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Sciences de l'Ingénieur · Classes prépa (CPGE) — 1ère année — TSI

Modélisation du comportement (GRAFCET)

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

Le GRAFCET est un outil de modélisation du comportement des systèmes automatisés. Il est composé de :

  • Étapes : Représentées par un carré, elles sont soit actives, soit inactives.
  • Transitions : Représentées par un trait horizontal, elles franchissent l'étape précédente si la réceptivité est vraie.
  • Liaisons orientées : Flèches reliant étapes et transitions.
  • Réceptivités : Conditions logiques (capteurs, temporisations) associées aux transitions.
  • Actions : Associées aux étapes, elles définissent le comportement des actionneurs.

Méthodes à maîtriser

  1. Établir le GRAFCET de niveau 1 (point de vue système) : Décrire les tâches globales sans se soucier de la technologie.
  2. Établir le GRAFCET de niveau 2 (point de vue partie commande) : Intégrer les capteurs et les pré-actionneurs.
  3. Gestion des structures :
    • Séquence unique : Succession linéaire.
    • Sélection de séquence (OU) : Utiliser une divergence en OU pour choisir un chemin.
    • Parallélisme (ET) : Utiliser une double barre pour lancer des actions simultanées.

Exemples corrigés

  • Séquence simple : Étape 0 (repos) -> transition $a$ -> Étape 1 (Action A) -> transition $b$ -> Étape 0.
  • Temporisation : Pour une tempo de 5s, on écrit $5s/X_i/t$ où $X_i$ est l'étape active.

Erreurs fréquentes

  • Oublier l'étape initiale (double carré).
  • Relier deux étapes ou deux transitions directement.
  • Ne pas respecter l'alternance Étape-Transition-Étape.
  • Confusion entre divergence en OU (trait simple) et en ET (double trait).

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Modélisation du comportement (GRAFCET)

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Quelle est la condition pour franchir une transition ?

❓ Questions fréquentes

C'est quoi la différence entre une action continue et une action impulsionnelle ?
  1. L'action continue reste active tant que l'étape associée est active.
  2. L'action impulsionnelle est activée uniquement au moment où l'étape devient active, pour une durée très courte.

💡 À retenir : L'action continue est liée à l'état de l'étape, l'impulsionnelle est liée à l'activation de l'étape.

Kifach n-7seb l'temps f grafcet ila bghit n-khdem temporisation ?
  1. Tu utilises la notation normalisée $t/Xi/T$ où $Xi$ est le numéro de l'étape.
  2. La réceptivité devient vraie après que l'étape $Xi$ a été active pendant une durée $T$.

💡 À retenir : La temporisation est une réceptivité, elle se place toujours sur une transition.

Chno hiya "divergence en OU" et imta kan-st3mlouha ?
  1. C'est un choix entre plusieurs chemins possibles.
  2. On l'utilise quand le système doit décider quel cycle suivre selon une condition (ex: pièce grande ou petite).

💡 À retenir : Les réceptivités après une divergence en OU doivent être exclusives (elles ne peuvent pas être vraies en même temps).

Est-ce qu'on peut avoir deux étapes actives en même temps dans une séquence simple ?

Non, dans une séquence simple, une seule étape est active à la fois. Si tu as besoin de deux actions simultanées, il faut utiliser une divergence en ET.

💡 À retenir : Une séquence simple est linéaire, une seule étape est active.

Kifach n-miz bin divergence en OU et divergence en ET ?
  1. Divergence en OU : Un seul chemin est choisi parmi plusieurs.
  2. Divergence en ET : Tous les chemins parallèles sont exécutés simultanément.

💡 À retenir : Le trait de divergence est simple pour le OU, double pour le ET.

Est-ce que le GRAFCET dépend de la technologie des capteurs ?

Le GRAFCET de niveau 1 est indépendant de la technologie. Le GRAFCET de niveau 2 intègre les informations des capteurs (ex: $s1$ pour fin de course).

💡 À retenir : Le niveau 2 est le niveau "technologique".

Pourquoi on met toujours une étape initiale dans un GRAFCET ?

L'étape initiale définit l'état de repos ou de départ du système. Sans elle, l'automate ne sait pas par où commencer.

💡 À retenir : L'étape initiale est obligatoire et représentée par un double carré.

Est-ce qu'on peut mettre une action directement sur une transition ?

Non, c'est une erreur grave. Les actions sont toujours associées aux étapes.

💡 À retenir : Transition = condition, Étape = action.

Chno hiya l'utilité dyal "saut d'étapes" ?

Il permet de sauter une ou plusieurs étapes si une condition n'est pas remplie (ex: cycle sans perçage).

💡 À retenir : Le saut d'étape permet de rendre le cycle flexible.

Est-ce qu'on peut avoir une transition sans réceptivité ?

Oui, dans ce cas la réceptivité est égale à 1 (toujours vraie). On passe à l'étape suivante dès que l'étape précédente est active.

💡 À retenir : Une transition sans condition est franchie immédiatement.

Comment on gère la fin d'un cycle avec une reprise de séquence ?

On boucle la dernière transition vers l'étape initiale (ou l'étape après l'initiale) pour recommencer le cycle.

💡 À retenir : La boucle de retour permet le fonctionnement en cycle continu.

Est-ce que le GRAFCET est un langage de programmation ?

C'est un outil de modélisation graphique. Il peut être traduit en langage automate (Ladder, SFC, etc.).

💡 À retenir : Le GRAFCET est un langage universel d'automatisme.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Un système de perçage automatique comporte un vérin A (serrage) et un vérin B (perçage).

  1. Le cycle commence par l'appui sur le bouton départ cycle (dcy).
  2. Le vérin A sort (A+).
  3. Une fois A sorti (capteur a1), le vérin B sort (B+).
  4. Une fois B sorti (capteur b1), le vérin B rentre (B-).
  5. Une fois B rentré (capteur b0), le vérin A rentre (A-).
  6. Le système revient à l'état initial (a0). Établir le GRAFCET de niveau 2.
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Exercice 2

Un chariot se déplace entre deux positions A et B.

  • Au départ, il est en A.
  • Appui sur dcy : le chariot va vers B (moteur M1).
  • Arrivé en B (capteur b), il attend 5 secondes.
  • Puis il revient vers A (moteur M2).
  • Arrivé en A (capteur a), il s'arrête. Établir le GRAFCET de niveau 2.
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Exercice 3

Un système de tri de pièces :

  • Si la pièce est métallique (capteur m), le vérin C pousse la pièce.
  • Si la pièce est plastique (capteur p), le vérin D pousse la pièce.
  • Le cycle commence par dcy. Établir le GRAFCET avec divergence en OU.
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