A0 : 840 x 1188 (mm) surface : 1 m²
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III.2. Echelle Lorsque les objets sont grands (immeubles, bateaux, automobiles, etc.) ou petites (montres, circuit électronique, etc.), il est nécessaire de faire des réductions ou des agrandissements pour représenter ces objets. L’échelle d’un dessin est donc le rapport entre les dimensions dessinées et les dimensions réelles de l’objet. Exemple : Echelle 1:10 Echelle 1:1 pour la vraie grandeur Exemple : III.3. Cartouche et nomenclature Le cartouche n'est pas normalisé (propre à chaque entreprise). C’est la fiche d’identité du dessin Voici un exemple de cartouche
La nomenclature est la liste complète des pièces qui constituent un ensemble dessiné. Elle est liée au dessin par le repère des pièces. IV. Types de traits
Type de trait Designation Application
Trait continu FORT Arêtes et contours vus Cadre et cartouche
Trait interrompu court FIN Arêtes et contours cachés
Trait mixte FIN Axes et plans de symétrie
Trait continu FIN Lignes de cotes, hachures, arêtes fictives
Trait continu FIN à main levée ou en zigzag
Limite de vue ou de coupe partielle
Trait mixte FIN à deux tirets Contours de pièces voisines ou mobiles
Echelle = Dimensions réelles
Dimensions dessinées
Echelle 1 : 1 Echelle 1 : 2
TITRE Nom Prénom
Classe Date
Echelle 1 : 1 N° 1
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V. Projection orthogonale selon la méthode européen ne La méthode européenne de projection consiste à représenter un objet vu par un observateur sur un plan situé derrière l’objet :
Symboles :
méthode européenne :
méthode américaine :
Le plan de représentation est parallèle à la face observée de l’objet et donc perpendiculaire aux rayons visuels (d’où le nom de projection « orthogonale »). Suivant la position occupée par l’observateur pour observer l’objet, on distingue plusieurs vues :
Observateur placé en face
Vue de face
Observateur placé à droite
Vue de droite
Observateur placé au dessus
Vue de dessus
On "rabat" alors les différentes vues sur un même plan, celui de la vue de face :
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Vue de face
Vue de dessus
Vue de droite
Plan du dessin
L’ensemble des vues possibles d’un objet sont au nombre de 6, disposées sur le plan autour de la vue de face :
• la vue de face (choisie au départ, elle détermine la position des autres vues) • la vue de gauche (à droite de la vue de face) • la vue de droite (à gauche de la vue de face) • la vue de dessus (au dessous de la vue de face) • la vue de dessous (au dessus de la vue de face) • la vue de derrière (au dessus de la vue de dessous, au dessous de la vue de dessus, à gauche de la
vue de droite ou à droite de la vue de gauche.) On choisit généralement comme la vue de face celle qui est la plus représentative de l’objet ou qui donne le plus d’informations sur l’objet. On dessine ensuite uniquement les autres vues nécessaires à la bonne compréhension des formes de l’objet. Il est rare que l’on doive représenter l’ensemble des 6 vues. VI. Règles élémentaires de trace En dessin technique, on dessine en traits continu fort :
• Les contours des volumes (qui peuvent être des plans ou d’autres surfaces vues sur la tranche)
• Les arêtes vives, qui sont visibles par l’observateur.
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On dessine en traits interrompus fins les arêtes et contours qui sont cachés.
Bouton de réglage
VII. Dessin d’ensemble ou de définition Un dessin d’ensemble représente l’ensemble d’un mécanisme (voir dessin du réchaud.). Pour ne pas le surcharger on ne représente généralement pas toutes les parties cachées.
Un dessin de définition représente une seule pièce d’un mécanisme (voir dessin du bouton de réglage du réchaud.). Il doit définir parfaitement toutes les formes et dimensions (d’après l’échelle) de la pièce. Toutes les parties cachées doivent donc être représentées. VIII. Coupes et sections Le but d’une coupe, ou d’une section, est d’améliorer la lisibilité d’un dessin en remplaçant les contours internes cachés par des contours vus plus lisibles. VIII.1. Coupes En dessin technique, une coupe permet de faciliter la compréhension des formes d’une pièce. Elle consiste à supprimer une partie de la pièce à représenter afin de faire apparaître des formes intérieures VIII.1.1.Comment obtenir une coupe ?
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1. Identifier le plan sécant (P1) et couper la pièce selon ce plan.
2. Enlever, par la pensée, la partie située en avant du plan de coupe
3. Projeter la partie de la pièce restante sur le plan de projection (P2).
4. Habiller le plan de la pièce.
VIII.1.2. Hachures Elles symbolisent les traits de la scie. Elles se représentent en traits fins. Pour une même pièce, elles sont identiques. VIII.1.2.1. Types de hachures
Tous métaux et alliages
Tous métaux et alliages
Tous métaux et alliages
Tous métaux et alliages
Tous métaux et alliages
VIII.1.2.2. Règles à observer : Règle 1 : Les hachures ne coupent jamais un trait fort. Règle 2 : Les hachures ne s’arrêtent jamais sur un trait interrompu court. Règle 3 : Les pièces pleines, situées dans le plan de coupe, ne se coupent pas (ex. goupilles, clavettes, vis). Règle 4: Les nervures situées dans le plan de coupe, et dont les faces sont parallèles à ce dernier, ne se coupent pas.
1. Repérer et nommer le plan de coupe
2. Représenter la direction de l’observateur
3. Nommer la vue (même nom que 1)
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VIII.1.3. Quelques coupes particulières VIII.1.3.1. Demi-coupe
VIII.1.3.2. Coupe partielle
VIII.1.3.3. Coupe brisée à plan parallèles
VIII.1.3.4. Coupe brisée à plan oblique
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VIII.1.3.5.Coupe des pièces filetées Lorsqu'il y a assemblage de deux pièces filetées complémentaires, vis avec son écrou par exemple, la représentation ou le dessin des filetages extérieurs (vis...) l'emporte ou cache toujours la représentation des filetages intérieurs (écrou, trou taraudé..).
VIII.2. Sections VIII.2.1. Principe Le principe est le même que pour une coupe sauf qu’on ne représente que la tranche de la pièce contenue dans le plan de coupe. On ne représente donc pas ce qui est derrière le plan de coupe.
VIII.2.2. Types de sections VIII.2.2.1. Sections sorties
VIII.2.2.2. Sections rabattues :
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IX. Perspectives Les perspectives sont employées quand on estime qu’une représentation complémentaire permet de mieux saisir, et plus vite, l’aspect général et les formes d’une pièce ou d’un matériel technique. IX.1. Différentes perspectives rencontrées. - La perspective cavalière : facile et rapide à construire, mais elle déforme l’objet. - Les perspectives axonométriques :
• Isométrique :exécution simple, convient pour les revues techniques et les dessins de catalogues. • Dimétrique : utilisée lorsqu’une des faces doit être mise en valeur par rapport aux autres. • Trimétrique :exécution longue mais la perspective est très claire. •
Perspective cavalière Perspective isométrique La perspective cavalière d'une pièce résulte de sa projection sur un plan parallèle à l'une de ses faces principales, selon une direction oblique par rapport au plan de projection
La perspective isométrique d'une pièce résulte de sa projection orthogonale sur un plan oblique par rapport à ses faces principales.
La projection de ces différentes faces n'est donc pas en vraie grandeur