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	Définir les frontières de l'analyse		Isoler un système et justifier l'isolement		Frontière de l'étude Milieu extérieur
			Définir les éléments influents du milieu extérieur
			Identifier la nature des flux échangés (matière, énergie, information) traversant la frontière d'étude		Flux échangés
	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.		Interpréter tout ou partie de l'évolution temporelle d'un système		Systèmes à événements discrets : - diagramme de séquences - diagramme d'états
Modéliser	Identifier et caractériser les grandeurs physiques En fonction de la complexité des grandeurs physiques utilisées, celles-ci seront données au semestre 1 et exigées au semestre 2.		Qualifier les grandeurs d'entrée et de sortie d'un système isolé		Caractéristiques des grandeurs physiques : - nature physique - caractéristiques fréquentielles - caractéristiques temporelles		Le point de vue de l'étude conditionne le choix de la grandeur d'effort ou de la grandeur de flux à utiliser La dualité temps-fréquence est mise en évidence.
			Identifier la nature (grandeur effort, grandeur flux)
			Décrire l'évolution des grandeurs
			Qualifier la nature des matières, quantifier les volumes et les masses		Flux de matière Flux d'information
			Identifier la nature de l'information et la nature du signal
	Proposer un modèle de connaissance et de comportement		Construire un modèle multi-physique simple		Chaîne d'énergie et d'information		Un logiciel de modélisation acausale sera privilégié pour la modélisation des systèmes multi-physiques.
			Définir les paramètres du modèle
			Préciser et justifier les conditions et les limites de la modélisation plane		Modélisation plane
			Déterminer le torseur cinématique d'un solide par rapport à un autre solide		Torseur cinématique		Seuls les éléments essentiels de la théorie des torseurs – opérations, invariants, axe central, couple et glisseur – sont présentés.
			Associer un modèle à une action mécanique		Actions mécaniques : - modélisation locale, actions à distance et de contact - modélisation globale, torseur associé - lois de Coulomb - adhérence et glissement - résistance au roulement et au pivotement
			Déterminer la relation entre le modèle local et le modèle global
			Proposer une modélisation des liaisons avec une définition précise de leurs caractéristiques géométriques		liaisons : - géométrie des contacts entre deux solides - définition du contact ponctuel entre deux solides : roulement, pivotement, glissement, condition cinématique de maintien du contact - définition d'une liaison - liaisons normalisées entre solides, caractéristiques géométriques et repères d'expression privilégiés - torseur cinématique de liaisons normalisées - torseur des actions mécaniques transmissibles dans les liaisons normalisées - associations de liaisons en série et en parallèle - liaisons cinématiquement équivalentes		L'analyse des surfaces de contact entre deux solides et de leur paramétrage associé permet de mettre en évidence les degrés de mobilités entre ces solides Les normes associées aux liaisons usuelles seront fournies Les conditions et les limites de la modélisation plane sont précisées et justifiées
			Associer le paramétrage au modèle retenu
			Associer à chaque liaison son torseur cinématique
			Associer à chaque liaison son torseur d'actions mécaniques transmissibles
			Coder une information		Systèmes logiques : - codage de l'information - binaire naturel, binaire réfléchi - représentation hexadécimale - table de vérité - opérateurs logiques fondamentaux (ET, OU, NON)		La table de vérité est réservée à la représentation de systèmes logiques, mais elle ne sera pas utilisée pour la simplification des équations logiques.
			Exprimer un fonctionnement par des équations logiques
			Représenter tout ou partie de l'évolution temporelle		Systèmes à événements discrets : - Chronogramme
			Décrire et compléter un algorithme représenté sous forme graphique		Structures algorithmiques : - variables - boucles, conditions, transitions conditionnelles		La présentation graphique permet de s'affranchir d'un langage de programmation spécifique.
Résoudre	Procéder à la mise en oeuvre d'une démarche de résolution analytique		Déterminer la loi entrée - sortie géométrique d'une chaîne cinématique		Loi entrée – sortie géométrique
			Déterminer les relations de fermeture de la chaîne cinématique		Dérivée temporelle d'un vecteur par rapport à un référentiel Relation entre les dérivées temporelles d'un vecteur par rapport à deux référentiels distincts Loi entrée – sortie cinématique Composition des vitesses angulaires Composition des vitesses		Pour la dérivée d'un vecteur, on insiste sur la différence entre référentiel d'observation et éventuelle base d'expression du résultat. La maîtrise des méthodes graphiques n'est pas exigible. La recherche du degré d'hyperstatisme a pour objectif de déterminer les conditions géométriques à respecter.
			Déterminer la loi entrée - sortie cinématique d'une chaîne cinématique
			Déterminer le calcul complet des inconnues de liaison		Principe fondamental de la statique Équilibre d'un solide, d'un ensemble de solides Théorème des actions réciproques Modèles avec frottement : arc-boutement		Le principe fondamental de la statique est proposé comme un cas particulier du principe fondamental de la dynamique L'étude des conditions d'équilibre pour les mécanismes qui présentent des mobilités constitue une première sensibilisation au problème de recherche des équations de mouvement étudié en seconde année Les conditions et les limites de la modélisation plane sont précisées et justifiées La maîtrise des méthodes graphiques n'est pas exigible.
			Déterminer la valeur des paramètres conduisant à des positions d'équilibre (par exemple l'arc-boutement)
	Procéder à la mise en oeuvre d'une démarche de résolution numérique		Choisir les valeurs des paramètres de la résolution numérique		Paramètres de résolution numérique : - durée de calcul - pas de calcul
			Choisir les grandeurs physiques tracées		Grandeurs simulées		Le choix des grandeurs analysées doit être en lien avec les performances à vérifier.
Expérimenter	Proposer et justifier un protocole expérimental		Prévoir l'allure de la réponse attendue		Modèles de comportement d'un système
			Prévoir l'ordre de grandeur de la mesure
	Mettre en oeuvre un protocole expérimental		Extraire les grandeurs désirées et les traiter		Modèles de comportement
Concevoir			Modifier un programme pour faire évoluer le comportement du système		Système logique Systèmes à événements discrets Structures algorithmiques		La syntaxe de l'outil utilisé pour concevoir ou modifier un programme est fournie. Les modifications portent sur les états, les transitions, les instructions conditionnelles, les instructions itératives et les appels simples de fonctions.
Communiquer	Rechercher et traiter des informations		Extraire les informations utiles d'un dossier technique		Informations techniques
			Effectuer une synthèse des informations disponibles dans un dossier technique
			Vérifier la nature des informations
			Trier les informations selon des critères
			Distinguer les différents types de documents en fonction de leurs usages
			Lire et décoder un diagramme		Langage SysML		Les normes de représentation du langage SysML sont fournies et la connaissance de la syntaxe n'est pas exigible.
	Mettre en oeuvre une communication		Choisir les outils de communication adaptés par rapport à l'interlocuteur		Outils de communication		Les outils de communication sont découverts au travers des activités expérimentales.
			Faire preuve d'écoute et confronter des points de vue
			Présenter les étapes de son travail
			Présenter de manière argumentée une synthèse des résultats
			Réaliser un schéma cinématique		Schémas cinématique, électrique		Les normes de représentation sont fournies.
			Réaliser un schéma électrique

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