Scientifique industrielle : Electromécanique

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1 av. E. Mounier BRUXELLES Scientifique industrielle : Electromécanique 2 ème degré technique de transition Secteur Industrie Humanités générales et technologiques D/2005/7362/3/42 FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 1

2 Table des matières Programme:.. 3 Grille horaire :.. 4 Approche pédagogique :.. 5 Tableau des compétences «CM2D» : Exemples de situations d apprentissage/ intégration 8 Electricité : Mécanique :.. 21 Laboratoire de techniques industrielles :.. 30 Annexe. - Formation technologique : But de la formation - Concevoir et réaliser un projet technologique - Savoirs faire et savoirs. - Tableaux des compétences transversales FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 2

3 1. Le programme 1.1. Statut et rôle du programme Le décret définissant les missions prioritaires de l enseignement fondamental et de l enseignement secondaire du 24 juillet 1997 prévoit (article 16,25 et 35) que le «Gouvernement détermine les compétences et les soumet à la confirmation du parlement». Leur rédaction a été supervisée par la Commission commune de pilotage instituée par le décret «Missions» (art 61). Les textes ont été approuvés par le Conseil général de concertation (inter - caractères), le Gouvernement les a fixés, le Parlement les a confirmés après les avoir amendés. Ils n ont pas de prétention méthodologique, même si l articulation des compétences et des savoirs qu ils prévoient n est pas neutre. Ce sont les programmes «référentiels de situations d apprentissage, de contenus d apprentissage, obligatoires ou facultatifs, et d orientations méthodologiques qu un Pouvoir Organisateur définit afin d atteindre les compétences fixées», qui proposent la mise en œuvre des documents officiels. Les programmes s imposent donc pour les professeurs de l enseignement secondaire catholique puisqu ils s inscrivent dans la logique décrétale des compétences à atteindre et qu ils explicitent les visées éducatives et pédagogiques telles qu elles s expriment dans «Mission de l Ecole Chrétienne» et dans le «Projet pédagogique de la FESeC» Comment comprendre et utiliser ce programme. «CM2D» compétence à maîtriser en fin de cycle. Les compétences telles que reprises en début de chaque discipline sont absolument à certifier. «CE» compétence à exercer. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 3

4 2.Grille horaire 3ème 4ème Electricité : Mécanique : 2 2 Laboratoire de techniques industrielles Total : 8 8 FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 4

5 3. Approche pédagogique Ce programme, précise des orientations méthodologiques, des contenus et des situations d apprentissage/intégration qui doivent permettre aux élèves d atteindre les compétences fixées. En quoi est-il neuf? - Il propose de travailler dans une logique d apprentissage (élève - acteur ) plutôt que selon une logique d enseignement (professeur - diffuseur de savoirs) : l élève qui, avec l aide du professeur, doit construire son propre savoir. - Les situations d apprentissage concrètes doivent avoir du sens pour l élève, doivent l amener à se poser des questions, doivent l amener à développer des compétences réinvestissables dans la vie quotidienne. Les situations d apprentissage doivent rester limitées. Il s agit bien d arriver à un objectif défini. Il faut donc éviter de se disperser afin de faciliter la maîtrise d une ou de plusieurs compétences et de faciliter l évaluation. Elles doivent tenir compte : - des pré-requis, des compétences déjà exercées ou acquises, du moment où l on se situe dans le cycle, du niveau de l élève - et des nouvelles compétences que l on souhaite exercer ou maîtriser. - Les situations d intégration sont elles aussi des situations particulières et concrètes de la vie courante. Elles nécessitent une mobilisation des savoirs de plusieurs disciplines. Plus complexes, elles font appel à de nombreuses compétences des différentes disciplines, elles correspondent à des moments de synthèse générale ou partielle comme des examens, des interrogations générales. Elles permettent, à l équipe professorale, d évaluer l élève dans son ensemble. - Une articulation entre situations d apprentissage ou d intégration et démarches plus frontales est à mettre en œuvre. Un lien étroit entre les cours théoriques et le laboratoire favorisera la maîtrise des compétences qui comprennent la connaissance (informations, procédures, ), les capacités cognitives (opérations mentales, mécanismes de la pensée, ), les attitudes (comportements sociaux ou affectifs, ), et les habiletés (capacités à réaliser quelque chose, ). - Maîtriser une compétence, c est donc maîtriser à la fois des savoirs, savoir-faire et savoir-être dans une situation donnée. C est une démarche globale. - L approche interdisciplinaire permettra de rencontrer la réalité avec un point de vue élargi, en répondant à des questions actuelles. L interdisciplinarité implique un travail en équipe et repose sur le partenariat et la négociation au moins pour déterminer quels apprentissages seront acquis dans le cadre disciplinaire et ceux qui le seront dans une démarche interdisciplinaire. - Toutes les compétences CM2D sont bien sûr à travailler mais le moment de les aborder reste un choix d équipe éducative. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 5

6 Afin d aider à la réalisation de situations (d apprentissage ou d intégration),un exemple de grille pratique est présenté en page 8. Cette présentation est donnée à titre indicatif et n a donc aucun caractère obligatoire. Dans les situations ci-après, les abréviations E.A.C. «Ensemble Articulé de Compétences» signifient un regroupement de compétences qui seront mobilisées d une façon particulière pour faire face à des situations équivalentes. L ensemble de ces situations équivalentes donnera naissance à une famille Indications méthodologiques «Par quoi commencer?», «Qu est-ce que l élève doit absolument connaître?» sont des questions auxquelles les programmes actuels n apportent pas toujours une réponse précise. Ils accordent en effet la priorité aux compétences à maîtriser ou à exercer par les élèves et mettent les savoirs au service de ces compétences. Les contenus ne disparaissent pas mais ils vont devoir s articuler autrement. L organisation des cours théoriques et leur déroulement au fil de l année scolaire vont désormais dépendre de l ordre dans lequel on va décider de travailler les compétences avec les élèves. Et cet ordre va lui-même dépendre du choix des activités et des situations-problèmes proposées. Cette démarche, difficile, demande un constant travail de réflexion et de préparation, en équipe, pour définir les séquences d apprentissage. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 6

7 4. Tableau des compétences «CM2D» à atteindre dans les différentes disciplines Les compétences à maîtriser à l issue du 2 e degré sont les mêmes que celles (CM) du 3 e degré. C est normal. Ce qui les distingue c est le degré de maîtrise auquel on doit amener les élèves : au deuxième degré il s agit d un premier palier de la maîtrise à atteindre en fin d humanité. Le degré de maîtrise doit être précisé et apprécié par des critères et indicateurs adaptés. Rep COMPETENCES Elec Méc lab A X X X B - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique X X X C - Retenir parmi l ensemble des compétences instrumentales mises en œuvre, celles qui visent la maîtrise de l usage des instruments de X X X contrôle et de mesure, de la mise en œuvre des équipements et de l utilisation des outils de représentation (tableaux et planning) D - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, X X X d un système. E - Décrire à partir des spécifications du cahier des charges, le comportement d une fonction principale ou d un ensemble de fonctions, vérifier X X X par simulation et/ou par des essais et des mesures, la conformité de ses caractéristiques fonctionnelles. F - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. X X X G - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en X X X respectant la terminologie, les normes et les défendre. H - Interpréter et modéliser des systèmes techniques intégrant des sous-systèmes conformément aux exigences d un cahier des charges. X L utilisation d un vocabulaire précis, l analyse des schémas, des représentations graphiques, des modèles permettent de diriger l analyse, d organiser l espace et le temps, ou d orienter les choix d action I - Produire des documents comprenant textes, tables, figures et répondant aux critères de qualité éditoriale, ce, à l aide de différents logiciels de traitement de textes, de D.A.O., de C.F.A.O., des logiciels de simulation. J - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. X X X K - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. X X X Par les modes de raisonnement, les exigences en matière de représentation, la technologie contribue à l ouverture de l esprit. Elle développe l aptitude à l analyse critique au travail en équipe, à la prise en compte des conséquences de ses actes. Elle contribue ainsi à l éducation civique. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 7

8 Exemple de grille pour les situations Professeur : Classe : Cours : Durée prévue : (nombre de périodes) Rôle de la situation:. (apprentissage ou intégration?) Rôle de l évaluation : (formative ou sommative?) E.A.C. Regroupement de compétences qui seront mobilisées d une façon particulière pour faire face à des situations équivalentes. Ces dernières donnent naissance à une famille. Description du travail à réaliser. TÂCHE SUPPORT (contexte et ressources) C est l ensemble des éléments matériels qui sont mis à la disposition de l élève : environnement dans lequel on se situe, but de la production à réaliser, informations dont l élève dispose,compétences, savoirs, savoir-faire, savoir être, CONSIGNE C est l ensemble des instructions de travail qui sont données de manière explicite à l élève. Fil conducteur qui vise à donner à l élève une perception claire du but à atteindre. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 8

9 Exemple de situation d apprentissage Professeur : Classe : Cours : Durée prévue : (nombre de périodes) Rôle de la situation-problème : apprentissage Rôle de l évaluation : sommative E.A.C L élève exercera ou maîtrisera les compétences suivantes : - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre TACHE - Des schémas d une installation électrique sont soumis à l élève. Il est demandé de lire et de montrer qu il les comprend. SUPPORT (contexte et ressources) - Schémas. - Documentation (symbolisation, notes de cours, cahier des charges,..). - Dossier à compléter. - CONSIGNE - Lire les schémas (bâtiment, automatisme simple). - Analyser les schémas. - Compléter les feuilles d exercices du dossier. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 9

10 Exemple de situation d apprentissage Professeur : Classe : Cours : Durée prévue : (nombre de périodes) Rôle de la situation-problème : apprentissage Rôle de l évaluation : sommative E.A.C L élève exercera ou maîtrisera les compétences suivantes : - Retenir parmi l ensemble des compétences instrumentales mises en œuvre, celles qui visent la maîtrise de l usage des instruments de contrôle et de mesure, de la mise en œuvre des équipements et de l utilisation des outils de représentation (tableaux et planning) - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. TACHE - Un jeu de lampes du sapin de Noël ne fonctionne plus. A l aide d un instrument de mesure adéquat, l élève doit découvrir le dysfonctionnement. SUPPORT (contexte et ressources) - Espace de mise en oeuvre adéquat. - Circuits électriques simples. - Documentation (mode d emploi, notes de cours,..). - Appareils de mesure. - Dossier à compléter. CONSIGNE - Réaliser les mesures demandées à l aide de(s) l appareil(s) fournis en relation du dossier joint (fiches d activité). - Compléter les feuilles d exercices du dossier. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 10

11 Exemple de situation d intégration Professeur :.. Classe : Cours : Durée prévue : (nombre de périodes) Rôle de la situation problème : intégration Rôle de l évaluation : sommative E.A.C L élève exercera ou maîtrisera les compétences suivantes : - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique - Retenir parmi l ensemble des compétences instrumentales mises en œuvre, celles qui visent la maîtrise de l usage des instruments de contrôle et de mesure, de la mise en œuvre des équipements et de l utilisation des outils de représentation (tableaux et planning) - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. - Décrire à partir des spécifications du cahier des charges, le comportement d une fonction principale ou d un ensemble de fonctions, vérifier par simulation et/ou par des essais et des mesures, la conformité de ses caractéristiques fonctionnelles. - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. TACHE Un mécanisme est proposé, et il est demandé ce qui suit. - Identifier les éléments d un mécanisme simple (transmission/transformation de mouvement vitesse, rapports) - Expliquer le fonctionnement. - Construire un abaque de machine. - Analyser les conséquences d un changement de paramètres. - Consulter une documentation. SUPPORT (contexte et ressources) - Système mécanique (vélo, treuil, ) - Espace de mise en œuvre adéquat. - Documentation (mode d emploi, notes de cours,..). - Applications simples, réelles ou didactiques : scie sauteuse, perceuse sensitive. - Dossier à compléter - CONSIGNE - Préparer le poste de travail. - Visualiser le mécanisme. - Manipuler le mécanisme. - Compléter les feuilles d exercices du dossier (dessin lacunaire, abaque, ). - Ranger le poste de travail... à vous d en imaginer d autres,.. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 11

12 ELECTRICITE. ( 2 p. / 2 p. ) COMPETENCES à ATTEINDRE SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. Utiliser le vocabulaire technique mécanique et électrique adéquat. CM2D Vocabulaire. A partir de situations concrètes (lexique). - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. Distinguer les différents constituants, Schématiser un circuit électrique. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. CM2D Circuit électrique : - générateur, - récepteur, - conducteurs. - Retenir parmi l ensemble des compétences instrumentales mises en œuvre, celles qui visent la maîtrise de l usage des instruments de contrôle et de mesure, de la mise en œuvre des équipements et de l utilisation des outils de représentation (tableaux et planning). - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. Savoir expliquer «physiquement la notion de courant». Citer et constater les effets du courant électrique. Illustrer les effets du courant électrique par des exemples pratiques (résistance chauffante, lampe, hautparleur, moteur, ). Citer l unité de l intensité. CM2D Courant Tension - Résistance Courant électrique. (analogie hydraulique). FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 12

13 - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. Choisir la section d un câble en fonction du courant débité. Savoir expliquer «physiquement» la notion de différence de potentiel. Citer l unité de différence de potentiel. Maîtriser les propriétés de la différence de potentiel dans un circuit. CM2D CM2D Courant Tension - Résistance (suite). Densité du courant. Différence de potentiel. A partir d un cas concret (analogie hydraulique). Savoir expliquer «physiquement» ce qu est la résistance électrique. En déduire la loi d Ohm Citer l unité de résistance. Savoir appliquer la loi d Ohm. Citer les matières conductrices et isolantes les plus employées. Illustrer l influence des différents paramètres sur la résistance (nature, longueur, section, température). Résoudre les problèmes relatifs à ces lois dans toutes les situations. Savoir interpréter l influence des différents paramètres. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. - Modéliser, analyser, interpréter les limites du modèle et son champ d application. CM2D Résistance électrique : loi de Pouillet, loi d Ohm. (analogie hydraulique). A partir d élément concret. Transformations de formules et analyse dimensionnelle FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 13

14 Savoir différencier et réaliser un montage série, parallèle, mixte. Résoudre des problèmes simples relatifs aux groupements des résistances (calculs et/ou mesures des R,I,U,.). Calculer une chute de tension en ligne. Savoir expliquer l influence des différents paramètres. CM2D Courant Tension - Résistance (suite). Groupements de résistances FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 14

15 - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. - Décrire à partir des spécifications du cahier des charges, le comportement d une fonction principale ou d un ensemble de fonctions, vérifier par simulation et/ou par des essais et des mesures, la conformité de ses caractéristiques fonctionnelles. - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. Expliquer la notion d énergie. Citer les unités d énergie (Joule, kwh et leur relation.). Expliquer «l effet Joule», ses avantages et ses inconvénients. Justifier le rôle et le choix des fusibles. Expliquer les conséquences d un court-circuit ou d un mauvais contact. Appliquer la formule de l énergie. Résoudre les problèmes relatifs à la notion d énergie. Lire et interpréter une facture d énergie. - Modéliser, analyser, interpréter les limites du modèle et son champ d application. Maîtriser la relation entre énergie et puissance. Citer l unité de puissance. (et la valeur du cheval vapeur). Résoudre les problèmes relatifs à la notion de puissance. Justifier l intérêt de la H.T. Savoir lire et interpréter la plaque signalétique d une machine (générateur, récepteur). Choisir le câble à installer en fonction de la puissance à transporter (et du RGIE). Choisir les protections à installer. CM2D CM2D Energie électrique. Puissance électrique. Au départ d applications pratiques. Transformations de formules, analyse dimensionnelle. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 15

16 - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. Choisir une résistance en fonction de la puissance à installer. Modéliser, analyser, interpréter les limites du modèle et son champ d application Définir le rendement. Calculer le rendement d une machine (générateur, ligne, récepteur.). - Modéliser, analyser, interpréter les limites du modèle et son champ d application. Puissance électrique (suite) CM2D Rendement. Définir la force électromotrice. Résoudre les problèmes relatifs à la loi d ohm dans un générateur. CM2D Force électromotrice. A partir d une situation concrète. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 16

17 - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. Citer les unités de quantité d électricité (S.I. et usuelle). Citer la relation qui relie Q et I. Résoudre les problèmes relatifs à cette loi. CM2D Quantité d électricité. Accumulateurs. A partir d une situation concrète. - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. Citer les propriétés d attraction et de répulsion des aimants. Citer les conditions pour créer un champ électromagnétique. Expliquer l influence des différents paramètres intervenant dans la formule du champ électromagnétique dans un tore.. Citer l unité de champ magnétique. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. CM2D Magnétisme Champ magnétique. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 17

18 Donner la relation entre champ magnétique et induction magnétique. Expliquer l influence du milieu (perméabilité). Justifier l importance de la perméabilité. Citer l unité d induction magnétique. Expliquer (par des exemples) l apparition d un champ d induction magnétique rémanent. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. CM2D Induction magnétique. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 18

19 Citer les paramètres intervenant dans le flux magnétique. Citer l unité de flux magnétique. Savoir interpréter les formules qui permettent de calculer l induction magnétique et le flux magnétique dans un tore. Justifier le principe de fonctionnement d un télérupteur ou d un disjoncteur magnétique ou d une sonnerie. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. CM2D Magnétisme (suite). Flux magnétique. Expliquer le principe élémentaire d une machine génératrice. Expliquer le principe élémentaire d un transformateur ou d un interrupteur différentiel. Enoncer les conditions d existence d une force électromotrice induite et l influence des différents paramètres. Montrer et expliquer, exemples à l appui, le phénomène d auto-induction. Exprimer l origine des courants de Foucault, les problèmes qu ils posent et les remèdes. Déterminer le sens des courants induits. Résoudre les problèmes relatifs à cette loi. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. CM2D Loi de Lenz. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 19

20 Exprimer le principe élémentaire d un moteur à courant continu. Enoncer la loi de Laplace. Résoudre des problèmes relatifs à cette loi. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. CM2D Force électrodynamique. A partir d un support didactique. - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. Expliquer les caractéristiques d un courant alternatif (valeur instantanée, valeur maximale, valeur efficace, valeur moyenne, fréquence, période, ). Calculer les différentes valeurs d un courant alternatif variable simple. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. CM2D Courant alternatif. A l aide de moyens didactiques adaptés. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 20

21 MECANIQUE. ( 2.p. / 2 p. ) COMPETENCES À ATTEINDRE SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. Utiliser le vocabulaire technique mécanique et électrique adéquat. CM2D Vocabulaire. A partir de situations concrètes. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. Nommer les différents mouvements. Reconnaître, décrire les différents mouvements de mécanismes simples. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. CM2D Mouvements. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 21

22 - Retenir parmi l ensemble des compétences instrumentales mises en œuvre, celles qui visent la maîtrise de l usage des instruments de contrôle et de mesure, de la mise en œuvre des équipements et de l utilisation des outils de représentation (tableaux et planning). - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. Maîtriser les notions de vitesse, temps et déplacement. Construire et interpréter un diagramme - vitesse, temps, déplacement. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. Distinguer et appliquer les notions de : vitesse angulaire, vitesse circonférencielle, vitesse de rotation, vitesse de coupe, d angle. Lire un abaque de vitesse de coupe. Mesurer, calculer les vitesses dans une transmission. Exprimer les vitesses dans différentes unités. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. CM2D CM2D Mouvement rectiligne uniforme. Mouvement circulaire uniforme. Des liens avec le cours de sciences seront envisagés La représentation graphique, ainsi que le raisonnement sur des exemples concrets sont fortement conseillés. La signification de chaque élément est capitale. La représentation graphique, ainsi que le raisonnement sur des exemples concrets sont fortement conseillés. Notions de (d ): - angle, - radian. Définir la notion d accélération et de décélération. CM2D Accélération. Des liens avec le cours de sciences seront envisagés. Etablir la relation entre vitesse, déplacement, temps et accélération (décélération). - Calculer, évaluer, résoudre des problèmes FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 22

23 - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. - Retenir parmi l ensemble des compétences instrumentales mises en œuvre, celles qui visent la maîtrise de l usage des instruments de contrôle et de mesure, de la mise en œuvre des équipements et de l utilisation des outils de représentation (tableaux et planning). - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. Définir la notion de force et citer l unité. Citer les 4 caractéristiques d une force. Mesurer à l aide d un dynamomètre. Tracer le vecteur «force» en fonction d applications. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. - Modéliser, analyser, interpréter les limites du modèle et son champ d application. Schématiser un mécanisme simple. Isoler un élément et dessiner toutes les forces se rapportant à cet élément. Rechercher graphiquement le résultante de forces concourantes et de forces parallèles. Calculer la résultante d un système de forces parallèles. Positionner le point d appui d un élément simple. Décomposer graphiquement et analytiquement une force suivant deux directions données. CM2D CM2D Forces. Systèmes de force : - action, réaction, - composition, résultante, - décomposition. Au départ d applications pratiques. Des liens avec le cours de sciences seront envisagés FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 23

24 - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. Définir la notion de moment et de couple. Donner l unité. Définir le bras de levier d une force. CM2D Moment Couple. A partir d exercices pratiques. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 24

25 - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. Donner les conditions d équilibre statique. Appliquer les conditions d équilibre statique aux leviers, aux poutres sur deux appuis et autres machines simples (poulies, treuils, ) CM2D Equilibre statique.. A partir d exercices pratiques. Des liens avec le cours de sciences seront envisagés - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. Enoncer le principe de l inertie. Différencier poids et masse. Calculer une des grandeurs intervenant dans la formule F=M*a (P=m*g). CM2D Inertie. Des liens avec le cours de sciences seront envisagés FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 25

26 - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. - Décrire à partir des spécifications du cahier des charges, le comportement d une fonction principale ou d un ensemble de fonctions, vérifier par simulation et/ou par des essais et des mesures, la conformité de ses caractéristiques fonctionnelles. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. Distinguer énergie et puissance. Distinguer les unités. Différencier énergies potentielle et cinétique. Appliquer les formules du travail et de la puissance ( mouton de Charpy, treuil, ). Etablir la relation entre la force et la puissance. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. Identifier les éléments constitutifs dans une transmission simple. Etablir le rapport des vitesses. Déterminer la relation effort-vitesse dans cette transmission. Déterminer la puissance en tenant compte d un rendement. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. - Modéliser, analyser, interpréter les limites du modèle et son champ d application. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 26 CM2D CM2D Travail Energie Puissance. Transmission de puissance. Rendement. (courroies, poulies, pignon, ).

27 - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. - Retenir parmi l ensemble des compétences instrumentales mises en œuvre, celles qui visent la maîtrise de l usage des instruments de contrôle et de mesure, de la mise en œuvre des équipements et de l utilisation des outils de représentation (tableaux et planning). Transmission de puissance (suite). - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. Reconnaître les sollicitations dans différents mécanismes simples. Comprendre la répartition des efforts dans un système (levier, ). - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. Identifier les éléments d un ensemble mécanique statique. Déterminer leur fonction. Schématiser l ensemble. Représenter les sollicitations sur un élément isolé. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. - Modéliser, analyser, interpréter les limites du modèle et son champ d application. CM2D CM2D Sollicitations. Statique appliquée. - forces, - moments, - équilibre. Les applications seront simples, réelles ou didactiques. L élève pourra visualiser : hauban, potence, tendeur, caténaire, bride de serrage, porte, FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 27

28 - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. - Retenir parmi l ensemble des compétences instrumentales mises en œuvre, celles qui visent la maîtrise de l usage des instruments de contrôle et de mesure, de la mise en œuvre des équipements et de l utilisation des outils de représentation (tableaux et planning). - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. - Décrire à partir des spécifications du cahier des charges, le comportement d une fonction principale ou d un ensemble de fonctions, vérifier par simulation et/ou par des essais et des mesures, la conformité de ses caractéristiques fonctionnelles. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. Identifier les éléments d un mécanisme simple. Déterminer leur fonction. Schématiser l ensemble dans différents stades de fonctionnement. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. - Modéliser, analyser, interpréter les limites du modèle et son champ d application. CM2D Cinématique appliquée. Transmission/ transformation de mouvement. Vitesse Rapports. Les applications seront simples, réelles ou didactiques. L élève pourra visualiser et manipuler : treuil, réducteur, boite de vitesse, vélo, perceuse sensitive, scie sauteuse, tour, ). FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 28

29 - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. Cinématique appliquée (suite). FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 29

30 LABORATOIRE DE TECHNIQUES INDUSTRIELLES. ( 4.p. / 4 p. ) Le laboratoire est le lieu idéal pour susciter et maintenir la motivation de l élève. Il est également un lieu de synthèse interdisciplinaire, de mise en relation des apports des différents cours, un lieu d intégration. Il favorise la compréhension des différentes lois et des technologies qui s y rapportent. Les manipulations, les relevés des mesures, les vérifications sont les piliers de ce cours. Le matériel doit être suffisant en quantité, qualité et correspondre aux exigences actuelles de l industrie. COMPETENCES À ATTEINDRE SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. Utiliser le vocabulaire technique mécanique et électrique adéquat. CM2D Vocabulaire. A partir de situations concrètes (lexique). - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. Distinguer les différents constituants, Schématiser un circuit électrique. - Représenter, synthétiser, organiser les savoirs. CM2D Circuit électrique : - générateur, - récepteur, - conducteurs. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 30

31 - Retenir parmi l ensemble des compétences instrumentales mises en œuvre, celles qui visent la maîtrise de l usage des instruments de contrôle et de mesure, de la mise en œuvre des équipements et de l utilisation des outils de représentation (tableaux et planning). - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. Montrer le sens du courant électrique dans un circuit. Citer et constater les effets du courant électrique. Illustrer les effets du courant électrique par des exemples pratiques (résistance chauffante, lampe, hautparleur, moteur, ). - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. Choisir la section d un câble en fonction du courant débité. - Modéliser, analyser, interpréter les limites du modèle et son champ d application. CM2D CM2D Courant Tension - Résistance Courant électrique Densité du courant. (analogie hydraulique). A partir d un cas concret FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 31

32 - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. Citer l unité de différence de potentiel. Maîtriser les propriétés de la différence de potentiel dans un circuit. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. Citer l unité de résistance. Savoir appliquer la loi d Ohm. Citer les matières conductrices et isolantes les plus employées. Illustrer l influence des différents paramètres sur la résistance (nature, longueur, section, température). Résoudre les problèmes relatifs à ces lois dans toutes les situations. Savoir interpréter l influence des différents paramètres. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. CM2D CM2D Courant Tension - Résistance Différence de potentiel. Résistance électrique : loi de Pouillet, loi d Ohm. (analogie hydraulique) (analogie hydraulique) A partir d éléments concrets. Transformations de formule et analyse dimensionnelle Savoir différencier et réaliser un montage série, parallèle, mixte. Résoudre des problèmes simples relatifs aux groupements des résistances (calculs et/ou mesures des R,I,U,..). - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. CM2D Groupements de résistances. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 32

33 - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. - Décrire à partir des spécifications du cahier des charges, le comportement d une fonction principale ou d un ensemble de fonctions, vérifier par simulation et/ou par des essais et des mesures, la conformité de ses caractéristiques fonctionnelles. - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. Justifier le rôle et le choix des fusibles. Expliquer les conséquences d un court-circuit ou d un mauvais contact. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. CM2D Energie électrique. Au départ d applications pratiques. Transformation de formule, analyse dimensionnelle. Résoudre les problèmes relatifs à la loi d ohm dans un générateur. CM2D Force électromotrice. A partir d une situation concrète FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 33

34 - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. Résoudre les problèmes relatifs à cette loi. Expliquer les caractéristiques d un courant alternatif (valeur instantanée, valeur maximale, valeur efficace, valeur moyenne, fréquence, période, ). - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. CM2D Quantité d électricité Accumulateurs. CM2D Courant alternatif. A partir d une situation concrète. A l aide de moyens didactiques adaptés. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 34

35 - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. - Décrire à partir des spécifications du cahier des charges, le comportement d une fonction principale ou d un ensemble de fonctions, vérifier par simulation et/ou par des essais et des mesures, la conformité de ses caractéristiques fonctionnelles. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. Lire des schémas électriques simples. Modifier et/ou adapter, réaliser des schémas électriques simples dans le respect des normes en vigueur. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - Modéliser, analyser, interpréter les limites du modèle et son champ d application. CM2D Schémas divers : - bâtiment, - automatismes simples, - raccordements des appareils de mesure. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 35

36 - Interpréter et modéliser des systèmes techniques intégrant des sous-systèmes conformément aux exigences d un cahier des charges. L utilisation d un vocabulaire précis, l analyse des schémas, des représentations graphiques, des modèles permettent de diriger l analyse, d organiser l espace et le temps, ou d orienter les choix d action. - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. Schémas divers (suite). FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 36

37 - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. - Produire des supports techniques cohérents relatifs à une étude, à un projet, à un ou à des systèmes techniques et les communiquer en respectant la terminologie, les normes et les défendre. - Prendre conscience des effets des choix technologiques sur l environnement, de leurs incidents sur le mode de vie. Présenter et argumenter les conséquences d un choix technologique en fonction de ses impacts sociaux, économiques, environnementaux, éthiques et culturels, analyser ceux-ci. Citer les protections les plus utilisées en basse tension en référence au RGIE. Justifier l emploi des différentes protections utilisées en basse tension. Calibrer ces différentes protections. - Modéliser, analyser, interpréter les limites du modèle et son champ d application. CM2D Protection des personnes et du matériel. Protection des personnes et du matériel (suite). FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 2 ème degré technique de transition secteur Industrie 37