Mécanique pour l'enseignement technique industriel/Annexe/Référentiels

Cette annexe présente des extraits des référentiels (programmes d'enseignement).

Référentiels français

Pour les « savoirs associés » : entre parenthèses est indiqué le niveau d’acquisition et de maîtrise des savoirs :

• 1 : Niveau d'information
  Le savoir est relatif à l'appréhension d’une vue d’ensemble d’un sujet : les réalités sont montrées sous certains aspects de manière partielle ou globale.
• 2 : Niveau d'expression
  Le savoir est relatif à l’acquisition de moyens d’expression et de communication : définir, utiliser les termes composants la discipline. Il s’agit de maîtriser un savoir.
• 3 : Niveau de la maîtrise d'outils
  Le savoir est relatif à la maîtrise de procédés et d’outils d’étude ou d’action : utiliser, manipuler des règles ou des ensembles de règles (algorithme), des principes, en vue d’un résultat à atteindre. Il s’agit de maîtriser un savoir-faire.

Voir la page Aide:Niveau d'acquisition et de maîtrise des savoirs.

Baccalauréat professionnel maintenance des équipements industriels (MEI)

Arrêté du 30 mai 2005 portant création du baccalauréat professionnel spécialité « maintenance des équipements industriels » et fixant ses modalités de préparation et de délivrance , NOR:MENE0500957A

Unités constitutives du diplôme

Unité

U11 Analyse et exploitation de données techniques

• Contenu (compétences) :
  • CP2.1 : Analyser le fonctionnement et l'organisation d'un système.
  • CP2.2 : Analyser les solutions mécaniques réalisant les fonctions opératives.
• Contexte professionnel : Service de maintenance d'équipements industriels.
• Nature de l'activité : activité 1, Réaliser la maintenance corrective.
  • Tâche 1 : Diagnostiquer les pannes : prendre en charge une demande d'intervention ; dialoguer avec les utilisateurs ; consulter l’historique ; analyser les chaînes fonctionnelles du bien ; identifier à quel niveau d'arborescence du bien se situent les pannes ; localiser le composant défaillant ; identifier la ou les causes et vérifier son diagnostic.
• Tâche 2 : Préparer sa réparation, son dépannage : prendre en charge une demande d'intervention ; évaluer les conséquences du dépannage sur la sécurité des personnes ; préparer la réparation si le dépannage introduit un risque inacceptable ; préparer les outillages, les équipements, les matériels, les moyens de manutention ; quantifier la durée de l'intervention et le nombre d'intervenants ; rédiger un bon de commande ; planifier son intervention.
• Tâche 3 : Réaliser des réparations, des dépannages dans les domaines mécanique, électrique, pneumatique et hydraulique : prendre connaissance du dossier de préparation, mettre en œuvre les mesure de sécurité préconisées ; consigner ou participer à la consignation d'un bien ; repérer physiquement les circuits, les éléments d'assemblage, le composant défaillant ; régler, remplacer ou réparer le composant défaillant en respectant les procédures ; contrôler et tester ; déconsigner ou participer à la déconsignation d'un bien ; effectuer les réglages ; procéder aux essais de performance attendue ;remettre en service.

Compétences

CP2 — Analyser le fonctionnement d'un bien

CP2.1 Analyser le fonctionnement et l'organisation d'un système

Données	Actions	Indicateurs de performance
Tout ou partie des données suivantes : Le dossier technique du bien : supports papiers, supports numériques. Le cahier des charges fonctionnel. Le bien et les conditions de son environnement. Équipement informatique. Logiciels. Les normes. Toutes documentations techniques.	Décoder toutes les formes de représentation.	Les représentations sont lues et comprises sans erreur.
	Décrire le système dans son environnement du point de vue fonctionnel, temporel et structurel : identifier les fonctions opératives ; identifier la fonction : sécurité, dialogue (homme/machine) et surveillance, alimentation en énergie ; décrire le rôle et les caractéristiques des composants réalisant ces fonctions ; lire et décoder l'évolution temporelle du bien ; décoder les modes de production et/ou l'exploitation du bien.	La description à l'écrit ou à l'oral doit être conforme : au système ; à son environnement ; aux normes en vigueur. Ce descriptif intègre toutes les fonctions opératives du système et leurs interactions. Chaque fonction est délimitée et repérée sur les documents et sur le bien sans erreur. Les composants qui participent à chaque fonction son identifiés. La description à l'écrit ou à l'oral doit être conforme aux composants et à leurs fonctions. L'évolution temporelle est assimilée et décrite. Le fonctionnement est compris.
	Analyser tout ou partie du bilan énergétique.	Les causes des pertes sont identifiées. Les paramètres de puissance, de travail et de rendement sont identifiés et éventuellement calculés ou vérifiés.

CP2.2 Analyser les solutions mécaniques réalisant les fonctions opératives

Données	Actions	Indicateurs de performance
Tout ou partie des données suivantes : Le dossier technique du bien : supports papiers, supports numériques. Le cahier des charges fonctionnel. Le bien et les conditions de son environnement. Équipement informatique. Logiciels. Les normes. Toutes documentations techniques. Document unique d'évaluation des risques. le plan de prévention.	Décoder toutes les formes de représentation des solutions constructives.	Les schémas, documents techniques, éclatés, … sont lus et compris sans erreur.
	Identifier, pour chaque solution technique (assemblage, guidage, étanchéité, transmission, transformation des mouvements, …) : les composants utilisés ; les performances attendues ou constatées ; les caractéristiques ; les conditions d’utilisation ; les risques de défaillance.	Les composants constitutifs des solutions et leurs éléments d'assemblage sont identifiés et désignés exhaustivement et sans erreur. Les caractéristiques, les performances, les conditions d’utilisation, les risques de défaillance sont explicités. Les dérives de fonctionnement sont justifiées.
	Décrire la cinématique des parties opératives.	La description (schéma cinématique) doit être conforme : aux solutions mécaniques ; à son environnement ; aux normes de représentation en vigueur.
	Décrire et vérifier des solutions constructives par le calcul.	La description est conforme à l’ensemble étudié. Les formules sont correctement utilisées. Les logiciels de calcul et les résultats fournis sont correctement exploités.
	Établir des schémas et croquis des solutions techniques.	Les schémas réalisés sont conformes aux solutions et respectent les normes de représentation. Les croquis sont exploitables.
	Rédiger des consignes : gammes de montage-démontage ; procédures de réglage.	Les gammes et les procédures sont exploitables et répondent au besoin. Le plan de prévention est réactualisé. Le langage utilisé est correct et approprié.

Savoirs associés

S1 Analyse des systèmes mécaniques, étude de leur comportement

S1.2 Mécanique

S1.2.1 Statique

1. Modélisation des actions mécaniques :
   • définition du système isolé : frontière, milieu extérieur (3) ;
   • actions mécaniques sur un solide (3) :
     • modélisation des actions mécaniques :
       • forces, moments, couples (3),
       • éléments de réductions, systèmes équivalents (3),
       • torseurs d'action mécaniques (écriture seule) (2),
     • actions de contact (3) :
       • action de liaison entre solides,
       • actions dues aux fluides,
     • actions à distance (3) : le référentiel n'indique rien, mais il s'agit probablement du poids,
     • analyse locale des actions de contact (2) :
       • adhérence et frottement,
       • glissement et roulement ;
   • actions mécaniques dans les liaisons (2) :
     • actions associées aux liaisons mécaniques élémentaires,
     • torseur des actions mécaniques transmissibles (écriture) ;
   • principe des actions mutuelles (3) : expression vectorielle.
2. Principe fondamental de la statique :
   • isolement d'un système (3);
   • bilan des actions mécaniques extérieures (3) ;
   • principe fondamental de la statique (3) :
     • théorème de la résultante,
     • théorème du moment résultant ;
   • algorithme de résolution (3) :
     • identification des inconnues,
     • ordonnancement des isolements,
     • possibilités de résolution ;
   • choix d'une méthode de résolution (analytique ou graphique) (3) ;
   • Méthode graphique de résolution (3) :
     • système en équilibre soumis à 2 actions mécaniques,
     • système en équilibre soumis à 3 actions mécaniques parallèles ;
   • analyse de cas de liaisons mécaniques réelles (2) :
     • frottement,
     • arc-boutement ;
   • à partir d'un ensemble sous modeleur 3D et du module de mécanique associé (le modèle étant fourni) : éditer interpréter et exploiter les résultats.

S1.2.2 Résistance des matériaux

1. Hypothèses et définitions de la RDM (2) :
   • modèle de poutre, section droite,
   • hypothèse sur les matériaux :
     • matériaux homogènes,
     • matériaux isotropes ;
   • lois de la RDM ;
2. définitions et sollicitations :
   • notions de contraintes dans une section droite (3) :
     • normale (traction, compression),
     • tangentielle (cisaillement) ;
   • définitions des sollicitations (simples et composées) (2).
3. Étude des sollicitations simples (3) :
   • essai de traction (limite élastique, résistance à la rupture, allongement, striction) :
     • loi de Hooke,
     • module d'élasticité longitudinal (Young),
     • utilisation des courbes contrainte-allongement relatif ;
   • étude des sollicitations de :
     • traction-compression :
       • expression de la contrainte normale,
       • diagramme des contraintes dans une section droite,
       • relation contrainte-déformation,
       • condition de résistance,
     • torsion pure :
       • expression de la contrainte tangentielle,
       • diagramme des contraintes dans une section droite,
       • condition de résistance,
     • coefficient de sécurité : définition, relation ;
   • notion de concentration de contraintes (2) :
     • mise en évidents,
     • coefficient de contrainte :
       • définition,
       • relation ;
   • visualisation, par l’utilisation en lecture seule d'un logiciel adapté, des déformations, des contraintes et de leur concentration sur des solides soumis aux sollicitations simples (3) ;
   • notions de pression de contact (2).

S1.2.3 Cinématique

1. Généralités (2) :
   • définition des mouvements ;
   • repères, coordonnées ;
   • paramétrages ;
   • trajectoire d'un point solide.
2. Solide en mouvement de translation rectiligne (3) :
   • expression de la vitesse et de l'accélération ;
   • représentation vectorielle de la vitesse et de l'accélération ;
   • mouvement rectiligne uniforme (lecture et interprétation de graphe, application) ;
   • mouvement rectiligne uniformément accéléré (lecture et interprétation de graphe, application).
3. Solide en rotation autour d'un axe fixe (3) :
   • vitesse angulaire du solide ;
   • expression de la vitesse et de l'accélération d'un point du solide ;
   • représentation vectorielle de la vitesse et de l'accélération d'un point ;
   • mouvement de rotation uniforme (lecture et interprétation de graphe, application) ;
   • mouvement de rotation uniformément accéléré (lecture et interprétation de graphe. application) ;
4. Mouvements plans entre solides (3) :
   • le modèle étant fourni, faire l'analyse du mécanisme sous assistance informatique (caractéristiques des paramètres cinématiques) ;
   • équiprojectivité du champ des vecteurs vitesse ;
   • centre instantané de rotation ;
   • distribution linéaire des vitesses des points d'un solide ;
   • exploitations graphiques.

S1.2.4 Dynamique (3)

Principe fondamental de la dynamique :

1. Application au solide en translation rectiligne.
2. Application au solide en rotation autour d'un axe fixe ;
   note : la position du centre de gravité et la valeur du moment d'inertie seront fournies.

S1.2.5 Énergétique (2)

1. Principe de conservation de l'énergie :
   • différents types d'énergie ;
   • conservation d'énergie dans une mécanisme.
2. Travail :
   • d'une action mécanique de direction constante ;
   • d'un moment de module constant.
3. Puissance :
   • développée par une force ;
   • développée par un moment.
4. Rendement.

Baccalauréat professionnel technicien en chaudronnerie industrielle (TCI)

Arrêté du 12 mai 2009 portant création de la spécialité de baccalauréat professionnel « Technicien en chaudronnerie industrielle » et fixant ses conditions de délivrance, NOR:MEN E 0910778 A

Validité

À partir de la session 2012

Fonctions

Analyse — études et préparation de la fabrication

Unité : U21 Analyse et exploitation de données techniques

Compétences :

• C1 : Identifier et interpréter les données de définition d’un ouvrage ou d’un matériel.
• C2 : Vérifier les caractéristiques d’un ouvrage ou d’un matériel.

Tâches professionnelles

• Identification de la fonction et du mode d’assemblage des éléments constitutifs de tout ou partie d’un ouvrage.
• Extraction des données de définition d’un élément à partir d’un dessin d’ensemble.
• Décodage des dessins de définition, des plans isométriques et des nomenclatures.
• Identification des contraintes réglementaires liées à une norme.

Compétences

C 1 Identifier et interpréter les données de définition d’un ouvrage ou d’un matériel

Données	Actions	Indicateurs de performance
Tout ou partie des données suivantes sous forme de document imprimé et numérique : Descriptif fonctionnel extrait du cahier des charges. Dessins d’ensemble et de sous-ensembles complets avec nomenclatures. Dessins de définition des éléments. Descriptifs des modes opératoires de soudage. Extraits de normes et codes de constructions. Données constructeurs relatives aux matériels (outillages, équipements de manutention, composants, catalogues produits, etc).	Exploiter le modèle numérique de définition d’un ouvrage ou d’un matériel. Identifier et localiser les sous-ensembles et les éléments d’un ouvrage. Identifier et localiser les pièces ou les composants ou les accessoires. Expliciter le fonctionnement. Caractériser les liaisons. Donner la signification des indications fonctionnelles.	Les dessins de définition sont extraits. Les différentes parties de l’ouvrage sont repérées en relation avec la nomenclature. Les fonctionnalités de l’ouvrage et des sous-ensembles sont connues. Les liaisons sont identifiées et leurs caractéristiques sont interprétées. Les caractéristiques fonctionnelles (dimensionnelles et géométriques) sont repérées et interprétées

C 2 Vérifier les caractéristiques d’un ouvrage ou d’un matériel

Données	Actions	Indicateurs de performance
Tout ou partie des données suivantes sous forme de document imprimé et/ou numérique : Descriptif fonctionnel extrait du cahier des charges. Dessins d’ensemble et de sous-ensembles complets avec nomenclatures. Dessins de définition des éléments. Descriptifs des modes opératoires de soudage. Extraits de normes et codes de constructions. Données constructeurs relatives aux matériels (outillages, équipements de manutention, composants, etc).	Identifier les caractéristiques d’un ouvrage, d’un sous-ensemble, d’un élément, d’un outillage, contraintes par : Les fonctions d‘usage. La cinématique. Les conditions de résistance. La réglementation (codes de construction, sécurité, environnement). Effectuer une recherche documentaire dans des bases de données. Vérifier les caractéristiques d’un ouvrage, d’un sous-ensemble, d’un élément, d’un outillage. Proposer, si nécessaire, des améliorations constructives et représenter sous forme de schémas et/ou de croquis des solutions techniques.	La nature des matériaux est identifiée. Les contraintes réglementaires sont identifiées. Les informations collectées sont pertinentes et obtenues dans les délais. Les sollicitations mécaniques sont identifiées et les dimensionnements et/ou les caractéristiques mécaniques (effort, résistance) sont validés. La représentation cotée, à main levée, définit les solutions en respectant les ordres de grandeur et les conditions fonctionnelles.

Savoirs associés

Entre parenthèses est indiqué le niveau d’acquisition et de maîtrise des savoirs :

• 1 : Niveau d'information
  Le savoir est relatif à l'appréhension d’une vue d’ensemble d’un sujet : les réalités sont montrées sous certains aspects de manière partielle ou globale.
• 2 : Niveau d'expression
  Le savoir est relatif à l’acquisition de moyens d’expression et de communication : définir, utiliser les termes composants la discipline. Il s’agit de maîtriser un savoir.
• 3 : Niveau de la maîtrise d'outils
  Le savoir est relatif à la maîtrise de procédés et d’outils d’étude ou d’action : utiliser, manipuler des règles ou des ensembles de règles (algorithme), des principes, en vue d’un résultat à atteindre. Il s’agit de maîtriser un savoir-faire.

S1 Construction et étude de comportements

S1.3 Caractéristiques des matériaux (2)

• Désignation normalisée (notions, familles de matériaux) et formes commerciales.
• Aptitudes des matériaux : soudabilité, résistance à la corrosion.
• Caractéristiques mécaniques : résistance, dureté, résilience, élasticité, malléabilité, loi de Hooke, module d’élasticité longitudinal (Young), …
• Les traitements thermiques.
• Les procédés d’obtention. (1)

S1.4 Mécanique appliquée

Pour l’ensemble de ce chapitre, il s’agit de conduire des études de cas sur les ensembles ou les sous-ensembles précédemment analysés et les moyens de manutention utilisés pour les déplacer.

S 1.41 Statique (3)

Les études sont à appliquer à des systèmes soumis à des forces coplanaires parallèles ou concourantes (hypothèse : frottements négligés). Trois actions mécaniques maximum lorsqu'elles sont quelconques et n… actions lorsqu'elles sont parallèles.

• Modélisation des actions mécaniques :
  • Définition du système isolé : actions extérieures.
  • Actions de contact, moments.
  • Actions de liaisons entre solides :
    • Actions dues aux fluides,
    • Actions à distance,
    • Actions mécaniques dans les liaisons,
• Principe fondamental de la statique.
• Recherche de la position relative d’un centre de gravité.

S 1.42 Résistance des matériaux (2)

L'enseignement de la résistance des matériaux devra donner la plus large place à l'expérimentation. Cet enseignement fera appel chaque fois que possible à des situations rencontrées dans la spécialité.

• Hypothèses et définitions de la RDM :
  • Modèle poutre, section droite.
  • Hypothèses sur les matériaux : homogène et isotrope.
• Définition des sollicitations :
  • Notions de contraintes dans une section droite : normale (traction, compression) et tangentielle (cisaillement).

L’utilisation d’un logiciel de RDM permet la visualisation et l’interprétation des courbes et des graphiques des déformations, des contraintes et de leur concentration sur des solides soumis aux sollicitations simples pour les études suivantes :

• Sollicitations de flexion plane simple :
  • Charge ponctuelle ou charge uniformément répartie.
  • Efforts tranchants et moments fléchissants.
• Poutre sur deux appuis ou encastrée à une extrémité et libre à l'autre.

Vérification des éléments de liaison par calcul (formules fournies) dans les cas suivants (3) :

• Sollicitations simples :
  • Traction, compression, cisaillement.

S1.43 Cinématique (2)

L'enseignement de la cinématique ne doit pas avoir un caractère théorique. Il sera dispensé chaque fois que possible à partir de supports choisis dans la spécialité et fera appel à des mécanismes variés et récents.

• Généralités :
  • Définition des mouvements, repères ; coordonnées, paramétrage.
  • Trajectoire d'un point d'un solide.
• Solide en mouvement de translation rectiligne :
  • Expression de la vitesse.
  • Représentation vectorielle de la vitesse.
  • Mouvement rectiligne uniforme (lecture et interprétation de graphe, application).
• Solide en mouvement de rotation autour d'un axe fixe :
  • Vitesse angulaire du solide.
  • Expression de la vitesse.
  • Expression vectorielle de la vitesse, mouvement de rotation uniforme (lecture et interprétation de graphes, application).

S1.44 Dynamique (2)

L'enseignement de la dynamique ne doit pas avoir un caractère théorique. Il sera dispensé chaque fois que possible à partir de supports choisis dans la spécialité et fera appel à des mécanismes variés et récents.

• Principe fondamental de la dynamique : application au solide en translation rectiligne, notion d’accélération.

Baccalauréat professionnel technicien d'usinage (TU)

Arrêté du 16 février 2004 portant création du baccalauréat professionnel spécialité technicien d'usinage et fixant ses modalités de préparation et de délivrance., NOR:MEN E 0400284 A

Activité

Préparation de la fabrication

unité constitutive du diplôme U11 : Analyse et exploitation des données techniques

compétences :

• C1 : S'informer, analyser, communiquer :

  C11 : Analyser des données fonctionnelles et des données de définition d’un ensemble, d’une pièce, d’un composant ;

• C2 : Préparer :

  C24 : Établir un mode opératoire de contrôle.

Compétences

C1 S'informer, analyser, communiquer

C 1.1. Analyser des données fonctionnelles et des données de définition

Données	Actions	Indicateurs de performance
D’un ensemble :
Tout ou partie des données suivantes : Le modèle numérique d'un système mécanique. Des représentations multiformes issues du modèle. Le processus de production (extraits). Le mode opératoire (extraits). Un dessin d'ensemble relatif à tout ou partie des relations : pièce/porte-pièce/machine ; outil/porte-outils/machine.	Exploiter le modèle numérique et l’arbre d'assemblage associé. Expliciter le fonctionnement. Caractériser les liaisons. Identifier et localiser les composants. Identifier les groupes de surfaces fonctionnelles. Donner la signification des indications fonctionnelles. Décrire les circuits géométriques ou mécaniques, en déduire les éléments participant au respect des indications fonctionnelles à caractère dimensionnel. Établir des schémas et croquis (à main levée) des solutions techniques. Vérifier, dans les conditions proposées, l'aptitude à l'emploi des mécanismes (outillage). Vérifier des performances. Justifier la solution retenue. Proposer, si nécessaire, des améliorations constructives relatives au mécanisme (outillage). Mettre en œuvre une recherche documentaire dans des bases de données et sur des réseaux.	Les informations attendues sont identifiées, les points de vue pertinents sont affichés. Le fonctionnement est décrit, les pièces sont identifiées et localisées Les liaisons sont caractérisées. L'interprétation des indications dimensionnelles et des spécifications intrinsèques est exacte Les procédures de recherche sont respectées (syntaxe). Les données attendues sont extraites.
D’une pièce, d’un composant :
Des bases de donnée numériques (issues de : CD, sites Internet…). Les données techniques relatives à une pièce ou à uncomposant.	Exploiter le modèle numérique et l’arbre de construction associé. Identifier, caractériser les surfaces et les volumes. Identifier et interpréter les spécifications géométriques, dimensionnelles et d’états de surfaces à respecter. Donner la signification des spécifications relatives à la composition et aux caractéristiques mécaniques et physiques du matériau.	Les surfaces et les volumes sont caractérisés. L’interprétation des spécifications est conforme à la norme. La signification des spécifications relatives au matériau est exprimée.

C2 Préparer

C 2.4. : Établir un mode opératoire de contrôle

Données	Actions	Indicateurs de performance
Un dessin de définition. Le processus de production (extraits). Le mode opératoire de fabrication (extraits). La définition de l'état de transformation du produit La documentation technique relative au moyen de contrôle (machine à mesurer tridimensionnelle, système d’autocontrôle). La documentation technique relative aux outillages et à la sécurité.	Identifier les critères d'acceptabilité du produit. Choisir et situer le référentiel de mesurage lié au produit. Définir : les éléments à palper ; les outillages associés. Rechercher la localisation et le nombre minimal de points de mesurage nécessaires à la saisie de chaque élément. Définir et ordonner les opérations de détermination des caractéristiques dimensionnelles et géométriques à contrôler.	Compatibilité des choix et des décisions par rapport aux spécifications et aux contraintes.

Savoirs associés

Entre parenthèses est indiqué le niveau d’acquisition et de maîtrise des savoirs :

• 2 : Niveau d'expression
  Le savoir est relatif à l’acquisition de moyens d’expression et de communication : définir, utiliser les termes composants la discipline. Il s’agit de maîtriser un savoir.
• 3 : Niveau de la maîtrise d'outils
  Le savoir est relatif à la maîtrise de procédés et d’outils d’étude ou d’action : utiliser, manipuler des règles ou des ensembles de règles (algorithme), des principes, en vue d’un résultat à atteindre. Il s’agit de maîtriser un savoir-faire.

S1 Construction

analyse des produits et étude de comportement

S 1.2. Analyse des données de définition de produit. Analyse fonctionnelle

S 1.2.3. Analyse fonctionnelle d'un système ou d’un sous/système (2)

• Liaisons mécaniques.
  • chaîne des liaisons cinématiques ;
  • classes d'équivalences cinématiques ;
  • caractéristiques des liaisons (encastrement, glissière, pivot, pivot glissant, hélicoïdale) : caractère, mobilités, actions mécaniques transmissibles ;
  • surfaces fonctionnelles.
• Schémas :
  • de principe ;
  • technologique ;
  • cinématique.
• Solutions constructives (relatives aux principales fonctions techniques).
• Propriétés physiques et mécaniques des matériaux (interprétation des spécifications avec ressources).

S 1.3 Modélisation des liaisons et des actions mécaniques

S 1.3.1. Modélisation des liaisons (2)

• Définitions : solide, système de solides.
• Repérage d'un solide.
• Cinématique des liaisons (sans jeu) entre solides :
  • identification et caractérisation des contacts (ponctuel, linéique, surfacique) ;
  • identification et caractérisation des mouvements (translation, rotation, hélicoïdal) ;
  • degrés de liberté ;
  • schématisation normalisée.

S 1.3.2. Modélisation des actions mécaniques (3)

• Nature des actions mécaniques s'exerçant sur un solide : actions à distance, actions de contact.
• Hypothèses simplificatrices :
  • représentation d'une action mécanique : par une force, par un couple ;
  • caractérisation d'une force, d'un couple ;
  • expression algébrique du moment d'une force, d'un couple.
• Principe des actions mutuelles.
• Isolement d'un système de solides (frontière, actions intérieures et extérieures).

Remarque : l'analyse portera sur des mécanismes conduisant à la résolution d'un système de forces coplanaires (deux à trois forces).

S 1.4. Cinématique

S 1.4.1. Mouvement relatif de deux solides en liaison glissière, pivot ou hélicoïdale (3)

• Repère fixe, repère mobile.
• Définition des mouvements (rotation, translation, hélicoïdal).
• Trajectoire des points d'un solide.
• Cinématique du point d'un solide en mouvement de rotation ou de translation, par rapport à un repère fixe donné : position, trajectoire, vitesse, accélération, champ des vecteurs vitesse (solide en translation rectiligne ou en rotation autour d'un axe fixe).
  Pour des mouvements uniformes ou uniformément variés :
  • représentation graphique (graphes des déplacements et des vitesses) ;
  • expression analytique (relation entre déplacement, vitesse, accélération).

S 1.4.2. Mouvements plans entre solides (2)

• Équiprojectivité.
• Centre instantané de rotation.
• Composition des vitesses.

Nota : Des applications porteront sur des mécanismes fréquemment rencontrés dans les systèmes de production automatisés.

S 1.5. Statique

S 1.5.1 Principe fondamental de la statique (3)

• Théorème de la résultante.
• Théorème du moment.

S 1.5.2. Résolution d'un problème de statique (3)

• Hypothèses (sur le mécanisme, le mouvement, les liaisons).
• Solution analytique (cas des forces parallèles).
• Solution graphique (traduction graphique du principe fondamental dans le cas d'un solide soumis à 2 ou 3 actions mécaniques).

S 1.6. Dynamique

Principe fondamental (2)

Savoirs limités aux solides en mouvement uniformément varié en translation et en rotation autour d'un axe fixe (les moments d'inertie sont fournis).

S 1.7. Résistance des matériaux

S 1.7.1. Hypothèses de la RdM (2)

Sur le solide déformable, sur les actions exercées, sur les contacts.

S 1.7.2. Nature des sollicitations (3)

• Traction, compression.
• Cisaillement.
• Torsion.
• Flexion simple.

S 1.7.3. Étude des sollicitations simples

• Exploitation et interprétation des résultats d'un essai de traction (3) :
  • relation entre effort et déformation : loi de Hooke ;
  • notion de contrainte ;
  • module d'élasticité longitudinale (E) ;
  • palier de plasticité ;
  • limites élastique et de rupture.
• Expression des contraintes et des déformations (2) :
  • cisaillement (approche simplifiée de la contrainte) ;
  • torsion ;
  • flexion simple.
• Condition de résistance, coefficient de sécurité (2).

Remarque importante

Dans les diverses phases d'évaluation, les expressions des contraintes et des déformations seront toujours fournies.

L'exploitation de l'informatique de simulation et de calcul est systématiquement recherché pour l’étude des comportements des systèmes mécaniques : mouvements, trajectoires, …

Baccalauréat professionnel maintenance de véhicules automobiles (MVA)

Arrêté du 5 septembre 2001 portant création du baccalauréat professionnel spécialité maintenance de véhicules automobiles et fixant ses modalités de préparation et de délivrance, NOR:MEN E 0101884 A

Baccalauréat professionnel des systèmes électroniques numériques (SEN)

Arrêté du 28 avril 2005 portant création du baccalauréat professionnel spécialité systèmes électroniques numériques et fixant ses modalités de préparation et de délivrance, NOR:MEN E 0500889 A

Arrêté du 15 mai 2006 modifiant l’arrêté du 28 avril 2005 portant création du baccalauréat professionnel spécialité « systèmes électroniques numériques » et fixant ses modalités de préparation et de délivrance, NOR:MENE0601243A

Unité constitutive du diplôme

Unité U2

Épreuve E2

Épreuve Technologique - Analyse d’un système électronique

• compétence C2-2 : Recueillir les informations relatives à l’exploitation et aux caractéristiques des éléments de l’installation ;
• compétence C2-3 : Analyser le fonctionnement de l’installation actuelle en vue de l’intervention ;
• compétence C5-3 : Analyser ; interpréter les indicateurs de fonctionnement.

Compétences

C2 — S'approprier les caractéristiques fonctionnelles d'un système, en vue d'intervenir dans le cadre d'une évolution ou d'une opération de maintenance

Opérationnalisation de la compétence

Savoir faire	Mise en situation	Résultats attendus
C2-2 : Recueillir les informations relatives à l’exploitation et aux caractéristiques des éléments de l’installation	Éléments d'environnement	Exploiter les indicateurs de fonctionnement ; capturer les traces d’échange entre équipements ; produire un document de synthèse.
	Situation de maintenance réelle sur site ou dans le cadre de l’établissement scolaire
	Ressources disponibles
	Relevé d’indicateurs de fonctionnement et d’erreurs ; Traces d’échanges entre équipements ; Documentations techniques ; Base de données constructeurs ; Client ; Bases de données techniques ; Système d’aide au diagnostic.
C2-3 : Analyser le fonctionnement de l’installation actuelle en vue de l’intervention	Éléments d'environnement	Lister les besoins du client auxquels devrait répondre l’installation ; énumérer l’ensemble des éléments constituant l’installation ; expliciter les fonctions d’usage des éléments qui constituent l’installation ; expliciter les fonctions des processus qui contribuent à l’échange de données au sein du système ; représenter graphiquement les éléments de l’installation et les relations qui les lient (diagramme sagittal par exemple).
	Situation réelle ou simulée d’installation nouvelle, d’évolution de l’existant, de maintenance
	Ressources disponibles
	Plans d’implantation des équipements existants ; Schémas des différents câblages ; Documentation technique des différents équipements.

C5 — Assurer la maintenance de tout ou partie de l'installation

Opérationnalisation de la compétence

Savoir faire	Mise en situation	Résultats attendus
C5-3 : Analyser ; interpréter les indicateurs de fonctionnement	Éléments d'environnement	Lister les éléments d’information permettant de caractériser le bon ou le mauvais fonctionnement d’une installation ou d’un élément de cette installation ; comparer les éléments d’information à une référence pour déterminer si le fonctionnement est correct ou non ; évaluer les risques de dégradation du service à plus ou moins long terme, en analysant l’évolution des éléments d’information.
	Situation de maintenance réelle sur site ou dans le cadre de l’établissement scolaire
	Ressources disponibles
	Relevés d’analyse Traces d’échange entre équipements ; Relevé d’indicateurs de fonctionnement et d’erreurs : seuils critiques, codes d’erreurs.

Savoirs associés

S1 — Domaines physiques spécifiques d'application

S1-3 — Électrodomestique

• S1 – 3.1. Mécanique Cinématique (2) :
  • mouvement uniforme d’un point (rectiligne et circulaire),
  • mouvement d’un solide en rotation uniforme autour d’un axe,
  • transformation de mouvements uniformes.
• S1 – 3.2. Statique des fluides (3) :
  • Forces pressantes - Pression.
• S1 – 3.3. Fluides en mouvement (3) :
  • notion d'écoulement,
  • équation de conservation des débits.

Baccalauréat professionnel Réalisation d'ouvrages chaudronnés et structures métalliques (ROC-SM)

Arrêté du 5 août 1998 relatif aux modalités de préparation et de délivrance de la spécialité « Réalisation d’ouvrages chaudronnés et de structures métalliques » du baccalauréat professionnel

Obsolescence

Valide jusqu'à la session de 2011 ; est remplacé par le référentiel TCI à partir de la session 2012.

Savoirs associés

S2 Comportement des matériels et des matériaux.

S2.1 Mécanique

S2.1.1 Statique

1. Notion de force :
   • Action mécanique exercée par un corps sur un autre. Recensement des actions de contact et des actions à distance par isolement du solide.
   • La force
     • modèle physique d'une action mécanique engendrée par un contact supposé ponctuel :
       • ses effets statique: selon son intensité: déformations élastiques, mesures, unités; selon sa direction et sa position, bras de levier.
       • sa modélisation vectorielle : le vecteur lié, le point vecteur.
     • Action mécanique à distance : poids d'un corps, centre de gravité.
2. Le modèle vectoriel
   • le vecteur moment.
3. Statique du solide
   • condition d'équilibre d'un solide, postulat fondamental de la statique ;
   • épure de Cremona.
4. Propriétés physiques des actions de contacts : adhérence, frottement:
   • notion de cône de frottement;
   • inclinaison limite, par rapport à la normale au point de contact de deux surfaces, d'une force en fonction des matériaux et des états de surface;
   • facteurs d'adhérence et de frottement.
   • Basculement d'un solide.
5. Statique des systèmes constitués de plusieurs solides :
   • principe des actions réciproques;
   • conditions de stabilité (cas d'un ouvrage): point, plan et espace.

Limite des connaissances :

• force :
  • système matériel n'étant soumis qu’à des forces coplanaires ;
  • actions mécaniques de contact, de frottement, d'adhérence ;
  • poids d'un corps ;
• vecteur moment :
  • vecteur moment d'une force par rapport à un point;
  • moment d'une force par rapport à un axe.
• Statique du solide : graphique ou calcul.
  • forces coplanaires parallèles ou concourantes (2 inconnues maximum, poids et frottement négligés) ;
  • manutention, élinguage;
  • position du centre de gravité.
  • arc bouttement exclu.
• adhérence et frottement : cames, excentriques, clavettes
• Statique des systèmes constitués de plusieurs solides : 4 actions maximum

S2.1.2 Cinématique.

1. • solide en mouvement de translation rectiligne;
   • solide en mouvement de rotation autour d'un axe fixe.

Limite des connaissances :

• vitesse constante ;
• uniformément accélérée.

S2.1.3 Dynamique

• loi fondamentale de la dynamique;
• Travail. Puissance. Energie.
• Théorème de l'énergie cinétique.

Limite des connaissances :

• translation rectligne ;
• chute des corps ;
• force de direction constante ;
• travail d'un couple ;
• prise en compte dans le cas de la manutention-manipulation (pas de calcul).

S2.1.4 Mécanique des fluides.

1. Incompressibilité des liquides;
2. Pression: débit, perte de charge, coup de bélier;
3. La vapeur: l'air comprimé, liquide calorateur.

Limite des connaissances :

• « poussée » d'un vérin

S2.2 Résistance des matériaux

• Essai mécaniques: traction, dureté, récilience, pliage, emboutissage, fatigue ;
• coefficient de sécurité ;
• pondération des charges ;
• éléments caractéristiques d'une section: centre de gravité, moment statique, moment quadratique ;
• étude de cas: traction-compression, flexion plane simple, flambage, cisaillement ;
• vérification des éléments de liaison.

Limite des connaissances :

• Relation entre les résultats d'un essai et le matériau utilisé (nuance d'un acier, état, conditions d’utilisation) ;
• limité à un profil reconstitué s'il a à calculer ;
• pour un cas isostatique :
  • traction seule ou compression seule ou flexion seule ;
  • déformation d'une poutre sur deux appuis ou encastrée à une extrémité et libre à l'autre ;
• assemblages boulonnés (boulons haute résistance exclus).