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Analyse fonctionnelle d'un système
Besoin, fonctions de service, diagramme bête à cornes et pieuvre, CdCF
BesoinFonctionDiagramme bête à cornes
🏭 L'analyse fonctionnelle est utilisée dans tous les bureaux d'études pour concevoir des produits répondant aux besoins réels des utilisateurs, du smartphone au pont suspendu. La norme NF X 50-151 encadre cette démarche.
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Chaîne d'énergie et chaîne d'information
Alimenter, distribuer, convertir, transmettre / Acquérir, traiter, communiquer
AlimenterDistribuerConvertir
🏭 La chaîne d'énergie et la chaîne d'information sont les deux piliers de l'analyse de tout système automatisé, du robot industriel à la voiture autonome en passant par la chaîne de production.
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Capteurs et actionneurs
Types de capteurs, actionneurs, signaux analogique/numérique, résolution d'un CAN
CapteurActionneurSignal
🏭 Les capteurs et actionneurs sont les interfaces entre le monde physique et le monde numérique : on les retrouve dans les smartphones (accéléromètre, gyroscope), les voitures (radar, lidar) et les objets connectés (IoT).
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💻
Initiation à la programmation (Arduino/Python)
Variables, boucles, conditions, entrées/sorties numériques et analogiques
VariableBoucleCondition
🏭 La programmation est au cœur des systèmes embarqués : elle permet de commander des robots, des drones, des objets connectés et des automates industriels. L'Arduino est la plateforme de référence pour l'apprentissage.
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⚖️
Principes mécaniques de base (forces, moments)
Notion de force, moment d'une force, conditions d'équilibre, levier
ForceMomentÉquilibre
🏭 Les principes d'équilibre sont essentiels en génie civil (ponts, bâtiments), en mécanique (bras articulés de robots) et dans la vie quotidienne (ciseaux, brouette, pince à épiler).
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📊
Modélisation des systèmes (SysML)
Diagrammes SysML : exigences, blocs, cas d'utilisation
SysMLDiagramme des exigencesDiagramme de blocs
🏭 La modélisation SysML est utilisée dans tous les domaines de l'ingénierie : aéronautique, automobile, robotique. Elle permet de formaliser le cahier des charges et de communiquer entre équipes pluridisciplinaires.
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Cinématique du solide
Vitesse, accélération, mouvements de translation et rotation
VitesseAccélérationTrajectoire
🏭 La cinématique est au cœur de l'étude des mécanismes : bras robotisé, système bielle-manivelle, convoyeur industriel. Comprendre les mouvements permet de dimensionner les actionneurs.
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⚖️
Statique : PFS
Principe Fondamental de la Statique, équilibre des forces et moments
PFSÉquilibreTorseur
🏭 Le PFS est essentiel pour dimensionner les structures (ponts, bâtiments, châssis) et vérifier qu'un système mécanique reste en équilibre sous charge.
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Circuits logiques et algèbre de Boole
Opérateurs ET, OU, NON, tables de vérité, lois de De Morgan
ETOUNON
🏭 Les circuits logiques sont la base de tout système numérique : automates programmables, microcontrôleurs, FPGA. Chaque décision d'un système automatisé repose sur des opérations logiques.
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🎯
Asservissement et régulation
Boucle ouverte, boucle fermée, consigne, mesure, écart
ConsigneMesureÉcart
🏭 L'asservissement est omniprésent : régulation de vitesse (cruise control), thermostat, pilote automatique, stabilisation de drone. Tout système qui corrige automatiquement une erreur utilise une boucle fermée.
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Énergie et rendement des systèmes
Formes d'énergie, puissance, rendement, bilan énergétique
ÉnergiePuissanceRendement
🏭 L'analyse énergétique est au cœur de la conception de tout système technique : moteur de véhicule électrique, chauffage, éclairage. Optimiser le rendement réduit la consommation et l'impact environnemental.
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Résistance des matériaux
Contraintes, déformations, loi de Hooke, coefficient de sécurité
ContrainteDéformationTraction
🏭 La RdM est indispensable pour dimensionner les pièces mécaniques : poutres, arbres de transmission, câbles, boulons. Elle garantit que les structures résistent aux efforts sans se rompre.
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Programmation orientée objet (Python)
Classes, objets, attributs, méthodes, héritage
ClasseObjetAttribut
🏭 La POO est utilisée pour modéliser et simuler des systèmes techniques en Python : robots, capteurs, actionneurs. Chaque composant physique peut être représenté par un objet avec ses propriétés et comportements.
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Dynamique du solide (PFD)
2ème loi de Newton, théorème du centre de masse, PFD en rotation
PFDForceMasse
🏭 Dimensionnement de moteurs, freinage ABS, lancement de fusées, ascenseurs — tout système où la résultante des forces produit une accélération.
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Énergie cinétique et théorème de l'énergie cinétique
Ec translation et rotation, travail d'une force, TEC
Énergie cinétiqueTravailTEC
🏭 Freinage automobile, balistique, crash-tests, dimensionnement de moteurs — tout calcul de vitesse atteinte ou de distance d'arrêt.
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🎛️
Systèmes asservis — Correcteur P/PI/PID
FTBO, FTBF, erreur statique, marges de stabilité
PIDCorrecteurSchéma-blocs
🏭 Régulation de température (four, climatisation), pilotage de drones, ABS automobile, régulation de vitesse — tout système nécessitant précision et stabilité.
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Modélisation des systèmes séquentiels (GRAFCET)
Étapes, transitions, 5 règles d'évolution, divergences, macro-étapes
GRAFCETÉtapeTransition
🏭 Automatisation industrielle : chaînes de production, robots de soudure, distributeurs automatiques, feux tricolores — tout système dont le comportement suit une séquence d'opérations.
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⚙️
Transmission de puissance
Engrenages, courroies, vis-écrou, rapport de réduction, rendement
EngrenageCourroieRapport de réduction
🏭 Boîte de vitesses automobile, réducteur de robot, vélo (dérailleur), convoyeur industriel, éolienne — tout mécanisme convertissant vitesse et couple.
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Analyse fréquentielle (Bode)
Gain en dB, phase, fréquence de coupure, 1er et 2nd ordre
BodeGainPhase
🏭 Filtrage audio (égaliseurs, enceintes), télécommunications (bande passante), capteurs industriels (filtrage du bruit), systèmes asservis (marges de stabilité).
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Réseaux et protocoles de communication
Modèle TCP/IP, adressage IP, débit, trame Ethernet
RéseauProtocoleTCP/IP
🏭 Domotique, IoT industriel, communication entre automates, télémaintenance, voitures connectées — tout système nécessitant un échange de données entre composants.
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