Sciences de l'Ingénieur

En PTSI/PT plus qu'ailleurs, l'objectif est de donner à l'étudiant toutes les bases qui lui serviront dans son métier d'ingénieur : rigueur mathématique, capacité de comprendre, de modéliser, et d'améliorer le comportement d'un système réel, maitrise d'une culture technologique très variée.
Nous avons pour ambition de maîtriser une partie du cycle de vie du produit allant du cahier des charges (performances souhaitées par le commanditaire) jusqu'à la matérialisation du produit sous forme de maquette ou de prototype.
Toutes les activités s'appuient fortement sur l'expérimentation dans laquelle l'outil informatique est largement utilisé.

 

 

 

 

 

Les Systèmes étudiés

La SI est proche de la physique (mécanique, électronique), mais son but est d'étudier et d'inventer des systèmes technologiques complexes, . Il faut prendre en compte la complexité de toutes les sciences et technologies qui se rencontrent dans un robot par exemple.

 

Les études portent sur les étapes de création des objets technologiques modernes :

 

 

 

Rigueur mathématique et Culture technologique

La SI c'est d'abord l'utilisation des mathématiques pour l'étude des mécanismes. Il s'agit d'études analytiques et de simulations logicielles à partir d'hypothèses et de modélisations rigoureuses. Les principaux outils mathématiques utilisés sont le calcul vectoriel, ainsi que le calcul différentiel et intégral.

 

Il faut du temps et de l'expérience pour se forger une culture technologique et pour savoir justifier le choix des différents composants. Cela passe par une découverte des solutions technologiques standards et d'un langage technique.

 

 

 

 

Confronter le Réel et le Modèle

L'informatique a révolutionné l'enseignement de la SI. Les logiciels de dessin et de calculs en 3D apportent mouvements, couleurs et facilité de compréhension aux mécanismes étudiés. Les logiciels de simulation permettent de modéliser les phénomènes physiques, d'optimiser la façon dont sont commandés les systèmes.

 

Les nombreux TP et TD permettent de découvrir les problèmes sur des systèmes réels. S'ensuivent analyses, synthèses, extensions, modélisations et validation (analytique, logicielle ou expérimentale), remise en cause des hypothèses et production de solutions plus élaborées.

 

 

 

 

 

 

 

 

En TD ou TP, on a sous les yeux quand c'est possible :

 

Mécanisme réel Modèles 3D Plans 2D Logiciel Schémas Schémas Documentation

 

Programmes officiels:

 

Programme de SI

 

Aperçu du Programme

Étude des systèmes

C'est l'analyse des produits existants. On y apprend des méthodes d'analyse, ainsi que les constituants des systèmes.

 

 

Mécanique du solide

C'est la science de base de l'ingénieur. On insiste sur la modélisation, le choix des bonnes méthodes et l'esprit critique. Au menu : cinématique, modélisation des actions mécaniques, statique, dynamique, analyse des mécanismes, résistance des matériaux, énergétique...

Laplace (1749-1827)

 

 

Automatique

C'est l'étude de la commande des systèmes. C'est un domaine très vaste, en constante évolution.
Mots clés : capteurs, moteurs électriques, asservissements, cartes de commandes, correcteurs, codage de l'information, réseaux ...

 

 

Conception et réalisation

La maîtrise des codes et langages de communication technique, et toute la culture technologique qui fait la richesse et l'intérêt de cette formation. Le but final est d'inventer une partie de "machine" à partir d'un cahier des charges. Les projets que nous menons aboutissent à la réalisation de prototypes.

 

Le dessin en PTSI

 

sur ordinateur Dessin papier

 

 

 

 

 

En Savoir +

 

Epreuves écrites Epreuves orales

 

Salle de TP Salle de TP Zone d'usinages : fraiseuses et tours à Commande Numérique Les ateliers de Productique. Au fond, la zone CPGE La salle R4. Cours de SI, Maths , Physique, Français , Langues ... Vincent a vaincu Maxpid! A moins que ça ne soit l'inverse. Démonstration de Soudage par Dominique, technicien du lycée une conception de groupe Franck est soucieux TP machine à mesurer tridimensionnelle métrologie étude statique d'une fixation de ski de randonnée étude statique d'une fixation de ski de randonnée Moulage au sable Moulage au sable Moulage au sable Métrologie

 

 

 

 

les Supports de TP

Beaucoup sont pilotés par des ordinateurs modernes reliés au réseau, et munis de capteurs, afin d'étudier leurs performances.

Chariot filoguidé Bras automatisé : Maxpid Cheville motorisée du robot NAO Maquette reproduisant une suspension arrière de Moto Direction assistée de voiture Capsuleuse de bocaux. Pompe doseuse volumétrique Boite de vitesse de Moto Ninja. Support du concours SI-B 2006 Porte de péage Banc de montage et de chargement de roulements à billes Banc d'étude de l'équilibrage en rotation Plateforme asservie par 6 vérins électriques Portail automatisé Tour à Commande Numérique Fraiseuse à Commande Numérique Réducteur à vis sans fin Accouplements : cardans, tripode, Oldham, flexible ... Pompe à engrenage Winch de Marine Etude d'un boitier roue + crémaillère Métrologie, colonne de mesure Métrologie tridimensionnelle Machine à mesurer tridimensionnelle, Mitutoyo Fraisage Pompe à pistons axiaux Tournage Prototypage rapide Vélo à assistance électrique Cordeuse de raquette banc d'essai d'un galet freineur Montages d'usinage Réalisation de moules et Fonderie Banc de traction / flexion Berceur pour bébé Robots haptiques (retour d'efforts) Nacelle de prises de vues aériennes

 

 

Leçon n°1 : avoir le look ingénieur. Il y avait du boulot.

Choix des matériaux, procédés de fabrication (usinage, moulage ...) , cotation, réalisation d'encastrement, de guidages en rotation ou translation, étanchéité, lubrification, métrologie, paramètres d'usinage, roulement à billes, engrenages, vis, boite de vitesse, ajustements, rugosité, dureté, dimensions, came, piston, prix, montage, usure, traitement thermique, grande ou petite série ...

moteurs, vérins, transmetteurs, cartes de puissances, cartes de commandes, arbres et accouplements, mécanismes plans à barres, réducteurs, capteurs, hacheurs, bus, ...

Nos élèves apprennent à lire des "dessins techniques", qui restent des documents industriels très actuels. C'est un réel atout qu'auront les PT dans leur future carrière. Heureusement il ne s'agit plus de produire ces dessins à l'ancienne (sur planche à dessin, à l'encre) !

Nous faisons de nombreux dessins à la main, cela reste une solution rapide, riche et claire pour communiquer et concevoir. L'idée est d'exprimer ses idées sous formes de croquis, de perspectives, ou bien à "règle levée" pour produire des dessins techniques (de complexité réduite).

N'ayez pas peur du dessin, il y a un vrai plaisir manuel à savoir esquisser et dessiner, qui tranche et repose des activités calculatoires. le problème est plutôt d'avoir des idées et une culture technologique suffisante pour savoir quelles formes et quels assemblages entre pièces seront résistants, fabricables ...

Aux concours, ces activités graphiques et manuelles de conception sont évaluées dans 2 des 3 épreuves.

L'ordinateur est très employé :

en 1ère année on va au bout des conceptions, jusqu'à la production de documents propres.

Mais le temps passé est plus long, et les formes complexes restent encore difficiles à générer (pièces moulées par exemple).

Epreuves Ecrites Banque PT

Sciences Industrielles A : durée 5 heures. L’épreuve de mécanique - automatique prend appui sur un support (système) réel. Elle propose une approche globale du problème et s’intéresse aux couplages entre la mécanique et l’automatique. La partie de la mécanique fera référence aux principes de base : cinématique, statique, dynamique, mécanisme, dimensionnement. La partie de l’automatique s’appuiera principalement sur l’étude des systèmes linéaires continus invariants.  

 

Sciences Industrielles B  : durée 6 heures. L’épreuve porte sur l’étude de conception de la partie mécanique d’un produit industriel simple. Elle permet d’évaluer la capacité de concevoir des mécanismes avec des raisonnements logiques de création de pièces et d’ensembles mécaniques s’appuyant sur des connaissances de technologie de construction mécanique, sur des méthodes et sur l’application de règles et de critères de conception. Elle permet également de contrôler l’aptitude du candidat à maîtriser les outils de la communication technique dans la conception de produit.  

 

Sciences Industrielles C  : durée 6 heures. L’épreuve consiste en une étude inédite d’un objet technique industriel récent. Elle comporte la conception d’un système mécanique pouvant inclure une partie dont le but est la recherche de solutions et nécessairement une partie allant jusqu’à la production d’une solution entièrement définie. La notion d’une conception intégrant tous les aspects de la construction sera recherchée (analyse et conception des liaisons mécaniques et des produits, communication technique, commande de systèmes séquentiels, matériaux et procédés de fabrication) en ne limitant pas l’étude aux seules fonctions mécaniques.

 

Toutes les annales récentes sont sur: http://www.banquept.com

Epreuves Orales Banque PT

Sciences Industrielles I : durée 4 heures

Cette épreuve vise à évaluer les compétences des candidats dans les domaines de l’analyse et de la mise en œuvre de systèmes industriels. Au cours de l’interrogation des questions pourront porter sur l’ensemble du programme seront posées au candidat.

Sciences Industrielles II : durée 1 heure précédée de 50 minutes de préparation

Cette épreuve de sciences industrielles porte sur l’analyse technologique et l’étude de comportement interne des ensembles mécaniques. Elle se déroule à partir d’un dossier fourni au candidat et est décomposée en trois parties d’un poids égal : une analyse technologique d’un ensemble mécanique, un travail de modélisation et des questions complémentaires pouvant aborder les thèmes de la construction, la mécanique, l’automatisme et la fabrication.