Programme des classes préparatoires aux Grandes Ecoles
Voie : Physique, chimie et sciences de l’ingénieur (PCSI) - Physique et sciences de l’ingénieur (PSI)
Discipline : Sciences industrielles de l’ingénieur
©️ Ministère de l’enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation, 2013

Compétences générales	Compétences	Compétences développées		Connaissances		Semestre	Commentaires
Analyser	Identifier le besoin et les exigences		Décrire le besoin		Cahier des charges : - diagramme des exigences - diagramme des cas d'utilisation		Les diagrammes SysML sont présentés uniquement à la lecture. La connaissance de la syntaxe du langage SysML n'est pas exigible.
			Traduire un besoin fonctionnel en exigences
			Présenter la fonction globale
			Définir les domaines d'application, les critères technico-économiques
			Identifier les contraintes
			Identifier et caractériser les fonctions
			Qualifier et quantifier les exigences (critère, niveau)
			Évaluer l'impact environnemental (matériaux, énergies, nuisances)		Impact environnemental		Il s'agit de sensibiliser les élèves au développement durable.
	Appréhender les analyses fonctionnelle et structurelle Au premier semestre, les analyses fonctionnelles et structurelles seront limitées à la lecture. Elles permettent à l'élève d'appréhender la complexité du système étudié et de décrire les choix technologiques effectués par le constructeur. Au terme du second semestre, l'élève devra être capable de proposer un outil de description du système étudié.		Analyser les architectures fonctionnelle et structurelle		Architectures fonctionnelle et structurelle : - diagrammes de définition de blocs - chaîne directe - système asservi - commande		Il faut insister sur la justification de l'asservissement par la présence de perturbations.
			Identifier les fonctions des différents constituants
			Repérer les constituants dédiés aux fonctions d'un système
			Identifier la structure d'un système asservi : chaîne directe, capteur, commande, consigne, comparateur, correcteur
			Identifier et positionner les perturbations
			Différencier régulation et poursuite
			Identifier et décrire la chaîne d'information et la chaîne d'énergie du système		Chaîne d'information et d'énergie : - diagramme de blocs internes - diagramme paramétrique		Les descriptions des chaînes d'énergie et d'information permettent de construire une culture de solutions industrielles.
			Identifier les liens entre la chaîne d'énergie et la chaîne d'information
			Identifier les constituants de la chaîne d'information réalisant les fonctions acquérir, coder, communiquer, mémoriser, restituer, traiter
			Identifier les constituants de la chaîne d'énergie réalisant les fonctions agir, alimenter, convertir, moduler, transmettre, stocker
	Apprécier la pertinence et la validité des résultats L'évaluation de la pertinence des résultats commence dès le premier semestre.		Utiliser des symboles et des unités adéquates		Grandeurs utilisées : - unités du système international - homogénéité des grandeurs
			Vérifier l'homogénéité des résultats
Modéliser	Proposer un modèle de connaissance et de comportement		Déterminer les fonctions de transfert à partir d'équations physiques (modèle de connaissance)		Systèmes linéaires continus et invariants : - modélisation par équations différentielles - calcul symbolique - fonction de transfert ; gain, ordre, classe, pôles et zéros		L'utilisation de la transformée de Laplace ne nécessite aucun prérequis. Sa présentation se limite à son énoncé et aux propriétés du calcul symbolique strictement nécessaires à ce cours. Les théorèmes de la valeur finale, de la valeur initiale et du retard sont donnés sans démonstration.
			Caractériser les signaux canoniques d'entrée		Signaux canoniques d'entrée : - impulsion - échelon - rampe - signaux sinusoïdaux
			Analyser ou établir le schéma-bloc du système		Schéma-bloc : - fonction de transfert en chaîne directe - fonction de transfert en boucle ouverte et en boucle fermée
			Déterminer les fonctions de transfert
			Renseigner les paramètres caractéristiques d'un modèle de comportement (premier ordre, deuxième ordre, dérivateur, intégrateur, gain, retard)		Modèles de comportement		Un modèle de comportement est associé à l'observation de la réponse expérimentale d'un constituant.
			Paramétrer les mouvements d'un solide indéformable		Solide indéformable : - définition - référentiel, repère - équivalence solide/référentiel - degrés de liberté - vecteur-vitesse angulaire de deux référentiels en mouvement l'un par rapport à l'autre		Le paramétrage avec les angles d'Euler ou les angles de roulis, de tangage et de lacet est présenté, mais la maitrise de ces angles n'est pas exigible.
			Associer un repère à un solide
			Identifier les degrés de liberté d'un solide par rapport à un autre solide
Résoudre	Procéder à la mise en oeuvre d'une démarche de résolution analytique		Déterminer la réponse temporelle		Réponses temporelle et fréquentielle : - systèmes du 1er et du 2ième ordre - intégrateur		Seule la connaissance de la réponse temporelle à un échelon est exigible. Seul le diagramme de Bode est au programme.
			Déterminer la réponse fréquentielle
			Tracer le diagramme asymptotique de Bode
			Prévoir les performances en termes de rapidité		Rapidité des SLCI : - temps de réponse à 5 % - bande passante
			Relier la rapidité aux caractéristiques fréquentielles
Expérimenter	S'approprier le fonctionnement d'un système pluri-technologique		Repérer les différents constituants de la chaîne d'énergie		Modèles de comportement d'un système
			Repérer les différents constituants de la chaîne d'information		Chaîne d'information
	Mettre en oeuvre un protocole expérimental		Identifier les paramètres caractéristiques d'un modèle du premier ordre ou du deuxième ordre à partir de sa réponse indicielle		Identification temporelle d'un modèle de comportement		Les abaques nécessaires à l'identification sont fournis.
			Identifier les paramètres caractéristiques d'un modèle de comportement à partir de sa réponse fréquentielle		Identification fréquentielle d'un modèle de comportement		D'un point de vue fréquentiel, seul le diagramme de Bode est développé pour l'identification d'un modèle de comportement.
			Associer un modèle de comportement (premier ordre, deuxième ordre, intégrateur, gain) à partir de sa réponse fréquentielle

Les liens avec l’enseignement d’informatique du tronc commun sont identifiés par le symbole .