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Sciences de l'ingénieur · 1ère Année Bac — Sciences et Technologies Électriques

Représentation normalisée des systèmes

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

La représentation normalisée permet de traduire le fonctionnement d'un système complexe en schémas compréhensibles par tous les ingénieurs. On utilise principalement trois outils :

1. L'analyse fonctionnelle (SADT) : On utilise des boîtes pour représenter les fonctions.

  • Niveau A-0 (Global) : Une seule boîte qui représente la fonction globale du système.
  • Niveau A0 (Détaillé) : Décomposition de la boîte A-0 en fonctions plus précises.
  • Les flux :
    • Flux de matière/énergie (traits épais).
    • Flux de données/commandes (traits fins ou pointillés).
  • Les éléments de bord :
    • Entrée (à gauche).
    • Sortie (à droite).
    • Contrainte/Commande (en haut $W$).
    • Mécanisme/Matière (en bas $M$).

2. Le diagramme FAST (Function Analysis System Technique) : Il permet de passer de la fonction de service aux solutions techniques. Structure : Fonction de service $\rightarrow$ Fonction technique $\rightarrow$ Solution technique.

3. Les chaînes de systèmes : Un système est divisé en deux parties interdépendantes :

  • Chaîne d'information : Acquérir (Capteurs) $\rightarrow$ Traiter (Automate/Microcontrôleur) $\rightarrow$ Communiquer (Interfaces/Écrans).
  • Chaîne d'énergie : Convertir (Moteur/Vérin) $\rightarrow$ Distribuer (Contacteur/Distributeur) $\rightarrow$ Transmettre (Engrenages/Courroies).

Méthodes à maîtriser

  1. Compléter un diagramme SADT : Identifier les entrées (matière première) et les sorties (produit fini + déchets) et placer les contraintes.
  2. Construire un diagramme FAST : À partir d'une fonction globale, chercher le "Pourquoi ?" (fonction technique) et le "Comment ?" (solution).
  3. Décomposer un système en chaînes : Lister les composants et les classer dans le bon bloc (ex: un moteur appartient à "Convertir" dans la chaîne d'énergie).

Exemples corrigés

Exemple : Analyse d'un système de fer à repasser.

  • Fonction de service : Chauffer le linge.
  • SADT A-0 :
    • Entrée : Linge froid.
    • Sortie : Linge chaud.
    • Contrainte ($W$) : Réglage de température.
    • Mécanisme ($M$) : Électricité.
  • FAST :
    • Fonction de service : Chauffer le linge.
    • Fonction technique : Transformer l'énergie électrique en chaleur.
    • Solution technique : Résistance chauffante.

Erreurs fréquentes

  • Confondre Entrée et Contrainte : L'entrée est ce qui est transformé (ex: l'eau), la contrainte est ce qui guide (ex: la consigne de température).
  • Inverser les chaînes : Mettre un moteur dans la chaîne d'information (Erreur ! Le moteur est dans la chaîne d'énergie).
  • Oublier les sorties secondaires : Dans un SADT, ne pas oublier les déchets ou l'énergie perdue (ex: chaleur, bruit).

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Représentation normalisée des systèmes

1/4

Dans un diagramme SADT, quel type de trait utilise-t-on pour une commande ($W$) ?

❓ Questions fréquentes

Peut-on avoir une sortie dans un diagramme SADT ?
  1. Oui, c'est obligatoire.
  2. La sortie est le résultat de la transformation (ex: un objet fabriqué, une pièce chauffée).

💡 À retenir : Pas de sortie = Pas de système.

Quel est le rôle du bloc "Acquérir" dans la chaîne d'information ?
  1. Il sert à capter une grandeur physique (température, lumière, position).
  2. Il transforme cette grandeur en un signal électrique exploitable.

💡 À retenir : Acquérir = Les sens (yeux, peau...).

Pourquoi dit-on que la chaîne d'information et la chaîne d'énergie sont liées ?
  1. Parce que la chaîne d'énergie ne peut pas agir sans l'ordre de la chaîne d'information.
  2. L'information commande la distribution de l'énergie.

💡 À retenir : L'information commande, l'énergie exécute.

Est-ce qu'un moteur est un composant de "Conversion" ou de "Transmission" ?
  1. Un moteur est un composant de Conversion.
  2. Il convertit l'énergie électrique en énergie mécanique.

💡 À retenir : Conversion = Changement de nature d'énergie.

Que représente le symbole M en bas d'une boîte SADT ?
  1. Il représente les moyens mis en œuvre (le mécanisme).
  2. Cela peut être l'énergie utilisée (électricité) ou les composants internes.

💡 À retenir : $M$ = Moyens / Mécanisme.

Comment appelle-t-on le diagramme qui montre le lien entre fonctions et solutions ?
  1. On l'appelle le diagramme FAST.

💡 À retenir : FAST = Fonction $\rightarrow$ Solution.

Chno l-farq bin fonction de service w fonction technique?
  1. La fonction de service répond à la question : "À quoi sert le système ?" (ex: pour un vélo, c'est "déplacer une personne").
  2. La fonction technique répond à la question : "Comment le système réalise cette fonction ?" (ex: pour un vélo, c'est "transformer l'effort humain en mouvement rotatif").

💡 À retenir : Service = Besoin de l'utilisateur | Technique = Solution de l'ingénieur.

Kifach n3ref wach had l-composant f chaîne d'information awla d'énergie?
  1. Pose-toi la question : "Est-ce que ce composant manipule de l'information (signal, bit, tension de commande) ou de la puissance (mouvement, force, courant fort) ?"
  2. Si c'est un signal $\rightarrow$ Chaîne d'information.
  3. Si c'est une action physique $\rightarrow$ Chaîne d'énergie.

💡 À retenir : Information = Cerveau | Énergie = Muscles.

Chno hiya l-khidma dyal l-bloc "Distribuer" f la chaîne d'énergie?
  1. Le bloc Distribuer sert à laisser passer ou non l'énergie vers l'actionneur.
  2. Il reçoit l'ordre de la chaîne d'information.
  3. Exemples : Un contacteur pour un moteur, un distributeur pneumatique pour un vérin.

💡 À retenir : Distribuer = L'interrupteur qui contrôle la puissance.

Quelle est la différence entre le diagramme SADT A-0 et A0 ?
  1. Le SADT A-0 est une vue d'ensemble (macro). Il ne montre qu'une seule boîte représentant la fonction globale.
  2. Le SADT A0 est une vue détaillée (micro). Il décompose la boîte A-0 en plusieurs fonctions techniques plus petites.

💡 À retenir : A-0 = Vision globale | A0 = Vision détaillée.

Dans un diagramme FAST, dans quel sens lit-on les flèches ?
  1. On lit de la gauche vers la droite.
  2. On part de la fonction de service (gauche) pour arriver aux solutions techniques (droite).

💡 À retenir : Gauche (Quoi ?) $\rightarrow$ Droite (Comment ?).

Qu'est-ce qu'un flux de commande dans un SADT ?
  1. C'est un flux d'information (trait représenté par un trait fin).
  2. Il arrive par le haut de la boîte ($W$) et donne l'ordre de fonctionnement au système.

💡 À retenir : Commande = Ordre de l'utilisateur ou de l'automate.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Exercice 1 (Niveau Simple) : Identification de chaînes Soit un système de portail automatique électrique. On dispose des éléments suivants :

  • Cellule photoélectrique.
  • Automate programmable.
  • Contacteur.
  • Moteur électrique.
  • Engrenages de réduction. Question : Classez ces éléments dans les blocs de la chaîne d'information et de la chaîne d'énergie.
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Exercice 2

Exercice 2 (Niveau Moyen) : Compléter un SADT On considère un système de remplissage de bouteille d'eau.

  • Entrée : Eau brute.
  • Sortie : Bouteille pleine.
  • Contrainte ($W$) : Consigne de volume (ex: 50cl).
  • Mécanisme ($M$) : Électricité. Question : Complétez le diagramme SADT A-0 en précisant la fonction de service et en identifiant les flux.
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Exercice 3

Exercice 3 (Niveau Examen) : Analyse complète d'un système de climatisation Un système de climatisation doit maintenir une température de $22^\circ\text{C}$ dans une pièce.

  1. Établir le diagramme FAST pour la fonction de service "Maintenir la température".
  2. Déterminer la chaîne d'information et la chaîne d'énergie.
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