Scientifique industrielle : Electromécanique

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1 Scientifique industrielle : Electromécanique 3 ème degré technique de transition Secteur Industrie Humanités générales et technologiques D/2005/7362/3/43

2 Table des matières Programme : Grille horaire :... 4 Approche pédagogique :... 5 Tableau des compétences terminales :.. 7 Exemples de situations d apprentissage/d intégration.. 8 Electricité : Mécanique : Laboratoire : Annexe. Formation technologique : But de la formation - Concevoir et réaliser un projet technologique Savoir-faire et savoirs Tableaux des compétences transversales FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 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? - Signification du degré d importance compétence à maîtriser en fin de cycle. Les compétences terminales telles que reprises en début de chaque discipline sont absolument à certifier. «CE» compétence à exercer. Ces CE reprennent les CEF ( compétences à exercer dans une formation ultérieure ) et CEP ( compétences à exercer dans la profession ) ne seront maîtrisées qu ultérieurement. - Remarque Certaines compétences sont déjà activées/maîtrisées par les élèves qui ont fréquenté le deuxième degré «Scientifique Industrielle Electromécanique». Ces compétences doivent continuer à être exercées tout au long du troisième degré. Pour les élèves arrivant en cinquième après avoir réussi un second degré dans une autre orientation d études, il faut impérativement veiller à ce qu ils puissent, eux aussi, maîtriser l ensemble des compétences. Les professeurs veilleront donc à ce que les élèves soient placés dans des conditions qui leur permettent d'exercer et de maîtriser toutes les compétences, soit en organisant des remises à niveau ou des rattrapages, soit en prévoyant pour eux des activités spécifiques. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 3

4 2.Grille horaire Périodes 5è 6è Electricité : Mécanique : Laboratoire de techniques industrielles: Total :. 8 8 FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 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 sont bien sûr à travailler mais le moment de les aborder reste un choix d équipe éducative. Afin d aider à la réalisation de situations (d apprentissage ou d intégration), un exemple de grille pratique est présentée en page 8. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 5

6 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 3 ème degré technique de transition 6

7 4. Tableau des compétences terminales à atteindre dans les différentes disciplines Les compétences à maîtriser à l issue du 3 e degré () sont les mêmes que celles du 2 e degré (2D), ces dernières étant d un degré de complexité moindre. C est normal. Ce qui les distingue c est le degré de maîtrise auquel on doit amener les élèves : ici il s agit de franchir un palier nouveau dans la maîtrise de ces mêmes compétences. Le degré de maîtrise doit être précisé et apprécié par des critères et indicateurs adaptés. Rep COMPETENCES TERMINALES Elec Méc lab A Analyser et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales. 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 X de 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 X système, d un système. E Décrire à partir des spécifications du cahier des charges, le comportement d une fonction principale ou d un ensemble de X X fonctions, vérifier 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 X X en 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 X X 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 I Produire des documents comprenant textes, tables, figures et répondant aux critères de qualité éditoriale, ce, à l aide de différents X 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 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 3 ème degré technique de transition 7

8 Exemple de grille pour les situations Professeur : Classe : Cours : Durée prévue : (nombre de périodes) 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.. Rôle de la situation-problème : (apprentissage ou intégration?) Description du travail à réaliser. TÂCHE Rôle de l évaluation : (formative ou sommative?) 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, 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 3 ème degré technique de transition 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 et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales (laboratoire). TACHE - De fréquentes coupures de courant concernent certains locaux. Il est demandé d en rechercher la cause, sachant que ces locaux sont alimentés à partir d un réseau triphasé et que c est toujours le même fusible qui déclenche. Il faut mesurer les caractéristiques des circuits et réaliser un rapport. Pour ce faire l élève a : - à sa disposition : - l espace de mise en oeuvre nécessaire, - les outils et les appareils de mesures adéquats, - la documentation utile (schéma, ), - deux circuits (un équilibré et un déséquilibré), - déjà exercé ou maîtrisé les compétences suivantes : - savoir utiliser les appareils de mesures, - respecter les normes de sécurités. SUPPORT (contexte et ressources) CONSIGNE - respecter les règles de sécurité, - vérifier les deux circuits ( hors tension), - lire et décoder toutes indications ( plaques à bornes, ), - placer les appareils de mesure dans les circuits (ampèremètre, voltmètre, wattmètre,..), - éventuellement adapter les calibres des appareils, - mettre les circuits sous tension, - réaliser les mesures, - rédiger un rapport et conclure. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 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 : - analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique (mécanique ). TACHE - Il est demandé d expliquer le fonctionnement d une machine motrice (ou réceptrice) actionnée par un moteur électrique. SUPPORT (contexte et ressources) Pour ce faire l élève a : - à disposition : - l espace de mise en œuvre nécessaire, - la documentation utile (plans, ), - déjà exercé ou maîtrisé les compétences suivantes : - savoir lire / décoder un plan, un dossier,, - connaître les lois fondamentales de la machine motrice (ou réceptrice), CONSIGNE - lire et décoder toutes indications (plans, ), - réaliser le lien entre les lois fondamentales et le fonctionnement, - rédiger un rapport (oral ou écrit). FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 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 : - interpréter et modéliser des systèmes techniques intégrant des soussystèmes 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 (électricité, laboratoire), - analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges ( électricité, mécanique, laboratoire), - 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 (électricité, laboratoire), - choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément, d un système, d un système (laboratoire), - 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) (laboratoire), - rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international (électricité, mécanique, laboratoire), - 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 ( mécanique, laboratoire), - 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 (électricité, laboratoire), appliquer les règles de sécurité individuelles, collectives et d environnement (laboratoire) TACHE - Un système électro-pneumatique doit être automatisé, il sera piloté par un automate programmable et on demande d étudier la situation. Il faut réaliser la fonction demandée (l automatisation) dans le cahier des charges. SUPPORT (contexte et ressources) Pour ce faire l élève a: - à sa disposition : - l espace de mise en œuvre nécessaire, - la documentation utile (plans, schémas, consignes, catalogues, support informatique, ), - les éléments pneumatiques, électriques, automate,., - l outillage et appareils de mesure, - déjà exercé ou maîtrisé les compétences suivantes : - connaître les éléments pneumatiques qui entreront dans l automatisation (vérins, capteurs, distributeur, alimentation), - connaître les éléments électriques qui entreront dans l automatisation (capteurs, moteurs,.), - connaître le fonctionnement de l automate (jeux d instructions, règles de sécurité concernant les entrées/sorties, ), - savoir utiliser les appareils de mesure et l outillage nécessaire. CONSIGNE - respecter les règles de sécurité dans toutes les interventions, - lire, décoder, respecter toutes indications (cahier des charges, plans, schémas, catalogues, ), - réaliser le lien entre les lois fondamentales des différents éléments et leur fonctionnement, - réaliser, les différents schémas nécessaires à la réalisation de cette automatisation, - prévoir et régler les protections adéquates (électriques, pneumatiques, ), - réaliser des tests de fonctionnement partiel (éventuellement), - rédiger un rapport (écrit). * Cette situation pourrait être d intégration ou d apprentissage en fonction du nombre et de la précision des consignes données mais aussi de l autonomie laissée à l élève pour résoudre cette situation. Une situation d intégration fera appel à peu ou pas de consignes et à l autonomie de l élève en fonction du moment où elle se déroule dans le cursus scolaire de l élève ; de même, elle tiendra compte d un grand nombre de compétences et pourra être disciplinaire ou interdisciplinaire. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 11

12 ELECTRICITE. ( 2 p. / 2 p. ) COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales. Signaux périodiques. Reconnaître la nature et les caractéristiques des différents signaux périodiques. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. Expliquer la notion de déphasage. Eléments actifs/passifs. - l intensité du courant, - la force électromotrice, - la tension ou la différence de potentiel, - les puissances (actives, réactives, apparentes) -. Représenter vectoriellement les signaux alternatifs sinusoïdaux. Représenter mathématiquement les signaux alternatifs sinusoïdaux. Appliquer ces représentations à différents circuits RLC. - la résistance électrique, - l inductance électrique, - la capacité électrique, - l impédance, -.. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 12

13 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser et résoudre les applications Expliquer l intérêt du triphasé. Systèmes triphasés et problèmes liés aux lois fondamentales. - 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. - 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. - Interpréter et modéliser des systèmes techniques intégrant des soussystèmes 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. Représenter vectoriellement les grandeurs simples et composées. Maîtriser le couplage des récepteurs triphasés. Différencier les circuits équilibrés et déséquilibrés. Différencier les différents régimes du neutre. - les puissances, amélioration du facteur de puissance, - les récepteurs étoiles, - les récepteurs triangles, - le schéma d un réseau de distribution d énergie, - FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 13

14 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. Transformateurs. - Analyser et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales. - 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. - 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. Expliquer l intérêt et l utilité des transformateurs. Appliquer les lois fondamentales de l électricité dans le cas du transformateur. - le fonctionnement du transformateur monophasé à vide, en charge, en courtcircuit, - les différents types de transformateurs, - le couplage - FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 14

15 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales. Machines tournantes - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. Expliquer le principe de fonctionnement dans l application des lois fondamentales de la mécanique et de l électricité. - les caractéristiques, - les relations, - les différents schémas, 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. Expliquer la nécessité d un système de démarrage (moteurs). - 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. Expliquer le principe de quelques applications concrètes. Expliquer le rôle des différents éléments électroniques intervenant dans l application étudiée. CE Commande électronique de machines - le principe de fonctionnement des éléments électroniques : diode, transistor en commutation, thyristor, triac,. le schéma de principe d un montage électronique. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 15

16 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales. Grandeurs Unités Analyser les relations entre les grandeurs électriques et leurs unités. - les relations entre les unités électriques, - les relations entre les grandeurs mécaniques et électriques. Cette analyse se fera suivant les besoins tout au long du cycle. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 16

17 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - 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. - 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. Différencier les principaux systèmes de production et de transformation de l énergie. Analyser un système de production et de transformation de l énergie. Production et transformation de l énergie - le fonctionnement d un système réel (étude et visite d une centrale électrique), - un schéma structurel, - un schéma fonctionnel, - un schéma de réseau de distribution d énergie (production, transport, utilisation), -. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 17

18 MECANIQUE. ( 2.p. / 2 p. ) COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales. Grandeurs Unités. Analyser les relations entre les grandeurs mécaniques et leurs unités. - les relations entre les unités mécaniques, - les relations entre les grandeurs mécaniques et électriques. Cette analyse se fera suivant les besoins tout au long du cycle. - Analyser et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales. Distinguer le débit volumique et le débit massique. Expliquer : la notion de pression, le principe d Archimède, le principe des vases communicants, le principe de la mesure des débits des fluides par sondes et appareils déprimogènes (diaphragme ou venturi), l application de l équation de Bernouilli. CE Statique et dynamique des fluides - les forces, - la viscosité, - le débit, - la pression, - la lubrification, -. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 18

19 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales. Calorimétrie et thermodynamique Différencier température et chaleur. Définir chaleur massique et pouvoir calorifique d un combustible. - la température, - la chaleur, -. Expliquer le principe de mesure de la chaleur. Reconnaître les différentes transformations des gaz parfaits. Tracer un diagramme pression volume d une transformation.. Connaître le principe de base de thermodynamique - équivalence, - Carnot, - les cycles industriels, - - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. Expliquer le fonctionnement d au moins une machine (réceptrices et/ou motrices ) en appliquant les lois fondamentales. Machine motrice Machine réceptrice - les caractéristiques d éléments de machines, - le fonctionnement d un système réel. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 19

20 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales. Résistance et essais des matériaux - 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. Identifier les différentes sollicitations. Analyser les déformations obtenues. Justifier les coefficients de sécurité. Etudier au moins une sollicitation. ex : traction, flexion, torsion, étudier l influence des différents paramètres, rechercher les caractéristiques mécaniques des différents matériaux, établir la condition de résistance, choisir les dimensions. - les sollicitations, - les contraintes et tensions, - les tensions, - les caractéristiques des : matériaux ferreux, matériaux non ferreux, plastiques et composites,.. - la répartition des efforts dans un système. -.. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 20

21 LABORATOIRE. ( 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. La manipulation, le 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 TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales. Signaux périodiques Reconnaître la nature et les caractéristiques des différents signaux périodiques. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. -. Expliquer la notion de déphasage. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - Représenter vectoriellement les signaux alternatifs sinusoïdaux. - Mesurer des grandeurs. - Appliquer ces représentations à différents circuits RLC. - Mesurer des grandeurs. Eléments actifs/passifs - l intensité du courant, - la force électromotrice, - la tension ou la différence de potentiel, - les puissances (actives, réactives, apparentes) -. - la résistance électrique, - l inductance électrique, - la capacité électrique, - l impédance, -.. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 21

22 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales. Systèmes triphasés - 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. - Interpréter et modéliser des systèmes techniques intégrant des soussystèmes 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. - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. Représenter vectoriellement les grandeurs simples et composées. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. Maîtriser le couplage des récepteurs triphasés. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. Différencier les circuits équilibrés et déséquilibrés. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - les puissances, amélioration du facteur de puissance, - les récepteurs étoiles, - les récepteurs triangles, - le schéma d un réseau de distribution d énergie, - FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 22

23 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - 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. Systèmes triphasés (suite) - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. - les puissances, amélioration du facteur de puissance, - les récepteurs étoiles, - les récepteurs triangles, - le schéma d un réseau de distribution d énergie, FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 23

24 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. Transformateurs - 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 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. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. Appliquer les lois fondamentales de l électricité dans le cas du transformateur. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - le fonctionnement du transformateur monophasé à vide, en charge, en courtcircuit, - les différents types de transformateurs, - le couplage -. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 24

25 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. CE - 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. - 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. - Interpréter et modéliser des systèmes techniques intégrant des soussystèmes 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. Expliquer le principe de fonctionnement dans l application des lois fondamentales de la mécanique et de l électricité. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. Expliquer la nécessité d un système de démarrage (moteurs). - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. Lire et analyser un schéma de raccordement et de câblage. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. CE Machines tournantes du type: synchrone ; alternateur, moteur synchrone,..., asynchrone ; moteur universel, moteur triphasé,. - les caractéristiques, - les relations, - les différents schémas, -., FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 25

26 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique Commande de machines électriques - 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. - 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) - 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. - Rédiger et présenter un rapport technique en respectant la terminologie et les normes du système international. Lire un plan électrique, reconnaître les principaux symboles. Effectuer des mesures, lire et interpréter les mesures. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. Justifier et expliquer le principe de fonctionnement de différentes commandes comme : départ/arrêt, inversion du sens de marche, limitation du courant de démarrage (technologie moderne), réglage de la vitesse (technologie moderne), choix et calibre des protections, Réaliser différentes commandes. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - Les différents schémas, - les appareils de mesure (tension, intensité, puissance, forme des signaux, ), - les protections (appareillage, réseau, puissance, commande,.), - l organigramme pour répondre à un cahier des charges (réalisation de montages) -. L utilisation des technologies actuelles est recommandée. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 26

27 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser et résoudre les applications et problèmes liés aux lois fondamentales. Grandeurs Unités - 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). Analyser les relations entre les grandeurs électriques, mécaniques et leurs unités. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - les relations entre les unités mécaniques, les unités électriques, - les relations entre les grandeurs mécaniques et électriques. Cette analyse se fera suivant les besoins tout au long du cycle. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 27

28 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. Pneumatique Hydraulique - 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. Lire un plan comportant des éléments pneumatiques et/ou hydrauliques, reconnaître les principaux symboles. Identifier physiquement différents éléments et expliquer leur principe de fonctionnement. Réaliser des schémas de base comportant des éléments pneumatiques et/ou hydrauliques. Etude de petits systèmes comprenant les composants pneumatiques et hydrauliques tels: les vérins, les distributeurs, les capteurs détecteurs. - 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). Réaliser des montages avec des systèmes pneumatiques et/ou hydrauliques - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. Effectuer des mesures, lire et interpréter ces mesures. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. CE CE FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 28

29 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser et résoudre les applications Analyser les déformations obtenues. Résistance et essais et problèmes liés aux lois fondamentales. des matériaux - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. - 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). - 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. Réaliser des essais sur des matériaux : la traction, la dureté,.. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - les sollicitations, - les contraintes et tensions, - les tensions, - les caractéristiques des : matériaux ferreux, matériaux non ferreux, plastiques et composites,.. - la répartition des efforts dans un système. -.. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 29

30 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique. CE - 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. Appliquer les commandes de base d un logiciel de D.A.O. D.A.O. (Dessin assisté par ordinateur) les domaines de la mécanique et de l électricité : - vues, coupes, sections, formes et états de surface, perspectives, projections, montage mécanique,, - différents schémas (installations électriques, schémas électroniques. ), - FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 30

31 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Analyser les schémas fonctionnels, structurels d un système ou d un objet technique Automatisation - Analyser les solutions technologiques existantes, en référence aux spécifications du cahier des charges. - Interpréter et modéliser des systèmes techniques intégrant des soussystèmes 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 Identifier les différents composants d un système automatisé. Traduire sous forme de diagramme fonctionnel, le cahier des charges de l automatisation d une machine simple. - organisation d un système automatisé à partir de son observation ou d une description, - diagramme (grafcet, ladder, suite d instructions, ) qui analyse et ordonne les opérations d un processus automatisé ou, d une chaîne fonctionnelle,, - structure de l automate et le fonctionnement interne, - schéma bloc d un réseau informatique (supervision, ), - capteurs, détecteurs (magnétiques, capacitifs, optoélectroniques, photo-électriques, numériques, analogiques, ) : principe de fonctionnement, rôle, choix. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 31

32 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - 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. Automatisation (suite) - 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 - 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. Réaliser une automatisation via un automate programmable : Etablir, un programme, tester le programme, optimaliser le programme. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 32

33 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - 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. - Interpréter et modéliser des systèmes techniques intégrant des soussystèmes 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 - Choisir une méthode et un appareillage permettant de contrôler les caractéristiques techniques des matériaux, d un élément d un système, d un système. Justifier et expliquer la nécessité d un système de régulation. Identifier les principales fonctions qui interviennent dans la conception d un système de régulation. Régulation de systèmes automatisés : Gestion des signaux d information et de commande exemple : chauffage, vitesse, tension,.., - les différents schémas, - les appareils de mesure ( tension, intensité, puissance, forme des signaux,, - les protections (appareillage, réseau, puissance, commande,. ), - les composants électroniques, - un régulateur P.I.D., - FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 33

34 COMPETENCES TERMINALES SAVOIR-FAIRE Class SAVOIRS INDICATIONS METHODOLOGIQUES - Retenir parmi l ensemble des compétences instrumentales mises en œuvre, celles qui visent la maîtrise de Identifier les différents paramètres qui interviennent dans un système de régulation (en tenant compte des perturbations). Régulation de systèmes automatisés : l usage des instruments de contrôle Gestion des signaux et de mesure, de la mise en œuvre des - équipements et de l utilisation des outils de représentation (tableaux et Modéliser, analyser, interpréter les limites du d information et de commande ( suite) planning) - 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. Expliquer le principe de fonctionnement de certains composants. Effectuer des mesures, lire et interpréter ces mesures. - Mesurer des grandeurs. - Utiliser, mettre en œuvre des instruments de mesure et/ou de contrôle. - Appliquer les règles de sécurité individuelles, collectives et d environnement, - 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. Appliquer avec rigueur les consignes de mises en / hors énergie. Utiliser les outils et les appareils de mesures adéquats. Sécurité, hygiène et environnement : - respect des prescriptions du RGIE et du code du bien-être au travail. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 34

35 ANNEXE 1. Formation technologique 1.1. Le but de la formation technologique. La technologie, en tant qu activité par laquelle les hommes s efforcent de maîtriser leur environnement et de l adapter de manière à ce qu il réponde mieux à leurs besoins a évolué au cours de l histoire. L étude de cette évolution porte sur : la manière dont l homme n a cessé de faire preuve d inventivité dans la maîtrise de son environnement, les liens entre la technologie et les découvertes scientifiques, l objet dominant de la technologie : la matière, l énergie et puis plus récemment l information. Lorsque l on résout des problèmes pratiques, il ressort à l évidence que les sciences et la technologie sont inséparables : on ne traite pas ces diverses disciplines indépendamment. La technologie suppose l élaboration de savoirs et de pratiques spécifiques qui intègrent le savoir scientifique, mais aussi des possibilités et des contraintes, notamment, sociales, économiques, environnementales, esthétiques.. Les objectifs généraux de la formation technologique, dans l enseignement secondaire technique de transition, doivent correspondre aux compétences requises pour appréhender des situations-problèmes techniques complexes avec le regard du concepteur de technologie 1. Ces compétences sont les compétences terminales. Elles intègrent des compétences transversales et des compétences et savoirs disciplinaires. Les compétences transversales : ce sont des attitudes, des démarches mentales, des démarches méthodologiques communes aux différentes disciplines, incluant des habiletés relationnelles comme savoir dialoguer, savoir communiquer, savoir travailler en équipe. Elles permettent de faire face à des familles de situation. Elles sont à acquérir au cours de l élaboration des différents savoirs, savoir-faire et savoir-être qu il importe de mettre en œuvre dans le cadre de la résolution de situations-problèmes techniques avec le regard du concepteur de technologie. Tout savoir et tout savoir-faire sont des éléments de compétences, une compétence est complexe, ouverte, flexible. FESeC Scientifique industrielle : électromécanique 3 ème degré technique de transition 35