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	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.		Justifier le choix des constituants dédiés aux fonctions d'un système		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.
			Vérifier l'homogénéité et la compatibilité des flux entre les différents constituants		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 la nature et les caractéristiques des flux échangés
			Identifier et interpréter les modèles des constituants du système
	Caractériser des écarts La caractérisation des écarts est essentielle et commence dès le premier semestre.		Extraire du cahier des charges les grandeurs pertinentes		Identification des écarts		Il faut insister sur la pertinence du choix des grandeurs à évaluer.
			Traiter des données de mesures et en extraire les caractéristiques statistiques
			Exploiter et interpréter les résultats d'un calcul ou d'une simulation
			Quantifier des écarts entre des valeurs attendues et des valeurs mesurées		Quantification des écarts
			Quantifier des écarts entre des valeurs attendues et des valeurs obtenues par simulation
			Quantifier des écarts entre des valeurs mesurées et des valeurs obtenues par simulation
			Vérifier la cohérence des résultats d'expérimentation avec les valeurs souhaitées du cahier des charges		Interprétation des écarts obtenus
			Vérifier la cohérence du modèle choisi avec des résultats d'expérimentation
			Vérifier la cohérence du modèle choisi avec les valeurs souhaitées du cahier des charges
			Rechercher et proposer des causes aux écarts constatés
	Apprécier la pertinence et la validité des résultats L'évaluation de la pertinence des résultats commence dès le premier semestre.		Prévoir l'ordre de grandeur et l'évolution de la mesure ou de la simulation		Ordres de grandeur
			Critiquer les résultats issus d'une mesure ou d'une simulation
			Identifier des valeurs erronées
			Valider ou proposer une hypothèse
Modéliser	Proposer un modèle de connaissance et de comportement		Choisir un modèle adapté à l'objectif		Chaîne d'énergie et d'information		Un logiciel de modélisation acausale sera privilégié pour la modélisation des systèmes multi-physiques.
			Déterminer les conditions géométriques associées à l'hyperstatisme		Chaînes de solides : - degré de mobilité du modèle - degré d'hyperstatisme du modèle
	Valider un modèle		Déterminer les grandeurs influentes		Grandeurs influentes d'un modèle
			Modifier les paramètres et enrichir le modèle pour minimiser l'écart entre les résultats simulés et les réponses mesurées
Résoudre	Procéder à la mise en oeuvre d'une démarche de résolution analytique		Résoudre le système associé à la fermeture cinématique et en déduire le degré de mobilité et d'hyperstatisme		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 du mouvement sous forme d'équations différentielles dans le cas où les efforts extérieurs sont connus		Inertie équivalente Théorème de l'énergie cinétique ou théorème de l'énergie-puissance
	Procéder à la mise en oeuvre d'une démarche de résolution numérique		Choisir les paramètres de simulation		Variabilité des paramètres du modèle de simulation
			Faire varier un paramètre et comparer les courbes obtenues
Expérimenter	S'approprier le fonctionnement d'un système pluri-technologique		Régler les paramètres de fonctionnement d'un système		Paramètres influents		Les activités expérimentales permettent d'appréhender les incompatibilités entre les exigences de performances.
			Mettre en évidence l'influence des paramètres sur les performances du système
	Proposer et justifier un protocole expérimental		Choisir les configurations matérielles du système en fonction de l'objectif visé		Protocoles expérimentaux
			Choisir la grandeur physique à mesurer ou justifier son choix
			Choisir les entrées à imposer pour identifier un modèle de comportement
			Justifier la chaîne d'acquisition utilisée		Chaîne d'acquisition Filtrage Échantillonnage Quantification		Les notions sur le filtrage s'appuient sur le cours de physique.
			Prévoir la quantification nécessaire à la précision souhaitée
	Mettre en oeuvre un protocole expérimental		Mettre en œuvre un système complexe en respectant les règles de sécurité		Règles de sécurité élémentaires		Les règles de sécurité sont découvertes au travers des activités expérimentales.
			Mettre en œuvre la chaîne d'acquisition		Chaîne d'acquisition Fréquence d'échantillonnage
			Appréhender l'influence de la fréquence d'échantillonnage sur les mesures effectuées
			Régler les paramètres de fonctionnement d'un système		Paramètres de configuration du système
			Mesurer les grandeurs d'effort et de flux		Réversibilité de la chaîne d'énergie Source, modulateur, actionneur, chaîne de transmission
			Quantifier les pertes dans les constituants d'une chaîne d'énergie
			Générer un programme et l'implanter dans le système cible		Routines, procédures Systèmes logiques à événements discrets		L'influence de la période d'échantillonnage est illustrée.
			Réaliser une intégration et une dérivation sous une forme numérique (somme et différence)
Concevoir			Proposer une architecture fonctionnelle et les constituants associés		Architecture fonctionnelle et structurelle		Cette proposition se fait sous forme d'association de blocs.
			Choisir un type de correcteur adapté		Correction d'un système asservi		Cette correction ne concerne que les correcteurs à actions proportionnelle, proportionnelle intégral et à avance de phase.
Communiquer	Rechercher et traiter des informations		Lire et décoder un schéma		Schémas cinématique, électrique, hydraulique et pneumatique		Les normes de représentation des schémas sont fournies.
	Mettre en oeuvre une communication		Choisir l'outil de description adapté à l'objectif de la communication		Langage technique
			Décrire le fonctionnement du système en utilisant un vocabulaire adéquat

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