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Tableau des associations « Ressources / Programme de l’enseignement transversal en STI2D » (En cours de finalisation…)

Ressources associées au programme de l’enseignement transversal (En cours de finalisation…)


Intitulés du programme
Ressources

1. Principes de conception des systèmes et développement durable

1.1 Compétitivité et créativité

1.1.1 Paramètres de la compétitivité

Importance du service rendu (besoin réel et besoin induit)

Innovation (de produit, de procédé, de marketing)

Recherche de solutions techniques (brevets) et créativité, stratégie de propriété industrielle (protection du nom, du design et de l’aspect technique), enjeux de la normalisation

Design produit et architecture

Ergonomie : notion de confort, d’efficacité, de sécurité dans les relations homme-produit, homme-système

T.C.-1.1.1
 

 

1.1.2 Cycle de vie d’un produit et choix techniques, économiques et environnementaux
Les étapes du cycle de vie d’un système
Prise en compte globale du cycle de vie

T.C.-1.1.2

Cycle de vie d’un produit

1.1.3 Compromis complexité-efficacité-coût
Relation fonction/coût/besoin
Relation fonction/coût/réalisation
Relation fonction/impact environnemental
T.C.-1.1.3

1.2 Éco-conception

1.2.1 Étapes de la démarche de conception
Expression du besoin, spécifications fonctionnelles d’un système (cahier des charges fonctionnel)
T.C.-1.2.1
Démarche de conception
1.2.2 Mise à disposition des ressources
Coûts relatifs, disponibilité, impacts environnementaux des matériaux
T.C.-1.2.2_1
Enjeux énergétiques mondiaux : extraction et transport, production centralisée, production locale
T.C.-1.2.2_2
1.2.3 Utilisation raisonnée des ressources
Propriétés physico-chimiques, mécaniques et thermiques des matériaux
T.C.-1.2.3_1
Impacts environnementaux associés au cycle de vie du produit :
– conception (optimisation des masses et des assemblages)
– contraintes d’industrialisation, de réalisation, d’utilisation (minimisation et valorisation des pertes et des rejets) et de fin de vie
– minimisation de la consommation énergétique
T.C.-1.2.3_2
Efficacité énergétique d’un système
T.C-1.2.3_3
Apport de la chaîne d’information associée à la commande pour améliorer l’efficacité globale d’un système
T.C.-1.2.3_4

2. Outils et méthodes d’analyse et de description des systèmes

2.1 Approche fonctionnelle des systèmes

2.1.1 Organisation fonctionnelle d’une chaîne d’énergie
Caractérisation des fonctions relatives à l’énergie : production, transport, distribution, stockage, transformation, modulation.

T.C.-2.1.1

Chaine d’énergie

2.1.2 Organisation fonctionnelle d’une chaîne d’information
Caractérisation des fonctions relatives à l’information : acquisition et restitution, codage et traitement, transmission
T.C.-2.1.2

2.2 Outils de représentation

2.2.1 Représentation du réel
Croquis (design produit, architecture)
T.C.-2.2.1_1
Représentation volumique numérique des systèmes
T.C.-2.2.1_2
Exploitation des représentations numériques
T.C.-2.2.1_3
2.2.2 Représentations symboliques
Représentation symbolique associée à la modélisation des systèmes : diagrammes adaptés SysML, graphe de flux d’énergie, schéma cinématique, schéma électrique, schéma fluidique.

T.C.-2.2.2_1

Diagrammes SysML

schémas cinématiques

Symboles dans les schémas électriques et fluidiques

Schéma architectural (mécanique, énergétique, informationnel)
T.C.-2.2.2_2
Représentations des répartitions et de l’évolution des grandeurs énergétiques (diagramme, vidéo, image)
T.C.-2.2.2_3
Représentations associées au codage de l’information : variables, encapsulation des données
T.C.-2.2.2_4

2.3 Approche comportementale

2.3.1 Modèles de comportement
Principes généraux d’utilisation
Identification et limites des modèles de comportements, paramétrage associé aux progiciels de simulation
T.C.-2.3.1_1
Modélisation des systèmes multiphysiques
Identification des variables du modèle, simulation et comparaison des résultats obtenus au système réel ou à son cahier des charges
T.C.-2.3.1_2
2.3.2 Comportement des matériaux
Matériaux composites, nano matériaux. Classification et typologie des matériaux
T.C.-2.3.2_1
Comportements caractéristiques des matériaux selon les points de vue
Mécaniques (efforts, frottements, élasticité, dureté, ductilité)

T.C.-2.3.2_2

Comportement des matériaux points de vue mécaniques

Thermiques (échauffement par conduction, convection et rayonnement, fusion, écoulement)

T.C.2.3.2_3

Comportement des matériaux points de vue thermiques

Électrique (résistivité, perméabilité, permittivité)
T.C.-2.3.2_4
2.3.3 Comportement mécanique des systèmes
Équilibre des solides : modélisation des liaisons, actions mécaniques, principe fondamental de la statique, résolution d’un problème de statique plane
T.C.-2.3.3_1

Comportement mécanique des systèmes

Résistance des matériaux : hypothèses et modèle poutre, types de sollicitations simples, notion de contrainte et de déformation, loi de Hooke et module d’Young, limite élastique, étude d’une sollicitation simple
T.C.-2.3.3_2
Résistance des matériaux:

1( Introduction et essai de traction)

Exercices essai de traction

2 (contrainte et loi de Hooke)

Exercices loi de Hooke

Vidéo annexe

Torseur de cohésion

Partie3 (Flexion)

2.3.4 Structures porteuses
Aspects vibratoires
T.C.-2.3.4_1
Transfert de charges
T.C.-2.3.4_2

Structures porteuses

2.3.5 Comportement énergétique des systèmes
Analyse des pertes de charges fluidiques, caractéristiques des composants
T.C.-2.3.5_1
Les paramètres de gestion de l’énergie liés au stockage et aux transformations
T.C.-2.3.5_2
Conservation d’énergie, pertes et rendements, principe de réversibilité
T.C.-2.3.5_3
Natures et caractéristiques des sources et des charges
T.C.-2.3.5_4
Caractérisation des échanges d’énergie entre source et charge : disponibilité, puissance, reconfiguration, qualité, adaptabilité au profil de charge, régularité
T.C.-2.3.5_5
2.3.6 Comportements informationnels des systèmes
Caractérisation de l’information : expression, visualisation, interprétation, caractérisations temporelle et fréquentielle
T.C.-2.3.6_1
Modèles de description en statique et en dynamique
T.C.-2.3.6_2
Modèles algorithmiques : structures algorithmiques élémentaires (boucles, conditions, transitions conditionnelles). Variables
T.C.-2.3.6_3

3. Solutions technologiques

3.1 Structures matérielles et/ou logicielles

3.1.1 Choix des matériaux
Principes de choix, indices de performances, méthodes structurées d’optimisation d’un choix, conception multi-contraintes et multi-objectifs
T.C.-3.1.1
3.1.2 Typologie des solutions constructives des liaisons entre solides
Caractérisation des liaisons sur les systèmes
T.C.-3.1.2_1
Relation avec les mouvements/déformations et les efforts
T.C.-3.1.2_2
3.1.3 Typologie des solutions constructives de l’énergie
Système énergétique mono-source
T.C.-3.1.3_1
Système énergétique multi-source et hybride
T.C.3.1.3_2
3.1.4 Traitement de l’information
Codage (binaire, hexadécimal, ASCII) et transcodage de l’information, compression, correction

T.C.-3.1.4_1

Transcodage

Programmation objet : structures élémentaires de classe, concept d’instanciation

T.C.-3.1.4_2

Programmation orientée objet

Traitement programmé : structure à base de microcontrôleurs et structures spécialisées (composants analogiques et/ou numériques programmables)
T.C.-3.1.4_3
Systèmes événementiels : logique combinatoire, logique séquentielle
T.C.-3.1.4_4
Limitations de la logique combinatoire
Traitement analogique de l’information : opérations élémentaires (addition, soustraction, multiplication, saturation)
T.C.-3.1.4_5

3.2 Constituants d’un système

3.2.1 Transformateurs et modulateurs d’énergie associés
Adaptateurs d’énergie : réducteurs mécaniques, transformateurs électriques parfaits et échangeurs thermiques

T.C.-3.2.1_1

Réducteurs mécaniques
Transformateurs thermiques

Actionneurs et modulateurs : moteurs électriques et modulateurs, vérins pneumatiques et interfaces, vannes pilotées dans l’habitat pour des applications hydrauliques et thermiques

T.C.-3.2.1_2

Les actionneurs

Accouplements permanents ou non, freins
T.C.-3.2.1_3
Convertisseurs d’énergie : ventilateurs, pompes, compresseurs, moteur thermique
T.C.-3.2.1_4
Éclairage
T.C.-3.2.1_5
3.2.2 Stockage d’énergie
Constituants permettant le stockage sous forme :
– mécanique, hydraulique ou pneumatique : sous forme potentielle et/ou cinétique
– chimique : piles et accumulateurs, combustibles, carburants, comburants
– électrostatique : condensateur et super condensateur
– électromagnétique
– thermique : chaleur latente et chaleur sensible

T.C.-3.2.2

Stockage de l’énergie

3.2.3 Acquisition et codage de l’information
Capteurs : approche qualitative des capteurs, grandeur mesurée et grandeurs d’influence (parasitage, sensibilité, linéarité)

T.C.-3.2.3_1

Capteurs: Cours+exercices d’application

Conditionnement et adaptation du capteur à la chaîne d’information, échantillonnage, blocage
T.C.-3.2.3_2
Filtrage de l’information : types de filtres (approche par gabarit)

T.C.-3.2.3_3

Filtrage: Cours + exercice d’application

Restitution de l’information : approche qualitative des démodulations (transducteurs voix, données, images ; commande des pré-actionneurs)
T.C.-3.2.3_4
3.2.4 Transmission de l’information, réseaux et internet
Transmission de l’information (modulations d’amplitude, modulations de fréquence, modulations de phase)
T.C.-3.2.4_1
Caractéristiques d’un canal de transmission, multiplexage
T.C.-3.2.4_2
Organisations matérielle et logicielle d’un dispositif communicant : constituants et interfaçages

T.C.-3.2.4_3

Transmission de l’information: Les liaisons de données

Modèles en couche des réseaux, protocoles et encapsulation des données
T.C.-3.2.4_4
Adresse physique (Mac) du protocole Ethernet et adresse logique (IP) du protocole IP. Lien adresse Mac/IP : protocole ARP

T.C.-3.2.4_5

Transmission de l’information: L’adressage

Architecture client/serveur : protocoles FTP et HTTP

T.C.-3.2.4_6

Transmission de l’information: Architecture client/serveur

Gestion d’un noeud de réseau par le paramétrage d’un routeur : adresses IP, Nat/Pat, DNS, pare-feu

T.C.-3.2.4_7

Transmission de l’information: Transmission sur l’internet