MODULE 1 : ACQUISITION D'UNE GRANDEUR PHYSIQUE : CAPTEUR

Transducteur, principe, caractérisation.
Cas des capteurs de température, de déplacement,de vitesse, de force : aspects physiques et technologiques, conditionnement et transmission de l'information représentative. Capteur intelligent,

Eléments de métrologie.

Cours : Les capteurs (html)
Le système international d'unités définitions des unités de base. Approche statistique de la mesure.

Cours : Les grandeurs physiques

Cours : Le système international des unités

MODULE 2 : GRANDEURS ELECTRIQUES ET CIRCUITS
Animation : Bases et les lois de l'électricité
Cours : Les lois générales de l'électricité

1. Propriétés temporelles : Représentations temporelles d'une grandeur électrique. Valeurs moyenne et efficace. Représentation complexe d'une grandeur électrique sinusoïdale. Régimes transitoire et permanent. Régime permanent sinusoïdal.
Rappels de cours : Le courant alternatif sinusoïdal
Animation : La représentation de Fresnel d'une grandeur électrique sinusoïdale
Rappels de cours : Somme de fonctions sinusoïdales et représentation de Fresnel
Rappels de cours : L'impédance (représentation de Fresnel)

Cours : Signaux périodiques (série de Fourier) et sinusoïdaux (représentation complexe)

Cours : Régimes transitoires

2. Propriétés fréquentielles : cas des signaux périodiques ; spectre en amplitude.
Diaporama1 : Développement de fonctions carrés et triangles paires et impaires en série de Fourier
Diaporama2 : Quelques exemples de décompositions en série de Fourier

3. Propriétés énergétiques puissances instantanée et moyenne.

MODULE 3 : TRAITEMENT ANALOGIQUE DES GRANDEURS ELECTRIQUES

1. Systèmes linéaires :
- Fonction amplification de tension, de puissance.
- Fonction filtrage analogique : filtre passe-bas, passe-haut et sélectif.

Cours : Filtres
Document : Fonctions de transfert et diagrammes de Bode de filtres passifs du 1er et 2nd ordre
Document : Diagrammes de Bode de filtres du 2nd ordre
Devoir à la maison : Filtres actifs
Corrigé devoir à la maison : Filtres actifs
Figures du corrigé du devoir à la maison : Filtres actifs
Corrigé devoir de leçon 2
- Fonctions linéaires de traitement analogique à base d' ADI.

Cours : Amplificateur opérationnel en régime linéaire

Document : Contre-réaction de l'amplificateur opérationnel réel

2. Systèmes non linéaires . Fonction "comparaison" à un ou deux seuils.

Cours : Amplificateur opérationnel en régime de saturation

MODULE 4 : DISCRETISATION ET TRAITEMENT NUMERIQUE DES GRANDEURS ANALOGIQUES

1. Fonction Echantillonnage : représentations temporelles des grandeurs mises en jeu ; aspects fréquentiels. Blocage.

2. Fonction Génération de signaux impulsionnels : réalisation et applications.

3. Fonction Conversion Analogique-Numérique : principe(s) ; réalisation ; caractéristiques instrumentales.

4. Fonction Conversion Numérique-Analogique : réalisation ; caractéristiques instrurnentales.
Cours : Les bases

Cours : Convertisseur Numérique/Analogique (C.N.A.)

5. Chaîne de mesure et de commande : organisation.

MODULE 5 : ENERGIE ELECTRIQUE : DISTRIBUTION ET CONVERSION

1. Distribution électrique et sécurité.
- Notions générales sur le transport et la distribution électrique ; rôle d'un transformateur.
Cours : Le transformateur
- Sécurité : danger d'électrocution ; limites des domaines de tension - régime de liaison à la terre.

2. Conversion électromécanique d'énergie
- Moteur à courant continu-réversibilité.
Support de cours : Figures sur le moteur à courant continu
Support de cours : Animations sur le moteur à courant continu
Cours : Le moteur à courant continu (MCC)
TP : Etude du moteur à courant continu Alcyon 3W (+ génératrice Alcyon 3W)
Résultats TP : MCC Alcyon 3W
- Moteurs à courants alternatifs.
Cours : Le moteur asynchrone
Animation : Principe du moteur asynchrone
- Moteur pas à pas.

3. Conversion statique d'énergie :
- Convertisseur alternatif-continu : redresseur.
Cours : Le redressement non commandé
Annexe cours : Le redressement non commandé
Cours : Le redressement non commandé et commandé
Exercice : Redressement non commandé et redressement commandé
- Convertisseur continu-continu : hacheur série.
Cours : Le hacheur
- Convertisseur continu-alternatif : onduleur.
Cours : L'onduleur

MODULE 6 : MODELISATION, COMMANDE ET CONTROLE DE SYSTEMES LINEAIRES

1. Identification d'un système analogique : réponse indicielle ; cas des systèmes des prernier et second ordre ; retard pur ; caractérisation.
Cours : Transformation de Laplace, transmittance isochrone d'un système linéaire
Application du cours : Réponse impulsionnelle et indicielle d'un système du second ordre
Simulation Protéus : Réponse impulsionnelle et indicielle d'un système du second ordre
Document : Table de tranformées de Laplace usuelles
Document : Vues dans le plan complexe de quelques transformées de Laplace : sin(t), cos(t), ...

2. Systèmes asservis analogiques : représentation fonctionnelle ; stabilité ; précision ; correction.
Cours : Systèmes asservis

3. Asservissements numériques : structure de la chaîne de contrôle commande ; algorithme de contrôle.

MODULE 7 : LE SOLIDE EN MOUVEMENT

1. Les systèmes mécaniques en mouvements.
- Système mécanique forces., couple, moments centre et moment d'inertie d'un système ; Référentiels , vitesse et accélération.
- La seconde loi de Newton. Rotation d'un solide autour d'un axe fixe : théorème du moment cinétique projeté sur l'axe de rotation.
- Etude de quelques mouvements "simples" : application de la seconde loi de Newion et du théorème du moment cinétique ; modélisation. Frottements.

2. Systèmes mécaniques oscillants :
- Pendule simple ; pendule pesant ; système élastique ; pendule de torsion.

3. La résonance en mécanique :
- Oscillations forcées ; résonance.
- Analogies électromécaniques.
- Couplage électromécanique.

4. Aspects énergétiques.
- Travail d'une force.
- Energie cinétique, potentielle (pesanteur, élastique), mécanique.

MODULE 8 : OPTIQUE

1. Images données par un-système optique :
- Propagation de la lumière : modèle du rayon lumineux ; point objet ; lois de la réflexion et de la réfraction pour un dioptre plan.

Cours : Les ondes sinusoïdales

Cours : Réflexion des ondes par un obstacle (diaporama)

Cours : Réflexion des ondes par un obstacle (fiche prof)

Cours : Réfraction des ondes et de la lumière, décomposition de la lumière (fiche prof)

- Image donnée par un miroir plan.

- Image donnée par une lentille mince convergente : centre optique ; foyers ; point image conjugué d'un point objet ; distance focale ; vergence.
Cours : Lentilles 1
Cours : Lentilles 2
Cours : Lentilles 3
Formulaire : optique

2. Sources et récepteurs de lumière
- Grandeurs et unités photométriques : puissance énergétique ; intensité, luminance, éclairement.
Cours : La photométrie
- Emetteurs et Récepteurs de lumière diode électroluminescente, phototodiode ; capteur optoélectronique.
- Une source de lumière cohérente : le laser. Monochromaticité, puissance, directivité. Diode laser.

3. Modèle ondulatoire de la lumière.
- Présentation expérimentale du phénomène de diffraction et des interférences en lumière monochromatique. Applications industrielles.
Cours : Diffraction des ondes et obtention de spectres avec un réseau (fiche prof)
- Le spectre de ondes électromagnétiques.
Cours : Qu'est-ce que la lumière ?

MODULE 9 : CHIMIE DES MATERIAUX

Description microscopique et propriétés macroscopiques de la matière.

On étudie plus spécialement :
- Les métaux et les alliages métalliques.
- Les polymères et les élastomères.
- Les céramiques et les verres.

- Les matériaux composites.