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Le programme TECHNOLOGIE DE L'ÉLECTRONIQUE ... - Cours

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243.C0 - Technologie de l’électronique industrielle



TABLE DES MATIÈRES
 TOC \o "1-2" \h \z \u  HYPERLINK \l "_Toc167242520" Résolution du Conseil d’administration  PAGEREF _Toc167242520 \h 7
 HYPERLINK \l "_Toc167242521" Recommandation du Comité d’implantation  PAGEREF _Toc167242521 \h 9
 HYPERLINK \l "_Toc167242522" Présentation du programme  PAGEREF _Toc167242522 \h 10
 HYPERLINK \l "_Toc167242523" Introduction  PAGEREF _Toc167242523 \h 11
 HYPERLINK \l "_Toc167242524" Le programme TECHNOLOGIE DE L’ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLE  PAGEREF _Toc167242524 \h 18
 HYPERLINK \l "_Toc167242525" 1.1 Quelques jalons de l’évolution historique  PAGEREF _Toc167242525 \h 18
 HYPERLINK \l "_Toc167242526" 1.2 L’admission au programme  PAGEREF _Toc167242526 \h 18
 HYPERLINK \l "_Toc167242527" 1.3 La réussite, la persistance et la diplomation  PAGEREF _Toc167242527 \h 19
 HYPERLINK \l "_Toc167242528" 1.4 Le placement et la poursuite des études  PAGEREF _Toc167242528 \h 20
 HYPERLINK \l "_Toc167242529" 1.5 Les mesures d’encadrement  PAGEREF _Toc167242529 \h 20
 HYPERLINK \l "_Toc167242530" 1.6 Les principaux défis à relever  PAGEREF _Toc167242530 \h 22
 HYPERLINK \l "_Toc167242531" 2 Les données ministérielles du programme  PAGEREF _Toc167242531 \h 23
 HYPERLINK \l "_Toc167242532" 2.1 Le processus ministériel d’élaboration du programme  PAGEREF _Toc167242532 \h 23
 HYPERLINK \l "_Toc167242533" 2.2 La structure de la formation  PAGEREF _Toc167242533 \h 24
 HYPERLINK \l "_Toc167242534" 2.3 Les buts du programme  PAGEREF _Toc167242534 \h 24
 HYPERLINK \l "_Toc167242535" 2.4 Les compétences de la formation spécifique  PAGEREF _Toc167242535 \h 28
 HYPERLINK \l "_Toc167242536" 2.5 L’harmonisation  PAGEREF _Toc167242536 \h 29
 HYPERLINK \l "_Toc167242537" 2.6 Les buts de la formation générale*  PAGEREF _Toc167242537 \h 30
 HYPERLINK \l "_Toc167242538" 3 L’élaboration locale du programme  PAGEREF _Toc167242538 \h 45
 HYPERLINK \l "_Toc167242539" 3.1 Le processus local d’élaboration du programme  PAGEREF _Toc167242539 \h 45
 HYPERLINK \l "_Toc167242540" 3.2 Les orientations locales du programme  PAGEREF _Toc167242540 \h 48
 HYPERLINK \l "_Toc167242541" 3.3 La formation spécifique  PAGEREF _Toc167242541 \h 55
 HYPERLINK \l "_Toc167242542" 4 Vocabulaire utilisé  PAGEREF _Toc167242542 \h 69
 HYPERLINK \l "_Toc167242543" 201-195-SH Mathématiques pour l’électronique  PAGEREF _Toc167242543 \h 80
 HYPERLINK \l "_Toc167242544" 243-156-SH Fondements de l’électronique analogique  PAGEREF _Toc167242544 \h 96
 HYPERLINK \l "_Toc167242545" 243-165-SH Fondements de l’électronique numérique  PAGEREF _Toc167242545 \h 116
 HYPERLINK \l "_Toc167242546" 243-143-SH Initiation à l’électronique industrielle  PAGEREF _Toc167242546 \h 128
 HYPERLINK \l "_Toc167242547" 243-216-SH Entraînements de machines électriques  PAGEREF _Toc167242547 \h 140
 HYPERLINK \l "_Toc167242548" 243-226-SH Électronique  PAGEREF _Toc167242548 \h 151
 HYPERLINK \l "_Toc167242549" 243-236-SH Programmer des automatismes  PAGEREF _Toc167242549 \h 162
 HYPERLINK \l "_Toc167242550" 203-395-SH Physique : mouvement et chaleur  PAGEREF _Toc167242550 \h 174
 HYPERLINK \l "_Toc167242551" 243-317-SH Électrotechnique  PAGEREF _Toc167242551 \h 179
 HYPERLINK \l "_Toc167242552" 243-327-SH Chaîne de mesure  PAGEREF _Toc167242552 \h 191
 HYPERLINK \l "_Toc167242553" 243-346-SH Installer des systèmes de contrôle-commande  PAGEREF _Toc167242553 \h 207
 HYPERLINK \l "_Toc167242554" 243-416-SH Électronique de puissance  PAGEREF _Toc167242554 \h 223
 HYPERLINK \l "_Toc167242555" 243-426-SH Réguler un procédé  PAGEREF _Toc167242555 \h 234
 HYPERLINK \l "_Toc167242556" 243-434-SH Commande des actionneurs  PAGEREF _Toc167242556 \h 245
 HYPERLINK \l "_Toc167242557" 243-443-SH Santé et sécurité au travail  PAGEREF _Toc167242557 \h 258
 HYPERLINK \l "_Toc167242558" 243-44S-SH Stage en électronique industrielle  PAGEREF _Toc167242558 \h 269
 HYPERLINK \l "_Toc167242559" 243-516-SH Production, transport et distribution de l’énergie électrique  PAGEREF _Toc167242559 \h 284
 HYPERLINK \l "_Toc167242560" 243-526-SH Commande électronique  PAGEREF _Toc167242560 \h 299
 HYPERLINK \l "_Toc167242561" 243-536-SH Automatismes en réseau  PAGEREF _Toc167242561 \h 313
 HYPERLINK \l "_Toc167242562" 243-543-SH Planifier le projet  PAGEREF _Toc167242562 \h 326
 HYPERLINK \l "_Toc167242563" 243-615-SH Qualité de l’alimentation électrique  PAGEREF _Toc167242563 \h 335
 HYPERLINK \l "_Toc167242564" 243-616-SH Planifier une installation électrique  PAGEREF _Toc167242564 \h 351
 HYPERLINK \l "_Toc167242565" 243-626-SH Régulation et asservissement  PAGEREF _Toc167242565 \h 361
 HYPERLINK \l "_Toc167242566" 243-649-SH Projet d’électronique industrielle  PAGEREF _Toc167242566 \h 375
 Lettre d’approbation du ministre
Insérer lettre du ministre
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243.C0Technologie de l’électronique industrielle
Année d’approbation :2007

Type de sanction :Diplôme d’études collégialesNombre d'unités :91 2/3 unitésDurée totale :2 715 heures-contact
Formation générale :660heures-contactFormation spécifique :2 055heures-contact



Conditions d’admission :

Avoir réussi les cours suivants au secondaire :

Mathématiques 436
Sciences physiques 436





Résolution du Conseil d’administration


Insérer résolution du CA



Recommandation du Comité d’implantation

Insérer résolution du comité de programme


Présentation du programme

Introduction

Les travaux de révision du programme Technologie de l’électronique industrielle par la Direction de la formation professionnelle et technique (DGFPT) au Ministère de l’Éducation du Loisir et du Sport ont été réalisés en tenant compte des transformations importantes du marché du travail sur le plan de l’évolution technologique et des nouvelles réglementations environnementales.

Ces travaux ont débouché sur la fusion des deux disciplines suivantes : l’électrodynamique avec l’instrumentation et automatisation. Ces deux disciplines correspondant à des professions différentes, ont fait l’objet d’études préliminaires différentes et d’analyses de situation de travail différentes. Dans ce document, on référera indifféremment à chacune des deux disciplines, ainsi qu’à chacune des deux professions.

Le programme Technologie de l’électronique industrielle s’inscrit dans les finalités et les orientations de la formation technique qui guident l’action de la Direction générale des programmes et du développement. Il a été conçu suivant le cadre d’élaboration des programmes d’études techniques qui exige, notamment, la participation de partenaires des milieux du travail et de l’éducation.

Ce programme est défini par compétences, formulé par objectifs et par standards. Conçu selon une approche qui tient compte de facteurs tels que les besoins de formation, la situation de travail et les buts généraux de la formation technique, le programme servira de base à la définition des activités d’apprentissage et à leur évaluation. De plus, le programme rend possible l’application de l’approche programme.

En conformité avec les dispositions du Règlement des études collégiales (RRÉC), notamment l’article 11, le Ministère de l’Éducation du Québec déposait en juin 2002, la partie ministérielle du programme Technologie de l’électronique industrielle. Le programme comprend une composante de formation générale qui est commune à tous les programmes d’études (16 2/3 unités), une composante de formation générale qui est propre au programme (6 unités), une composante de formation générale qui est complémentaire aux autres composantes (4 unités) et une composante de formation spécifique de 65 unités.

Pour sa composante de formation spécifique, ce programme a été conçu suivant le cadre d'élaboration des programmes d'études techniques.

La réussite du programme d’études permet à l’étudiant de se qualifier pour exercer sa profession en fonction des compétences attendues à l’entrée sur le marché du travail et la teneur de ses apprentissages contribue à assurer sa polyvalence.

Par ailleurs, en conformité avec cet article 11 du RRÉC, le Cégep a précisé la partie locale du programme, soit la correspondance entre les compétences, les disciplines et les cours, les activités d’apprentissage (les cours), la pondération des différents cours, la grille de cheminement scolaire des étudiants par session et les préalables des cours. Enfin, pour chaque cours, un plan cadre de la formation à offrir a été élaboré.

Le projet de programme a été soumis aux Services pédagogiques et à la Commission des études du 25 mai 2007 qui en recommandent l’adoption. Ce projet fut également présenté pour adoption à la séance ordinaire du insérer la date du conseil d’administration du Cégep. Le présent document constitue donc la description officielle et prescrite du programme Technologie de l’électronique industrielle tel qu’offert au Cégep de Sherbrooke à compter de la session d’automne 2007, programme constitué de la partie ministérielle et de la partie locale. On retrouve aussi la lettre du Ministre de l’Éducation du Loisir et du Sport autorisant le Cégep à offrir le programme et une copie de la résolution du conseil d’administration du Cégep de Sherbrooke.

Rappelons par ailleurs que le Cégep de Sherbrooke s’est doté, en 1994, d’un Projet de formation qui détermine les orientations à privilégier pour assumer la mission de formation qui lui est confiée. Dans ce projet, on retrouve un profil de la formation fondamentale, orientation commune à l’ensemble de la population étudiante; on y formule également des orientations particulières à la formation générale et à la formation spécifique préuniversitaire et technique. Une analyse succincte du programme révisé est présentée au chapitre trois de ce rapport, en relation avec les orientations du Projet de formation.

Dans le but d’élaborer la partie locale du programme, la Direction des études a formé un comité ad hoc d’implantation composé des personnes suivantes :
monsieur François Lisée, rédacteur principal, professeur de Technologie de l’électronique industrielle;
monsieur Joachim Cloutier Viens, coordonnateur du département de Technologies du génie électrique;
monsieur François Gaudreau, représentant de la discipline Physique;
monsieur Pascal Larrivée et Nicolas Pfister, représentants de la discipline mathématiques;
monsieur Rodrigue Bergeron, représentant de la discipline philosophie;
madame Catherine Ladouceur, représentante de la discipline français;
monsieur Jean Verret, représentant de la discipline Anglais;
monsieur Richard Hince, représentant de la discipline Éducation physique;
monsieur Jean Royer, Aide pédagogique individuel;
monsieur Claude Thibaudeau, directeur de l’enseignement et des programmes, Secteur C.
monsieur Claude Martel, conseiller pédagogique;

Le comité a tenu plusieurs réunions de travail entre septembre 2005 et mai 2007 afin de s’approprier le devis ministériel, de définir les orientations locales, d’élaborer les plans-cadres de chaque cours et d’établir le cheminement scolaire de l’étudiant dans le programme. Les professeurs des divers départements ont été consultés au cours des travaux du comité, et notamment ceux de la formation générale (français, philosophie, anglais et éducation physique).

Le document est divisé en deux sections : la première présente une description générale des caractéristiques du programme; la deuxième contient l’ensemble des plans-cadres de chacun des cours de la formation spécifique.
















Note : Le générique masculin est utilisé ici sans aucune discrimination et uniquement pour alléger le texte.
Les professions
La technicienne et le technicien en électrodynamique
Les techniciennes et les techniciens en électrodynamique travaillent dans les industries de transformation, les entreprises manufacturières, les entreprises de services et les entreprises de production, de distribution ou de conversion de l’énergie électrique. Ils installent, entretiennent, dépannent et programment des systèmes et des appareils de type électronique, pneumatique, hydraulique et électromécanique servant à la commande et à l’automatisation de procédés industriels ainsi qu’à la distribution et à la conversion de l’énergie électrique. En fonction de leur expérience, ils peuvent se voir confier des responsabilités en ce qui a trait à l’assistance technique, à la conception, à la recherche et au développement de solutions technologiques permettant d’améliorer un système déjà en opération.

Leur environnement technologique se compose de systèmes distribués et ordinés ainsi que d’appareils de distribution électrique, de contrôle et de commande comme des transformateurs, des lignes de distribution, des appareils de mesure, des capteurs, des automates programmables, des variateurs de vitesse, des moteurs, etc.

En ce qui concerne le matériel informatique, la personne utilise des ordinateurs, des automates programmables, des interfaces opérateurs et le réseau informatique. Elle se sert de logiciels d’exploitation, de réseaux (intranet et Internet), de programmation, de dessin assisté par ordinateur, de traitements de texte, de chiffriers, ainsi que de bases de données. Il va de soi que le travail demande l’utilisation de logiciels spécialisés. Il s’agit de logiciels de programmation d’automates, d’interfaces opérateurs, de communication, de configuration de réseau, de diagnostic et d’inventaire.

Par ailleurs, outre l’équipement propre au procédé, l’électrodynamicien est appelé à exécuter son travail, entre autres, sur les appareils suivants : moteurs AC et DC, centre de contrôle de moteur (MCC), groupes électrogènes, transformateurs, blocs d’alimentation, régulateurs de vitesse et de tension, redresseurs de puissance, sectionneurs, disjoncteurs haute tension, servomoteurs, servovalves, convertisseurs, relais de protection, appareils spécialisés (pompe à vide, ionisateurs, etc.), dispositifs d’éclairage et de chauffage, panneaux d’incendie programmables, systèmes d’alarme, ponts roulants.

La technicienne ou le technicien en électrodynamique est appelé à rencontrer des personnes qui exercent la fonction d’ingénieure ou d’ingénieur (électricité, mécanique et système), de technicienne ou de technicien en instrumentation et en automatisation, de technicienne ou de technicien en génie mécanique, de technicienne ou de technicien en informatique, d’opératrice ou d’opérateur de procédés, de mécanicienne ou de mécanicien, d’électricienne ou d’électricien et de plombière ou de plombier.

Le travail s’effectue à la fois individuellement et en équipe. On souligne que les activités de travail relatives au dépannage, à l’entretien préventif journalier et à la programmation sont davantage effectuées par une personne seule alors que l’installation des appareils, les arrêts généraux et la mise en service de l’équipement sont plutôt effectués en équipe. Le travail est obligatoirement exécuté en équipe pour toute tâche qui présente des risques importants sur le plan de la sécurité.

Dans la majorité des milieux de travail, la personne peut décider, sans en référer préalablement à sa supérieure ou son supérieur, de remplacer et d’acheter des pièces, des appareils ou des instruments lorsque le coût d’achat se situe à l’intérieur des limites du budget alloué. Elle peut aussi décider de procéder à l’arrêt d’un appareil électrique en cas de trouble de fonctionnement. D’ailleurs, elle est souvent la première personne à appliquer les procédures de verrouillage. Dans certaines entreprises, la technicienne ou le technicien est également responsable de faire appel au personnel d’entretien pour exécuter des travaux de réparation. Une fois ceux-ci terminés, il peut décider du moment de la remise sous tension des appareils électriques.

STATUT D’EMPLOI
La semaine de travail des techniciennes et les techniciens en électrodynamique compte 35 à 40 heures et se déroule la plupart du temps par quart. L’horaire de travail est intensif en période d’arrêt ainsi que lors de la mise en service.

La personne qui débute est jumelée à une technicienne ou à un technicien d’expérience et est chargée d’exécuter des tâches simples. Les participants à l’analyse de situation de travail estiment qu’après trois à cinq années de travail, la personne est généralement considérée autonome. Elle peut alors, si elle le désire, se spécialiser dans certains domaines de l’électrodynamique tels que la conception de schémas de contrôle, l’optimisation de l’équipement ou encore la programmation d’automates. Dans certains milieux de travail, la technicienne ou le technicien peut également devenir chargée ou chargé de projet.

La technicienne et le technicien en instrumentation et automatisation
Les techniciennes et les techniciens en instrumentation et en automatisation travaillent dans des industries de transformation, dans des entreprises manufacturières et dans des entreprises de services faisant affaire dans l’alimentation, la pétrochimie, le traitement des eaux, les pâtes et papiers, la transformation des plastiques, la métallurgie, etc. Ils installent, entretiennent, étalonnent et programment des systèmes et des appareils industriels de type électronique, pneumatique, hydraulique et électromécanique servant à la mesure, à la commande et à l’automatisation de procédés industriels. En fonction de leur expérience, ils peuvent se voir confier des responsabilités en ce qui a trait à l’assistance technique ou à la recherche et au développement de solutions technologiques permettant l’optimisation de procédés.

Leur environnement technologique se compose de systèmes distribués et ordinés ainsi que d’équipements de contrôle et de commande industrielle comme des réseaux de contrôle, des appareils de mesure, des capteurs, des automates programmables, des contrôleurs électroniques, des vannes, des variateurs de vitesse, etc.

En ce qui concerne l’informatique, on précise que le travail demande l’utilisation de nombreux logiciels spécialisés (programmation d’automates et de contrôleurs, configuration de réseau, acquisition de données, configuration d’interface d’opération, modélisation de procédés, inventaire et achats). On souligne également que les techniciennes et les techniciens sont appelés à utiliser des logiciels d’exploitation, de réseaux, de programmation orientée-objet, de dessin assisté par ordinateur, de traitement de texte, ainsi que des chiffriers et des bases de données.

L’exercice de la profession exige l’emploi de plusieurs types d’outils, d’appareils d’instruments et de logiciels. La technicienne ou le technicien en instrumentation et en automatisation utilise un coffre à outils et des appareils de télécommunication (téléphone cellulaire, radio-émetteur et téléavertisseur). Pour exécuter les tâches qui lui sont confiées, il utilise, entre autres choses : des oscilloscopes, des multimètres, des monomètres de pression et de température, des indicateurs de température, des microhmmètres, des pinces ampèremétriques, des appareils de mesure au laser (hauteur, distance, niveau), des détecteurs à micro-ondes, des détecteurs de gaz, des explosimètres, des calibreurs, des enregistreurs graphiques, des caméras thermiques.

La technicienne et le technicien en instrumentation et automatisation est appelé à rencontrer des personnes qui exercent la fonction d’ingénieur (électricité, mécanique, informatique et électronique), d’électrodynamicien, de technicien de production, d’opérateur de procédés, d’électromécanicien, de mécanicien d’électricien et de représentant de compagnie de fabrication de matériel d’instrumentation et d’automatisation. Dans certains milieux de travail, la personne collabore également avec des dessinateurs pour la mise en plan.

Le travail s’effectue à la fois individuellement et en équipe. On souligne que les activités de travail relatives au dépannage, à l’entretien préventif, à la programmation et à la mise à jour de la documentation et des plans sont davantage effectuées par une personne seule. Le travail est plutôt exécuté en équipe au moment de la conception de projets d’automatisation d’envergure ainsi que lors des arrêts généraux de production.

La technicienne ou le technicien en instrumentation peut décider, sans en référer préalablement à son supérieur, de remplacer et d’acheter des pièces, des appareils ou des instruments lorsque le montant de l’achat se situe à l’intérieur des limites du budget alloué. On souligne, d’autre part, que l’autonomie est réduite au moment de la conception d’un projet d’automatisation. Enfin, les entreprises qui ont mis en place une organisation du travail basée sur le modèle des équipes autonomes accordent une plus grande marge de manœuvre à la technicienne ou au technicien.

STATUT D’EMPLOI
La semaine de travail compte 35 à 40 heures. Dans certaines entreprises, le travail s’effectue selon les heures normales de bureau tandis que, dans d’autres, il se déroule par quart. Dans bon nombre d’entreprises, la personne peut effectuer du dépannage sur appel. Enfin, en période d’installation et de mise en route d’appareils et d’instruments, l’horaire de travail peut être intensif.
Le programme TECHNOLOGIE DE L’ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLE

Quelques jalons de l’évolution historique

Issu d’un programme d’études, Électrotechnique, qui existe au Cégep de Sherbrooke depuis son origine en 1968, le programme 243.06 Technologie de l’électronique industrielle option électrodynamique a vu le jour en 1992.

C’est cette option, « l’électrodynamique », qui s’est donnée au Cégep de Sherbrooke. D’autres établissements offrent l’option « instrumentation et automatisation ». Les cours des deux options diffèrent pour environ 14 unités réparties sur les trois dernières sessions du programme d’électronique industrielle. En tout, 25 établissements sont autorisés à donner l’ancien programme d’électronique industrielle 243.06.
Le rapport de l’étude préliminaire en vue de la révision des programmes d’électromécanique et d’électronique industrielle a été publié en juin 1999 par la DGFPT. Il fait état des caractéristiques des entreprises, de la fonction de travail, de la main-d’œuvre et de l’embauche et de l’adéquation formation-emploi.
L’analyse de situation de travail du programme d’électronique industrielle option électrodynamique a eu lieu au mois de mars 2000. Elle est le fruit de la participation de quatorze technologues qui exercent la profession dans divers secteurs. Elle a permis d’établir que la tâche la plus importante est d’effectuer du dépannage. Selon cette analyse, participer à la conception a été jugé la deuxième tâche la plus complexe et la troisième en terme de temps de travail sur un total de sept tâches différentes.
L’analyse de situation de travail de l’option instrumentation a suivi peu de temps après. En juin 2002, une version préliminaire du devis ministériel pour le programme d’électronique industrielle fut présentée. On y fusionne les deux options « électrodynamique » et « instrumentation et automatisation ».



L’admission au programme

Depuis quelques années, l’effectif global des trois années des programmes des Technologies du génie électrique tend à décliner, passant de 285 en 2001 à 169 en 2005. Nous accueillons en première session 65 étudiants en 2006 comparativement à 96 en 2001. L’effectif scolaire est très majoritairement masculin.

La population étudiante des cinq dernières cohortes du programme provient à environ 45 % du niveau secondaire et à 55 % d’autres programmes d’études collégiales. Nous accueillons en général des étudiants dont le dossier scolaire est supérieur à celui de la population du programme dans l’ensemble des collèges du SRAM.

1.3 La réussite, la persistance et la diplomation

Les statistiques du SISEP concernant l’admission, la réussite, la persistance et la diplomation sont globales pour les trois programmes du domaine du génie électrique et non pas spécifiques à celui de électronique industrielle.

La réussite
Le taux moyen de réussite en première session augmente régulièrement depuis 1999 et il est en général supérieur aux taux obtenus par l’ensemble des étudiants des collèges du SRAM.

La proportion d’étudiants ayant réussi plus de 80 % de leurs cours de première session augmente également pour atteindre près de 66 % en 2005, ce qui est légèrement supérieur aux taux obtenus par l’ensemble des étudiants des collèges du SRAM.

La persistance
Tableau 1 : Taux de réinscription dans le programme
Cohorte% réinscription en 3e session% réinscription en 5e sessionSherbrookeSRAMSherbrookeSRAM199961 %60 %38 %44 %200069 %63 %41 %45 %200165 %59 %38 %44 %200262 %61 %40 % 45 %200365 %64 %43 %47 %200462 %59 %Sources : données extraites de la base de données PSEP du SRAM

À Sherbrooke, les taux de réinscription en 3e session dans le programme montrent une certaine stabilité depuis 1999 et demeurent supérieurs à ceux du SRAM. Par ailleurs, les taux de réinscription 5e session qui se situent autour de 40 %, sont nettement inférieurs à ceux du SRAM et à ceux de l’ensemble du secteur technique du Cégep de Sherbrooke s’élevant à 60 %.

La diplomation
Tableau 2 : Taux de diplomation dans le programme et taux de diplomation cumulatif
Cohorte% diplomation dans le programme après 4 ans% diplomation cumulatif peu importe le programme ou le collègeSherbrookeSRAMSherbrookeSRAM199942 %33 %57 %46 %200042 %33 %55 %47 %Sources : données extraites de la base de donnés PSEP du SRAM

On constate que les taux de diplomation sont en général assez bons et nettement plus élevés que ceux du SRAM. Notons de plus qu’ils ne tiennent pas compte de l’obtention d’un DEP.


Le placement et la poursuite des études

Selon les données locales obtenues lors des opérations relance auprès des finissants du programme d’électronique industrielle, le taux de placement en emploi relié fluctue légèrement chez les finissants de cette option. Il varie entre 70 % à 94 % entre 2000 et 2006. Les emplois occupés par les diplômés de ce programme sont largement des emplois à temps plein. Les diplômés de ce programme doivent être polyvalents et autonomes. Les salaires ont toujours été jugés élevés en électronique industrielle parmi les plus rémunérateurs tous programmes techniques confondus.


Les mesures d’encadrement

Les mesures d’encadrement visent à favoriser la réussite et la persistance des étudiants. Dans le programme Technologie de l’électronique industrielle, elles prennent une importance d’autant plus grande qu’il existe de nombreux préalables entre les cours et que les échecs conduisent rapidement à une prolongation ou à un abandon du programme, surtout en première année

Les membres du département ont convenu que tous les enseignants avaient un rôle à jouer en matière d’encadrement, en premier lieu auprès des étudiants qui sont en difficulté dans leurs propres cours, mais également par la participation à plusieurs activités collectives décrites dans cette section.

Dans le cadre du Plan de réussite du Cégep. Ils ont également convenu de mettre l’accent sur l’aide à l’étudiant afin de :

confirmer son choix de programme,
contrer ses difficultés d’apprentissage,
se relever d’un ou de plusieurs échecs,
s’intégrer dans un nouveau milieu.

Voici une liste des types d’interventions mises en œuvre par le programme :

Explication aux étudiants des grilles de cheminement scolaire.
Information des étudiants de 1ère année sur le programme d’électronique industrielle
Information des étudiants de 1ère année sur les fonctions de travail des technologues dans leurs milieux de travail.
Présentation de conférenciers reliés au programme, sur les divers aspects de leurs professions.
Exposition de projets des étudiants finissants en Électronique industrielle
Analyse des dossiers et identification des étudiants à risque.
Ateliers de méthodologie du travail intellectuel
Identification des étudiants éprouvant des difficultés en lecture et/ou écriture et référence de ces étudiants aux services d’aide correspondants
Intervention auprès des étudiants en difficulté de lecture et d'écriture (selon le cas).
Vérification des présences aux cours pendant toute la session.
Sensibilisation des enseignants aux difficultés particulières de la gestion des évaluations ainsi qu’aux difficultés personnelles des étudiants.
Analyse des résultats scolaires des étudiants et dépistage des étudiants en difficulté à deux moments ciblés
Intervention auprès des étudiants ayant eu des difficultés, selon le niveau de difficulté.
Tutorat par les pairs avec des étudiants avancés qui sont rémunérés ou crédités pour aider les étudiants de 1e année. Des rencontres individuelles pour du soutien théorique ou des laboratoires supervisés sont les moyens mis en œuvre.
Séances de préparation aux examens, selon les besoins.
Activité d’accueil
Rencontre des étudiants en questionnement sur leur choix de programme; soutien au développement de leur autonomie professionnelle.
Offre de cheminements particuliers à certains étudiants en difficultés, avec une grille de cheminement scolaire adaptée.
Promotion auprès des finissants en TGÉ de l’importance de compléter le DEC.

Une autre avenue intéressante qui est envisagée est le cybermentorat. Le cybermentorat permet actuellement à des milliers de jeunes d’entrer en contact par internet avec des travailleurs actifs et compétents, qui leur servent de guides bénévoles et de modèles en leur transmettant leur passion pour le métier et en les guidant dans leur choix de carrière.
Les principaux défis à relever

Sur le plan pédagogique

Outre la mise à jour de la formation offerte, la révision d’un programme permet de corriger certaines difficultés observées et de façonner les activités d’apprentissage de manière à améliorer la réussite et la persistance des étudiants. En technologie de l’électronique industrielle, le premier défi consiste à favoriser l’intégration des étudiants dans leur programme d’études, ce qui repose en partie sur une appropriation de la fonction de travail et sur une mise en action rapide dans des activités spécifiques aux tâches des techniciens. De plus, il importe de faire comprendre aux étudiants l’importance de l’obtention du diplôme, et donc de la réussite de toutes les composantes du programme, comme facteur permettant de trouver un emploi et de progresser dans le domaine d’activités. Il faut donc tenir compte du faible taux de réinscription en 5e session et porter une attention particulière aux étudiants presque diplômés.

Le second défi est celui de la cohérence du programme. Il faut réussir non seulement à construire un ensemble d’activités bien liées entre elles, mais aussi à rendre ces activités pertinentes aux yeux des étudiants et ce, autant en formation générale et dans les cours offerts par les disciplines contributives que dans les cours de la discipline principale. On doit notamment porter une grande attention aux liens entre la formation scientifique de base et la formation technique.

Enfin, il faut situer les apprentissages dans un contexte pratique, par l’utilisation d’une approche pédagogique fondée sur la résolution de problèmes concrets et réalistes. Les difficultés doivent être amenées de façon graduelle et les activités d’apprentissage doivent évoluer vers une intégration de plus en plus large des compétences, conduisant finalement à la réussite de l’épreuve synthèse de programme.

Sur le plan organisationnel

Au cours de l’implantation du programme, des choix importants devront être faits afin de nous procurer les équipements les plus appropriés pour atteindre nos objectifs pédagogiques. Il faut également nous assurer de placer l’étudiant dans un milieu adéquat du point de vue de la qualité et de la disponibilité des espaces physiques ainsi que du soutien à l’apprentissage. Finalement, il faut confronter le technicien aux réalités du marché du travail. Dans ce but, nous prévoyons établir des liens étroits avec les entreprises de la région. Ces liens doivent être formalisés pour fournir des lieux privilégiés d’expérimentation et de réalisation de projets d’étudiants.

2 Les données ministérielles du programme

2.1 Le processus ministériel d’élaboration du programme
Mentionnons d’entrée de jeu que c’est la Direction générale de la formation professionnelle et technique (DGFPT) du Ministère de l’Éducation du Loisir et du Sport qui a le mandat de réviser les programmes d’études techniques. Les étapes du processus ministériel d’élaboration d’un programme sont les suivantes :

Portrait de secteur et étude préliminaire
À partir du devis de production, élaboration d’un portrait du secteur d’activités concerné, incluant les nouvelles tendances du marché du travail. L’étude préliminaire, quant à elle, précise la fonction de travail en Technologie de l’électronique industrielle.

Analyse de la situation de travail
Un groupe de spécialistes provenant du secteur d’emploi fournissent leur avis sur les conditions d’exercice de la profession ainsi que sur les principales tâches et opérations de la fonction de travail concernée, en l’occurrence, la fonction de technicien électronique industrielle.

Définition des buts et des compétences à développer
Il s’agit, à partir de l’étude préliminaire et de l’analyse de la situation de travail, de préciser les orientations du programme, d’identifier les buts de la formation, de rédiger les compétences de la formation spécifique et d’en préciser les liens dans une matrice de compétences.

Validation
Des intervenants du milieu (professeurs et autres) sont invités à réagir aux compétences retenues pour ce nouveau programme de formation.

Définition des objectifs et standards
Pour chacune des compétences retenues, on définit les objectifs (énoncé de la compétence et éléments de la compétence) et les standards (contexte de réalisation et critères de performance).

Mise en forme et approbation du programme
Production d’une première version du programme qui sera ensuite validée et approuvée par les instances concernées.

Les résultats des différentes étapes de cette démarche constituent les « données ministérielles » qui sont habituellement consignées dans quatre documents :
le Portrait de secteur;
l’Étude préliminaire;
le Rapport d’analyse de la situation de travail;
le Programme d’études.

Le programme Technologie de l’électronique industrielle s’inscrit dans les finalités et les orientations de la formation technique qui guident l’action de la Direction générale de la formation professionnelle et technique. Il a été conçu suivant le cadre d’élaboration des programmes d’études techniques qui exige, notamment, la participation de partenaires des milieux du travail et de l’éducation.

Ce programme est défini par compétences et formulé par objectifs et par standards. Conçu selon une approche qui tient compte de facteurs tels que les besoins de formation, la situation de travail et les buts généraux de la formation technique, le programme servira de base à la définition des activités d’apprentissage et à leur évaluation. De plus, le programme rend possible l’application de l’approche programme.

La structure de la formation

Le programme Technologie de l’électronique industrielle comprend, à l’instar de tous les programmes menant au DEC, une composante de formation générale comptant 660 heures-contact pour 26,66 unités.

La formation spécifique compte quant à elle 2 055 heures-contact pour 65 unités.

Globalement, le programme a une durée totale de 2 685 heures-contact ce qui correspond à 91,66 unités.

Les buts du programme

Le programme Technologie de l’électronique industrielle vise à former des personnes aptes à exercer la profession de technologue en électronique industrielle.

Les technologues en électronique industrielle travaillent au sein d’entreprises des secteurs primaire, secondaire, et tertiaire, dans les domaines de la première transformation des métaux, de la foresterie et du papier, de la chimie, des matières plastiques, de la pharmaceutique, de l’alimentation et des boissons, de la fabrication d’équipements de transport ou de matériel électrique, de l’imprimerie, etc. On les trouve également dans le secteur des services comme la distribution de l’énergie (gaz et électricité) et le génie-conseil.

Les principales tâches des technologues en électronique industrielle sont le dépannage, l’entretien préventif, l’installation et la mise en route d’appareils dans les systèmes de contrôle-commande. En collaboration avec des ingénieures et des ingénieurs, elles et ils participent également à la conception ou à la modification d’un système automatisé ou d’une installation électrique. Enfin, elles et ils sont responsables de l’achat de matériel à l’intérieur des limites du budget alloué.

Les technologues en électronique industrielle ont un rôle crucial lors d’une panne du procédé. Elles et ils ont la responsabilité de remettre rapidement en état de fonctionnement les appareils défectueux tels les capteurs et conditionneurs, les automates et les contrôleurs, les moteurs, les entraînements, les systèmes de distribution électrique, mais également les éléments mécaniques en panne tels les vannes, les vérins pneumatiques et hydrauliques, etc.

L’environnement technologique des technologues en électronique industrielle se compose de systèmes distribués et ordinés ainsi que d'équipements de contrôle et de commande industrielle comme, des appareils de mesure, des capteurs, des automates programmables, des contrôleurs électroniques, des réseaux de contrôle, des vannes, des variateurs de vitesse, etc.

Cet environnement technologique est en évolution constante. L’informatisation de la production fait en sorte que l'industrie implante maintenant des systèmes informatiques intégrés. Aux outils de travail tels les pinces ampèremétriques, le multimètre, les jauges de pression, les générateurs de signaux, s’ajoutent désormais des analyseurs de protocole, l’ordinateur portable, les logiciels d’acquisition et de traitement de données, etc.

Dans l’exécution de leur travail, les technologues en électronique industrielle sont appelés à rencontrer des personnes qui exercent la fonction d’ingénieure ou d’ingénieur (électricité, mécanique, informatique et électronique), de chimiste, d’informaticienne ou d’informaticien, de technicienne ou de technicien de production, d’opératrice ou d’opérateur de procédés, d’électromécanicienne ou d’électromécanicien, de mécanicienne ou de mécanicien, d’électricienne ou d’électricien et de dessinatrice ou de dessinateur.

En fonction des tâches à exécuter, les technologues en électronique industrielle travaillent à la fois seul et en équipe. Ainsi, les activités de travail relatives au dépannage, à l’entretien préventif, à la programmation et à la mise à jour de la documentation sont davantage effectuées par une personne seule, alors que les projets de conception et de modification ainsi que les arrêts généraux de production sont plutôt effectués en équipe.

Conformément aux buts généraux de la formation technique, la composante de formation spécifique du programme Technologie de l'électronique industrielle vise :

à rendre la personne compétente dans l'exercice de sa profession, c'est-à-dire à lui permettre d'exercer, au niveau de performance exigé à l'entrée sur le marché du travail, les rôles, les fonctions, les tâches et les activités de la profession;

à favoriser l'intégration de la personne à la vie professionnelle, notamment par une connaissance du marché du travail en général ainsi qu'une connaissance du contexte particulier de la profession choisie ;

à favoriser l'évolution de la personne et l'approfondissement des savoirs professionnels ;

à favoriser la mobilité professionnelle de la personne en lui permettant, entre autres, de se donner des moyens pour gérer sa carrière

Le programme Technologie de l'électronique industrielle permet également de réaliser les intentions éducatives des composantes commune, propre et complémentaire de la formation générale.

En ce qui a trait à la formation spécifique, le programme Technologie de l’électronique industrielle permet de concilier deux exigences de la formation collégiale soit la polyvalence et la maîtrise d'une fonction technique.

La polyvalence est assurée par l’acquisition de compétences générales permettant aux futurs technologues d’accomplir leur travail dans des secteurs industriels et des environnements technologiques différents.

La maîtrise de la fonction technique est assurée par l'acquisition de compétences particulières directement liées aux tâches de la profession. Puisque ces compétences couvrent l'ensemble des facettes de la profession, elles facilitent la mobilité professionnelle.

Au terme de leurs études, les élèves devront démontrer qu’ils sont capables de travailler en équipe et qu’ils sont ouverts à l’apprentissage de nouvelles technologies. Plus particulièrement, on s’attend à ce que leur formation les conduise à rechercher et à interpréter de la documentation technique et à mettre en pratique des techniques de résolution de problèmes pour qu’ainsi ils puissent exécuter de façon autonome les tâches d’entretien, de dépannage et de conception technique. On estime que l’acquisition de ces habiletés fondamentales plutôt que l’acquisition de connaissances approfondies sur l’ensemble du matériel, favorise l’intégration de l’élève à la vie professionnelle.



Les compétences de la formation spécifique

243.C0 - TECHNOLOGIE DE L’ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLE
042Y Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.
042Z Effectuer des travaux d’atelier.
0431 Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.
0432 Produire des plans d’électronique industrielle.
0433 Planifier des activités de travail.
0434 Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.
0435 Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle.
0436 Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.
0437 Vérifier des équipements de puissance.
0438 Analyser le fonctionnement d’un procédé.
0439 Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commende.
043A Programmer des parties commande.
043B Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.
043C Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.
043D Programmer un système de supervision.
043E Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.
043F Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
043G Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
043H Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.



L’harmonisation

L’harmonisation des programmes d’études professionnelles et techniques est une orientation ministérielle qui consiste à établir les similitudes et la continuité entre les programmes d’études de l’ordre d’enseignement secondaire et ceux de l’ordre d’enseignement collégial. L’harmonisation permet également d’établir des liens entre les programmes d’études d’un même ordre d’enseignement.

Qu’elle soit interordres ou intra-ordre, dans un même secteur de formation ou dans des secteurs de formation différents, l’harmonisation a notamment pour but de reconnaître les compétences acquises afin de faciliter les parcours de formation.

La préoccupation de l’harmonisation s’inscrit tout au long du processus d’élaboration et de révision des programmes. Peu importe la démarche utilisée, elle se fonde toujours sur l’existence de liens entre des compétences de divers programmes.

Le programme d’études Technologie de l’électronique industrielle s’harmonise avec les programmes suivants : (À VENIR DU MINISTÈRE ?)

Des efforts importants de la part de l’École de Technologie Supérieure (ETS) et de la part de l’Université de Sherbrooke ont été consentis afin d’accueillir les finissants du programme, Technologie de l’électronique industrielle, principalement en rapport avec leur niveau en mathématiques. Au secondaire professionnel on peut s’attendre à ce que les programmes actuels Électricité de construction et Électricité d’entretien qui seront fusionnés dès 2007 en un seul intitulé Électricité donne lieu à l’établissement de passerelles avec le programme de Technologie de l’électronique industrielle.

Compétences communes avec d’autres programmes de formation techniques.
Le programme 243.C0 - Technologie de l’électronique industrielle a des affinités certaines avec les programmes 243.B0 – Technologie de l’électronique- télécommunication et 243.A0 – Technologie des systèmes ordinés, avec lesquels il partage une session de tronc commun, mais aucune compétence ne se retrouve intégralement dans un autre programme. Il a donc été convenu qu’une étude cas par cas pourrait être pertinente advenant que des élèves transiteraient en provenance ou à destination de certains programmes de la même famille.

Une grille d’équivalence a par contre été établie avec l’aide pédagogique individuel pour permettre à des étudiants de l’ancien programme de terminer leur formation en s’inscrivant à des cours du nouveau programme.

2.6 Les buts de la formation générale*

L’enseignement collégial québécois fait suite au cycle de la scolarité obligatoire (enseignement primaire et secondaire) qui assure l’acquisition des savoirs primordiaux. Il marque un changement de cap important en ce qui a trait au niveau culturel de la formation et oriente directement vers le marché du travail ou la formation universitaire. L’enseignement collégial répond aux besoins actuels de la formation technique ou préuniversitaire. Il assure un niveau de formation supérieure tout en préservant la polyvalence des étudiants et la possibilité de passage entre les secteurs de la formation technique et de la formation préuniversitaire. Il garantit une cohérence interne et un équilibre de la formation.

Dans cette perspective, la formation générale est partie intégrante de chaque programme à titre de formation commune, propre et complémentaire. Elle a une triple finalité, soit l’acquisition d’un fond culturel commun, l’acquisition et le développement d’habiletés génériques et l’appropriation d’attitudes souhaitables. Ces trois aspects visent à former la personne en elle-même, à la préparer à vivre en société de façon responsable et à lui faire partager les acquis de la culture.

Le fond culturel commun
La transmission du fond culturel commun a pour objet d’amener les étudiants à :
la maîtrise de la langue d’enseignement en tant qu’outil de communication et de pensée et la maîtrise des règles de base de la pensée rationnelle, du discours et de l’argumentation;
la capacité de communiquer en d’autres langues, au premier chef en anglais ou en français;
une ouverture sur le monde et la diversité des cultures;
la connaissance des richesses de l’héritage culturel par l’ouverture aux œuvres de civilisation;
la capacité de se situer par rapport aux grands pôles de l’évolution de la pensée humaine;
la capacité de développer une pensée réflexive autonome et critique;
une éthique personnelle et sociale;
une maîtrise des connaissances relatives au développement de son bien-être physique et intellectuel;
la prise de conscience de la nécessité d’adopter des habitudes de vie qui favorisent une bonne santé.

Les habiletés génériques
Les habiletés génériques que permet d’acquérir et de développer la formation générale sont les suivantes :
conceptualisation, analyse et synthèse;
cohérence du raisonnement;
jugement critique;
qualité de l’expression;
application des savoirs à l’analyse de situations;
application des savoirs à la détermination de l’action;
maîtrise de méthodes de travail;
retour réflexif sur les savoirs.

Les attitudes souhaitables
Les acquis culturels et les habiletés génériques concourent à l’adoption et au développement des attitudes suivantes :
autonomie;
sens critique;
conscience de ses responsabilités envers soi et les autres;
ouverture d’esprit;
créativité;
ouverture sur le monde.

La mise en œuvre locale de la formation générale

La particularité de la formation collégiale tient au fait que l’on trouve dans chacun des programmes conduisant au diplôme d’études collégiales une part significative de formation générale – près de la moitié du temps de formation de tout programme préuniversitaire et près du tiers de tout programme technique. Cette formation vise l’appropriation d’éléments importants de l’héritage culturel et, par ses caractéristiques, est un outil privilégié pour le développement des habiletés liées à la formation fondamentale.

La formation générale est structurée en trois composantes :
la formation commune en langue française et littérature, philosophie, éducation physique et langue anglaise;
la formation propre en matière de langue française, de langue anglaise et de formation éthique;
la formation complémentaire dans quatre grands domaines autres que le domaine d’études de l’étudiant.

Tableau 3 : Répartition des unités dans les cours de la formation générale
Formation communeFormation propreFormation complémentaireDisciplineLangue d’enseignement et littérature (4 cours)7 1/32Philosophie (3 cours)4 1/32Langue seconde (2 cours)22Éducation physique (3 cours)3DomaineSciences humaines
Culture scientifique et technologique
Langue moderne
Art et esthétique
Langage mathématique et informatique4 unités au total (2 cours)
2.7.1 La formation générale commune
Dans le but d’assurer la maîtrise des langages fondamentaux, l’appropriation d’éléments importants de l’héritage toujours vivant de la culture ainsi que l’équilibre et l’intégration des divers aspects de la formation, le Règlement sur le régime des études collégiales stipule que tout programme comporte une composante de formation générale commune faite de trois cours de français, deux cours de philosophie, trois cours d’éducation physique et un cours d’anglais.

Français, langue d’enseignement et littérature
La formation commune en français comporte trois cours :
601-101-04 – Écriture et littérature (2,33 unités; pondération 2-2-3)
601-102-04 – Littérature et imaginaire (2,33 unités; pondération 3-1-3)
601-103-04 – Littérature québécoise (2,66 unités; pondération 3-1-4)

Cette formation vise deux buts : maîtriser la langue d’enseignement, fondement de l’apprentissage de tous les domaines du savoir, et explorer les richesses de l’héritage littéraire et culturel. Le développement des habiletés langagières sera soutenu par la rédaction de textes de formes différentes et de complexité croissante. Ces textes se caractériseront par leur structure, leur cohérence, leur clarté et seront le reflet de l’application constante et rigoureuse des codes linguistique et grammatical. La fréquentation d’œuvres littéraires de genres variés et de différentes époques permettra aux étudiants, par l’analyse étoffée des textes, d’apprécier et de saisir le sens actuel des œuvres marquantes issues des principaux courants littéraires.

Les trois cours de cette formation sont conçus en une séquence progressive sur le plan des objectifs de formation et des productions exigées de façon à assurer le développement des habiletés langagières et la maîtrise de la langue d’expression.

Le découpage chronologique permet une exploration étendue des richesses de l’héritage littéraire et culturel en évitant les recoupements et en misant sur l’évolution historique. Les genres étudiés sont répartis dans les trois cours selon la difficulté qu’ils posent, les objectifs de chaque cours et la période étudiée. Ainsi, par exemple, le discours narratif, lié au XIXe siècle, période particulièrement riche à cet égard, est vu au premier cours, compte tenu de son accès plus facile. De même, l’essai, qui ressort de la pensée critique, est associé au cours de littérature québécoise qui mène à la production d’une dissertation critique.

Le premier cours de la séquence, Écriture et littérature, vise l’appropriation d’un processus d’analyse de texte. Les étudiants apprendront à reconnaître le propos de textes jugés remarquables et à en repérer et classer les manifestations stylistiques et thématiques dans un plan de rédaction. Les étudiants procéderont à l’analyse de deux œuvres francophones antérieures au XXe siècle qui ont marqué l’histoire de la littérature d’expression française. Ils étudieront particulièrement le discours narratif.

Au terme du cours, les étudiants devront démontrer, lors de la rédaction d’une analyse littéraire, d’un commentaire composé ou d’une explication de texte d’au moins 700 mots, leur capacité à analyser de façon rigoureuse le contenu et la forme d’un texte et à en rendre compte dans une langue claire, cohérente et structurée. Un soutien particulier sera apporté pour assurer la maîtrise des processus qui permettent aux étudiants de développer des mécanismes efficaces de rédaction et de révision de textes. Il est à noter que ce cours de formation commune est préalable au cours Littérature et imaginaire.

Le deuxième cours, Littérature et imaginaire, permet aux étudiants d’expliquer les représentations du monde contenues dans des textes littéraires jugés remarquables en reconnaissant le traitement d’un thème, en dégageant les rapports entre le réel, le langage et l’imaginaire et en situant le texte dans son contexte culturel. Les étudiants analyseront trois œuvres francophones postérieures au XIXe siècle, dont une œuvre québécoise, qui ont marqué l’histoire de la littérature d’expression française. Ils étudieront particulièrement les discours poétique et théâtral.

À la fin du cours, les étudiants devront manifester leur compétence lors de la rédaction d’une dissertation explicative d’une longueur d’au moins 800 mots dont ils auront préalablement élaboré le plan et qui devra refléter une organisation cohérente des idées tout en respectant le code linguistique. Il est à noter que ce cours de formation commune est préalable au cours Littérature québécoise et au cours de formation propre.

Le cours Littérature québécoise, troisième de la séquence, est centré sur l’étude de la littérature québécoise postérieure à l’année 1945 pour le roman, la poésie et l’essai et à l’année 1960 pour le théâtre. Les étudiants sont invités à reconnaître les principales caractéristiques de la littérature québécoise, à comparer des textes et à adopter un point de vue critique. Les étudiants se livreront à l’analyse de trois œuvres et étudieront particulièrement l’essai. En outre, ce cours vise à préparer les étudiants à l’Épreuve uniforme de français.

Au terme du cours, les étudiants devront démontrer, lors de la rédaction et de la révision d’une dissertation critique d’au moins 900 mots pour laquelle ils auront préalablement élaboré un plan de rédaction, leur capacité à critiquer des œuvres de la littérature québécoise et à en rendre compte dans une langue claire, cohérente et structurée.


Séquence de la formation générale commune en français
Tableau 4 : Français, langue d’enseignement et littérature
Énoncé de la compétence et pondérationCompétences intellectuellesCorpusÉcriture et littérature 601-101-04 (2-2-3) Analyser des textes littéraires de genres variés et de différentes époquesReconnaître le propos du texte
Repérer et classer des thèmes et des procédés stylistiques
Sélectionner les éléments d’analyse pertinents
Élaborer un plan de rédaction
Rédiger une analyse littéraire
Respecter un protocole de rédaction2 œuvres marquantes francophones antérieures au XXe siècle, d’époques et de genres différents
Genres obligatoires : discours narratif et initiation à la poésie et au théâtreLittérature et imaginaire 601-102-04 (3-1-3) Expliquer les représentations du monde contenues dans des textes littéraires de genres variés et de différentes époquesReconnaître le traitement d’un thème dans un texte
Situer le texte dans son contexte culturel et socio-historique
Dégager les rapports entre le réel, le langage et l’imaginaire
Élaborer un plan de dissertation
Rédiger une dissertation explicative
Respecter un protocole de rédaction2 oeuvres marquantes francophones postérieures au XIXe siècle, d’époques et de genres différents
1 oeuvre marquante de la littérature québécoise antérieure à 1960 pour le théâtre et à 1945 pour le roman, l’essai ou la poésie
Genres obligatoires : poésie et théâtreLittérature québécoise 601-103-04 (3-1-4) Apprécier des textes de la littérature québécoiseReconnaître les caractéristiques de la littérature québécoise
Comparer des textes
Déterminer un point de vue critique
Élaborer un plan de rédaction
Rédiger une dissertation critique
Respecter un protocole de rédaction3 oeuvres marquantes de la littérature québécoise, couvrant au moins deux courants et deux genres, à partir de 1960 pour le théâtre et de 1945 pour le roman, la poésie et l’essai
Genre obligatoire : essai

Philosophie

La formation commune en philosophie comporte deux cours :
340-103-04 – Philosophie et rationalité (2,33 unités; pondération 3-1-3)
340-102-03 – L’être humain (2,00 unités; pondération 3-0-3)

Ces deux cours, élaborés en séquence, favoriseront le développement d’une pensée rationnelle et l’exercice de la réflexion critique. La fréquentation de quelques textes majeurs de la philosophie et l’étude des grands pôles de l’évolution de la pensée soutiendront la pratique du commentaire critique et de la dissertation philosophique.

Le premier cours de la séquence, Philosophie et rationalité, vise à développer la capacité de raisonner et d’argumenter avec rigueur. Pour ce faire, l’étudiant est initié aux règles fondamentales et aux procédés de la logique et de l’argumentation rationnelle. Ce cours vise aussi la compréhension de ce que l’approche philosophique d’une question a de spécifique, en comparaison avec l’approche scientifique et l’approche religieuse, par exemple. Afin d’éclairer cette distinction et dans le but de préparer l’étude des grands pôles de l’évolution de la pensée, le premier cours traite, par ailleurs, du contexte dans lequel la philosophie est apparue dans l’horizon intellectuel de l’humanité et montre l’actualité et la nécessité, à toutes les époques, du type de réflexion qu’elle nous propose.

À la fin de ce cours, les étudiants auront à traiter une question controversée dans un texte d’au moins 700 mots, en classe, d’une manière proprement philosophique, en se référant explicitement à des auteurs de la tradition, et en manifestant un premier niveau de maîtrise des procédés de l’argumentation rationnelle. Enfin, un examen départemental commun portant sur la maîtrise des outils logiques permettra une mesure complémentaire de l’aptitude à aborder les contenus des cours suivants. Il est à noter que ce cours de formation commune est préalable au cours de la formation propre.

Dans le deuxième cours de la séquence, L’être humain, les étudiants seront invités à caractériser au moins trois grandes conceptions modernes et contemporaines de l’être humain et à les situer dans leur contexte historique, compte tenu que la réflexion sur l’être humain a été, dès l’origine, l’une des principales dimensions de la réflexion philosophique. Les étudiants auront aussi l’occasion de se demander dans quelle mesure les différentes conceptions nous permettent de comprendre et de résoudre les problèmes auxquels nous sommes confrontés, comme individu et comme collectivité.

Dans le but d’enraciner la réflexion, le cours proposera de comparer les différentes conceptions sur la base d’un thème commun parmi les suivants : raison-passion, égoïsme-altruisme, liberté-déterminisme, autonomie-hétéronomie, responsabilité, sens de l’existence. Le cours vise aussi la consolidation des outils logiques et argumentatifs, notamment par l’apprentissage du commentaire critique de texte et de la dissertation philosophique.

À la fin de ce cours, les étudiants auront à rédiger, en classe, une dissertation d’au moins 800 mots à partir d’une problématique donnée. Ils devront y manifester leur compréhension du sens et de l’importance pour la pensée et pour l’action de deux conceptions de l’être humain en comparant ces deux conceptions sur la base d’un même thème.

Anglais, langue seconde
Cette formation comporte un cours qui peut être offert à différents niveaux de compétence :
604-100-03 – Anglais de base (2,00 unités; pondération 2-1-3)
604-101-03 – Langue anglaise et communication (2,00 unités; pondération 2-1-3)
604-102-03 – Langue anglaise et culture (2,00 unités; pondération 2-1-3)
604-103-03 – Culture anglaise et littérature (2,00 unités; pondération 2-1-3)

Conformément aux intentions éducatives ministérielles, la formation en langue seconde vise à amener chaque étudiant à un degré supérieur de maîtrise de l’anglais afin qu’il puisse se tirer d’affaire dans différentes situations de la vie. On tentera de faire acquérir, sous le mode de l’automatisme, le code grammatical et le vocabulaire qui lui permettront de parler et de lire en anglais avec une certaine aisance, sinon couramment, dans une variété de contextes. Pour répondre aux besoins locaux, quatre niveaux de compétence prévus dans le devis ministériel sont offerts aux étudiants du Collège; les étudiants sont inscrits au cours du niveau approprié. En utilisant de la documentation et en traitant de thèmes d’intérêt général, l’étudiant sera amené à améliorer sa maîtrise de quatre éléments de compétence, ainsi que sa compréhension et son expression orale et écrite.

Au premier niveau de compétence, l’étudiant devra dégager le sens d’un message d’intérêt général d’une durée d’environ deux minutes, faire une description intelligible d’un message, dégager le sens d’un texte d’environ 500 mots, et rédiger un texte clair et cohérent d’environ 150 mots.

Au niveau plus avancé, les étudiants devront parvenir à dégager le sens d’un message d’intérêt général d’environ cinq minutes, faire une description précise d’un message, dégager le sens d’un texte d’environ 750 mots et rédiger un texte clair, structuré et cohérent d’environ 300 mots. Il est à noter que ce cours de formation commune est préalable au cours de formation propre. Les étudiants sont classés selon leur niveau d’habileté, soit Anglais de base : 20 %, Langue et communication : 37 %, Langue anglaise et culture : 27 % et Culture anglaise et littérature : 16 %. Depuis l’automne 1999, la répartition de la clientèle selon ces pourcentages est assez constante.

Éducation physique
Cette formation comporte trois cours :
109-103-02 – Santé et éducation physique (Activité physique et santé) (1,00 unité; pondération 1-1-1)
109-104-02 – Activité physique (Activité physique et efficacité) (1,00 unité; pondération 0-2-1)
109-105-02 – Intégration de l’activité physique (Activité physique et autonomie) (1,00 unité; pondération 1-1-1)

L’ensemble de la programmation en éducation physique se concentre sur des éléments de formation favorisant chez l’étudiant la capacité de prendre en charge sa santé physique de façon autonome et responsable. La séquence de cours est structurée de façon à démontrer d’abord aux étudiants la valeur de l’activité physique régulière pour leur santé et leur qualité de vie présente et future. Elle vise ensuite à les aider à prendre en charge leur condition physique en les guidant dans la recherche et le choix d’activités physiques qui répondent à leurs besoins. La particularité du programme réside dans le fait qu’outre l’acquisition de compétences dans le champ des habiletés motrices, l’étudiant réalise une part importante d’apprentissages cognitifs.

Le premier cours Santé et éducation physique permet à l’étudiant de développer sa capacité de situer sa pratique de l’activité physique parmi les habitudes de vie favorisant la santé. Cela signifie qu’il établira un bilan personnel de sa santé actuelle et analysera ce qui influence l’état de santé. À travers l’exploration de diverses activités physiques facilement praticables à court et à long terme et à l’aide de concepts scientifiques permettant de comprendre et d’expliquer certains phénomènes, l’étudiant sera amené à établir des liens entre ses différentes habitudes de vie et sa santé. Il s’engagera, dans ce cours, dans des activités d’analyse qui lui permettront de décrire, de reconnaître et de discerner efficacement les éléments nécessaires à l’amélioration et à l’entretien de sa santé grâce à la pratique d’activités physiques. Il deviendra ainsi apte à exercer de façon régulière des activités de réflexion face à sa santé.

Le deuxième cours Activité physique permet à l’étudiant d’améliorer son efficacité lors de la pratique d’une activité physique. Cela signifie que l’étudiant développera une habileté à progresser de façon de plus en plus autonome dans la pratique d’une activité physique particulière en se fixant des objectifs personnels. Il aura à démontrer l’apprentissage d’une démarche personnelle dans l’amélioration de l’activité physique : activités aquatiques, de combat, de raquettes, d’expression, de plein air. Le cours choisi par l’étudiant lui permettra d’acquérir des habiletés motrices efficaces qui l’aideront à exécuter les gestes techniques appropriés et à adopter les attitudes adéquates lors de la pratique de l’activité physique.

Le troisième cours, Intégration de l’activité physique, permet le développement de la troisième compétence : démontrer sa capacité à prendre en charge sa pratique de l’activité physique dans une perspective de santé. Cela signifie que l’étudiant développera sa capacité à prendre en charge sa santé et à être autonome face à la pratique de l’activité physique. Pour mener l’étudiant, au terme de ses études collégiales, à ce degré de conviction et d’autonomie, le dernier cours d’éducation physique lui fournira l’occasion de participer à des activités de type conditionnement physique ou autre qui l’aideront à améliorer ou à entretenir une condition physique optimum. Tout en expérimentant ces activités, l’étudiant sera dans l’obligation d’élaborer un programme personnel d’activités à pratiquer à travers ses occupations diverses qui lui permettra d’intégrer l’activité physique à ses loisirs et à son quotidien.

Les cours d’éducation physique visent à développer chez les étudiants des attitudes et des comportements responsables. Ces habiletés fondamentales constituent une force majeure de l’éducation physique dans la formation collégiale. En effet, l’étudiant ne fait pas qu’acquérir des connaissances dans ce domaine, il doit les vivre et les mettre en application. Il développe donc un savoir-faire et un savoir-être importants qui sont le reflet de comportements respectueux envers soi, ainsi qu’envers les autres et l’environnement.

École sport-études
L’École sport-études offre aux étudiants qui le désirent la possibilité de suivre des études de niveau collégial tout en poursuivant leur cheminement d’athlète. Dans le cadre de la formation générale, le département d’Éducation physique prend en compte la situation particulière de l’étudiant athlète, notamment le fait que celui-ci pratique régulièrement une activité physique dans une discipline sportive sous la supervision d’un entraîneur qualifié et qu’il y effectue des apprentissages significatifs. Dans ce contexte, le département propose aux étudiants de l’École sport-études qui le souhaitent un mode d’encadrement et de tutorat visant à faciliter leur cheminement scolaire, en vue d’assurer l’atteinte des objectifs et standards de chacun des ensembles. Le cas échéant, l’enseignant-tuteur convient de la démarche avec chaque étudiant selon l’ensemble suivi et vérifie avec les outils appropriés l’atteinte de tous les éléments de compétence reliés aux connaissances, aux habiletés, aux attitudes et aux comportements de chaque ensemble.
Éducation physique adaptée
La formule d’éducation physique adaptée permet aux étudiants qui éprouvent certaines difficultés ou limitations physiques temporaires ou permanentes de poursuivre des activités adaptées à leur situation, et ce, pour chacun des ensembles.

2.7.2 La formation propre
Dans le but d’enrichir et de consolider les compétences acquises dans la formation générale commune, mais aussi de parfaire ces compétences au regard du futur domaine d’activités professionnelles, le programme de formation comporte une composante de formation générale propre au domaine. Celle-ci comprend un cours de formation propre en français, un en philosophie et un en anglais.

Pour offrir ces cours « sur mesure », on a procédé à la création de regroupements ou familles de programmes, sur la base du type de fonction professionnelle que les diplômés seront appelés à exercer.

La formation en français
Un cours de 2,00 unités et de pondération 2-2-2 : Langue et communication

Ce cours se concentre essentiellement sur la capacité à utiliser les principes et les procédés de la communication pour la compréhension et la production de différents types de discours oraux et écrits que commandent des situations du domaine professionnel.

Les étudiants ont à produire différents types de textes complexes en se préoccupant de l’intention de la communication, de l’interlocuteur, des facteurs qui influencent l’efficacité du code à utiliser.

Ils développent leur habileté à s’exprimer dans d’autres formes d’expression efficaces en produisant le résumé d’une conférence ou d’un texte ou le compte rendu critique d’un discours. À chaque occasion, ils ont à élaborer le plan détaillé de la production.

Les habiletés d’expression orale occupent aussi une part importante du temps de formation. Par exemple, lors d’un exposé oral sur un sujet relatif au domaine professionnel, l’étudiant sera amené à démontrer sa capacité à transférer ses apprentissages relatifs à la communication efficace. Il aura aussi à effectuer un retour critique sur sa performance.

Pour le cours de français Langue et communication, les étudiants du programme Technologie de l’électronique industrielle sont regroupés au sein de la famille des techniques physiques, gestion et graphisme.


La formation en philosophie
Un cours de 2,00 unités et de pondération 3-0-3 : Éthique

Ce cours s’appuie sur les habiletés développées dans la formation commune et vise plus spécifiquement le développement d’une éthique personnelle et sociale. Il vise aussi à permettre à l’étudiant de se situer de façon critique et autonome par rapport aux valeurs éthiques en général et à celles véhiculées plus particulièrement dans le domaine d’activités professionnelles futures. Les étudiants sont amenés à analyser des situations problématiques appropriées dans leurs dimensions personnelles, sociales et politiques.

Afin de fournir les instruments d’une démarche de réflexion efficace, le cours propose d’abord un contenu commun à toutes les familles de programmes. On y apprend à discerner la dimension éthique de l’action personnelle, sociale et politique, notamment en caractérisant et en distinguant les concepts d’éthique, de morale, de déontologie, d’idéologie, de valeur et en montrant le sens éthique et politique des notions de liberté, de justice, de droit et de responsabilité.

Dans le même but, le cours amène à distinguer et à caractériser trois niveaux de théories éthiques : jugements moraux, principes moraux et critères moraux. On y dégage la différence entre les « théories » éthiques spontanées et celles qui sont des constructions conceptuelles explicites. Les étudiants devront distinguer les trois niveaux d’au moins deux théories éthiques explicites.

Les étudiants seront alors en mesure d’analyser plus finement des situations problématiques liées à leur activité professionnelle. La tâche sera d’effectuer l’analyse factuelle de ces situations, d’interpréter cellesci à partir d’un ensemble de concepts propres au domaine éthique, de déterminer le ou les problèmes moraux que suggère la situation et enfin, de traiter ces situations problématiques en référence aux procédures définies par les différentes théories éthiques.

À la fin de ce cours, les étudiants auront à rédiger, en classe, une dissertation d’au moins 900 mots, conforme à un protocole de rédaction, dont l’objet sera de traiter un cas type d’une situation problématique en référence à un des thèmes propres abordés dans le cours.

Pour le cours d’Éthique, les étudiants du programme Technologie de l’électronique industrielle sont regroupés au sein de la famille des techniques physiques, gestion et graphisme.



La formation en anglais langue seconde
Un cours de 2,00 unités et de pondération 2-1-3 : Anglais langue seconde

La formation propre en langue seconde vise d’abord à consolider les compétences acquises en formation commune, à développer ces compétences et à enrichir la formation commune par des éléments de compétence liés au domaine d’activité professionnelle. On y parviendra en utilisant activités, thèmes, situations d’apprentissage et textes adaptés au domaine.

Comme dans le cas du cours de formation commune, la formation propre en langue seconde visera à ce que les étudiants améliorent leurs habiletés dans les quatre éléments de compétence définis pour l’apprentissage d’une langue seconde, ainsi que leur compréhension et leur expression orale et écrite. De plus, on mettra tout en oeuvre pour que les thèmes utilisés, les situations traitées et les activités d’apprentissage soient le reflet de préoccupations courantes en milieu du travail.

Les étudiants du premier niveau devront dégager le sens d’un message d’intérêt propre à leur spécialité d’une durée de deux minutes, communiquer un message intelligible d’environ deux minutes sur un thème propre, parvenir à dégager le sens d’un texte d’environ 500 mots sur un thème propre, et communiquer par écrit un message dans des formes propres à leur spécialité.

Les étudiants du deuxième niveau auront à peu près les mêmes tâches, sauf que les exigences sur les plans de la durée, de la précision, de la cohérence et de la richesse de la production seront plus élevées. En formation générale propre, les étudiants sont classés selon deux niveaux. Le premier (56 % de la clientèle) est constitué des étudiants provenant des cours des niveaux I et II en formation commune et le second, des étudiants provenant des niveaux III et IV.

Pour le cours en formation propre, les étudiants du programme Technologie de l’électronique industrielle sont regroupés au sein de la famille des techniques physiques, gestion et graphisme.

2.7.3 La formation complémentaire
La formation complémentaire vise à mettre l’étudiant en contact avec des domaines du savoir qui ne sont pas présents dans son champ d’études spécifique. Elle fournit l’occasion d’avoir accès de façon significative à un fond culturel riche et large pour accroître la compréhension du monde qui nous entoure.

Les différents cours de cette formation sont conçus dans une perspective pluridisciplinaire; ils traitent de l’essentiel des savoirs du domaine culturel et, tout en restant accessibles à tous les étudiants, ils se caractérisent par le niveau et l’étendue des éléments qu’ils présentent.

Les étudiants doivent accumuler quatre unités dans ce bloc de formation, ce qui leur donne accès à deux cours choisis individuellement dans la banque locale de cours complémentaires élaborés sur la base des devis ministériels qui définissent cinq domaines de formation : sciences humaines, culture scientifique et technologique, langue moderne, langage mathématique et informatique, art et esthétique. Chaque domaine contient deux ensembles de cours qui permettent, soit de procéder à l’analyse de situations, soit d’appliquer les méthodes propres au domaine.

Les étudiants du programme Technologie de l’électronique industrielle n’ont pas accès, en formation complémentaire, au domaine de la culture scientifique et technologique, car ce domaine est relié à leur programme. Le domaine langage mathématique et informatique leur est également fermé. La formation complémentaire offerte aux étudiants relèvera donc des trois autres domaines, à savoir : langue moderne, sciences humaines, art et esthétique.

En langue moderne, les deux ensembles permettent l’initiation aux structures et au vocabulaire de base d’une troisième langue – en l’occurrence l’espagnol – tout en favorisant un accès à la culture propre des pays où se parlent ces langues.

En sciences humaines, les deux ensembles permettent à l’étudiant de mettre en évidence l’apport d’une ou de plusieurs sciences humaines au regard des enjeux contemporains ainsi que d’analyser de façon rigoureuse l’un des grands problèmes de notre temps selon une approche particulière au domaine.

En art et esthétique, les étudiants ont l’occasion d’explorer diverses formes d’art, autant par la fréquentation d’œuvres dont on les incite à apprécier la dynamique de l’imaginaire que par l’expérimentation personnelle du processus de création ou d’interprétation.
Les liens entre le Projet de formation et la formation générale
Les liens entre le Projet de formation et la formation générale sont résumés au tableau 5. Ce tableau met en relation les quatre premières orientations du Projet de formation et les disciplines de la formation générale :


Tableau 5 : Les liens entre le Projet de formation et la formation générale
Orientations
du Projet de formationAnglaisÉducation physiqueFrançaisPhilosophie1a) Habiletés intellectuelles((((1b) Communication et expression écrite((((1c) Attitudes responsables((((1d) Habiletés d’apprenant((((2 Héritage culturel((((3 Transferts des habiletés((((4 Réponse à des besoins spécifiques des programmes(((
Légende :
( Discipline porteuse
( Discipline contributive


3 L’élaboration locale du programme

Le processus local d’élaboration du programme

Nous décrivons dans cette section le processus local d’élaboration d’un programme révisé, à partir des documents ministériels décrits plus haut. Voici les principales étapes de travail définies au Cégep de Sherbrooke.

3.1.1 Comité d’implantation
Le mandat
Le mandat du comité consiste à élaborer et à recommander à la direction des études le projet de programme en Technologie de l’électronique industrielle, dans la perspective de préparer l’implantation du programme pour la session d’automne 2007.

Le projet de programme doit respecter le devis ministériel ainsi que les orientations du Projet de formation du Collège.

La composition du comité d’implantation
Le comité est composé d’au moins un représentant de chacune des disciplines présentes dans la formation spécifique et du directeur du secteur C. Les membres du comité pour la durée des travaux, soit les années scolaires 2005-2007, étaient :

monsieur François Lisée, rédacteur principal, professeur de Technologie de l’électronique industrielle;
monsieur Joachim Cloutier Viens, coordonnateur du département de Technologies du génie électrique;
monsieur François Gaudreau, représentant de la discipline Physique;
monsieur Pascal Larrivée et Nicolas Pfister, représentants de la discipline mathématiques;
monsieur Rodrigue Bergeron, représentant de la discipline philosophie;
madame Catherine Ladouceur, représentante de la discipline français;
monsieur Jean Verret, représentant de la discipline Anglais;
monsieur Richard Hince, représentant de la discipline Éducation physique;
monsieur Jean Royer, Aide pédagogique individuel;
monsieur Claude Thibaudeau, directeur de l’enseignement et des programmes, Secteur C.
monsieur Claude Martel et Judith Dubé, conseillers pédagogiques;


Rôles et responsabilités

Le DEP du secteur C assume la responsabilité des travaux. Il convoque, préside et anime les réunions du comité.
Le coordonnateur du comité d’implantation effectue les recherches, planifie les séances de travail du comité et rédige les procès-verbaux et les divers documents.
Le rédacteur principal du programme assume le leadership du projet de programme, consulte les différents intervenants, rédige les plans-cadres et s’assure que les intentions éducatives retenues sont développées de façon cohérente.
Les membres du comité participent aux rencontres, informent régulièrement leur département de l’état des travaux du comité et produisent, en collaboration avec leur département, les plans-cadres des cours de leur discipline.

Les travaux à effectuer

Le comité d’implantation en Technologie de l’électronique industrielle s’est vu confier la tâche de réaliser les travaux suivants :
l’élaboration du plan de travail et de l’échéancier;
la production du projet de programme à recommander à la direction des Services pédagogiques.

La tâche d’élaborer le projet de programme a nécessité les travaux suivants :
l’appropriation des données ministérielles du programme;
la détermination des orientations locales et des intentions éducatives du programme;
le découpage des activités d’apprentissage, la correspondance avec les compétences, la pondération des cours, la discipline…;
la structuration du programme : les fils conducteurs, le tronc commun, le thème par session, le logigramme, etc.;
l’élaboration de la grille de cheminement scolaire : la répartition des cours par session;
la rédaction des plans-cadres de chacun des cours;
la révision des activités d’encadrement et d’aide à l’apprentissage afin de favoriser la réussite des étudiants;
la définition de l’activité synthèse et de l’épreuve synthèse : nature, organisation, modalités d’administration, d’évaluation et de reprise.

Démarche d’élaboration du projet de programme

L’ensemble des travaux d’élaboration locale du programme initialement prévus a été réalisé. Une collaboration active et soutenue de tous les acteurs du programme a grandement contribué à la réussite de la démarche. Les principales opérations menées par le comité d’implantation, en collaboration avec les autres instances concernées, ont consisté en :
la mise en place du comité d’implantation du programme;
l’appropriation des documents de même que du processus d’élaboration et d’implantation;
la détermination des orientations locales et des intentions éducatives du programme;
la construction d’un logigramme des compétences;
la détermination des cours et l’élaboration du logigramme des cours;
l’établissement des grandes balises de chaque cours : contenu, orientation...;
la rédaction d’un plan cadre pour chacun des cours de la formation spécifique en collaboration avec l’ensemble des professeurs concernés;
l’analyse et l’évaluation des plans-cadres par les membres du département et des disciplines contributives;
l'approbation des plans-cadres par les membres du comité d’implantation;
la conception de l’activité synthèse de programme;
la détermination du logigramme des préalables;
la production de la grille de cheminement scolaire et d’autres documents requis pour les fins de transmission au MELS.

Le comité d’implantation a amorcé ses travaux à la fin de la session d’automne 2004. Des réunions de définition des orientations locales avaient eu lieu avec des représentants des disciplines contributives, physique et mathématiques. Dès l’hiver 2005, le processus d’implantation a été expliqué, un échéancier a été dressé, les orientations locales ont été discutées en comité de programme. Le comité d’implantation s’est réuni à plus de 30 occasions pour planifier et réaliser les travaux. Ces travaux ont nécessité des consultations à l’interne, plus particulièrement auprès des départements de Mathématiques et de Physique. De plus, des rencontres avec des représentants des disciplines de la formation générale ont été tenues afin de présenter et discuter des modalités de cheminement scolaire de même que des besoins par rapport à la formation générale propre au programme. Le projet de programme résulte donc d’un parcours ayant fait l’objet de validations continuelles et progressives. Les réflexions des membres du comité et des départements et leur travail consciencieux ont permis d’en garantir la qualité.
3.1.4 Élaboration des plans-cadres

Les plans-cadres sont des documents qui s’adressent principalement aux enseignants et fournissent des indications sur la façon dont on compte assurer le développement des compétences visées dans chacun des cours du programme. Pour chaque cours, le plan cadre comprend une note préliminaire situant le cours dans le programme et spécifiant ses orientations générales, les éléments du contenu, une description de la démarche pédagogique générale, une description de l’évaluation finale et une médiagraphie. Il est important de souligner que le contenu des plans-cadres constitue la référence obligée de chacun des cours.

Mise en forme du programme local de formation

Le projet de programme est présenté par les membres du comité d’implantation au Comité de régie de la direction des études, à la Commission des études et au Conseil d’administration. Dès que le présent document recevra l’approbation de cette dernière instance, il deviendra le programme d’études officiel au Cégep de Sherbrooke.

Les orientations locales du programme

Les travaux du comité d’implantation du programme Technologie de l’électronique industrielle ont donné lieu à une réflexion collective qui a mené à la détermination d’orientations locales. Ces orientations prennent appui sur les buts généraux et les compétences du programme ministériel et prennent en compte les orientations du Projet de formation, du Plan stratégique de développement ainsi que du Plan de réussite du Cégep de Sherbrooke.

3.2.1 Le programme en regard du Plan stratégique de développement et du Plan de réussite du Collège

En 2004, le Collège s’est doté d’un Plan stratégique de développement (PSD) portant sur cinq années (2004-2009). À ce plan se greffe également un Plan de réussite (PR). La révision en profondeur d’un programme d’études ne saurait ignorer les grandes orientations que le Collège s’est donné dans ces deux documents.

L’axe premier du PSD, visant un projet de formation actualisé, conditionne à maints égards le processus d’élaboration d’un programme d’études. Il est prévu entre autres d’enraciner dans nos pratiques l’orientation centrale du Projet de formation du Collège en ce qui a trait aux apprentissages essentiels et transférables. La section (3.2.2) décrit comment ces dimensions seront prises en compte dans le nouveau programme.

Par ailleurs, la formation générale et sa contribution au développement personnel et professionnel des étudiants jouent un rôle important dans la construction du nouveau programme, en particulier par les liens explicites prévus dans certains plans cadres de cours de la formation spécifique avec les cours de la formation générale propre. Ces liens ont par ailleurs influencé la position dans la grille de cheminement scolaire des cours 340-HAN-03 Éthique, qui sera donné immédiatement après le stage crédité en électronique industrielle et concurremment avec le cours visant la planification du projet de fin d’études », de même que celle du cours 601-HAN-04 Langue et communication, placé en sixième session, au moment où les étudiants devront rédiger et présenter oralement leurs projets.

Le recours à des situations d’apprentissage variées et stimulantes (PSD, axes 1 et 2) est au centre de la stratégie pédagogique de ce nouveau programme d’études. Déjà dans l’ancien programme, le projet de fin d’études amenait les étudiants à vivre des situations représentatives des problématiques réelles rencontrées dans le contexte du travail en entreprise industrielle. Cette approche sera intensifiée en proposant aux étudiants des projets d’envergure croissante à mesure qu’ils progresseront dans leur programme d’études et ce, à partir de la deuxième session. Ce choix pédagogique s’inscrit d’ailleurs dans deux lignes de force du Plan de réussite, offrir une formation de qualité aux étudiants et encourager l’étudiant à persister dans ses études. Il rejoint également le souci d’accroître la réussite des garçons (PSD, axe 2), ce type d’approche pédagogique étant particulièrement apprécié par la clientèle masculine.

Le programme de Technologie de l’électronique industrielle comporte un nombre d’heures contact élevé, avec une moyenne par session supérieure à 30 heures par semaine. La grille de cheminement scolaire prévoit une première session comportant 29 heures contact par semaine, ce qui est bien sûr élevé, mais représente tout de même un effort pour ne pas surcharger cette session initiale et favoriser la réussite en première session (PSD, axe 2 et PR).

Un cours d’introduction à la profession de technologue en électronique industrielle est également prévu à la première session. Ce cours vise principalement à donner aux étudiants une image plus précise du travail du technologue, lui permettant de clarifier ses buts et de valider son choix de programme (PSD, axe 2 et deuxième ligne de force du PR). D’autre part, les étudiants auront partiellement atteint à la 2e session la compétence Installer des systèmes de contrôle et de commande, donnant du même coup aux étudiants une meilleure chance de profiter d’un stage ATE (alternance travail-études) dès le premier été. Cela ne peut qu’accroître la motivation des étudiants et contribuer, encore une fois, à leur donner rapidement une image plus juste de la profession.

Un stage crédité de deux semaines est prévu à la fin de la quatrième session et pourrait se poursuivre tout l’été sous la forme d’un second stage ATE. (PR, deuxième ligne de force).

Notons la position dans la grille du cours Réguler un procédé, en quatrième session. Ce cours visant l’atteinte de compétences complexes est placé plus tard que dans l’ancien programme de manière à favoriser sa réussite par les étudiants.

Enfin, en matière de partenariats externes (PSD, axe 1), le département des technologies du génie électrique travaille en lien étroit avec plusieurs entreprises régionales dans le cadre des stages crédités, des stages en alternance travail-études, de même que dans celui des projets de fin d’études. Ces contacts réguliers permettent aux enseignants de bien connaître les exigences des fonctions de travail assignées à nos finissants et de prendre la mesure des changements technologiques qui surviennent dans le domaine. Cela permet aussi de valider certains choix locaux dont il sera fait mention un peu plus loin (section 3.2.3)


3.2.2 Le programme en regard du projet de formation du Collège
La formation fondamentale est constituée d’apprentissages essentiels et transférables qui dans notre projet de formation local portent des accents particuliers sur certaines dimensions du développement de la personne. Nous décrivons ici la mise en oeuvre du projet de formation dans le programme Technologie de l’électronique industrielle, ainsi que des intentions pédagogiques plus spécifiques à ce programme d’études.


Les habiletés intellectuelles supérieures d’analyse et de synthèse

L’analyse de situation de travail a mis en lumière que la tâche la plus importante effectuée par le technologue en électronique industrielle est celle du dépannage. C’est à la fois celle qui occupe le plus de temps de travail et celle qui exige la démarche la plus complexe, même en la comparant au travail de conception.

Le dépannage est la plupart du temps un travail individuel, qui repose à la fois sur une compréhension approfondie du modèle de fonctionnement des équipements et sur une connaissance étendue des composantes des appareils. Cette tâche définit en quelque sorte le niveau conceptuel à atteindre dans les activités d’apprentissage de ce programme d’études. Elle requiert de la rigueur, une démarche méthodique, l’observation du comportement qualitatif d’un appareil et le recours à une vision systémique de son fonctionnement, de même que des mesures quantitatives prises avec des équipements parfois hautement spécialisés.

L’ensemble des cours, autant ceux de la formation générale que de la formation spécifique, contribuent au développement des habiletés intellectuelles. Des liens explicites entre les apprentissages réalisés dans les différents cours contribuent à former un tout cohérent qui favorise l’intégration des compétences.

Les attitudes et comportements

L’utilisation de l’énergie électrique comporte de nombreux risques pour la santé et la sécurité. Le technologue en électronique industrielle est ainsi appelé à travailler avec des équipements dispendieux, souvent dangereux et dans un contexte exigeant de maintien permanent de la production. Le sens des responsabilités et la capacité à gérer des situations de stress sont donc des qualités essentielles. Plusieurs cours partagent la responsabilité de développer ces attitudes et comportement chez le futur technologue.

Le technologue doit également démontrer des attitudes propres au travail en équipe, car il est appelé à collaborer au sein d’équipes souvent multidisciplinaires.

Les habiletés de communication

L’importance de posséder des habiletés au plan des communications, est facilement démontrée pour le technologue qui doit travailler en équipe. Il peut aussi être appelé à agir comme personne ressource auprès des clients. Les compétences professionnelles demandent aussi une grande rigueur dans le processus de documenter les interventions que le technologue réalise sur les équipements. Sa capacité à communiquer efficacement, à l’oral et à l’écrit, devient un élément essentiel. Enfin, la documentation technique qu’il utilise étant souvent rédigée en anglais, le technologue doit acquérir une connaissance fonctionnelle du vocabulaire propre à son domaine tant en anglais qu’en français.

Les habiletés d’apprenant

La rapidité des changements technologiques exige du technologue une grande faculté d’adaptation. La formation qu’il reçoit au cégep doit lui permettre de développer son autonomie et de bonnes habiletés d’apprenant. Parmi ces habiletés d’apprenant citées dans les plans cadres et auxquelles la formation contribuera, notons : l’ouverture d’esprit, les capacités à rechercher l’information, à agir avec méthode, à avoir une vision d’ensemble, l’esprit d’initiative et les facultés d’intégration et de synthèse.

En plus des cours de la formation générale, qui jouent ici un rôle essentiel, une approche pédagogique où la réalisation de projets concrets prendra une place importante dans la formation spécifique contribuera à l’atteinte de ces objectifs.

La formation scientifique de base

La formation d’un technologue polyvalent et capable de s’adapter aux changements doit être fondée sur un savoir scientifique suffisant. Il va de soi, pour ce programme d’études, que la compréhension des concepts de base de l’électricité et de l’électronique représente la pierre angulaire de cette formation. Cette formation est assurée par les enseignants de la discipline principale.

Deux disciplines contributives, les mathématiques et la physique, font partie de la formation spécifique et jouent un rôle de premier plan en regard de la formation scientifique. Les plans cadres mentionnent explicitement la contribution à la formation scientifique de certains cours et font état des liens entre la discipline principale et les cours des disciplines contributives. On reviendra sur le rôle des disciplines contributives à la section (3.3)


Logigramme des compétences de l’électronique industrielle 243.C0


































Note : les deux premiers nombres de la numérotation réfèrent à l’ordre de présentation des compétences dans certains textes ministériels ou locaux.




Tableau 6 : Intentions pédagogiques du programme faisant l’objet d’une prise en charge plus explicite par des cours déterminés et responsabilités des cours vis-à-vis des compétences transversales issues du projet de formation du Collège


La formation spécifique

Les orientations locales du programme de Technologie de l’électronique industrielle visent avant tout la formation d’un technologue compétent.

Les principaux défis qui ont été identifiés et dont les rédacteurs ont tenu compte sont :
d’apporter une insistance accrue aux systèmes de contrôle-commande, à leur mise en réseau et à leur supervision;
de maintenir un volet de qualité de l’alimentation incluant la correction des harmoniques;
de faire évoluer l’entretien vers des techniques modernes comme la thermographie infrarouge;
de développer rapidement en début de formation les compétences pratiques les plus immédiatement accessibles qui permettront à l’élève de s’illustrer au travail dès le premier stage et de le conforter sans tarder face à sa future profession;
de prendre en compte des récentes innovations technologiques tels que des transmetteurs intelligents, des systèmes de vision et de positionnement, des variateurs de vitesse vectoriels, etc.;
d’utiliser des instruments aux fonctions d’analyses avancées, rendues possibles par la miniaturisation et l’augmentation incessante de la capacité de traitement, tels que des oscilloscopes portables à mémoire et des analyseurs d’harmoniques;
d’intégrer un volet de santé et sécurité au travail accompagné d’une certification reconnue en industrie.

Les axes de formation

La formation spécifique du programme Technologie de l’électronique industrielle est développée selon les quatre axes de formation suivants :
électronique
utilisation industrielle de la puissance électrique
contrôle des procédés continus
automatismes industriels

Malgré l’augmentation en importance du volet de l’instrumentation et des systèmes de contrôle-commande, le placement local nous incite à maintenir l’axe de la puissance électrique aligné sur les orientations de l’industrie régionale. En effet, des firmes oeuvrant dans le domaine de l’énergie électrique embauchent bon nombre de nos finissants qui participeront à la conception et à la mise en œuvre de postes et de centrales électriques.

D’autre part, plusieurs cours présents dans la grille de cheminement scolaire contribuent à l’acquisition d’une formation de base en électronique, formation qui est utilisée tout au long du programme.



Une session commune aux trois programmes des technologies du génie électrique

L’éclatement des voies de sorties en programmes distincts provient de la volonté des concepteurs d’introduire la spécialisation beaucoup plus tôt dans les formations en électronique. Cette spécialisation est devenue nécessaire d’abord pour refléter les compétences particulières requises des technologues, mais aussi pour favoriser la persistance dans les programmes de formation par le développement progressif des habiletés des étudiants sur une plus grande période.

Le contenu de la première session du programme Technologie de l’électronique industrielle a fait l’objet d’intenses discussions qui ont débouché sur un tronc commun d’une session avec les autres programmes de Technologies du génie électrique : Technologie des systèmes ordinés et Technologie de l’électronique - Télécommunication. Des compétences équivalentes ont été identifiées et une démarche semblable est mise en œuvre concernant le traitement de l’information relative à la profession. Une fois complétée par l’élève, cette démarche d’exploration de la profession spécifique à l’un des programmes sera reconnue équivalente pour la poursuite éventuelle des études dans l’un des deux autres programmes.

Les compétences équivalentes ont principalement trait aux mathématiques, aux fondements des circuits analogiques et numériques, au dessin technique, au montage et au traitement de l’information technique.

Les stages
Le programme Technologie de l’électronique industrielle offre la possibilité de stages en ATE à la fin de la première année ainsi qu’après la deuxième année du programme. Ces stages permettent à l’élève d’occuper un emploi rémunéré en rapport avec sa formation.

Le programme comprend également un stage crédité après la quatrième session. Ce positionnement permet une session d’études régulière non compressée, la possibilité, pour l’étudiant de prolonger le stage sous forme d’ATE, une chance d’être recruté pour des remplacements associés à la période des vacances dans les entreprises, une intensification de la motivation de l’élève au milieu de sa formation par la perspective d’aller en stage et un intérêt accru au retour par la pertinence des liens qu’il pourra établir avec son vécu de stage.




L’apport des disciplines contributives
Mathématiques
Compte tenu des préalables requis du secondaire et des compétences visées, il est important de fournir aux étudiants les notions mathématiques assez tôt. Le rôle des mathématiques dans le programme est d’introduire des outils permettant l’étude et la description quantitative des phénomènes électroniques. En prenant appui sur les acquis du secondaire, Mathématiques pour l’électronique vise d’une part à familiariser les élèves avec les types de relations, et plus particulièrement les modèles fonctionnels, les plus fréquemment rencontrés en électricité et en électronique et, d’autre part, à présenter les différents outils mathématiques permettant de manipuler ces relations. La troisième étape est l’objet du second cours : Compléments de mathématiques pour l’électronique. Cette dernière étape concerne l’analyse et la description des effets des variations des quantités numériques dans les relations entre les variables.
Les objets mathématiques étudiés dans le cours Mathématiques pour l’électronique ainsi que les habiletés qui y sont développées seront réinvestis dans les cours de Technologie de l’électronique industrielle, notamment dans les cours :
Fondement de l'électronique analogique (session 1)
Les fonctions sinusoïdales seront utilisées dans l'étude des signaux périodiques, les fonctions exponentielles permettront de modéliser le comportement des condensateurs et des bobines. Par ailleurs, le tableur Excel sera utilisé comme outil d’analyse des circuits.
Mouvement et chaleur (session 3)
Les fonctions affines, la trigonométrie et en particulier la notion de vitesse angulaire seront utilisées en cinématique alors que les taux de variations joueront un rôle important en dynamique.
Électrotechnique (session 3) et Production, transport et distribution de l'énergie électrique (session 5)
Les fonctions rationnelles, les vecteurs et la trigonométrie interviendront dans un certain nombre d’applications que l’on retrouve dans ces deux cours.
Rappelons que l’analyse approfondie des éléments mathématiques utiles à la profession et la préoccupation de fournir aux étudiants des apprentissages signifiants a conduit les rédacteurs à placer Mathématiques pour l’électronique dans le tronc commun à la première session. Les cours de la discipline électronique des sessions subséquentes verront à réutiliser ces notions de mathématiques.





Physique
Tout comme dans l’ancien programme, la discipline Physique est présente par le biais du cours Physique : mouvement et chaleur, qui est l’unique cours de physique du programme Technologie de l’électronique industrielle. Il est offert en troisième session. On peut rattacher ce cours à l’axe de l’utilisation industrielle de la puissance électrique car il traite de l’énergie motrice, des machines tournantes et de l’énergie thermique (chauffage); d’où l’intérêt pour l’étudiant de bien comprendre les mouvements de translation et de rotation ainsi que les échanges de chaleur. On peut aussi reconnaître l’axe de contrôle des procédés continus car l’analyse d’un procédé se rattachant à l’électronique industrielle passe par l’étude des phénomènes physiques des appareils et des instruments propres au procédé en question. Aussi, ce cours peut être perçu comme un cours de base car il permet à l’étudiant de comprendre le sens physique des paramètres du mouvement, des forces à l’origine de ce mouvement et de l’énergie ou de la chaleur en jeu lors d’un processus ou dans un dispositif quelconque. Le recours intensif aux mathématiques est aussi un trait caractéristique de ce cours. En ce sens, le cours Physique : mouvements et chaleur touche à plusieurs axes du programme Technologie de l’électronique industrielle.
Ce cours permet aussi à l’étudiant d’explorer l’étendue des possibilités qu’offre la démarche scientifique. Il devra ainsi se poser des questions, développer sa curiosité et son ouverture d’esprit. De plus, le travail de laboratoire devrait permettre une meilleure compréhension du contenu par l’étudiant et approfondir ses capacités d’analyse et de communication dans un cadre scientifique.


Le projet de fin d’études et l’épreuve synthèse de programme

Le programme se termine par un projet intégrateur qui tient lieu d’épreuve synthèse en sixième session. L’ensemble du projet s’étale en fait sur toute la troisième année, en ce sens que les étapes de planification se tiennent à la cinquième session alors que la réalisation pratique se fait plutôt à la sixième session. Dans la mesure du possible, chaque projet comporte un volet dans chacun des fils conducteurs du programme : la puissance, l’instrumentation et les automatismes. De plus, on favorise des projets en lien direct avec des besoins de l’industrie régionale. Lors de ces activités terminales, l’enseignant joue le rôle d’ingénieur responsable de projet alors que l’équipe d’élèves se partage les différentes tâches, reproduisant ainsi la dynamique caractéristique d’une équipe de soutien et d’assistance technique.






3.3.1 Autres choix locaux

Le nouveau programme de Technologie de l’électronique industrielle est issu de la fusion de deux options de l’ancien programme du même nom (1995), l’option « électrodynamique » et l’option « instrumentation et contrôle ». Ce choix répond à un besoin de polyvalence identifié au moment des études préliminaires. Tenant compte de ce contexte, on notera dans le programme de Sherbrooke une insistance accrue apportée aux systèmes de contrôle-commande, à leur mise en réseau et à leur supervision.

Par contre, le marché régional, qui emploie nos diplômés, réclame leur participation à des activités de conception et de mise en œuvre de centrales électriques. Ce qui commande le maintien dans le programme d’un axe substantiel touchant les équipements électriques de haute puissance.

Le nouveau programme prévoit également l’ajout de certains éléments visant à favoriser le placement des finissants, compte tenu des besoins des entreprises régionales. Mentionnons par exemple l’ajout d’un volet qualité de l’alimentation incluant la correction des harmoniques. De plus, en matière de santé et de sécurité, on souhaite intégrer un cours permettant aux finissants d’obtenir une certification reconnue en industrie.



3.3.2 Des compétences aux cours
Les tableaux qui suivent décrivent l’organisation de la formation de même que les liens entre les compétences et les cours.

Tableau 7 : Relations compétences-cours
On trouve dans ce tableau la correspondance des compétences décomposées en cours.

Tableau 8 : Relations cours-compétences
On trouve dans ce tableau la correspondance des cours en relation avec la compétence.

Tableau 9 : Relations objectifs-cours
Ce tableau précise l’atteinte des compétences de façon partielle ou complète.

Dans chacun des plans-cadres, on indique si les compétences concernées sont traitées de façon complète ou partielle et si elles sont évaluées de façon terminale.
TABLEAU 7- RELATIONS COMPÉTENCES - COURS243.C0 TECHNOLOGIE DE L'ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLEÉnoncé de compétencesCodeDésignation des cours042Y- Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en 243-143-SHInitiation à l’électronique industrielletechnologie de l’électronique industrielle. 243-44S-SHStage en électronique industrielle 243-443-SHSanté et sécurité au travail042Z- Effectuer des travaux d’atelier.243-156-SHFondements de l'électronique analogique 243-246-SHInstaller des systèmes de contrôle-commande0431- Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu 243-165-SHFondements de l'électronique numériqueindustriel.243-216-SHEntraînements de machines électriques243-536-SHAutomatismes en réseau 243-616-SHPlanifier une installation électrique0432- Produire des plans d’électronique industrielle.243-156-SHFondements de l'électronique analogique243-246-SHInstaller des systèmes de contrôle-commande 243-434-SHCommande des actionneurs0433- Planifier des activités de travail.243-246-SHInstaller des systèmes de contrôle-commande243-443-SHSanté et sécurité au travail243-543-SHPlanifier le projet 243-616-SHPlanifier une installation électrique0434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.243-143-SHInitiation à l’électronique industrielle243-236-SHProgrammer des automatismes243-246-SHInstaller des systèmes de contrôle-commande243-434-SHCommande des actionneurs243-44S-SHStage en électronique industrielle243-516-SHProduction, transport, distribution de l'énergie électrique 243-649-SHProjet d'électronique industrielle0435- Résoudre des problèmes mathématiques en électronique 201-195-SHMathématiques pour l’électroniqueindustrielle.243-226-SHÉlectronique201-294-SHCompléments de mathématique pour l’électronique243-317-SHÉlectrotechnique243-416-SHÉlectronique de puissance 243-426-SHRéguler un procédé
0436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.
243-156-SH
Fondements de l'électronique analogique243-165-SHFondements de l'électronique numérique243-226-SHÉlectronique243-327-SHChaîne de mesure243-526-SHCommande électronique0437- Vérifier des équipements de puissance.243-216-SHEntraînements de machines électriques243-317-SHÉlectrotechnique243-416-SHÉlectronique de puissance243-516-SHProduction, transport, distribution de l'énergie électrique 243-615-SHQualité de l’alimentation électrique0438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.243-143-SHInitiation à l’électronique industrielle243-216-SHEntraînements de machines électriques203-395-SHPhysique mouvement chaleur243-426-SHRéguler un procédé243-434-SHCommande des actionneurs243-443-SHSanté et sécurité au travail243-616-SHPlanifier une installation électrique243-626-SHRégulation et asservissements0439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.243-143-SHInitiation à l’électronique industrielle243-327-SHChaîne de mesure243-426-SHRéguler un procédé 243-626-SHRégulation et asservissements043A- Programmer des unités de commande.243-143-SHInitiation à l’électronique industrielle243-236-SHProgrammer des automatismes243-327-SHChaîne de mesure243-434-SHCommande des actionneurs243-536-SHAutomatismes en réseau243-626-SHRégulation et asservissements

043B- Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.

243-236-SH

Programmer des automatismes243-327-SHChaîne de mesure243-426-SHRéguler un procédé

043C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.

243-216-SH

Entraînements de machines électriques243-416-SHÉlectronique de puissance243-426-SHRéguler un procédé243-526-SHCommande électronique243-626-SHRégulation et asservissements043D- Programmer un système de supervision.243-143-SHInitiation à l’électronique industrielle243-236-SHProgrammer des automatismes 243-536-SHAutomatismes en réseau043E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.243-246-SHInstaller des systèmes de contrôle-commande243-44S-SHStage en électronique industrielle243-443-SHSanté et sécurité au travail243-516-SHProduction, transport, distribution de l'énergie électrique243-526-SHCommande électronique243-626-SHRégulation et asservissements243-649-SHProjet d'électronique industrielle243-615-SHQualité de l’alimentation électrique043F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.243-317-SHÉlectrotechnique243-416-SHÉlectronique de puissance243-426-SHRéguler un procédé243-434-SHCommande des actionneurs243-44S-SHStage en électronique industrielle243-443-SHSanté et sécurité au travail243-516-SHProduction, transport, distribution de l'énergie électrique 243-615-SHQualité de l’alimentation électrique043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.243-226-SHÉlectronique243-317-SHÉlectrotechnique243-327-SHChaîne de mesure243-416-SHÉlectronique de puissance243-426-SHRéguler un procédé243-434-SHCommande des actionneurs243-44S-SHStage en électronique industrielle243-516-SHProduction, transport, distribution de l'énergie électrique243-526-SHCommande électronique243-536-SHAutomatismes en réseau243-649-SHProjet d'électronique industrielle243-615-SHQualité de l’alimentation électrique043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.243-236-SHProgrammer des automatismes243-317-SHÉlectrotechnique243-327-SHChaîne de mesure243-434-SHCommande des actionneurs243-516-SHProduction, transport, distribution de l'énergie électrique243-526-SHCommande électronique243-536-SHAutomatismes en réseau243-543-SHPlanifier le projet243-616-SHPlanifier une installation électrique243-626-SHRégulation et asservissements243-649-SHProjet d'électronique industrielle 243-615-SHQualité de l’alimentation électrique





TABLEAU 8- RELATION COURS - COMPÉTENCES243.C0 TECHNOLOGIE DE L'ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLECodeDésignation des coursÉnoncé des compétences243-226-SHÉlectronique0435- Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle.0436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.243-236-SHProgrammer des automatismes0434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.043A- Programmer des unités de commande.043B- Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.043D- Programmer un système de supervision.043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.243-246-SHInstaller des systèmes de contrôle-commande042Z- Effectuer des travaux d’atelier.0432- Produire des plans d’électronique industrielle.0433- Planifier des activités de travail.0434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.043E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.243-416-SHElectronique de puissance0435- Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle.0437- Vérifier des équipements de puissance.043C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.043F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.243-426-SHRéguler un procédé0435- Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle.0438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.0439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.043B- Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.043C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.043F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.243-516-SHProduction, transport, distribution de l'énergie électrique0434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.0437- Vérifier des équipements de puissance.043E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.043F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.243-526-SHCommande électronique0436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.043C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.043E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.243-536-SHAutomatismes en réseau0431- Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.043A- Programmer des unités de commande.043D- Programmer un système de supervision.043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.243-616-SHPlanifier une installation électrique0431- Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.0433- Planifier des activités de travail.0438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.243-626-SHRégulation et asservissements0438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.0439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.043A- Programmer des unités de commande.043C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.043E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.243-216-SHEntraînements de machines électriques0431- Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.0437- Vérifier des équipements de puissance.0438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.043C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.201-195-SHMathématiques pour l’électronique0435- Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle.243-156-SHFondements de l'électronique analogique042Z- Effectuer des travaux d’atelier.0432- Produire des plans d’électronique industrielle.0436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.243-165-SHFondements de l'électronique numérique0431- Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.0436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.243-143-SHInitiation à l’électronique industrielle042Y- Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.0434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.0438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.0439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.043A- Programmer des unités de commande.043D- Programmer un système de supervision.201-294-SHCompléments de mathématiques pour l’électronique0435- Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle.203-395-SHPhysique mouvement chaleur0438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.243-317-SHÉlectrotechnique0435- Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle.0437- Vérifier des équipements de puissance.043F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.243-327-SHChaîne de mesure0436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.0439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.043A- Programmer des unités de commande.043B- Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.243-434-SHCommande des actionneurs0432- Produire des plans d’électronique industrielle.0434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.0438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.043A- Programmer des unités de commande.043F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.243-543-SHPlanifier le projet0433- Planifier des activités de travail.043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.243-649-SHProjet d'électronique industrielle0434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.043E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.243-44S-SHStage en électronique industrielle042Y- Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.0434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.043E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.043F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.243-443-SHSanté et sécurité au travail042Y- Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.0433- Planifier des activités de travail.0438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.043E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.043F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.243-615-SHQualité de l’alimentation électrique0437- Vérifier des équipements de puissance.043E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.043F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.043G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.043H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

TABLEAU 9 : RELATIONS OBJECTIFS-COURS / ATTEINTE (partielle ou complète ou finale) DE LA COMPÉTENCE






4 Vocabulaire utilisé
Lexique Général
Programme
Ensemble intégré d’activités d’apprentissage visant l’atteinte d’objectifs de formation en fonction de standards déterminés (Règlement sur le régime des études collégiales, article 1).

Compétence
Pour la composante de formation spécifique à un programme d’études techniques : ensemble intégré d’habiletés cognitives, d’habiletés psychomotrices et de comportements socioaffectifs qui permet d’exercer, au niveau de performance exigé à l’entrée sur le marché du travail, un rôle, une fonction, une tâche ou une activité (Cadre technique d’élaboration de la partie ministérielle des programmes d’études techniques, p. 3).

Objectif
Compétence, habileté ou connaissance, à acquérir ou à maîtriser (Règlement sur le régime des études collégiales, article 1).

Énoncé de la compétence
Pour la composante de formation spécifique à un programme d’études techniques, l’énoncé de la compétence résulte de l’analyse de la situation de travail, des buts généraux de la formation technique et, dans certains cas, d’autres déterminants. Il se compose d’un verbe d’action et d’un complément. L’énoncé de compétence doit être précis et univoque.

Pour la composante de formation générale, l’énoncé de la compétence est issu de l’analyse des besoins de formation générale.

Éléments de la compétence
Pour la composante de formation spécifique à un programme d’études techniques, les éléments de la compétence se limitent aux précisions nécessaires à la compréhension de celle-ci. Ils précisent les grandes étapes d’exercice ou les principales composantes de la compétence.

Pour la composante de formation générale, les éléments de l’objectif, formulé sous forme de compétence, en précisent les composantes essentielles. Ils se limitent à ce qui est nécessaire à la compréhension et à l’atteinte de la compétence.

Standard
Niveau de performance considéré comme le seuil à partir duquel on reconnaît qu’un objectif est atteint (Règlement sur le régime des études collégiales, article 1).

Contexte de réalisation
Pour la composante de formation spécifique à un programme d’études techniques, le contexte de réalisation correspond à la situation d’exercice de la compétence, au seuil d’entrée sur le marché du travail. Le contexte de réalisation ne précise pas la situation d’apprentissage ou d’évaluation.

Critères de performance
Pour la composante de formation spécifique à un programme d’études techniques, les critères de performance définissent les exigences qui permettront de juger de l’atteinte de chacun des éléments de la compétence et, par voie de conséquence, de la compétence elle-même. Les critères de performance sont fondés sur les exigences d’entrée sur le marché du travail. Les critères de performance ne sont pas l’instrument d’évaluation mais servent plutôt de référence à la production de celui-ci. Chaque élément de la compétence appelle au moins un critère de performance.

Pour la composante de formation générale, les critères de performance définissent les exigences permettant de reconnaître le standard. Pour que l’objectif soit atteint, tous les critères doivent être respectés.

Activités d’apprentissage
Pour la composante de formation spécifique à un programme d’études techniques, il s’agit des cours (laboratoires, ateliers, séminaires, stages ou autres activités pédagogiques) destinés à assurer l’atteinte des objectifs et des standards visés. Les collèges ont l’entière responsabilité de la définition des activités d’apprentissage et de l’aménagement de l’approche programme.

Pour la composante de formation générale, les éléments des activités d’apprentissage dont le ministre peut déterminer en tout ou en partie sont le champ d’études, la ou les disciplines, la pondération, les heures-contact, le nombre d’unités et des précisions jugées essentielles.

Principaux acronymes
Bascules S/R, D circuits à bascule de type set/reset et bascule de type data (donnée)BILbasic impulse insulation level, tension de tenue aux ondes de chocBJTbipolar jonction transistor, transistor à jonction bipolaireCCcourant continuCircuits RLC circuits composés de résistances (R), d’inductances (L) et de condensateurs (C).CMOSComplementary metal oxyde semiconductorCSSTcommission de santé et sécurité au travailDELDiode électroluminescenteDINDeutsche Institute fuer Normung, institut de normalisation allemand. Rail din: borniers montés sur rails normalisés par cet institutGrafcetgraphe d’alternance étape transition. Diagramme d’état servant à décrire les automatismes séquentiels qui est normalisé et adopté internationalementGTOgate turn off, SCR qui peut être désamorcé par une impulsion sur la gâchetteIEEEInstitute of Electrical and Electronics EngineersIESNAilluminating engineering society of north AmericaIGBTinsulated gate bipolar transistor, transistor bipolaire à grille isoléeISA  Normes d’identification de « International standard association »Lien DDE Dynamic data exchange, lien d’échange dynamique de données sous WindowsLogiciel de DAO dessin assisté par ordinateurMALTmise à la terreMCUmicrocontroler unit, unité de contrôle du microcontrôleurMOSmetal oxyde semiconductor, famille de circuits intégrés à base de transistors à effet de champs à gâchette métallique isolée par oxyde de siliciumMOSFETmetal oxide semiconductor field effect transistor. Transistor à effet de champ à gâchette isolée à l’oxyde de silicium NEMANational electrical manufacturer associationPIEAPolitique institutionnelle d’évaluation des apprentissagesRégulation PID proportionnel, intégral, dérivatif, type de régulation basée sur un algorithme mathématique proportionnel, intégral et dérivatifRTDrésistance temperature detector, capteur de température basé sur l’augmentation de la résistance électrique d’un fil de métal placé à une température donnéeSCRsilicon controlled rectifier, type de thyristor permettant de contrôler de fortes puissances dans une commande de type tout ou rienSCRSilicon controled rectifierSIMDUTSystème d’information sur les matières dangereuses utilisées au travail TTLTransistor transistor logicUPSuninterruptible power supply, alimentation de secoursValeur rms root mean square, valeur efficace établie par la racine carrée de la moyenne des carrés PRÉSENTATION DES PLANS-CADRES

Les plans-cadres constituent un outil pédagogique destiné aux professeurs et visent à faciliter la rédaction des plans de cours, à favoriser l’arrimage de l’ensemble des composantes du programme de formation, à assurer l’uniformité des cours d’un groupe à l’autre de même que la continuité d’une année à l’autre.

L’ensemble des plans-cadres qui suivent est le fruit d’un travail d’équipe et d’une collaboration soutenue entre les membres du comité d’implantation et les membres des départements concernés. Dans le cadre de l’élaboration du programme, nous avons été animés en permanence par le souci de concilier l’esprit et les orientations du nouveau programme d’études en Technologie de l’électronique industrielle avec une démarche pédagogique cohérente avec l’ensemble des paramètres en cause. Un travail constant de mise en perspective des aspects spécifiques d’un plan cadre donné avec l’ensemble du programme nous a permis de réaliser la complexité d’une telle opération et la nécessité d’un arrimage sur plusieurs plans entre les professeurs, entre les cours, entre les sessions, entre les stages, et cela, tant sur le plan du contenu, que sur celui des approches pédagogiques et de l’évaluation. Les professeurs seront donc amenés à collaborer étroitement pour contribuer de façon plus efficace à la formation des étudiants.

Le plan cadre constitue le guide à partir duquel le professeur doit planifier et construire un cours. Cela signifie que les séquences d’éléments de compétence présentées ainsi que la progression des activités et des contenus ne fournissent pas de lignes directrices automatiquement transférables à des étudiants. Le travail personnel de l’enseignant, quant à l’appropriation et la planification d’un cours et l’élaboration du plan de cours, demeure entier.

Les plans-cadres sont conçus de manière à renseigner le responsable d’un cours sur les différentes dimensions de son cours, mais aussi, sur ce que ses collègues aborderont ou ont abordé avec les mêmes étudiants. Ces informations pourront alors servir d’assise à l’élaboration et à la structuration des activités d’apprentissage.

La structure de présentation des plans-cadres est uniformisée et on y retrouve les mêmes catégories d’information pour chaque cours. Cette façon de procéder facilite la comparaison entre les cours et ses différents éléments. Toutefois, il importe de préciser que la structure de présentation du plan cadre ne présume pas de son utilisation avec les étudiants. Nous le répétons, les plans-cadres s’adressent essentiellement aux professeurs.

Chaque plan cadre comprend, outre les indications générales telles que le titre et le numéro du cours, sa pondération, les préalables et les compétences ciblées, une indication précisant si la compétence est partielle, complète ou complète terminale, une note préliminaire situant le cours dans le programme et précisant ses visées participatives, les balises de contenu, des éléments concernant la démarche pédagogique, des indications sur l’évaluation et une médiagraphie. Mentionnons enfin que l’italique est utilisé pour identifier les textes provenant du programme ministériel et que les textes barrés (exemples) représentent des éléments qui ne sont pas couverts dans ce plan cadre et qui seront couverts dans un autre plan cadre.
Avant la présentation des plans-cadres de la formation spécifique figure la grille de cheminement scolaire et le logigramme des préalables. Il est important de souligner que la grille de cheminement ainsi que le logigramme des préalables ont été élaborés à l’hiver 2004 et ont été substantiellement modifiés en 2005. Ils sont sujets à certaines modifications liées à l’organisation scolaire après approbation du Comité de régie des Services pédagogiques du Cégep de Sherbrooke.

La grille de cheminement scolaire est présentée sous deux formes qui fournissent essentiellement les mêmes données, à savoir le numéro, le titre et la pondération de chaque cours du programme, session par session.



La grille de cheminement scolaire*
TECHNOLOGIE DE L’ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLE 243.C0Première sessionFormation spécifique201-195-SHMathématiques pour l’électronique3-2-32,66243-156-SHFondements de l'électronique analogique3-3-22,66243-165-SHFondements de l'électronique numérique2-3-22,33243-143-SHInitiation à l’électronique industrielle1-2-11,33Formation générale601-101-04Écriture et littérature2-2-32,33109-103-02Éducation physique1-1-11,00340-103-04Philo et rationalité3-1-32,33Deuxième sessionFormation spécifique201-294-SHCompléments de mathématiques pour l’électronique 2-2-22.00243-216-SHEntraînement de machines électriques3-3-33,00243-226-SHElectronique3-3-33.00243-236-SHProgrammer des automatismes3-3-22.66Formation générale601-102-04Littérature et imaginaire3-1-32,33340-102-03L’être humain3-0-32,00Troisième sessionFormation spécifique203-395-SHPhysique : mouvement et chaleur3-2-32.66243-317-SHElectrotechnique4-3-33,33243-327-SHChaîne de mesure4-3-33.33243-346-SHInstaller des systèmes de contrôle-commande2-4-22.66Formation générale604-101-99Langue anglaise et communication2-1-32,00com-xxx-01Complémentaire 13-0-32.00






Quatrième session
Formation spécifique243-416-SHÉlectronique de puissance3-3-22.66243-426-SHRéguler un procédé3-3-33.00243-434-SHCommande des actionneurs2-2-22.00243-443-SHSanté et sécurité au travail3-0-11.33243-44S-SHStage en électronique industrielle0-5-01.66Formation générale109-104-02Activité physique0-2-11.00604-HAJ-03Anglais langue seconde2-1-32,00601-103-04Littérature québécoise3-1-42.66Cinquième sessionFormation spécifique243-516-SHProduction, transport, distribution de l’énergie électrique4-2-33.00243-526-SHCommande électronique3-3-33,00243-536-SHAutomatismes en réseau3-3-33.00243-543-SHPlanifier le projet1-2-11.33Formation générale340-HAN-03Éthique (FGP)3-0-32,00com-xxx-02Complémentaire 23-0-32,00109-105-SHIntégration de l’activité physique1-1-11.00Sixième sessionFormation spécifique243-615-SHQualité de l’alimentation électrique3-2-22.33243-616-SHPlanifier une installation électrique3-3-22.66243-626-SHRégulation et asservissements3-3-33.00243-649-SHProjet d’électronique industrielle0-9-44.33Formation générale601-HAN-04Français (FGP)2-2-22.00






* Cette grille de cours par session est révisée chaque année par les Services pédagogiques; elle est sujette à certaines modifications liées à l’organisation scolaire.

TABLEAU 10 – GRILLE DE CHEMINEMENT SCOLAIRE



Tableau 11 – LOGIGRAMME DES PRÉALABLES DU PROGRAMME ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLE 243.C0


TECHNOLOGIE DE L’ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLE 243.C0Première sessionFormation spécifique201-195-SHMathématiques pour l'électronique3-2-32,66243-156-SHFondements de l'électronique analogique3-3-22,66243-165-SHFondements de l'électronique numérique2-3-22,33243-143-SHInitiation à l’électronique industrielle1-2-11,33Formation générale601-101-04Écriture et littérature2-2-32,33109-103-02Éducation physique1-1-11,00340-103-04Philo et rationalité3-1-32,33
201-195-SH Mathématiques pour l’électronique
Compétences :
Pour le programme 243.A0 :
037D- Résoudre des problèmes mathématiques liés à la technologie de systèmes ordinés.

Pour le programme 243.B0 :
41R- Mettre en œuvre des modèles mathématiques liés à l’électronique.

Pour le programme 243.C0 :
0435- Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle.

Pondération :
3-2-3
2,33 unités

Préalable relatif à :
243.A0 : 201-294-SH - Compléments de mathématiques pour l’électronique.
247-254-SH - Compléments d’électronique analogique.
243.B0 : 243-257-SH - Circuits analogiques.
243.C0 : 201-294-SH - Compléments de mathématiques pour l’électronique.
243.A0 – Technologie de systèmes ordinésCompétenceContexte de réalisation037D- Résoudre des problèmes mathématiques liés à la technologie de systèmes ordinés.

PartielleÀ partir de situations et d’activités propres au milieu de travail.
À l’aide :
d’ouvrages de référence;
de fiches techniques;
de tables;
de graphiques;
d’instruments de mesure;
d’une calculatrice;
de logiciels et d’une bibliothèque mathématique.

243.B0 – Technologie de l’électronique - TélécommunicationCompétenceContexte de réalisation41R- Mettre en œuvre des modèles mathématiques liés à l’électronique.

ComplètePour des activités de travail liées :
à la prise de mesures;
au diagnostic de problèmes d’électronique;
à des modifications;
à l’exécution de tests;
à la détermination de paramètres.
À l’aide d’ouvrages de référence, de fiches techniques, de tables et de graphiques.
À l’aide d’instruments de mesure et d’une calculatrice.

243.C0 – Technologie de l’électronique industrielleCompétenceContexte de réalisation0435-Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle.

Partielle
À partir de données de fonctionnement d’appareils, de procédés et de circuits.
À l’aide d’une calculatrice.
À l’aide de logiciels.

Note préliminaire

Peu de technologies ont connu un développement aussi intimement lié à celui des mathématiques que ne l’ont été les technologies associées aux domaines de l’électricité et de l’électronique. Les mathématiques ont en effet fourni plusieurs outils essentiels à la compréhension et à la modélisation de nombreux phénomènes électriques et électroniques. On peut penser, par exemple, à la représentation des nombres complexes et leur utilisation que Charles Steinmetz en a faite en 1893 afin d’élaborer sa théorie des courants alternatifs ou encore à l’énoncé en 1938 par Claude Shannon de la théorie des circuits électroniques basée sur les concepts de l’algèbre booléenne. Plus récemment, l’essor que connaît la capacité des réseaux à transmettre l’information est le résultat direct des nouvelles idées en traitement de l’information où la théorie des ondelettes représente aujourd’hui un des domaines de recherche importants en mathématiques. Ce lien entre mathématiques et les domaines de l’électricité et de l’électronique n'est toutefois pas à sens unique puisque les calculateurs électroniques apparus vers le milieu du XXe siècle sont devenus un instrument de recherche et d'expérimentation indispensable à certains mathématiciens. Mentionnons ici, à titre d'exemple, le domaine de la recherche opérationnelle, une branche des mathématiques qui n'aurait jamais vu le jour sans l'ordinateur.

L’existence de cette relation particulière entre mathématiques et les domaines de l’électricité et de l’électronique n’est pas seulement le fruit du développement des différents outils dont chacun a su faire profiter l'autre. Plus fondamentalement, ce lien peut s’expliquer par l’abstraction essentielle que les mathématiques apportent à l’étude et à la compréhension de l'électronique. Contrairement à bien des domaines technologiques, l'électronique et l'électricité ne laissent en effet que très peu de place à l'intuition : il est extrêmement difficile, sinon impossible, de prévoir le comportement d'un composant ou le fonctionnement d'un circuit sans en avoir fait au préalable une représentation abstraite.

Dans ce contexte et conformément avec les exigences d’une formation scientifique tel que mentionné dans l’orientation 10 du projet de formation au secteur technique du Cégep de Sherbrooke, le rôle des mathématiques dans les programmes des Technologies du génie électrique est de développer chez l’élève sa capacité d’abstraction afin de l’aider à obtenir une représentation et une compréhension plus solide des relations de base en électricité et en électronique. L’atteinte de cette compétence exige que l’élève soit amené à poser et à résoudre des problèmes faisant appel à des objets mathématiques utilisés dans ces domaines. Face à un tel problème, l’élève qui reconnaît, dans la situation présentée, la possibilité d’utiliser un certain objet mathématique et qui agit de façon systématique pour effectuer le traitement de cet objet, met en œuvre le schème de pensée  qu’il a associé à cet objet. L’accomplissement de cette démarche lui permettra de comprendre, d’effectuer et d’interpréter les tâches auxquelles il sera confronté dans son travail futur comme technologue.

Le cours Mathématiques pour l’électronique est offert en première session à tous les élèves des trois programmes : Technologie de systèmes ordinés, Technologie de l’électronique industrielle et Technologie de l’électronique (voie de spécialisation : Télécommunication). Si ce cours se doit d’être un cours complet en soi puisque la formation mathématique des élèves du programme d’électronique avec spécialisation en télécommunication est limitée à ce seul cours, il se doit également de préparer les élèves des programmes d’électronique industrielle et de systèmes ordinés afin qu’ils soient en mesure de compléter leur formation en mathématiques dans le cours Compléments de mathématiques pour l’électronique offert à la deuxième session de ces programmes.

Le rôle des mathématiques dans un programme de techniques physiques est de proposer des outils permettant l’étude et la description quantitative des phénomènes impliquant des objets de nature physique. L’atteinte de cet objectif passe par trois grandes étapes. La première consiste à définir ces quantités physiques sous une forme abstraite : c’est le concept de variable introduit et étudié dans les cours de mathématiques du niveau secondaire. La seconde étape amène la notion de relation permettant d’établir le lien entre deux ou plusieurs variables et d’examiner les caractéristiques de ce lien. Cette seconde étape est l’objet d’étude de ce cours. En prenant appui sur les acquis du secondaire, ce cours vise d’une part à familiariser les élèves avec les types de relations, et plus particulièrement les modèles fonctionnels, les plus fréquemment rencontrés en électricité et en électronique et, d’autre part, à présenter les différents outils mathématiques permettant de manipuler ces relations. La troisième étape est l’objet du cours suivant : Compléments de mathématiques pour l’électronique. Cette dernière étape concerne l’analyse et la description des effets des variations des quantités numériques dans les relations entre les variables.

Les objets mathématiques étudiés dans le cours Mathématiques pour l’électronique ainsi que les habiletés qui y sont développées seront réinvestis dans plusieurs cours de la discipline propre à chacun des trois programmes des Technologies du génie électrique. Sans faire la liste complète de tous ces cours, voici ceux avec lesquels le cours Mathématiques pour l’électronique possède des liens particulièrement étroits:
Fondement de l'électronique analogique (session 1) : 243.A0, 243.B0, 243.C0.
Les fonctions sinusoïdales seront utilisées dans l'étude des signaux périodiques, les fonctions exponentielles permettront de modéliser le comportement des condensateurs et des bobines. Par ailleurs, le tableur Excel sera utilisé comme outil d’analyse des circuits.
Circuits analogiques (session 2) 243.B0 et Compléments d’électronique analogique (session 2) 243.A0.
Les fonctions sinusoïdales et les harmoniques seront nécessaires à l’analyse des signaux périodiques. Les logarithmes seront utilisés dans l’analyse des caractéristiques d’un amplificateur.
Mouvement et chaleur (session 3) : 243.C0.
Les fonctions affines, la trigonométrie et en particulier la notion de vitesse angulaire seront utilisées en cinématique alors que les vecteurs et la trigonométrie joueront un rôle important en dynamique.
Électrotechnique (session 3) : 243.C0 et Production, transport et distribution de l'énergie électrique (session 5) : 243.C0
Les fonctions rationnelles et les fonctions quadratiques interviendront dans un certain nombre d’applications que l’on retrouve dans ces deux cours en particulier dans le théorème du transfert maximum de puissance.

Ce cours contribue également aux buts généraux suivants de la formation technique :
Rendre la personne compétente dans l'exercice de sa profession, c'est-à-dire lui permettre d'exercer, au niveau de performance exigé à l'entrée sur le marché du travail, les rôles, les fonctions, les tâches et les activités de la profession.
Favoriser l'évolution de la personne et l'approfondissement des savoirs professionnels.

Pour terminer, il est important de souligner que le cours Mathématiques pour l’électronique s’adresse à une clientèle ayant complété un Diplôme d’études secondaires comprenant au moins le programme mathématiques 436. On notera toutefois que chacune des cohortes entreprenant un des trois programmes des Technologies du génie électrique compte une proportion importante d’élèves ayant reçu une formation mathématique préalable plus forte (mathématiques 526 ou mathématiques 536). Cette hétérogénéité dans la formation préalable des élèves exige de la part de l’enseignant ce que nous conviendrons d’appeler une certaine souplesse pédagogique.

Contenu

Les éléments du contenu suivis d'un numéro font l'objet de précisions à la suite du tableau.


243.A0243.B0243.C0037D- Résoudre des problèmes mathématiques liés à la technologie de systèmes ordinés.41R- Mettre en œuvre des modèles mathématiques liés à l’électronique
0435- Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle. Éléments de compétencesCritères de performances Éléments de compétencesCritères de performances Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage1 Effectuer des calculs et des représentations propres à des circuits électroniques.
1.1 Respect des lois et des théorèmes applicables.
1.2 Utilisation juste des grandeurs physiques.
1.3 Choix et utilisation appropriés des fonctions :
- élémentaires;
- algébriques;
- logarithmiques;
- exponentielles;
- trigonométriques.
1.4 Représentation graphique correcte des fonctions.
1.5 Exactitude des calculs.








1 Prendre connaissance de la situation nécessitant la mise en œuvre d’un modèle.1.1 Interprétation juste :
- de la situation;
- des objectifs à atteindre;
- de la documentation.1 Analyser les éléments d’une situation problématique en électronique industrielle.

1.1 Interprétation juste des données du problème.
1.2 Détermination correcte des opérations à effectuer.
1.3 Interprétation juste des unités de mesure.

Interludes (5 heures) (1)
Lois des exposants.
Notation scientifique.
Notation de l’ingénieur.
Chiffres significatifs(2).
Arrondis(3).
Systèmes d’équations(4) .





Signaux périodiques sinusoïdaux
(20 heures)
Mesure des angles.
Degrés.
Radians.
Vitesse angulaire.
Rapport trigonométriques : cosinus, sinus et tangente d’un angle.
Loi des cosinus(5).
Cercle trigonométrique.
Angles remarquables.
Notion de fonction : variable dépendante, variable indépendante, paramètres.
Fonctions trigonométriques : cosinus, sinus et tangente.
Représentation graphique des fonctions trigonométriques.
Identités trigonométriques : savoir utiliser les identités suivantes :
 EMBED Equation.DSMT4 
 EMBED Equation.DSMT4 
 EMBED Equation.DSMT4 
 EMBED Equation.DSMT4 
 EMBED Equation.DSMT4 
 EMBED Equation.DSMT4 
 EMBED Equation.DSMT4 (5)
 EMBED Equation.DSMT4 (5)
 EMBED Equation.DSMT4 (5)
 EMBED Equation.DSMT4 (5)
 EMBED Equation.DSMT4 (5)
Signal périodique sinusoïdal.
Représentation dans le domaine temporel des signaux périodiques sinusoïdaux.
Caractéristiques des signaux périodiques sinusoïdaux : Amplitude, fréquence, période, début de cycle, déphasage, vitesse angulaire.
Transformations élémentaires des caractéristiques des signaux périodiques.
Calcul d’angles à partir de l’inverse d’une fonction trigonométrique.
Représentation spectrale des signaux périodiques sinusoïdaux.
Le problème des opérations arithmétiques sur les signaux : solution numérique.


Vecteurs et nombres complexes
(18 heures)
Définition des vecteurs.
Opérations sur les vecteurs.
Addition.
Méthode du parallélogramme.
Méthode du triangle.
Multiplication par un scalaire.
Méthode de Thalès.
Composantes des vecteurs dans la base EMBED Equation.DSMT4 .
Opérations sur les composantes
Addition.
Multiplication par un scalaire.
Représentation des vecteurs.
Forme rectangulaire.
Forme polaire.
Passage de la forme polaire à la forme rectangulaire et vice-versa.
Définition des nombres complexes.
Représentations des nombres complexes
Forme rectangulaire.
Forme polaire.
Forme exponentielle.
Arithmétique des nombres complexes.
Le problème des opérations arithmétiques sur les signaux : solution algébrique.





Fonctions élémentaires 
(15 heures)
Équations aux dimensions.
Caractéristiques et représentations graphiques des fonctions élémentaires.
Fonction constante
Fonction affine
Fonction définie par morceaux
Fonction quadratique
Fonction racine
Fonction rationnelle du 1er degré
Relations de proportionnalité.
Taux de variation moyen.
Variations caractéristiques des fonctions polynomiales du 1er et 2e degré.
Comportement asymptotique.

















Fonctions exponentielles et logarithmiques (17 heures)
Caractéristiques et représentation graphique des fonctions exponentielles.
Comparaison entre un lien exponentiel et un lien polynomial.
Comparaison entre le modèle exponentiel  EMBED Equation.DSMT4 et le modèle affine EMBED Equation.DSMT4 .
Caractérisation de la base e.
Comportement asymptotique des phénomènes exponentiels.
Résolution d’équations exponentielles et logarithmes.
Caractéristiques et représentations graphiques des fonctions logarithmiques.
Définition des échelles logarithmiques.
Comparaison des échelles linéaires et des échelles logarithmiques.

2 Représenter vectoriellement des phénomènes liés aux systèmes ordinés.
2.1 Choix approprié du mode de représentation en fonction du phénomène.
2.2 Exécution correcte de l’analyse vectorielle et des opérations sur les vecteurs.
2.3 Représentation et utilisation appropriées des nombres complexes.
2.4 Exactitude des calculs.
2 Choisir le modèle.2.1 Interprétation juste des concepts mathématiques.
2.2 Interprétation juste des symboles, de la terminologie et des conventions.
2.3 Établissement clair des liens entre les composantes du modèle.
2.4 Choix judicieux du modèle compte tenu :
- de la situation;
- des objectifs à atteindre;
- des conditions d’application.2 Résoudre des équations linéaires à deux inconnues.

2.1 Application correcte des méthodes de résolution analytique, itérative et graphique.
2.2 Manipulations algébriques conformes aux règles.
2.3 Exactitude des calculs.




















3 Déterminer des taux de variations.
(Cet élément de compétence sera abordé dans le second cours de mathématique du programme).3.1 Interprétation juste des objectifs à atteindre.
3.2 Choix approprié d’une méthode de calcul.
3.3 Utilisation juste des fonnctions et des systèmes d’équations.
3.4 Calcul précis des taux de variations.
3 Appliquer le modèle à la situation.3.1 Utilisation appropriée des formules mathématiques.
3.2 Utilisation appropriée :
- de la notation scientifique;
- des unités de mesure.
3.3 Utilisation appropriée des méthodes de résolution de problèmes.
3.4 Exactitude des calculs.
3.5 Consignation correcte des résultats.3 Résoudre des problèmes de trigonométrie.3.1 Reconnaissances du type de triangle.
3.2 Choix et utilisation de formules appropriées.
3.3 Utilisation appropriée du cercle trigonométrique.
3.4 Calcul exact des distances, des angles et des superficies.
3.5 Conversion exacte des unités de mesure.















4 Résoudre des systèmes d’équations comportant deux ou trois inconnues.
4.1 Utilisation appropriée de méthodes de résolution de problèmes.
4.2 Exactitude des calculs.
4 Évaluer les résultats.4.1 Vérification minutieuse des résultats de l’application.
4.2 Critique de la vraisemblance des résultats.
4.3 Justesse des correctifs apportés.4 Calculer les valeurs de fonctions exponentielles et logarithmiques.
4.1 Représentation graphique correcte des fonctions.
4.2 Application correcte des méthodes de calcul.
4.3 Manipulations algébriques conformes aux règles.
4.4 Exactitude des calculs.



















5 Évaluer les résultats obtenus.
5.1 Vérification minutieuse des résultats.
5.2 Évaluation du degré de vraisemblance des résultats.
5.3 Justesse des correctifs apportés.
5 Présenter les résultats.5.1 Présentation claire et soignée :
- de la démarche utilisée;
- des résultats.5 Effectuer des opérations sur des vecteurs.
5.1 Représentation graphique correcte des vecteurs dans un plan.
5.2 Application correcte des méthodes d’addition ou de décomposition de vecteurs.
5.3 Utilisation appropriée du produit scalaire.
5.4 Manipulations algébriques conformes aux règles.
5.5 Exactitude des calculs.













6 Présenter les résultats obtenus.
6.1 Présentation claire et soignée:
- de la démarche utilisée;
-des résultats.
6 Effectuer des opérations sur des nombres complexes.
6.1 Représentation graphique correcte des nombres complexes.
6.2 Utilisation judicieuse et correcte de la représentation polaire et rectangulaire.
6.3 Application correcte des méthodes d’addition et de produit.
6.4 Exactitude des calculs.















7 Calculer les valeurs de fonctions sinusoïdales temporelles.
7.1 Application correcte des méthodes d’addition.
7.2 Manipulations algébriques conformes aux règles.
7.3 Représentation graphique correcte des fonctions dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel.
7.4 Exactitude des calculs.







8 Présenter les résultats et justifier la démarche de résolution de problèmes.
8.1 Utilisation appropriée de la terminologie et des conventions d’écriture.
8.2 Critique de la vraisemblance des résultats.
Bien évidemment le nombre d’heures allouées à chacun des thèmes représente un ordre de grandeur.
L'utilisation du concept de chiffres significatifs, dans le cours Mathématiques pour l'électronique comme dans les autres cours de la discipline de la première session, sera limitée à la présentation des résultats.
On évitera de présenter et d'utiliser la règle de Gauss pour les arrondis.
On se limitera à faire des rappels sur la méthode de substitution et à proposer des problèmes de deux équations (pas nécessairement les deux linéaires) à deux inconnues dans certaines applications et notamment dans la partie sur les fonctions élémentaires.
La présentation de ces résultats est facultative.


Démarche pédagogique

Ce cours se donne à raison de cinq heures en classe par semaine. En moyenne, trois des cinq heures sont consacrées à la présentation des nouveaux concepts, des notions théoriques et des méthodes de résolution de problèmes. Ces trois heures de cours permettent, quand cela est approprié, d’examiner tour à tour les aspects algébriques, graphiques et numériques des objets d'étude.

Les deux autres heures de ce cours, réparties de façon judicieuse dans l’ensemble des rencontres hebdomadaires en classe, servent à du travail individuel ou de groupe sur les problèmes ou exercices soumis par l’enseignant. Une certaine proportion de ces deux heures est réservée à des activités en laboratoire informatique où les capacités d'un tableur comme Excel doivent être exploitées. Ces laboratoires permettent d'examiner à plus grande échelle les aspects numérique et graphique des nouveaux objets mathématiques présentés dans le cours. À titre d'exemple, voici quelques sujets possibles pour des laboratoires pouvant être réalisés à partir d’un tableur comme Excel ou éventuellement à partir d’un logiciel de calcul symbolique comme Maple ou Derive:
aspects numériques du théorème de transfert maximum de puissance;
construction d'ondes carrée et triangulaire à partir de sinusoïdes;
linéarisation de données;
comportement numérique des circuits RLC série.

On aura également le souci d’intégrer l’utilisation de la calculatrice dans la présentation de certains thèmes. En particulier, on peut suggérer que les fonctionnalités de la calculatrice associées aux transformations polaires-rectangulaires et à l’arithmétique des nombres complexes servent de prétexte à cette intégration.

En plus des cinq heures en classe, l’élève devrait consacrer en moyenne trois heures de travail individuel par semaine afin de compléter l’ensemble des travaux nécessaires à la réussite de ce cours.

Le cours Mathématiques pour l’électronique s'adresse à des élèves des programmes des Technologies du génie électrique. Les méthodes et concepts mathématiques présentés dans ce cours peuvent donc être introduits dans des contextes liés à l’électricité ou l’électronique ("contextualisation"). Par la suite, afin d'en faciliter la compréhension, l'objet mathématique, ses propriétés, son comportement et les algorithmes qui lui sont associés seront analysés dans un cadre abstrait ("décontextualisation"). On pourra éventuellement compléter cette analyse par l'examen de l'objet mathématique dans de nouvelles situations présentant des applications du domaine de la discipline ( "recontextualisation"). Notons ici que si les mises en contexte et les applications apportent souvent une compréhension plus large des objets mathématiques étudiés, elles rehaussent également le niveau de complexité des problèmes. Si l'on veut que ces applications amènent l'élève à établir des liens entre les différents cours du programme et lui permettent éventuellement d'effectuer le transfert des nouvelles connaissances, elles ne doivent pas être uniquement sous la responsabilité du cours de mathématiques. Les enseignants des cours de la discipline porteuse doivent eux aussi s'engager à :
effectuer une exposition concertée des contextes dans lesquels on retrouve les divers objets mathématiques du cours ;
réutiliser rapidement ces objets mathématiques dans le cadre de leurs cours.
Nous convenons que satisfaire ces deux conditions exige une étroite collaboration entre les différents enseignants du programme, mais c'est seulement à ce prix que la séquence "contextualisation-décontextualisation-recontextualisation" pourra devenir significative dans l'apprentissage de l'élève.

Il est suggéré que le contenu et les activités d'apprentissage de ce cours soient présentés selon la séquence suivante:

Fonctions trigonométriques;
Vecteurs et nombres complexes;
Fonctions élémentaires;
Fonctions exponentielles et logarithmes.

L’ordre proposé permet d’une part d'éviter qu’une révision des fonctions élémentaires ne servent d’introduction au cours : à la fin de leurs études secondaires, les élèves croient en effet maîtriser suffisamment ces objets mathématiques, ce qui peut leur laisser penser que le cours de mathématiques du cégep et par extension leur première session au complet, ne leur demandera qu'un effort minimum. D'autre part, la séquence proposée peut aider à arrimer le cours de mathématiques avec les autres cours de la discipline en évitant à l'enseignant de mathématiques le fardeau de présenter des applications en électricité avant que les concepts n'aient été présentés dans les cours de la discipline.

Nous présentons pour chacun des thèmes du cours Mathématiques pour l’électronique une liste de quelques applications qui pourraient, en concertation avec les enseignants des autres disciplines, faire l’objet d’une étude commune. On retrouve les références mentionnées dans la médiagraphie présentée à la fin de ce plan cadre.



Fonctions trigonométriques
Notion d'harmonique (Floyd page 293, Jackson (2), page 298, Wildi page 286).
Construction d'ondes carrée et triangulaire à partir d'ondes sinusoïdales (Floyd page 293, Malvino page 742).
Modulations d'amplitude, de fréquence ou de phase (Roddy et Coolen pages 255, 319 et 329).

Vecteurs et nombres complexes
Résultante de forces, vitesses, déplacements.
Triangle des puissances (Wildi page 316, Floyd page 462)
Vecteurs de phase.
Réactances.
Addition de sinusoïdes.
Impédance et diagramme de phase (Boylestad page 381).

Fonctions élémentaires
Lois d’Ohm, de Watts et de Kirchhoff.
Résistances en série, résistances en parallèle.
Signaux périodiques non sinusoïdaux.
Diviseurs de tension et de courant (Boylestad page 73 et 81).
Piles en série, piles en parallèle (Cooke et Adams page 274)
Équation de la résistivité d'un métal EMBED Equation.DSMT4 (Wildi page 103).
Effet photoélectrique (Anton page 43).
Théorème du transfert maximum de puissance (Boylestad page 183, Cooke et Adams page 313).

Fonctions exponentielles et logarithmes
Équation de la chaleur.
Charge et décharge des condensateurs en CC (Floyd page 333)
Courant dans les bobines en CC (Floyd page 382)
Circuits RLC série en CC (Serway page 233)
Calcul de gains: notion de décibel (Richmond page 297, Floyd page 548 et 783).
Lecture de graphiques semi-log: filtres électriques (Floyd page 472).


De façon à favoriser la réussite de l’étudiant, on considère que la présence aux cinq heures hebdomadaires de ce cours est essentielle pour ne pas dire obligatoire. La classe est le lieu où s’établit la dynamique du cours, c’est là que les explications théoriques sont données, sans compter toutes les clarifications, mises en relief de contenus ou autres formes d’interventions effectuées par le professeur. À cela, ajoutons l’enrichissement engendré par les questions soulevées par les collègues. Cette présence en classe est d'autant plus importante que ce cours étant en première session, il doit favoriser chez l'élève l'acquisition d'habitudes de travail appropriées au niveau collégial. Afin d’encourager l’élève dans cette voie, on suggère que sa participation constructive à l’ensemble des rencontres soit évaluée de façon sommative par le professeur. Cette évaluation pourrait prendre la forme de travaux à faire et à remettre en classe. Afin que cette évaluation ait une influence significative et dans une tentative d’avoir un minimum de contrôle sur le temps de travail individuel effectué par les élèves à l’extérieur des heures de cours, on suggère d’allouer un minimum de 20% de la note finale aux travaux à faire en classe, aux devoirs, aux rapports de laboratoire et/ou aux minis-tests.


Évaluation finale
Lors de l’évaluation finale on proposera à l’élève des problèmes mettant en jeu des outils mathématiques pouvant être associés au domaine des technologies du génie électrique. Pour chacun de ces problèmes, on sera en mesure d’exiger que l’élève soit capable de :
Modéliser la situation en
formulant dans un langage mathématique approprié les données du problème;
obtenant une représentation graphique le cas échéant.
Appliquer une méthode de résolution en
choisissant une méthode appropriée;
effectuant les manipulations algébriques nécessaires;
effectuant correctement les calculs appropriées.
Évaluer les résultats obtenus en
interprétant leur signification dans le contexte du problème;
s’assurant de leur vraisemblance.
Présenter la solution et les résultats de façon claire et cohérente.

Une partie de l’évaluation finale devra être réalisée à l’aide d’un tableur puisque ce cours a le rôle d’initier les élèves aux capacités de cet outil technologique. Le contexte de réalisation des trois programmes mentionnant l’usage de la calculatrice, l’évaluation finale devrait également faire appel à son utilisation.


Médiagraphie
Mathématiques

ANTON, Howard. Calcul différentiel et intégral 103, Éditions Reynald Goulet inc., Repentigny,1995, 525 p.
BRASSARD, Robert. Mathématiques pour l'électricité et l'électronique, Chenelière/McGraw-Hill, Montréal, 1996 384p.
COLIN, Michèle et LAVOIE, Paul. Mathématiques pour les techniques de l'industrie, Gaétan Morin Éditeur, Chicoutimi, 1987, 421p.
COOKE, Nelson et ADAMS, Herbert. Basic mathematics for electronics, 3e édition, McGraw-Hill, New-York, 1970, 677 p.
CÔTÉ, Carole. Modèles mathématiques 1: technologies du génie électrique, Éditions du Renouveau pédagogique, Montréal, 1999, 435 p.
CÔTÉ, Carole. Modèles mathématiques 2 : technologies du génie électrique, Éditions du Renouveau pédagogique, Montréal, 2001, 384 p.
RICHMOND, Allan E. Calcul différentiel et intégral appliqué à l'électronique, McGraw-Hill, Montréal, 1985, 506p.
ROSS, André. Mathématiques appliquées aux technologies du génie électrique I, Le Griffon d'argile, Sainte-Foy,1999, 425 p.
ROSS, André. Mathématiques appliquées aux technologies du génie électrique 2, Le Griffon d'argile, Sainte-Foy,1999, 432 p.
SWOKOWSKI, Earl et COLE. Algèbre, DeBoeck Université, Bruxelles 1998, 513 p.

Électricité et électronique

BOYLESTAD, Robert. Analyse de circuits, Les Éditions du Renouveau Pédagogique Inc., Montréal, 1979, 716 p.
FLOYD, Thomas. Fondements d'électronique, 4e édition, Les Éditions Reynald Goulet Inc, Repentigny, 1999, 939p.
JACKSON, Herbert. Circuits Électriques courant continu, Les Éditions Reynald Goulet Inc, Repentigny, 1986, 424p.
JACKSON, Herbert. Circuits Électriques courant alternatif, Les Éditions Reynald Goulet Inc, Repentigny, 1986,333p.
MALVINO, Albert Paul. Principes d’électronique, 3e édition, McGraw-Hill, Paris, 1991, 823 p.
RODDY, Dennis et COOLEN, John. Electronic communications, 3e edition, Reston publishing company inc., Reston, Virginie, 1984, 788 p.
SERWAY, Raymond. Electricité et magnétisme, 4e édition, Éditions études vivantes, Laval, 1996, 292 p.
WILDI, Théodore. Électrotechnique, 2e édition, Les Presses de l'Université Laval, Québec, 1991, 908 p.

243-156-SH Fondements de l’électronique analogique
Compétences :
Pour le programme 243.A0 :

37E- Diagnostiquer un problème d’électronique analogique
37L- Dessiner des schémas électroniques
37P- Réaliser le prototype d’un système ordiné

Pour le programme 243.B0 :

37E- Diagnostiquer un problème d’électronique analogique.
41T- Remplacer des composants électroniques.
41U- Dessiner des schémas électroniques.

Pour le programme 243.C0 :

42Z- Effectuer des travaux d’atelier.
431- Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.
432- Produire des plans d’électronique industrielle.
436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.

Pondération :
3-3-2
2,66 unités
Préalable à : 243.A0 : 247-256-SH - Compléments d’électronique analogique
243.B0 : 243-257-SH - Circuits analogiques
243.C0 : 243-226-SH - Électronique 243.C0 : 243-216-SH - Entraînements de machines électriques

243.A0 – Technologie de systèmes ordinésCompétenceContexte de réalisation37E- Diagnostiquer un problème d’électronique analogique.

PartielleAvec différents circuits analogiques, des plans de circuits analogiques et un équipement comportant une défectuosité d’origine électronique analogique.
À partir de procédures.
À l’aide de la documentation technique appropriée (en français ou en anglais), d’appareils de test et de mesure, d’équipement et de matériel antistatiques, d’un ordinateur relié à un réseau, d’outils de diagnostic et de logiciels de simulation.
Dans le respect des règles de santé et de sécurité au travail.
37L- Dessiner des schémas électroniques.

PartielleÀ partir d'un cahier des charges, de schémas de circuits et de dessins, des normes en vigueur, et de directives.
À l’aide de catalogues et de librairies de pièces, de la documentation technique appropriée, en français et en anglais, d’un ordinateur relié à un réseau et d’un logiciel de dessin de circuits électroniques.37P- Réaliser le prototype d’un système ordiné.

PartielleÀ partir d'un cahier des charges, de fiches techniques, de schémas de circuits, de plans mécaniques, des normes en vigueur, d'une procédure de vérification standardisée et de directives.
À l’aide de catalogues de pièces, de circuits et de composants, d’équipement manuel et électrique relatif :
au montage de composants sur plaquette de circuit imprimé;
au mesurage;
au perçage;
au sciage;
au pliage;
À l’aide d’équipement antistatique, d’appareils de test et de mesure, de logiciels de simulation et d’émulation, d’un banc de développement de programmes associé au type de microprocesseur et de la documentation technique appropriée en français et en anglais, et d’un ordinateur relié à un réseau.
Dans un contexte de conception, de développement et de prototypage.
Dans le respect des règles de santé et de sécurité au travail.

243.B0 – Technologie de l’électronique - TélécommunicationCompétenceContexte de réalisation37E- Diagnostiquer un problème d’électronique analogique.

PartielleAvec différents circuits analogiques, des plans de circuits analogiques et un équipement comportant une défectuosité d’origine électronique analogique.
À partir de procédures.
À l’aide de la documentation technique appropriée (en français ou en anglais), d’appareils de test et de mesure, d’équipement et de matériel antistatiques, d’un ordinateur relié à un réseau, d’outils de diagnostic et de logiciels de simulation.
Dans le respect des règles de santé et de sécurité au travail.
41T- Remplacer des composants électroniques.

PartielleÀ partir de normes et des recommandations des fabricants.
À l’aide de la documentation technique appropriée en français, en anglais, de circuits et de composants de remplacement, de l’équipement relatif au remplacement de composants sur différents supports, d’équipement antistatique et d’instruments de mesure.41U- Dessiner des schémas électroniques.

PartielleÀ partir de normes et des recommandations des fabricants.
À l’aide de la documentation technique appropriée en français, en anglais, de catalogues et de bibliothèques de pièces, d’un ordinateur relié à un réseau et de logiciels de dessin.

243.C0 – Technologie de l’électronique industrielleCompétenceContexte de réalisation42Z- Effectuer des travaux d’atelier.

PartielleÀ partir de plans de fabrication et d’assemblage.
À partir de schémas électriques.
À l’aide d’instruments de mesure et de traçage.
À l’aide d'outils manuels.
À l’aide de machines outils telles: cisaille, perceuse à colonne, plieuse.
À l’aide de postes de soudure à l'étain et à point.431- Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.

PartielleÀ l’aide d’un système d’exploitation, de logiciels de bureautiques et de logiciels d’électronique industrielle.
À l’aide des périphériques utilisés dans les systèmes de contrôle-commande.
À l’aide de la documentation technique.432– Produire des plans d’électronique industrielle.

PartielleÀ partir de croquis.
À l’aide de la documentation technique des fabricants.
À l’aide des bibliothèques des fabricants de matériel électrique, hydraulique et pneumatique.
À l’aide des standards de production de plans en électronique industrielle.
À l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur.436– Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.

PartielleÀ l’atelier ou sur le site de production.
À l’aide de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux;
collecteurs de données.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.
Note préliminaire

Le cours Fondements de l’électronique analogique est offert à la première session de formation. Il est l’un des trois cours communs des programmes de TGÉ du Cégep de Sherbrooke.

Ce cours permet à l’étudiant d’établir un premier contact avec les composants de base en électronique analogique, l’analyse mathématique et graphique des comportements de circuits, la lecture de plans, les techniques manuelles de montage de circuits et connecteurs et les règles de base du dessin électronique. De même, il permet à l’étudiant de confirmer son choix de carrière dans le domaine du génie électrique et à certains égards son choix de spécialisation, en lien étroit avec le cours de Fonctions de travail associé à sa spécialité.

Il vise à familiariser l’élève avec :

L’identification et le dessin des composants de base.

La conformité des signaux sur des circuits de base.
Le montage de circuits et connecteurs selon les règles de l’art.


Ce cours est offert en même temps que le cours d’éléments de mathématiques de TGÉ. L’élève pourra donc réinvestir ses nouvelles connaissances en matière de signaux, d’unités de mesure, de trigonométrie et d’analyse de données par tableur. Par conséquent, les enseignants responsables de ces cours devront s’assurer que ces activités d’apprentissage seront synchronisées et complémentaires

Ce cours est suivi par des cours spécialisés pour chaque discipline qui viennent compléter la formation selon les axes choisis et le niveau d’expertise souhaitée par chaque programme. Ainsi, en Technologies de systèmes ordinés (243.A0), le cours se situe dans l’axe conditionnement de signaux, pour Électronique industrielle (243.C0), il se situe dans l’axe instrumentation et enfin en Télécommunications (243.B0), il se situe dans l’axe électronique analogique.

On profitera de ce cours pour débuter l’acquisition des comportements requis dans l’exercice de la profession, à savoir la politesse, la courtoisie, le respect, la ponctualité et le sens de l’éthique professionnelle. 243.A0243.B0243.C0Contenus37P- Réaliser le prototype d’un système ordiné.41T- Remplacer des composants électroniques.042Z - Effectuer des travaux d’atelier.1 Prendre connaissance des spécifications.


(2 heures)














2 Effectuer les travaux d’assemblage.

(5 heures)1.1 Interprétation juste :
du cahier des charges;
des schémas de circuits;
des plans et des dessins d’assemblage;
des mesures de sécurité et de protection;
des normes à respecter;
des étapes de montage du prototype;
des spécifications des manufacturiers.
1.3 Utilisation appropriée :
de la documentation technique;
des catalogues de pièces.

2.1 Localisation exacte des composants à monter sur la plaquette de circuit imprimé.
2.2 Détermination juste des techniques d’assemblage à utiliser.
2.3 Choix approprié :
de l’équipement et des accessoires à utiliser;
des produits à utiliser.
2.4 Préparation minutieuse de l’équipement.
2.5 Respect des techniques et des procédures de montage.
2.6 Vérification systématique de la conformité des composants avec les schémas de circuits.
1 Interpréter la demande.

(2 heures)
















2 Préparer le travail.

(5 heures)
1.1 Clarté de la communication.
1.2 Interprétation juste :
de la terminologie française et anglaise;
des mesures de sécurité et de protection;
des normes;
des plans et des dessins d’assemblage;
des recommanda-tions du fabricant.

2.1 Détermination juste des techniques à
utiliser en fonction de la demande.
2.2 Localisation exacte des composants à
remplacer.
2.3 Choix approprié :
de l’équipement et des accessoires;
des composants de remplace-ment;
des produits à utiliser.
2.4 Détermination juste des opérations à
effectuer.
2.5 Préparation minutieuse de l’équipement
et des instruments de mesure.2 Souder et dessouder des composants électroniques.

(7 heures)
2.1 Interprétation juste des plans d’assemblage et des schémas électriques.
2.2 Sélection appropriée des outils et des composants.
2.3 Positionnement précis des composants.
2.4 Fixation correcte et solide des composants.
2.5 Application correcte de la technique de brasage et de débrasage.
2.6 Absence de soudure froide et de bavures.
2.7 Utilisation appropriée des instruments de mesure.
2.8 Intégrité du circuit et des composants.
2.9 Respect des règles de santé et de sécurité au travail.
Brasage et débrasage;
Contrôle de la température et de la durée;
Fonction du flux;
Choix de la pointe du fer;
Choix de l’alliage de brasure;
Évaluation de la qualité de la soudure;
Nettoyage de la pointe du fer et des soudures;
Vérification de la conductivité;
Toxicité des vapeurs et aération.
3 Effectuer les branchements et les raccords.


(7 heures)3.1 Pose correcte des connecteurs.
3.4 Pose correcte des câbles et des raccords dans le boîtier.
3.6 Conformité des raccordements avec les spécifications.
3 Enlever des composants.

(3 heures)








4 Installer des composants.

(4 heures)
3.1 Utilisation appropriée de l’équipement.
3.2 Respect des techniques et des méthodes de démontage.
3.3 Nettoyage minutieux de l’emplacement
des composants.

4.1 Utilisation appropriée des instruments de
mesure et de l’équipement.
4.2 Respect des techniques et des méthodes de
montage.
4.3 Nettoyage minutieux de l’emplacement des composants.3 Assembler des connecteurs.

(7 heures)
3.1 Interprétation juste des plans d’assemblage et des schémas électriques.
3.2 Choix du connecteur approprié.
3.3 Choix et utilisation des outils appropriés au type de connecteur.
3.4 Utilisation appropriée d’une technique de sertissage ou d’épissage.
3.5 Identification correcte des connecteurs.
3.6 Conduction, isolation et solidité du connecteur.Qualités des connecteurs :
mécaniques,
électriques,
thermiques;
Dénudation;
Sertissage;
Épissage;
Distinction des types de signaux et des types de câbles;
Identification des conducteurs et des connecteurs;
Continuité des masses;
Choix des outils.2 Effectuer les travaux d’assemblage




5. Tester le prototype.



(1 heure)2.6 Vérification systématique de la conformité des composants avec les schémas de circuits.

5.1 Choix et utilisation appropriés :
des appareils de test et de mesure
5.4 Détection systématique des anomalies5 Vérifier le travail.

(1 heure)
5.1 Inspection rigoureuse de la qualité des travaux d’installation.
5.2 Pertinence des tests effectués.
5.3 Détection systématique des anomalies.
5.4 Justesse des correctifs.5 Organiser l’atelier

(1 heure)
5.1 Mise à jour correcte de l’inventaire des matériaux et des outils.
5.2 Entretien et rangement appropriés des outils.
5.3 Nettoyage approprié de l’aire de travail.
5.4 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Entretien et rangement;
Propreté;
Port des équipements de protection personnelle.

243.A0243.B0243.C0Contenu37L- Dessiner des schémas électroniques41U- Dessiner des schémas électroniques.0432 - Produire des plans d’électronique industrielle.1. Prendre connaissance des spécifications.


(1 heure)1.1 Interprétation juste :
du cahier des charges;
des conventions;
des symboles électriques et électroniques;
des topologies des circuits.
1.2 Utilisation appropriée :
de la documentation technique;
des catalogues et des librairies de pièces.
1 Rassembler l’information.

(1 heure)
1.1 Interprétation juste de la demande.
1.2 Utilisation appropriée :
- de la documentation technique;
- des catalogues et des bibliothèques de pièces;
- des instruments de mesure dimensionnelle.
1.3 Classement approprié de l’information.1 Préparer la mise en plan.
(1 heure)
1.1 Interprétation juste du croquis.
1.2 Choix du format de papier approprié.
1.3 Choix des échelles appropriées.Choix du format de la page;
Interprétation de la commande en vue de la réalisation du plan.2. Planifier le travail.



(5 heures)2.1 Choix approprié des pièces à dessiner.
2.2 Visualisation de l’ensemble des schémas.
2.3 Localisation exacte de l’emplacement des composants sur les schémas.
2 Produire un brouillon de
plan.

(5 heures)
2.1 Disposition appropriée.
2.2 Respect des conventions et des symboles
propres au dessin.
2.3 Choix judicieux des modes de
représentation.
2.4 Clarté et exactitude de la représentation.
2.5 Utilisation appropriée des logiciels de
dessin.2 Structurer le fichier de dessin.

(5 heures)
2.1Utilisation judicieuse d’un dessin prototype, d’une banque de symboles ou d’un fond de plan.
2.2 Personnalisation correcte de l’interface graphique.
2.3 Réglage des valeurs des paramètres du logiciel de dessin en fonction des données, des standards de l’entreprise.
2.4 Création correcte des symboles et des attributs manquants.
2.5 Utilisation appropriée du logiciel.
2.6 Respect des standards de production de plans électriques, hydrauliques et pneumatiques.Structure du fichier de dessin;
Navigation dans les composantes du fichier;
Choix et utilisation d’une banque de symboles;
Choix et utilisation d’un gabarit;
Choix des préférences :
affichage,
grille, etc.
3. Apporter des modifications à des schémas.














4. Dessiner de nouveaux schémas.






(5 heures)3.1 Dessin précis des nouvelles pièces.
3.2 Intégration appropriée des pièces dans la librairie.
3.3 Respect des spécifications.
3.4 Utilisation appropriée du logiciel de dessin.





4.1 Respect des spécifications.
4.2 Utilisation appropriée du logiciel de dessin.
4.3 Réalisation correcte des schémas.
3 Mettre les schémas au
propre.

(5 heures)
3.1 Pertinence de la disposition.
3.2 Clarté et exactitude de la représentation.
3.3 Propreté des schémas.
3.4 Utilisation appropriée des logiciels de
dessin.
3 Faire la représentation symbolique et réelle.

(5 heures)
3.1 Application correcte des normes de la représentation symbolique et réelle.
3.2 Utilisation appropriée des bibliothèques des fabricants.
3.3 Utilisation appropriée de la documentation technique.
3.4 Utilisation appropriée du logiciel.
3.5 Utilisation appropriée des références croisées.
3.6 Conformité du dessin avec l’information initiale.
3.7 Respect des règles de lisibilité.
3.8 Respect des standards de production de plans électriques, hydrauliques et pneumatiques.En se limitant aux plans électriques;
Représentation symbolique;
Interprétation de la relation entre le symbole et le schéma de brochage (« pin out »).
Édition du schéma :
mise en place des symboles;
déplacements, rotations;
édition des fils;
édition des connexions;
édition des symboles;
etc.
Utilisation de l’aide en ligne;
Vérification.5. Finaliser les schémas.




(3 heures)5.1 Pertinence de la disposition des composants.
5.2 Respect des conventions et des symboles.
5.3Application rigoureuse des normes techniques en vigueur.
5.4 Clarté et exactitude des schémas.
3 Mettre les schémas au
propre.

(3 heures)
3.1 Pertinence de la disposition.
3.2 Clarté et exactitude de la représentation.
3.3 Propreté des schémas.
3.4 Utilisation appropriée des logiciels de
dessin.4 Habiller le plan.

(3 heures)
4.1 Cotation complète et adaptée aux exigences de production de plans.
4.2 Rédaction correcte et claire des annotations.
4.3 Rédaction correcte du cartouche.
4.4 Utilisation appropriée du logiciel.
4.5 Respect des règles de lisibilité.
4.6 Respect des règles de l’orthographe.
4.7 Respect des standards de production de plans électriques, hydrauliques et pneumatiques.En se limitant aux plans électriques;
Application des normes d’annotation;
Édition des valeurs et des noms;
Définition du cartouche;6. Transmettre l’information.

(1 heure)6.1 Clarté et exactitude de la liste de pièces.
6.2 Présentation soignée des schémas.
6.3 Pertinence et clarté des notes explicatives.4 Transmettre l’information.

(1 heure)
4.1 Présentation soignée des schémas.
4.2 Pertinence et clarté des notes
explicatives.
4.3 Rapport détaillé concernant les renseignements relatifs aux schémas.5 Effectuer la mise en page et procéder à l’impression du plan et de la liste du matériel.
(1 heure)
5.1 Disposition correcte des vues, du cadre et du cartouche.
5.2 Réglage correct des valeurs des paramètres d’impression.
5.3 Utilisation appropriée du logiciel et des périphériques.Mise en page;
Paramètres d’impression;
243.A0243.B0243.C0Contenu37E- Diagnostiquer un problème d’électronique analogique37E- Diagnostiquer un problème d’électronique analogique0436 - Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.1 Prendre connaissance du problème et des spécifications.

(10 heures)








2 Repérer des anomalies.

(7 heures)
1.1 Interprétation juste du problème à
résoudre.
1.2 Interprétation juste :
des circuits et de leurs schémas;
des normes;
des méthodes de vérification.


2.1Vérification systématique de la conformité
des composants aux schémas.
2.2 Inspection visuelle de l’ensemble des
composants.
2.3 Consignation correcte des résultats de l’inspection.1 Prendre connaissance du problème et des spécifications.

(10 heures)








2 Repérer des anomalies.

(7 heures)
1.1 Interprétation juste du problème à
résoudre.
1.2 Interprétation juste :
des circuits et de leurs schémas;
des normes;
des méthodes de vérification.


2.1Vérification systématique de la conformité
des composants aux schémas.
2.2 Inspection visuelle de l’ensemble des
composants.
2.3 Consignation correcte des résultats de l’inspection.1 Préparer la prise de mesure ou l’acquisition de données.

(17 heures)
1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Interprétation juste des caractéristiques des alimentations et des signaux.
1.3 Détermination des points de mesure appropriés.
1.4 Détermination correcte de la fréquence et de la durée des relevés.
1.5 Choix approprié des logiciels d’acquisition de données.
1.6 Estimation correcte des valeurs attendues.
1.7 Choix approprié de l’appareillage.
1.8 Vérification et étalonnage corrects de l’appareillage.Modélisation idéale des composants élémentaires;
Identification juste de la topologie d’un circuit : branche, nœud, boucle, série, parallèle, etc.
Représentation symbolique et réelle des circuits;
Résolution simple par réduction de circuits modestes :
série,
parallèle,
mixtes;
Formulation et application élémentaire des lois fondamentales des circuits :
Ohm,
Kirchhoff;
Définition opérationnelle des concepts de la théorie des circuits : tension, courant, charge, polarité, fréquence, puissance, énergie, période, etc.
3 Prendre des mesures.

(17 heures)
3.1 Choix et utilisation appropriés des
instruments de mesure.
3.2 Respect de la procédure.
3.3 Précision des mesures en tenant compte
des effets des instruments.
3.4 Consignation correcte des résultats.

3 Prendre des mesures.

(17 heures)
3.1 Choix et utilisation appropriés des
instruments de mesure.
3.2 Respect de la procédure.
3.3 Précision des mesures en tenant compte
des effets des instruments.
3.4 Consignation correcte des résultats.

2 Prendre les mesures ou procéder à l’acquisition de données.

(17 heures)

2.1 Branchement correct de l’appareillage de mesure.
2.2 Mesures précises et complètes des alimentations et des signaux.
2.3 Utilisation appropriée de l’appareillage.
2.4 Sauvegarde correcte des données.
2.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Lecture des valeurs assignées à partir du code de couleur;
Utilisation correcte du multimètre :
voltmètre,
ampèremètre,
ohmmètre;
Mesure de :
tension,
courant,
résistance.4 Analyser les résultats.

(18 heures)















5 Déterminer la ou les causes du problème.

(5 heures)
4.1 Interprétation juste des résultats des
vérifications.
4.2 Détermination juste des calculs à
effectuer en fonction :
des lois, des notions et des théorèmes applicables;
des circuits.
4.3 Exactitude des calculs.
4.4 Traitement logique des résultats

5.1 Interprétation juste des écarts constatés.
5.2 Respect des étapes de diagnostic.
5.3 Pertinence des hypothèses.
5.4 Justesse du diagnostic.4 Analyser les résultats.

(18 heures)















5 Déterminer la ou les causes du problème.

(5 heures)
4.1 Interprétation juste des résultats des
vérifications.
4.2 Détermination juste des calculs à effectuer en fonction :
des lois, des notions et des théorèmes applicables;
des circuits.
4.3 Exactitude des calculs.
4.4 Traitement logique des résultats

5.1 Interprétation juste des écarts constatés.
5.2 Respect des étapes de diagnostic.
5.3 Pertinence des hypothèses.
5.4 Justesse du diagnostic.3 Analyser les données.

(18 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Clarté et exactitude des représentations graphiques.
3.3 Utilisation appropriée des logiciels.
3.4 Détermination correcte de la moyenne, de la médiane et de l’écart type des données.
3.5 Sauvegarde correcte des résultats.
3.6 Critique de la vraisemblance des résultats.
3.9 Justesse du verdict sur la conformité des signaux et des alimentations.Analyse de caractéristiques essentielles des composants :
sources,
piles,
résistances,
diodes,
DELs,
bobines,
condensateurs,
transformateurs;
Distinction entre courant alternatif et continu;
Utilisation d’un tableur pour analyser des circuits;431 - Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.5 Produire des tableaux et des graphiques.

(5 heures)
5.1 Choix du mode de représentation approprié.
5.2 Utilisation appropriée des fonctions de base du logiciel.
5.3 Respect des normes de création d’un tableau ou d’un graphique.
5.4 Sauvegarde et impression correctes des tableaux et des graphiques.6 Rédiger un rapport.

(3 heures)
6.1 Clarté et précision de l’information.
6.2 Utilisation de la terminologie appropriée.6 Rédiger un rapport.

(3 heures)
6.1 Clarté et précision de l’information.
6.2 Utilisation de la terminologie appropriée.4 Consigner l’information.

(3 heures)
4.1 Utilisation du vocabulaire approprié.
4.2 Présentation claire de la méthode utilisée et des résultats obtenus.
4.3 Respect des exigences de présentation.Rédaction d’un rapport;
Tenue d’un cahier de laboratoire.




Démarche pédagogique

Conformément à la pondération horaire retenue, qui est égale pour les laboratoires et les activités théoriques, la démarche favorisera des exposés magistraux appuyés par des exercices basés sur des cas de circuits simples mais représentatifs des réalités rencontrées dans les trois programmes.

Les laboratoires, composés pour la plupart d’activités individuelles, feront appel à des circuits simples mais comportant, le cas échéant, des composants actifs, vus comme des fonctions ou comme des macro-composants, permettant le développement d’habiletés de mesure en tension continue et en tension alternative ainsi que le développement de capacités d’analyse de conformité des résultats obtenus par rapport aux résultats attendus.

Ce cours portera une attention particulière aux points suivants :

capacité d’analyse systématique des circuits et application rigoureuse des lois et principes de base s’y rattachant;
approche systémique dans l’identification des comportements erratiques d’un circuit;
utilisation correcte des appareils de mesure et d’alimentation des circuits;
compréhension adéquate de la notion de signal et de ses caractéristiques.

Évaluation finale

Au terme de ce cours, l’élève démontrera l’acquisition des connaissances, des habiletés et des attitudes suivantes :

Mesurer, dessiner et identifier les composants de base en électronique analogique.
Présenter clairement la démarche de diagnostic et de dépannage et les résultats.
Monter, câbler et souder adéquatement les composants d’un circuit analogique.
Effectuer des mesures complètes et précises.
Évaluer avec justesse le comportement d’un circuit simple.
Juger avec justesse de la conformité des signaux dans un circuit analogique de base.
Agir de façon responsable dans l’exécution d’un travail exigeant minutie, exactitude dans la démarche et respect de règles strictes.
Produire des graphiques à partir de données expérimentales ou générées par des fonctions.

Parmi les critères d’évaluation, on retrouvera :

La pertinence et la cohérence de la démarche dans les mesures.
La justesse des calculs, la clarté, l’exactitude et la précision des solutions proposées.
La qualité des montages, en respect des règles de l’art.
La conformité des symboles et du circuit réalisé, en respect des règles en vigueur.
La capacité à interpréter correctement des résultats dans un contexte donné.
La qualité et la pertinence des graphiques

Médiagraphie

Les classiques
WILDI, Théodore. Électrotechnique, 4e édition, Québec, Les presse de l’Université Laval, ©2005, 1215 p., ISBN 2-7637-8185-3, TK145.W542 2005.
TRUSSART, Louis. L'électronique, Montréal, Éditronique, 2000, 500 p. TK7825T783 2000.
FLOYD, Thomas L., Fondements d’électronique, 4e éd. rev., Les éditions Reynald Goulet inc., Repentigny, 2003, 960 p. ISBN : 2-89377-288-9
FLOYD, Thomas L., Électronique composants et systèmes d'application, Les éditions Reynald Goulet inc., Repentigny, 2003, 1054 p. ISBN : 2-89377-171-8
BRASSARD, Claude et al. Technologie de l'électricité, Montréal, Chenelière, McGraw-Hill, 1996, 528 p. TK145T423 1996.
D’AMATO, Carmine. Principes du courant continu, préparé par la Direction des cours par correspondance, 2e éd., Québec, Les Publications du Québec., 1986, TK1111E414 1989 GEA et QUEBEC E3C6 E43/8015 1986.
BOYLESTAD, Robert L. Analyse de circuits : introduction, 2e éd., Montréal, Éditions du Renouveau pédagogique., 1985, 758 p. TK3001B69414 1985
BOYLESTAD, Robert L. Introductory Circuit Analysis, 10e éd., Toronto, Prentice Hall, 2002, 1248 p. ISBN: 013097417X
BOYLESTAD, Robert L. et Louis Nashelsky. Semi-conducteurs et amplificateurs, Montréal, Éditions du Renouveau pédagogique, 1981, 641 p.
BOYLESTAD, Robert L. et Louis Nashelsky. Electronic Devices and Circuit Theory, 8e éd., Toronto, Prentice Hall, 2001, 1020 p. ISBN: 130284831
BOYLESTAD, Robert L. et G. Kousourou. Experiments in Circuit Analysis to Accompany Introductory Circuit Analysis, 9e éd., Toronto, Prentice Hall, 2000, 497 p. ISBN: 0130144894.
GROB, Bernard. L’électronique, 2e éd. française, Saint-Laurent, McGraw-Hill, 1983, 856 p. TK7815G76E414.
GROB, Bernard et Mitchel Schultz. Basic Electronics, 9e éd., McGraw-Hill Higher Education, 2003, +cdroms simulation et tutoriels. ISBN : 007827124X,  HYPERLINK "http://www.grob.glencoe.com" http://www.grob.glencoe.com.
MALVINO, Albert Paul. Principes d'électronique : cours et exercices corrigés, 6e éd., Saint-Laurent, McGraw-Hill, 2002, 823 p. TK7825M34314 2002.
MALVINO, Albert Paul. Electronic Principles, Experiments Manual, 6e éd., Saint-Laurent, McGraw-Hill, 1998, ISBN: 0028028341.
MALVINO, Albert Paul et Paul B. Zbar. Basic electronics : a text-lab manual, 5e éd., Montréal, McGraw-Hill., 1983, 338 p.
DESTOMBES, Thierry et F. Boutoille. Électronique : manipulations et simulations : travaux pratiques, 2 v., Paris, Dunod, 2001, ISBN : 2-10-005482-1.

Électronique
FRANÇOIS, Christophe. Génie électrique : cours complet illustré : electronique du signal, electronique de puissance et électrotechnique, automatique, Paris, Ellipses-Marketing, 2004, 457 p. TK145F723 2004
VATCHÉ CHAMLIAN, Simon. Analyse de circuits électriques et électroniques : simulations avec SPICE, Montréal, Presses internationales Polytechnique, 1999, 256 p. TK454V372 1999.
REIS, Ronald A. Projets en électronique : conception et fabrication, Repentigny, R. Goulet, 1996, 464 p. TK7818R44314 1996.
VALKOV, Stéphane. Electronique analogique : cours avec problèmes résolus, Paris, Éducalivre, c1994, 465 p. TK7862V343 1994.
MOHAMMED, Said Alami. Électronique : exercices corrigés, Casablanca, Toubkal, 1996, 206 p. TK7862M633 1996.
PAQUET, Serge. Mécanique industrielle : module 25. Électronique appliquée : guide d'apprentissage, Sherbrooke, Centre d'élaboration des moyens d'enseignement du Québec, 1995, TK7860P463 1995.
PETRUZELLA, Frank D. Essentials of electronics, 2e éd., New York, Glencoe, 2001, 726 p. ISBN : 0-07-821048-8.
PETRUZELLA, Frank D. Activities manual for essentials of electronics, New York, Glencoe, 2001, 331 p. 1 livre + cédérom, ISBN : 0-07-821049-6.
GERVAIS, Thierry. Électronique : première année : cours et exercices, 2e éd., Paris, Vuibert, 2003, 350 p. ISBN : 2-7117-7093-1.
GERVAIS, Thierry. Électronique : deuxième année : cours et exercices, 2e éd., Paris, Vuibert, 2002, 294 p. ISBN : 2-7117-7094-X.

Schémas
SCHREIBER, Herrmann. L'électronique par le schéma, 2e éd., Paris, Dunod, 2002, 404 p. CEGEP Limoilou TK 7867 S378 2002.
NEY, Henri. Schémas d'électrotechnique, Paris, Nathan, 2002, 94 p. ISBN : 2-09-179066-4.
LARGEAUD, Hubert. Le schéma électrique, 3e éd., Paris, Eyrolles, 1991, 464 p. ISBN : 2-212-09330-6.
BARRY, Jean et Jean-Yves Kersulec. Schémas d'électricité, 13e éd., Paris, Eyrolles, 1986,
JENSEN, Cecil et Jay D. Helsel. Engineering drawing and design, 6e éd., New York, McGraw-Hill, 2002, ISBN: 0-07-826611-4.
GIESECKE, Frederick E. Technical drawing, 12e éd., Englewood Cliffs, N.J., Prentice-Hall, 2002, ISBN : 0-13-008183-3.
ORCAD, Guide de l'utilisateur : OrCAD Capture, Boulogne, ALS Design, 1999, 270 p. TK7866G8414 1999.
NILSSON, James et Susan A. Riedel. Electric Circuits and PSpice Manual Using OrCAD Package,7e éd., Pearson Education, Prentice Hall, 2004,1000 p. ISBN : 0-13-129260-9.
BASTIDE, Norbert, Problèmes d'électronique et simulation OrCAD PSpice, Educalivre, 2002, 192 p. ISBN : 2-7135-2326-5.
CONRAD, Carl. Simulation de Circuits Electroniques avec PSpice, Paris, Eyrolles, 1996, 187 p. ISBN : 2212095759.
DUSAUSAY, Serje. Comprendre l'électronique par la simulation, 43 circuits simulés et rappels de cours, éditeur Vuibert, 2000, 402 p. ISBN : 2-7117-8952-7.
BOURGERON, Roger. 2000 schémas et circuits électroniques, 4e éd., Paris, Dunod, 2000, 589 p. ISBN : 2-10-004348-X.

Alimentations
MAYÉ, Pierre. Les alimentations électroniques, Paris : Dunod, 2001, 456 p. ISBN : 2-10-005226-8.
CHAMPENOIS, André. Alimentations, thyristors et optoélectronique, Montréal, Éditions du Renouveau pédagogique., 1988, 621 p. TK7881C422 1988.
LINES, David. Building power supplies, 2e éd., Lincolnwood, Illinois, Master Publishing, 1997, 124 p.
CARR, Joseph J. DC Power Supplies: A Technician's Guide, Montréal, McGraw-Hill/TAB Electronics, 1996, 326 p. ISBN: 0070114951.
MACK, Raymond A. Demystifying Switching Power Supplies, Newnes, 2005, 344 p. ISBN : 0750674458.
PRESSMAN, Abraham I. Switching Power Supply Design, 2e éd., Montréal, McGraw-Hill Professional, 1997, 682 p. ISBN: 0070522367. *****


Circuits imprimés
BEAULIEU, Dan. Printed circuit board basics : an introduction to the PCB industry, 4e éd., Atlanta, Ga., Up Media Group Inc., 2003, 79 p. TK7868P7B426 2003.

Circuits
LE-HUY, Hoang. Circuits électriques, Québec, Les Presses de l'Université Laval, 2004, 318 p. (niveau universitaire) TK3001L432 2004.
CIMELLI, Claudio et al. Électronique analogique, Tome 2 - Livre de l'élève, coll. Electronique STI, Paris, Hachette éducation, 2002, 224 p. Cdrom d’accompagnement, ISBN : 2011677483.
BERTY, Jacques et al. Circuits électriques et électroniques - Livre de l'élève, coll. Travaux dirigés, Paris, Hachette Éducation, 1994, 192 p. ISBN : 2010179641
POITEVIN, Jean-Marc. Électronique générale : aide-mémoire, Paris, Dunod, 2002, 400 p. ISBN : 2-10-004937-2.
LE BOITÉ, Daniel. Electronique analogique et numérique 1e et Tle STI Génie électronique, coll. Top'Fiches, Paris, Hachette, 2005, ISBN : 2011802563.
OEHMICHEN, Jean-Pierre. Apprendre l'électronique fer à souder en main, Paris, Dunod, 1996, 224 p. ISBN : 2100043749.
POITEVIN, Jean-Marc. Électronique générale : aide-mémoire, coll. sciences Sup, Paris : Dunod, 2002, 400 p.
DUGAY, Jean-Guy. Électromécanique de systèmes automatisés : module 4 . Analyse de circuits à c.c., Sherbrooke, Centre d'élaboration des moyens d'enseignement du Québec, 1995, TK2612D832 1995.

Simple et pratique
MAZUR, Glen A. et Peter A. Zurlis, Electrical principles and practices, Homewood, Ill., Américan Technical Publishers, 1997, + 1 guide de l'instructeur de 47 p. TK3001M393 1997.
MAZUR, Glen A. et Peter A. Zurlis, Electrical principles and practices workbook, Homewood, Ill., Américan Technical Publishers, 1997 TK3001M393s 1997.

Connecteurs
MROCZKOWSKI, Robert S. Electric Connector Handbook: Technology and Applications, Montréal, McGraw-Hill Professional, 1997, 480 p.

Tableur EXCEL
BASSET, Lemainque et O'Keefe. Excel 2000 Expert, Collection illustrée, Repentigny (Québec), Les éditions Reynald Goulet inc.,2003, 224 p.
BASSET, Lemainque et Reding. Excel 2002, Collection illustrée, Repentigny (Québec), Les éditions Reynald Goulet inc.,2003, 224 p. + cd-rom.
SIMOND et Wermers, Excel 2003, Collection illustrée, Repentigny (Québec), Les éditions Reynald Goulet inc.,2003, 224 p.
BOUTIN, Daniel. Excel en physique : informatisez vos rapports de laboratoire, Montréal, Chenelière/McGraw-Hill, 1998. 152 p. QC52B683 1998.

CDROM
BOURNIVAL, Gilles. DPANNE : diagnostic et dépannage de circuits, Sherbrooke, Collège de Sherbrooke, 1996. 102 p. cdrom + livre, TK7867B682 1996 RD.
SAINT-Yves, Michel et Michel Boisvert. Le Déverminage de circuits : un simulateur de circuits électriques, Montréal, Direction générale de l'enseignement collégial. ; Saint-Laurent, Collège d'enseignement général et professionnel de Saint-Laurent, 1991, 2 disquettes, ISBN: 2-550-21229-0.
LE BOITÉ, Daniel et Thierry Suaton. Electronique Numérique / Analogique 1re et terminale STI - Cédérom professeur, - des diapositives animées - des documents de fabrication - des cartes - des objets techniques - les corrigés des exercices de simulation - un mini navigateur, Paris, Hachette éducation, 2002, ISBN : 5561955403.

Audio-visuel
SIMONIN, Guy et Jacques Bosc. Électronique, coll. In situ : encyclopédie des sciences et des techniques, Paris, Centre national de documentation pédagogique ; Montréal, Télé-Québec, 1995, 1 vidéocassette VHS, 54 min. TK7819E432 1995 VIDEO.
SIMONIN, Guy et Jacques Bosc. Électricité, coll. In situ : encyclopédie des sciences et des techniques, Paris, Centre national de documentation pédagogique, 1995, 1 vidéocassette VHS, 59 min. QC522E432 1995 VIDEO.
BORNEMISZA, Nicolas. Les Raccordements électriques, Québec, Ministère de l'éducation ; Montréal, Nuance-Bourdon Audiovisuel, 1974, l vidéocassette VHS, 10:20min. TK3521R322 1974 VIDEO.
DE NOVELLIS, Antonio. Le circuit imprimé, Montréal, Nuance-Bourdon Audiovisuel ; Montréal, Direction générale des moyens d'enseignement, 1981, l vidéocassette VHS, 14 : 45 min. TK7816C572 1981 VIDEO.
MEQ. Les semi-conducteurs, Montréal, Service général des moyens d'enseignement, 1989, l vidéocassette VHS, 14:00 min. TK7871.85S455 1989 VIDEO.
LAHAIE, Richard. Soudage au fer, Montréal, Office du film du Québec, 1979, diffusion : Nuance-Bourdon Audiovisuel, l vidéocassette, VHS, 14 m. TS227.2S683 1979 VIDEO.
CÔTÉ, Jean-Louis. L'Electronique, présenté par Education Québec, Enseignement supérieur et science Québec ; Montréal, Direction de la production et de la distribution du matériel didactique ; Montréal, Productions Téléscène., 1986. 1 vidéocassette VHS, 15 min.
CHARRON, Francine. Une rencontre électrique: l'électrium, Montréal, Société Radio-Canada., 1993, 1 vidéocassette VHS, 8 min.
HYDRO-QUÉBEC. L'Énergie électrique : l'électricité, comment ça marche?, Montréal, Hydro-Québec, Direction principale communication et environnement, c1997. 1 vidéocassette VHS, 99 min.
LEDUC, Louis-Roland. La Danse des électrons, Montréal, Productions Téléféric ; Montréal, Télé-Québec, 1996. 1 vidéocassette VHS, 23 min. Aperçu de deux domaines d'avenir: le génie électrique et la technologie des systèmes ordinés.
WASKIN, Mel. Courants et circuits électriques, Scarborough, Ont., Coronet ; Northbrook, Ont., Centron Educational Films, 1985, 1 vidéocassette VHS, 17 min. Description : Mêlant dessins animés et séquences réelles… deux types de circuits électriques : en série et en parallèle… ampères, volts, ohms et watts.

243-165-SH Fondements de l’électronique numérique
Compétences :
Pour le programme 243.A0 :

037F- Diagnostiquer un problème d'électronique numérique
037C- Traiter l'information technique

Pour le programme 243.B0 :

037C- Traiter l’information technique
037F- Diagnostiquer un problème d’électronique numérique

Pour le programme 243.C0 :

431- Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.
436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.


Pondération :
2-3-2
2,33 unités
Préalable à : 243.A0 : 247-264-SH – Compléments d’électronique numérique
243.B0 : 243-267-SH – Circuits numériques
243.C0 : 243-236-SH - Programmer des automatismes

243.A0 – Technologie de systèmes ordinésCompétenceContexte de réalisation037C- Traiter l'information technique


PartielleDans le traitement d’information ayant trait aux technologies actuelles et aux nouvelles technologies.
À partir :
de normes; de fiches techniques; de plans;de cahiers des charges; de procédures de manufacturiers.
À l’aide :
de la documentation technique appropriée : en français;
en anglais; d’un ordinateur relié à un réseau; de logiciels appropriés.
037F- Diagnostiquer un problème d'électronique numérique


PartielleAvec : différents circuits numériques; des mémoires et des systèmes d’acquisition de données; des plans de circuits numériques; un équipement comportant une défectuosité d’origine électronique numérique.
À partir de procédures.
À l’aide : de la documentation technique appropriée :
en français; en anglais; d’appareils de test et de mesure;
d’équipement et de matériel antistatiques; d’un ordinateur relié à un réseau;
d’outils de diagnostic;
de logiciels de simulation.
Dans le respect des règles de santé et de sécurité au travail.

243.B0 – Technologie de l’électronique - TélécommunicationCompétenceContexte de réalisation037C- Traiter l’information technique.

Partielle Dans le traitement d’information ayant trait aux technologies actuelles et aux nouvelles technologies.
À partir de normes, de fiches techniques, de cahiers des charges, de plans et de recommandations des fabricants.
À l’aide de la documentation technique appropriée en français, en anglais et d’un ordinateur relié à un réseau et de logiciels appropriés.


037F- Diagnostiquer un problème d’électronique numérique

Partielle Avec différents circuits numériques, des mémoires et des systèmes d’acquisition de données, des plans de circuits numériques et un équipement comportant une défectuosité d’origine électronique numérique.
À partir de procédures.
À l’aide de la documentation technique appropriée en français, en anglais, d’outils et d’instruments de mesure, d’équipement antistatique, d’un ordinateur relié à un réseau et d’outils de diagnostic et de logiciels de simulation.
Dans le respect des règles de santé et de sécurité au travail.

243.C0 – Technologie de l’électronique industrielleCompétenceContexte de réalisation431- Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.

PartielleÀ l’aide d’un système d’exploitation, de logiciels de bureautiques et de logiciels d’électronique industrielle.
À l’aide des périphériques utilisés dans les systèmes de contrôle-commande.
À l’aide de la documentation technique.436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.

PartielleÀ l’atelier ou sur le site de production.
À l’aide de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux;
collecteurs de données.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.
Note préliminaire

Le cours Fondements de l’électronique numérique est offert à la première session de formation. Il est l’un des trois cours communs des programmes de TGÉ du Cégep de Sherbrooke.

Ce cours permet à l’étudiant d’établir un premier contact avec les composants de base matérialisant les fonctions combinatoires et certaines bascules, la logique booléenne et ses techniques élémentaires de simplification, de même que l’utilisation des outils de base essentiels au traitement adéquat de l’information tels que le poste de travail informatique, les outils de recherche d’information, les logiciels de traitement de texte et les tableurs.

Il vise à familiariser l’élève avec :

L’utilisation de circuits numériques afin de matérialiser un circuit
combinatoire ou à bascules.
L’utilisation d’un poste de travail informatique.
Le diagnostic de problèmes sur des circuits numériques de base.
La collecte, l’organisation et la présentation de l’information à l’aide
d’outils courants.

Pour y arriver, on privilégiera une approche comportant des activités de laboratoires où l’élève travaille seul, sur des circuits élémentaires.

Ce cours est offert en même temps que le cours d’éléments de mathématiques de TGÉ. L’élève pourra donc réinvestir ses nouvelles connaissances en matière d’unités de mesure.

L’aspect recherche et gestion documentaire amorce le développement d’une habileté qui transcende ce cours, réinvestie tout au long des programmes et qui vise à structurer chez l’élève la capacité d’apprendre de façon autonome. Par ailleurs, le traitement des problèmes de logique booléenne contribuera à prendre conscience de l’importance d’une démarche méthodique dans le travail.

Ce cours est suivi par des cours spécialisés pour chaque discipline qui viennent compléter la formation selon les axes choisis et le niveau d’expertise souhaitée par chaque programme. Ainsi, en Technologies de systèmes ordinés (243.A0), le cours se situe dans l’axe numérique, pour électronique industrielle (243.C0), il se situe dans l’axe automatismes et enfin en télécommunications (243.B0), il se situe dans l’axe électronique numérique.


243.A0243.B0243.C0Contenus037C- Traiter l’information technique037C- Traiter l’information technique
431 - Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.1 Effectuer une recherche d’information technique.
(1 heure)
1.2 Utilisation appropriée de l’ordinateur, des logiciels et des outils de recherche.

1 Effectuer une recherche d’information technique.
(1 heure)

1.2 Utilisation appropriée de l’ordinateur, des logiciels et des outils de recherche.


1 Configurer un poste de travail informatique.
(1 heure)
1.1 Utilisation appropriée de la documentation technique.
1.2 Formatage correct des supports de données.
1.3 Choix approprié des paramètres de fonctionnement.
1.4 Installation correcte d’un système d’exploitation.
1.5 Utilisation appropriée des utilitaires de configuration.
1.6 Application correcte des droits d’accès.
1.7 Vérification appropriée du fonctionnement du poste de travail.
1.8 Sauvegarde complète de l’installation.
1.9 Respect des limites d’intervention professionnelle.Fonctions de base du système d’exploitation, accès réseau et stockage sur disque;
Gestion de base des fichiers (répertoires, copier/coller, compression et effacement) dans un contexte ou le poste est déjà configuré et protection élémentaire des données;
L’ordinateur et ses périphériques;
Association d’une application à un fichier;


















1 Effectuer une recherche d’information technique.

(2 heures)
1.1 Détermination juste de l’objet de la recherche.
1.2 Utilisation appropriée de l’ordinateur, des logiciels et des outils de recherche.

1.3 Fiabilité et variété des sources d’information.
 1 Effectuer une recherche d’information technique.

(2 heures)
1.1 Détermination juste de l’objet de la recherche.
1.2 Utilisation appropriée de l’ordinateur, des logiciels et des outils de recherche.
1.3 Fiabilité et variété des sources d’information.

2 Organiser des données.

(2 heures)
2.1 Utilisation appropriée de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés des commandes du système d’exploitation.
2.3 Création correcte des répertoires.
2.4 Classement correct des données.
2.5 Application correcte des droits d’accès.
2.6 Respect des règles de dénomination des répertoires.1 Effectuer une recherche d’information technique

(2 heures)





2 Organiser l’information.

(4 heures)1.4 Clarté de la communication au moment de consulter les personnes-ressources.
1.5 Pertinence et exhaustivité de l’information recueillie.




2.1 Interprétation juste de l’information recueillie.
2.2 Classement approprié de l’information.
2.3 Comparaison juste des données.
2.4 Organisation cohérente et soignée des données.1 Effectuer une recherche d’information technique

(2 heures)





2 Organiser l’information.

(4 heures)1.4 Clarté de la communication au moment de consulter les personnes-ressources.
1.5 Pertinence et exhaustivité de l’information recueillie.


2.1 Interprétation juste de l’information recueillie.
2.2 Classement approprié de l’information.
2.3 Comparaison juste des données.
2.4 Organisation cohérente et soignée des données.4 Échanger de l’information en réseau.
(6 heures)4.1 Utilisation efficace des outils de recherche.
4.2 Choix des sources d’information appropriées.
4.3 Choix des formats de fichiers appropriés.
4.4 Détermination correcte de l’intégrité des fichiers.
4.5 Utilisation appropriée d’un logiciel de compression et de cryptage.
4.6 Transfert correct de données et de programmes.
4.7 Respect des conventions relatives aux échanges d’information.Utilisation des outils
web/réseau de
recherche et d’aide
en ligne de
logiciels.
Gestion et redirection
en réseau des
travaux
d’impression.
Recherche :
d’information sur internet;
d’un fichier ou un dossier;
d’un ordinateur sur le réseau;
des personnes ou des groupes;
d’imprimante;
Outils d’aide;
Compression et décompression de fichiers;
Échange d’information;
Formats de fichiers.


3 Consigner l’information.
(4 heures)









4 Présenter l’information.
(2 heures)3.1 Respect des règles orthographiques et grammaticales.
3.2 Respect des normes de rédaction.
3.3 Utilisation appropriée des logiciels.




4.1 Préparation appropriée de la présentation.
4.2 Choix judicieux des logiciels.
4.3 Utilisation appropriée des logiciels.
4.4 Présentation claire et structurée de l’information.
4.5 Prise en compte de l’intérêt de la ou du destinataire.3 Consigner l’information.
(4 heures)









4 Présenter l’information.
(2 heures)3.1 Respect des règles orthographiques et grammaticales.
3.2 Respect des normes de rédaction.
3.3 Utilisation appropriée des logiciels.

4.1 Préparation appropriée de la présentation.
4.2 Choix judicieux des logiciels.
4.3 Utilisation appropriée des logiciels.
4.4 Présentation claire et structurée de l’information.
4.5 Prise en compte de l’intérêt de la ou du destinataire.7 Rédiger des rapports.
(6 heures)7.1 Utilisation appropriée des fonctions de base du logiciel de traitement de texte.
7.2 Intégration correcte de dessins, de tableaux et de graphiques.
7.3 Respect des normes de présentation.
7.4 Respect des règles orthographiques, grammaticales, syntaxiques et de ponctuation.
7.5 Sauvegarde et impression correctes des rapports.Utilisation du
traitement de texte
avec correction
orthographique et
grammaticale,
avec tableaux
simples et
insertion de
dessins.
Structure du rapport;
Sauvegarde, récupération et impression du texte;
Formatage du texte;
Outils de correction orthographique;
Numérotation des paragraphes;
Utilisation du presse-
papier.

243.A0243.B0243.C0Contenu037F- Diagnostiquer un problème d’électronique numérique037F- Diagnostiquer un problème d’électronique numérique436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.1 Prendre connaissance du problème et des spécifications
(2 heures)






2 Repérer des anomalies.
(15 heures)
1.1 Interprétation juste du problème à résoudre.
1.2 Interprétation juste :
des circuits et de leurs schémas;
des normes;
des méthodes de vérification.


2.1 Vérification systématique de la conformité des composants aux schémas.
2.2 Inspection visuelle de l’ensemble des composants.
2.3 Consignation correcte des résultats de l’inspection 1 Prendre connaissance du problème et des spécifications
(2 heures)







2 Repérer des anomalies.
(15 heures)
1.1 Interprétation juste du problème à résoudre.
1.2 Interprétation juste :
des circuits et de leurs schémas;
des normes;
des méthodes de vérification.

2.1 Vérification systématique de la conformité des composants aux schémas.
2.2 Inspection visuelle de l’ensemble des composants.
2.3 Consignation correcte des résultats de l’inspection1 Préparer la prise de mesure ou l’acquisition de données.

(17 heures)
1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Interprétation juste des caractéristiques des alimentations et des signaux.
1.3 Détermination des points de mesure appropriés.
1.4 Détermination correcte de la fréquence et de la durée des relevés.
1.5 Choix approprié des logiciels d’acquisition de données.
1.6 Estimation correcte des valeurs attendues.
1.7 Choix approprié de l’appareillage.
1.8 Vérification et étalonnage corrects de l’appareillage.Fonctions
combinatoires et
circuits les
matérialisant.
Lecture de fiches
techniques et
extraction des
informations
pertinentes.
Représentation
binaire
des nombres
(excluant
hexadécimal et
autres bases.
Techniques
élémentaires de
simplification
(Algèbre de
Boole), tables
de vérité et
extraction
de l’équation
logique.
Branchement,
alimentation et
manipulation
des circuits
intégrés.
Utilisation des
outils
de mesure
(voltmètre,
sonde logique).
Démarche dans un
processus de
diagnostic.
Introduction à des
bascules (R/S,

D) et initiation
aux
chronogrammes.
Matérialisation de
Variables
d’entrées
(interrupteurs,
relais) et de
sorties ( DEL,
relais).
Échange,
organisation et
tri
d’information
sur réseau;
Analyse de la
pertinence des
informations
recueillies.
Présentation et
consignation
d’informations
par l’utilisation
sommaire d’un
traitement de
texte, en
respectant les
normes
usuelles de
l’orthographe,
de la
grammaire et
de présentation.3 Prendre des mesures.
(20 heures)
3.1 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
3.2 Respect de la procédure.
3.3 Précision des mesures en tenant compte des effets des instruments.
3.4 Consignation correcte des résultats.3 Prendre des mesures.
(20 heures)
3.1 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
3.2 Respect de la procédure.
3.3 Précision des mesures en tenant compte des effets des instruments.
3.4 Consignation correcte des résultats.2 Prendre les mesures ou procéder à l’acquisition de données.

(20 heures)
2.1 Branchement correct de l’appareillage de mesure.
2.2 Mesures précises et complètes des alimentations et des signaux.
2.3 Utilisation appropriée de l’appareillage.
2.4 Sauvegarde correcte des données.
2.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.4 Analyser les résultats.
(15 heures)
















5 Déterminer la ou les causes du problème.
(5 heures)4.1 Interprétation juste des résultats des vérifications.
4.2 Détermination juste des calculs à effectuer en fonction :
des lois, des notions et des théorèmes applicables;
des circuits.
4.3 Exactitude des calculs.
4.4 Traitement logique des résultats.




5.1 Interprétation juste des écarts constatés.
5.2 Respect des étapes de diagnostic.
5.3 Pertinence des hypothèses.
5.4 Justesse du diagnostic.4 Analyser les résultats.
(15 heures)
















5 Déterminer la ou les causes du problème.
(5 heures)4.1 Interprétation juste des résultats des vérifications.
4.2 Détermination juste des calculs à effectuer en fonction :
des lois, des notions et des théorèmes applicables;
des circuits.
4.3 Exactitude des calculs.
4.4 Traitement logique des résultats.

5.1 Interprétation juste des écarts constatés.
5.2 Respect des étapes de diagnostic.
5.3 Pertinence des hypothèses.
5.4 Justesse du diagnostic.3 Analyser les données.
(20 heures)3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Clarté et exactitude des représentations graphiques.
3.3 Utilisation appropriée des logiciels.
3.4 Détermination correcte de la moyenne, de la médiane et de l’écart type des données.
3.5 Sauvegarde correcte des résultats.
3.6 Critique de la vraisemblance des résultats.
3.9 Justesse du verdict sur la conformité des signaux et des alimentations.6 Rédiger un rapport.
(3 heures)6.1 Clarté et précision de l’information.
6.2 Utilisation de la terminologie appropriée.6 Rédiger un rapport.
(3 heures)6.1 Clarté et précision de l’information.
6.2 Utilisation de la terminologie appropriée.4 Consigner l’information
(3 heures)4.1 Utilisation du vocabulaire approprié.
4.2 Présentation claire de la méthode utilisée et des résultats obtenus.
4.3 Respect des exigences de présentation. Démarche pédagogique

Conformément à la pondération horaire retenue, où les laboratoires sont plus importants en volume que les activités théoriques, la démarche favorisera des exposés magistraux présentant les fondements théoriques complétés par une appropriation des méthodes et techniques en découlant, basées sur des applications simples mais représentatives des réalités rencontrées dans les trois programmes.

Les laboratoires, composés pour la plupart d’activités individuelles et faisant largement appel à des postes de travail informatique, notamment pour la recherche documentaire, seront principalement constitués de matérialisations de circuits combinatoires et à bascules simples, où on insistera sur le développement de capacités d’analyse de conformité des résultats obtenus par rapport aux résultats attendus. Le volet traitement de l’information s’inscrira dans une démarche intégratrice de production d’une solution complète à une problématique, incluant la production d’un rapport. Compte tenu du caractère initiateur du cours, l’évaluation se fera de façon continue.

Ce cours portera une attention particulière aux points suivants :

capacité d’analyse systématique des circuits et application rigoureuse des lois et principes de base s’y rattachant;
approche systémique dans l’identification des comportements erratiques d’un circuit;
utilisation correcte des appareils de mesure et d’alimentation des circuits;
compréhension adéquate des notions de niveaux logiques et des signaux d’activation synchrone;
capacité de recherche autonome d’informations techniques et de productions écrites.

Évaluation finale

Au terme de ce cours, l’élève démontrera l’acquisition des connaissances, des habiletés et des attitudes suivantes :

Utiliser et matérialiser, à partir d’une table de vérité qu’il aura simplifiée et du schéma résultant, un circuit en logique combinatoire ou avec des bascules (R/S et D), en se limitant à 4 variables, à une technologie de circuits et à la logique positive.
Diagnostiquer un circuit de base (mesures des niveaux, identification du problème et correction de celui-ci).
Interpréter des fiches techniques de circuits intégrés.
Utiliser un poste de travail informatique, donc de procéder à la gestion des fichiers (avec compression), accéder au poste dans un contexte de réseau, rechercher de l’information dans une fiche technique sur internet ou sur le réseau, d’échanger, d’organiser (trier) et juger de la pertinence des informations recueillies.
Présenter l’information, donc de procéder à la consignation d’informations par l’utilisation sommaire d’un traitement de texte, en respectant les normes usuelles d’orthographes, de grammaire et de présentation.

Parmi les critères d’évaluation, on retrouvera :

La pertinence et la cohérence de la démarche dans les mesures.
La justesse des calculs, la clarté, l’exactitude et la précision des solutions proposées.
La qualité des montages, en respect des règles de l’art.
La conformité des symboles et du circuit réalisé, en respect des règles en vigueur.
La capacité à interpréter correctement des résultats dans un contexte donné.
Médiagraphie

Classiques
FLOYD, Thomas L. Systèmes numériques : Concepts et applications, 7e éd., Repentigny (Québec), Les éditions Reynald Goulet inc., 2004, 828 + 99 p. ISBN : 2-89377-183-1. TK7868D5F56314 2004.
TOCCI, Ronald J. Circuits numériques – Théorie et application, 6e éd., Repentigny (Québec), Les éditions Reynald Goulet inc.,1995, 776 p. TK7868D5T62214 1992.
LETOCHA, Jean et Fernand Remy, Circuits numériques, Montréal, McGraw-Hill, 1988, 573 p.
PASAHOW, Edward J. L’électronique numérique par la pratique, Montréal, McGraw-Hill, 1983, 259 p.



Nouveau
RICHARD, Noël. Électronique numérique et séquentielle : pratique des langages de decription de haut niveau, coll. Sciences sup., Paris, Dunod, 2002, 250 p.
LE BOITÉ, Daniel, Électronique analogique et numérique, Top’fiches BAC, Paris, Hachette, 2005.
CIMELLI, Claudio, Daniel Le Boité, Thierry Suaton. Électronique Numérique Première et Terminale STI Tome 1 - livre élève, ou autre titre : Électronique numérique, L’électronique par les systèmes, Paris, Hachette, 2002, 256 p. ISBN : 2011682827.
MERGY, Yves. Pour s'initier à l'électronique logique et numérique, coll. Electronique (Professionnels et amateurs), Paris, Dunod, 2002, 212 p.
GINDRE, Marcel et Denis Roux. Électronique numérique Logique combinatoire et technologie, 4e éd., Paris, Ediscience International, 2003, 333 p.
BROESCH, James D. Comprendre le traitement numérique du signal : le maximun de savoir avec le minimun d'équations, Paris, Publitronic, 1999, 175 p. ISBN : 2-86661-109-8.
MESNARD, Emmanuel. Méthode et conception de circuits numériques et exercices, Ellipses, 2004, 318 p. ISBN : 2-7298-2010-8.


Disponibles à la bibliothèque
BRIE, Claude. Logique combinatoire et séquentielle : méthodes, outils et réalisaions, Paris, Ellipses-Marketing, 2003, 314 p. TK7868.L6B744 2003.
D’AMATO, Carmine. Circuits intégrés linéaires et numériques, préparé par la Direction de la formation à distance, Québec, Les Publications du Québec., 1989, 378 p. QUEBEC E3F59 E44/8028 1989.
D’AMATO, Carmine. Circuits logiques, préparé par la Direction de la formation à distance, Québec, Les Publications du Québec., 1989, 352 p. QUEBEC E3F59 E44/8027 1989.
BELL, David A. Solid state pulse circuits, Reston, Va., Reston Publishing, 1981, 434 p. TK7868P8B447 1981.
HORN, Delton T. Using integrated circuit logic devices, Blue Ridge Summit, Penns., Tab Books., 1984, 425 p. TK7874H677.

Autres
TAVERNIER, Christian. Circuits logiques programmables, Paris, Dunod, 1996, 262 p. ISBN : 2-10-002882-0.
FERNAND, Rémy, Jean Letocha et Léon Collet. Circuits numériques, Saint-Laurent, McGraw-Hill., 1988, 573 p. ISBN : 0-07-549439-6.

Manuels techniques de fabricants
Texas Instruments. The TTL logic data book, Dallas, Texas Instruments., 1988.
 HYPERLINK "http://www.ti.com/" http://www.ti.com/ : notes d’application et guides d’utilisation.
National Semiconductor Corporation. LS/S/TTL logic databook, Santa Clara, Calif., National Semiconductor, 1987. TK 7871.89 .S35T8.
National Semiconductor Corporation. CMOS Logic databook, Santa Clara, Calif., National Semiconductor., 1988, TK7874N373 1988.
National Semiconductor. Fact TM advanced CMOS logic databook, Santa Clara, Calif., National Semiconductor, 1993.

Logiciels Word et Office
BESKEEN, Simond et al. Office 2003, coll. illustrée, Repentigny (Québec), Les éditions Reynald Goulet inc., 2004, 1030 p.
SIMOND et Cram. Word 2003, coll. illustrée, Repentigny (Québec), Les éditions Reynald Goulet inc., 2004, 224 p.

Recherche sur internet
GAVRILUT, Gabriela et al. Internet : les aides à la recherche, Saint-Laurent, Éditions du Trécarré, 1996, 183 p. TK5105.875I57I572 1996.
LALONDE, Jean, Nicole Goyer, et André Laurendeau. Internet au bout des doigts, Saint-Laurent, Éditions du Trécarré, 1997, 366 p. TK5105.875I57I573 1997.
DUCHARME, Alain et al. Internet pour l'étude : guide pratique, Montréal, Presses internationales Polytechnique, 1999, 75 p. TK5105.875I57I576 1999.
LALONDE, Louis-Gilles et André Vuillet. Internet : comment trouver tout ce que vous voulez, Montréal, Logiques, 1996, 302 p. TK5105.875I57L342 1996.
MARTIN, Michel. Google : Découvrez toutes les astuces qui font de Google le premier moteur de recherche mondial, Paris, CampusPress, 2004, 291 p. ISBN : 2-7440-1735-3.


243-143-SH Initiation à l’électronique industrielle
Compétences :
42Y- Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.
434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.
438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.
439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.
43A- Programmer des unités de commande.
43D- Programmer un système de supervision.

Pondération :
1-2-1
1,33 unités


CompétenceContexte de réalisation42Y- Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.

PartielleÀ l’aide de la documentation récente.
À l’aide des lois et des règlements en vigueur.434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.

PartielleÀ partir de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide du code électrique et de normes d’installation.
À l’aide d’outils manuels et de machines outils.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.

PartielleÀ partir du schéma fonctionnel d’un procédé.
À partir de plans ou de relevés des mécanismes.
À l’aide de données de fonctionnement.
À l’aide de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.
PartielleÀ l’aide de schémas opérationnels.
À l’aide de logiciels de contrôle-commande.43A- Programmer des unités de commande.

PartielleÀ l’atelier ou sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique et d’ouvrages de référence.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de programmes de contrôle-commande.
À l’aide des pilotes de communication.
À l’aide de logiciel de programmation et de configuration.43D- Programmer un système de supervision.

PartielleÀ partir de croquis et de schémas.
À l’aide de la documentation technique.
À l’aide de bibliothèques de fabricants.
À l’aide de pilotes de communication.
À l’aide de logiciels de configuration et de programmation.

Note préliminaire
L’électronique industrielle demeure un domaine des plus mystérieux. Les principales variables physiques traitées sont inaccessibles aux sens, tout comme les principaux critères de performance. Les lieux d’exercices de la profession, la complexité des technologies utilisées et les coûts associés aux équipements en font un domaine souvent inaccessible à un particulier. Enfin, les finalités et les méthodes de travail demeurent souvent totalement opaques même pour d’autres professionnels expérimentés dans des domaines connexes. À plus forte raison, un jeune adulte qui vient de terminer ses études secondaires et qui s’engage dans ce domaine peut difficilement avoir une certitude raisonnable que ses qualités personnelles le prédisposeraient à l’exercice d’une profession aussi méconnue.

C’est pourquoi le cours Initiation à l’électronique industrielle se veut non pas seulement un cours de diffusion d’information professionnelle, mais un ensemble cohérent et structuré d’activités signifiantes, pratiques et accessibles d’exploration des principales facettes de l’exercice de cette profession. Ce cours permettra tout de même à l’élève de traiter l’information reliée à la profession et au milieu de travail. Ces informations seront toutefois traitées d’avantage et plus efficacement lors du Stage en électronique industrielle qui arrive en quatrième session. Des stages d’alternance travail étude pourront eux aussi apporter une contribution appréciable pour l’orientation professionnelle et la démystification de la profession.

Ce cours n’est préalable à aucun autre et il touche à tous les fils conducteurs du programme. Il appartient à la session commune des technologies du génie électrique. Même si le contenu du cours vise spécifiquement l’électronique industrielle, c’est la démarche d’orientation commune aux trois voies de sortie qui est poursuivie et sanctionnée par ce cours. Les cours Initiation à l’électronique industrielle, Fonction de travail en télécommunication et Fonction de travail en systèmes ordinés sont reconnus comme équivalents pour accéder aux autres cours de chacun des trois programmes du champ des technologies du génie électrique offerts au Cégep de Sherbrooke.

Une bonne vision d’ensemble de l’exercice de sa future profession et de son programme de formation représente sûrement une condition essentielle de réussite scolaire et professionnelle. La poursuite de la démarche d’orientation initiée par ce cours tout au long du programme d’études et de la vie professionnelle du futur technologue favorisera grandement sa propre mobilité professionnelle. Car le domaine de l’électronique industrielle est vaste et se déploie en plusieurs ramifications dans différents secteurs d’activités où chacun pourra se développer et poursuivre une carrière stimulante et valorisante.
La démarche proposée entraînera inévitablement certaines remises en question. À ce sujet, les étudiants seront accompagnés par les mesures d’encadrement du département qui les référera au besoin au Service Psychologie et orientation. Elle procurera une bonne vision d’ensemble de la profession et stimulera l’ouverture d’esprit.



Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage42Y - Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.1 Rechercher de l’information sur le milieu de travail et sur la profession de technologue en électronique industrielle.

(5 heures)
1.1 Choix des sources d’information appropriées.
1.2 Fiabilité et diversité de l’information recueillie.
1.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
Énumération des sources d’information pertinentes;
Recherche méthodique d’information;
Utilisation méthodique de moteurs de recherche;
Présentation du centre des médias et de l’organisation de l’information;
Milieu de travail;
Profession technologue en électronique industrielle;
Opportunités d’emploi;
Entreprenariat;
Associations professionnelles et syndicales;2 Analyser l’information sur le milieu de travail.

(3 heures)

2.1 Distinction juste des types d’entreprises ou d’établissements.
2.2 Reconnaissance des professions exercées dans le milieu.
2.3 Reconnaissance des associations professionnelles et syndicales présentes.
2.4 Interprétation juste de l’importance et des caractéristiques du développement technologique.
2.5 Distinction juste des formes d’organisation du travail au sein de l’entreprise et au niveau mondial.
2.6 Distinction juste des caractéristiques des produits et des services des entreprises ou des établissements.Présentation du collège, des départements, des ressources disponibles, des politiques et des règlements en vigueur.
Distinction des responsabilités de l’institution, des professeurs, des services d’encadrement et de l’élève;
Classification des secteurs d’emplois et des types d’entreprises ou d’établissement présents en région;
Distinction entre public et privé;
Distinction entre secteurs de production, transformation et services;
Code des professions;
Énumération des principales associations professionnelles et syndicales :
Ordre des technologues professionnels,
Corporation des maîtres électriciens,
Ordre des ingénieurs, etc.
Associations syndicales;
Reconnaissance de l’importance du développement technologique;
Produits et services;
Conditions de travail;
Description des limites au champ d’activité en rapport avec les professions connexes.3 Analyser l’information sur la profession.

(3 heures)

3.1 Distinction juste des spécialisations d’emploi.
3.2 Examen détaillé des tâches et des responsabilités de la profession.
3.3 Distinction juste des connaissances et des habiletés nécessaires à l’exercice de la profession.
3.4 Interprétation juste des normes et des conventions relatives à l’éthique professionnelle.
3.5 Distinction juste des limites d’intervention propres à la profession.Classification des fonctions de travail;
Analyse de la situation de travail;
Distinction du rôle du technologue et de son champ d’intervention;
Description détaillée des tâches du technologue :
installation,
mise en service,
entretien;
dépannage et réparation,
aide à la conception;
Mise en perspective des connaissances et habiletés nécessaires en fonction des goûts, des aptitudes et des intérêts de l’élève;
Description du cheminement académique prévu au programme et de ses relations avec les autres programmes;4 Faire une synthèse de l’information.

(1 heure)

4.1 Classement approprié de l’information.
4.2 Synthèse correcte de l’information.Rapport de recherche;
Terminologie applicable au champ de l’électronique industrielle;
Curriculum vitae;
Exposé oral;
Se présenter au groupe;434 - Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.2 Procéder à l’installation des alimentations électrique, pneumatique et hydraulique.

(5 heures)

2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Sélection des composants appropriés.
2.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
2.4 Fixation et raccord correcte des câbles et des conduites de fluides.
2.5 Identification correcte des câbles et des conduites de fluides.
2.6 Conduction et isolation des câbles et des raccords électriques.
2.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
2.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
2.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Montage partiel d’une alimentation électrique domestique :
interrupteurs,
prise de courant,
câbles,
lampe,
élément chauffant,
mise à la terre;3 Procéder à l’installation des protections électriques.

(1 heure)

3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Sélection des éléments de protection appropriés.
3.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
3.4 Fixation correcte des éléments de protection électrique.
3.5 Raccord correct des câbles.
3.6 Identification correcte des câbles et des éléments de protection électrique.
3.7 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
3.8 Respect du code électrique et des normes d’installation.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Montage partiel d’une alimentation électrique domestique :
fusibles ou,
disjoncteurs;438 - Analyser le fonctionnement d’un procédé.1 Élaborer le schéma opérationnel d’un procédé.

(2 heures)

1.1 Interprétation juste du schéma fonctionnel.
1.2 Interprétation juste des données de fonctionnement.
1.3 Relevé des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
1.4 Analyse juste de la circulation des fluides et des déplacements d’objets ou de substances.
1.5 Application correcte des normes de la représentation symbolique.
1.6 Clarté du schéma.Illustration claire de quelques procédés industriels simples par leur schéma opérationnel.
Exploration de procédés représentatifs de la profession en région;439 - Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.1 Analyser le fonctionnement du système de contrôle-commande.

(2 heures)

1.1 Interprétation juste du schéma opérationnel.
1.2 Localisation précise des éléments de la chaîne de mesure.
1.3 Localisation précise des éléments finals de contrôle.
1.4 Localisation précise des parties commande.
1.5 Distinction juste de l’algorithme de contrôle utilisé.
1.6 Analyse juste des technologies utilisées dans les parties commandes.
1.7 Analyse juste de la fonction de chacun des éléments du système de contrôle-commande.Description sommaire d’un système de contrôle-commande industriel ou éducationnel choisi pour sa pertinence, sa simplicité et sa disponibilité;
Analyse réduite à sa plus simple expression des technologies et des éléments du système de contrôle-commande;2 Conduire le système de contrôle-commande.

(4 heures)

2.1 Utilisation appropriée de la documentation technique du fabricant.
2.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
2.3 Interprétation juste de l’information transmise par les indicateurs et les autres instruments fixes.
2.4 Analyse juste des effets d’une perturbation.
2.5 Utilisation appropriée des logiciels de contrôle-commande.
2.6 Réglage correct des paramètres de fonctionnement.
2.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Démonstration et/ou activité d’exploration de la conduite d’un système de contrôle-commande;
Conduite simplifiée de procédés continus et de procédés séquentiels à l’aide de parties opératives didactiques;
Conduite de procédés dont la mise en œuvre est déjà complète, en éliminant les sources de complexité, en minimisant les difficultés des interventions nécessaires par les élèves;
Utilisation de programmes fournis, déjà fonctionnels auxquels les élèves pourraient apporter de légères modifications;43A - Programmer des unités de commande.1 Établir la communication avec la partie commande.

(1 heure)

1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Choix approprié des protocoles de communication entre l’ordinateur et la partie commande.
1.3 Branchement correct de la partie commande à l’ordinateur.
1.4 Utilisation appropriée des logiciels de programmation et de configuration.
1.5 Configuration appropriée des modules de la partie commande.Établir la communication en utilisant la configuration la plus simple possible et en se limitant aux seules opérations nécessaires.3 Tester le fonctionnement des programmes.

(10 heures)

3.1 Transfert complet des programmes et des données.
3.2 Détermination correcte des variables à tester.
3.3 Choix et utilisation appropriés des utilitaires de diagnostic.
3.4 Interprétation juste des ordinogrammes et des autres modes de représentation des programmes.
3.5 Interprétation juste des langages de programmation.
3.6 Interprétation juste des stratégies de contrôle-commande.
3.7 Analyse juste du déroulement des programmes.
3.8 Détermination correcte de problèmes de fonctionnement.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Utilisation de programmes simples fournis, déjà opérationnels ou à compléter avec de légères modifications;4 Apporter les corrections nécessaires aux programmes.

(2 heures)

4.1 Interprétation juste de la documentation technique et des ouvrages de référence.
4.2 Détermination correcte des modifications à apporter aux programmes et aux données.
4.3 Choix et utilisation appropriés des modes de fonctionnement de la partie commande.
4.4 Utilisation appropriée des langages de programmation.
4.5 Fonctionnement correct du programme.
4.6 Modification appropriée de la documentation des programmes.
4.7 Sauvegarde complète des données et des programmes.Modifications mineures de programmes simples, déjà fonctionnels qui ne nécessitent pas d’être dépannés;43D - Programmer un système de supervision.1 Configurer le réseau de contrôle et ses liens avec le système de supervision.

(1 heures)

1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Analyse juste des besoins de communication.
1.3 Détermination correcte des données à échanger entre les parties commande.
1.4 Configuration correcte des liens de communication entre les parties commande.
1.5 Configuration correcte des liens de communication entre le système de supervision et le réseau de contrôle.
1.6 Création correcte des points de lecture et d’écriture du système de supervision.
1.7 Application correcte des droits d’accès.
1.8 Utilisation appropriée des logiciels.
1.9 Vérification et réglage appropriés des valeurs des paramètres de transfert de données.Exploration sommaire d’un système de supervision de procédé à l’aide d’un logiciel de supervision relié à un automate programmable;
Utilisation de liens, de points de lecture et de configuration déjà définis;3 Produire les pages graphiques.

(5 heures)

3.1 Interprétation juste des croquis et des schémas.
3.2 Choix et utilisation appropriés des banques de symboles.
3.3 Application correcte des normes de représentation.
3.4 Programmation correcte des fenêtres de tendance et des alarmes.
3.5 Création correcte des liens entre les objets et la base de données.
3.6 Disposition correcte des commandes d’aide et de dépannage destinées à l’utilisateur.
3.7 Application correcte des droits d’accès.
3.8 Respect des standards de programmation.
3.9 Utilisation appropriée des macro commandes.
3.10 Utilisation appropriée du logiciel.Démonstration à l’aide d’une animation représentant un procédé industriel simple et pertinent;
Exploration sommaire de quelques animations possibles d’un logiciel de supervision de procédé;
Présentation élémentaire des outils de dessins;
Production ou modification de pages graphiques en utilisant une banque de symboles fournis;
Ajout de quelques animations à une page graphique déjà ébauchée;
Utilisation d’outils de simulation déjà programmés et configurés pour l’exploration de différents procédés industriels;

Démarche pédagogique
En ce qui a trait au volet de traitement de l’information professionnelle, on procédera par des exposés, des conférences, des visites et des présentations audio-visuelles complétées par des travaux de recherche au choix de l’étudiant et répondant aux préoccupations personnelles des futurs technologues.

Pour le volet d’initiation technologique de ce cours, on se restreindra aux phases primaires d’une approche systémique en se bornant à des processus d’exploration des fils conducteurs du programme d’électronique industrielle :
L’utilisation de la force motrice et de l’énergie électrique;
Les automatismes industriels et leur supervision;
L’instrumentation et la régulation de procédés;
Ces activités d’exploration seront basées sur la manipulation directe, l’expérimentation encadrée et la découverte assistée lors d’activités intégratrices permettant une entrée en matière ou un survol des champs de la discipline.

Le but est de démystifier la profession de technologue en électronique industrielle par la participation à des tâches accessibles et valorisantes, on choisira des activités simples où les habiletés d’un novice peuvent produire des résultats stimulants. À cet égard, des activités de montage qui s’appuient sur des habiletés naturelles pour le bricolage peuvent être tout à fait transférables au domaine industriel.

D’autre part, des activités de supervision de procédés qui reposent en grande partie sur l’animation de représentations graphiques pourront exploiter favorablement des habiletés naturelles de dessin par ordinateur en association avec l’attrait des jeunes pour les jeux vidéo. Les activités d’exploration de chacun des volets de l’électronique industrielle comprendront l’observation et la conduite de systèmes fortement représentatifs du domaine tels que des variateurs de vitesse, des régulateurs PID et des automates programmables rattachés à des parties opératives complètes.

Lors de la préparation et du déroulement des laboratoires, les phases critiques des activités devront être soutenues par la présence d’un technicien en travaux pratiques pour assurer des réalisations fonctionnelles dans des temps raisonnables, malgré le statut novice des utilisateurs. Les élèves devront avoir des tâches simples à effectuer qui seront parfaitement circonscrites et préparées avant la tenue de l’activité. Ces tâches participatives doivent être soigneusement choisies de façon qu’il soit facile de corriger rapidement les erreurs d’exécution tout en leur conservant un caractère significatif et transférable. Il peut s’agir de compléter une partie des branchements, d’ajouter un petit programme, de modifier une consigne, un paramètre ou un réglage. Dans tous les cas, l’effet de l’ajout ou de la modification doit être facilement observable pour un novice accompagné. On évitera d’exiger des modifications qui peuvent entraver complètement la fonctionnalité de l’ensemble du système.
L’évaluation ne portera pas sur les contenus techniques. Elle portera sur la capacité de l’élève de décrire généralement l’exercice de la profession, à travers son milieu de travail, ses principaux outils et équipements, ses principales méthodes générales, ses principales variables traitées et ses grandes finalités. Le degré de préparation, d’observation et de participation aux activités d’exploration pourra être évalué. Certaines performances techniques rudimentaires pourront être évaluées seulement dans la mesure où elles reflètent le degré de participation à la démarche d’exploration.


Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Décrire de façon générale la profession de technologue en électronique industrielle :
Identifier le milieu de travail;
Décrire succinctement les différentes tâches;
Esquisser sommairement quelques méthodes de travail simples et représentatives;
Énumérer sommairement les principaux outils et instruments utilisés;
Nommer correctement les principaux équipements visés;
Énumérer brièvement les principales variables mesurées, traitées et contrôlées;
Énumérer quelques critères de performance simples;
Décrire sommairement le programme de formation en électronique industrielle; et l’institution qui le dispense;
Distinguer les différents champs d’activité des technologues en électronique industrielle;
Rechercher et analyser de l’information professionnelle de façon correcte;
Comparer objectivement ses goûts et ses aptitudes personnelles avec les fonctions et les habiletés requises par la profession de technologue en électronique industrielle;
Évaluer l’adéquation entre ses choix, ses objectifs personnels, sa démarche personnelle et les opportunités offertes par le programme de formation;
Préparer des activités d’exploration de la profession et y participer activement;
Voici quelques uns des principaux critères d’évaluation :
La participation active et l’esprit d’initiative;
Le degré de préparation aux activités de laboratoire;
Le professionnalisme, l’assiduité et l’esprit d’équipe;
La pertinence des interventions et des questions posées;
Le respect de la démarche proposée et le niveau d’engagement;
L’objectivité des analyses et la cohérence des choix;
Le degré d’observation et d’attention lors d’activités d’exploration.
L’ouverture d’esprit face aux différents contextes et face aux choix des autres.
La capacité à construire, exprimer et relativiser son jugement.

Médiagraphie

REIS, Ronald A. Connaître la profession de technologue en génie électrique, traduction de l’américain par André Lebel, Repentigny Qc., Éditions Reynald Goulet inc., 1994, 202 p.
MEQ, Rapport d’analyse de situation de travail, Électrotechnique, Technicienne ou technicien en électronique industrielle, Ministère de l’éducation du Québec, Direction générale de la formation professionnelle et technique, 2000, 60 p.
Politique institutionnelle d’évaluation des apprentissages
Équipe Inter-Collège. Document d’accompagnement « Connaître la profession technologue », 1992.


Audio-visuel
BEAUCHAMP, Denis. Connaître la profession de technologue, Montréal, Collège du Vieux Montréal. ; Québec, Direction générale de l'enseignement collégial, 1992. 1 vidéocassette VHS, 38 min. Entrevue de quatre techniciciens en génie électrique sur le marché du travail: Cégep de Sherbrooke (9 min.), Estrie-Com (7 min.), Hydro-Québec (12 min.), Bombardier (11 min.).
BERNIER, Maurice et Pierre Cadieux. Les Technologies du génie électrique au collégial, Saint-Jérôme, Cégep de Saint-Jérôme, 1998. 1 vidéocassette VHS, 27 min.
LEDUC, Louis-Roland. La Danse des électrons, Montréal, Productions Téléféric ; Montréal, Télé-Québec, 1996. 1 vidéocassette VHS, 23 min. Aperçu de deux domaines d'avenir: le génie électrique et la technologie des systèmes ordinés.
Jobboom. Les Carrières de l'ingénierie, Montréal, Editions Jobboom, 2003, 61 p.

Site internet
Inforoute de la formation professionnelle et technique :
 HYPERLINK "http://www.inforoutefpt.org" www.inforoutefpt.org
 HYPERLINK "http://www.dsc.gc.ca/asp/redirect.asp?var=http://www.vector.cfee.org/" www.vector.cfee.org
 HYPERLINK "http://www.rhdsc.gc.ca" www.rhdsc.gc.ca



















Deuxième sessionFormation spécifique201-294-SHComplément de mathématiques pour l’électronique2-2-22,00243-216-SHEntraînement de machines électriques3-3-33,00243-226-SHÉlectronique3-3-33,00243-236-SHProgrammer des automatismes3-3-22,66Formation générale601-102-04Littérature et imaginaire3-1-32,33340-102-03L’être humain3-0-32,00
201-294-SH Compléments de mathématiques pour l’électronique
Compétences :
Pour le programme 243.A0 :

037D- Résoudre des problèmes mathématiques liés à la technologie de systèmes ordinés.

Pour le programme 243.C0 :

0435- Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle.

Pondération :
2-2-2
2 unités
Préalable relatif : 201-294-SH - Mathématiques pour l’électronique.
Préalable relatif à : 203-395-SH - Physique : mouvement et chaleur.

243.A0 – Technologie de systèmes ordinésCompétenceContexte de réalisation037D- Résoudre des problèmes mathématiques liés à la technologie de systèmes ordinés.

PartielleÀ partir de situations et d’activités propres au milieu de travail.
À l’aide :
d’ouvrages de référence;
de fiches techniques;
de tables;
de graphiques;
d’instruments de mesure;
d’une calculatrice;
de logiciels et d’une bibliothèque mathématique.



243.C0 – Technologie de l’électronique industrielleCompétenceContexte de réalisation0435- Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle.

Partielle
À partir de données de fonctionnement d’appareils, de procédés et de circuits.
À l’aide d’une calculatrice.
À l’aide de logiciels. Note préliminaire

Nulle autre technologie n’aura connu un développement aussi rapide que celui de l’électronique ces dernières années. Imaginer où sera ce domaine dans dix ans est sans doute aussi audacieux que d’avoir tenter de prédire il y a dix ans, les compétences aujourd’hui nécessaires au technologue en situation de travail. La désuétude accélérée des connaissances spécifiques de ce domaine exige plus que jamais du technologue d’avoir une formation lui permettant d’évoluer tout au long de sa carrière. Dans ce contexte, la formation de base et plus particulièrement celle en mathématiques permettent de ralentir la trop rapide obsolescence des programmes techniques en développant chez les élèves des méthodes de travail, une rigueur de la pensée et des habiletés intellectuelles indispensables à quelqu’un qui sera régulièrement en apprentissage dans sa carrière.

Si la relation privilégiée qu’entretiennent les mathématiques et les domaines de l’électricité et de l’électronique apparaît d’abord comme le fruit du développement des différents outils dont chacun a su faire profiter l'autre, plus fondamentalement, ce lien peut s’expliquer par l’abstraction essentielle que les mathématiques apportent à l’étude et à la compréhension de l'électronique. Contrairement à bien des domaines technologiques, l'électronique et l'électricité ne laissent en effet que très peu de place à l'intuition : il est extrêmement difficile, sinon impossible, de prévoir le comportement d'un composant ou le fonctionnement d'un circuit sans en avoir fait au préalable une représentation abstraite.

Dans ce contexte et conformément avec les exigences d’une formation scientifique tel que mentionné dans l’orientation 10 du projet de formation au secteur technique du Cégep de Sherbrooke, le rôle des mathématiques dans les programmes des Technologies du génie électrique est de développer chez l’élève sa capacité d’abstraction afin de l’aider à obtenir une représentation et une compréhension plus solides des relations de base en électricité et en électronique. L’atteinte de cette compétence exige que l’élève soit amené à poser et à résoudre des problèmes faisant appel à des objets mathématiques utilisés dans ces domaines. Face à un tel problème, l’élève qui reconnaît, dans la situation présentée, la possibilité d’utiliser un certain objet mathématique et qui agit de façon systématique pour effectuer le traitement de cet objet, met en œuvre le schème de pensée  qu’il a associé à cet objet. L’accomplissement de cette démarche lui permettra de comprendre, d’effectuer et d’interpréter certaines tâches auxquelles il sera confronté dans son travail futur comme technologue.

Le cours Compléments de mathématiques pour l’électronique est offert à la deuxième session des programmes Technologie de systèmes ordinés et Technologie de l’électronique industrielle pour lesquels il constitue le second et dernier cours de mathématiques. Le cours vise à initier l’élève à l’analyse, la compréhension et la description des effets de la variation d’une quantité sur une autre dans une relation de type fonctionnel. Prenant appui sur les acquis du cours Mathématiques pour l’électronique de la première session ainsi que sur les notions de base en électricité et en électronique vues par les élèves lors de leur première session, les modèles affine, exponentiel et sinusoïdal seront réexaminés dans le cadre de cette analyse afin d’en mieux comprendre le comportement et d’en exploiter les liens avec la discipline. Bien que le canevas théorique sur lequel repose cette étude est celui du calcul différentiel et intégral, le cours Compléments de mathématiques pour l’électronique évitera de mettre l’accent sur les techniques et les méthodes associées au calcul pour plutôt en faire ressortir les idées fondamentales, les concepts de base et leur signification. Le support algébrique, très présent dans l’approche traditionnelle, verra ici sa place diminuée au profit des supports graphiques et numériques. Le rôle de l’algèbre se réduira à faciliter la généralisation des résultats obtenus dans l’étude des cas particuliers.

Les objets mathématiques étudiés dans le cours Compléments de mathématiques pour l’électronique ainsi que les habiletés qui y sont développées seront réinvestis dans plusieurs cours de la discipline propre à chacun des deux programmes des Technologies du génie électrique. Sans faire la liste complète de tous ces cours, voici ceux avec lesquels le cours Compléments de mathématiques pour l’électronique possède des liens particulièrement étroits:
Mouvement et chaleur (session 3) : 243.C0.
Le cours de physique fera appel aux méthodes graphiques de dérivation, aux équations du mouvement rectiligne et en particulier aux notions de position, vitesse et accélération ainsi qu’aux concepts de débit et de travail.
Électrotechnique (session 3) : 243.C0
Les taux de variations moyens et instantanés interviendront dans les concepts de capacitance et d’inductance.
Électrotechnique de puissance (session 4) : 243.C0
Les concepts de valeur moyenne et de valeur RMS seront utilisés pour des ondes rectangulaires, triangulaires, sinusoïdales et redressées.
Réguler un procédé (session 4) : 243.C0
La régulation de certains procédés fera intervenir des corrections proportionnelles à l’erreur, proportionnelles à l’intégrale de l’erreur et proportionnelles à la dérivée de l’erreur.

Ce cours contribue également aux buts généraux suivants de la formation technique :
Rendre la personne compétente dans l'exercice de sa profession, c'est-à-dire lui permettre d'exercer, au niveau de performance exigé à l'entrée sur le marché du travail, les rôles, les fonctions, les tâches et les activités de la profession.
Favoriser l'évolution de la personne et l'approfondissement des savoirs professionnels.




Contenu

243.A0243.C0037D- Résoudre des problèmes mathématiques liés à la technologie de systèmes ordinés.0435- Résoudre des problèmes mathématiques en électronique industrielle. Éléments de compétencesCritères de performances Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage1 Effectuer des calculs et des représentations propres à des circuits électroniques.
1.1 Respect des lois et des théorèmes applicables.
1.2 Utilisation juste des grandeurs physiques.
1.3 Choix et utilisation appropriés des fonctions :
- élémentaires;
- algébriques;
- logarithmiques;
- exponentielles;
- trigonométriques.
1.4 Représentation graphique correcte des fonctions.
1.5 Exactitude des calculs.
1 Analyser les éléments d’une situation problématique en électronique industrielle.

1.1 Interprétation juste des données du problème.
1.2 Détermination correcte des opérations à effectuer.
1.3 Interprétation juste des unités de mesure.

Introduction (4 heures)
Les deux problèmes géométriques du calcul différentiel et intégral : le calcul de l’aire et le calcul de la pente de la droite tangente.
Les deux problèmes physiques du calcul différentiel et intégral : la fonction de volume et la fonction de débit.



Taux de variation moyen et taux de variation instantané (12 heures)
Variation versus taux de variation.
Taux de variation moyen.
Pente de la droite sécante.
Volume moyen et débit moyen.
Taux de variation instantané.
Pente de la droite tangente.
Volume instantané et débit instantané.
Approximation numérique d’un taux de variation instantané.





Principes de dérivation et primitives (16 heures)
Dérivée en un point : définition et notation.
Fonction dérivée : définition et interprétation géométrique.
Fonction primitive :définition.
Règles de dérivation de base.

Dérivée et primitive de certaines fonctions: polynomiales, exponentielles (base e), logarithmiques (base e) et trigonométriques (sinus, cosinus).
Équation de la droite tangente.


Principes d’intégration  (16 heures)
Calcul approché de l’aire sous la courbe :
Méthode des rectangles.
Méthode des trapèzes.
Calcul exact de l’aire sous la courbe.
 Intégrale définie.
Théorème fondamental du calcul.
Valeur moyenne.

Modélisation différentielle (12 heures)
Taux de variation instantané proportionnel à la quantité.
Taux de variation instantané proportionnel à la racine carrée de la quantité.
Taux de variation instantané proportionnel à la différence entre la quantité et une constante.
Taux de variation instantané de deuxième ordre proportionnel à la quantité.
2 Représenter vectoriellement des phénomènes liés aux systèmes ordinés.
(Cet élément de compétence a été abordé dans le premier cours de mathématiques du programme).2.1 Choix approprié du mode de représentation en fonction du phénomène.
2.2 Exécution correcte de l’analyse vectorielle et des opérations sur les vecteurs.
2.3 Représentation et utilisation appropriées des nombres complexes.
2.4 Exactitude des calculs.
2 Résoudre des équations linéaires à deux inconnues.
(Cet élément de compétence a été abordé dans le premier cours de mathématiques du programme).
2.1 Application correcte des méthodes de résolution analytique, itérative et graphique.
2.2 Manipulations algébriques conformes aux règles.
2.3 Exactitude des calculs.





3 Déterminer des taux de variations.
3.1 Interprétation juste des objectifs à atteindre.
3.2 Choix approprié d’une méthode de calcul.
3.3 Utilisation juste des fonnctions et des systèmes d’équations.
3.4 Calcul précis des taux de variations.
3 Résoudre des problèmes de trigonométrie.
(Cet élément de compétence a été abordé dans le premier cours de mathématiques du programme).3.1 Reconnaissances du type de triangle.
3.2 Choix et utilisation de formules appropriées.
3.3 Utilisation appropriée du cercle trigonométrique.
3.4 Calcul exact des distances, des angles et des superficies.
3.5 Conversion exacte des unités de mesure.4 Résoudre des systèmes d’équations comportant deux ou trois inconnues.
(Cet élément de compétence a été abordé dans le premier cours de mathématiques du programme).4.1 Utilisation appropriée de méthodes de résolution de problèmes.
4.2 Exactitude des calculs.
4 Calculer les valeurs de fonctions exponentielles et logarithmiques.
(Cet élément de compétence a été abordé dans le premier cours de mathématiques du programme).4.1 Représentation graphique correcte des fonctions.
4.2 Application correcte des méthodes de calcul.
4.3 Manipulations algébriques conformes aux règles.
4.4 Exactitude des calculs.
5 Évaluer les résultats obtenus.
5.1 Vérification minutieuse des résultats.
5.2 Évaluation du degré de vraisemblance des résultats.
5.3 Justesse des correctifs apportés.
5 Effectuer des opérations sur des vecteurs.
(Cet élément de compétence a été abordé dans le premier cours de mathématiques du programme).5.1 Représentation graphique correcte des vecteurs dans un plan.
5.2 Application correcte des méthodes d’addition ou de décomposition de vecteurs.
5.3 Utilisation appropriée du produit scalaire.
5.4 Manipulations algébriques conformes aux règles.
5.5 Exactitude des calculs.
6 Présenter les résultats obtenus.
6.1 Présentation claire et soignée:
- de la démarche utilisée;
-des résultats.
6 Effectuer des opérations sur des nombres complexes.
(Cet élément de compétence a été abordé dans le premier cours de mathématiques du programme).6.1 Représentation graphique correcte des nombres complexes.
6.2 Utilisation judicieuse et correcte de la représentation polaire et rectangulaire.
6.3 Application correcte des méthodes d’addition et de produit.
6.4 Exactitude des calculs.7 Calculer les valeurs de fonctions sinusoïdales temporelles.
(Cet élément de compétence a été abordé dans le premier cours de mathématiques du programme).7.1 Application correcte des méthodes d’addition.
7.2 Manipulations algébriques conformes aux règles.
7.3 Représentation graphique correcte des fonctions dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel.
7.4 Exactitude des calculs.
8 Présenter les résultats et justifier la démarche de résolution de problèmes.
8.1 Utilisation appropriée de la terminologie et des conventions d’écriture.
8.2 Critique de la vraisemblance des résultats.
Le nombre d’heures allouées à chacun des thèmes est donné à titre indicatif.

Démarche pédagogique

Ce cours se donne à raison de quatre heures en classe par semaine. En moyenne, deux des quatre heures sont consacrées à la présentation des nouveaux concepts, des notions théoriques et des méthodes de résolution de problèmes. Ces deux heures de cours permettent, quand cela est approprié, d’examiner tour à tour les aspects algébriques, graphiques et numériques des objets d'étude.

Les deux autres heures de ce cours, réparties de façon judicieuse dans l’ensemble des rencontres hebdomadaires en classe, servent à du travail individuel ou de groupe sur les problèmes ou exercices soumis par l’enseignant. Une certaine proportion de ces deux heures devrait être réservée à des activités en laboratoire informatique où les capacités soit d'un tableur comme Excel soit d’un logiciel de calcul symbolique comme Maple ou Derive pourraient être exploitées. Ces laboratoires permettent d'examiner à plus grande échelle les aspects numérique et graphique des nouveaux objets mathématiques présentés dans le cours.

En plus des quatre heures en classe, l’élève devrait consacrer en moyenne deux heures de travail individuel par semaine afin de compléter l’ensemble des travaux nécessaires à la réussite de ce cours.

Le cours Mathématiques pour l’électronique s'adresse à des élèves des programmes des Technologies du génie électrique. Les méthodes et concepts mathématiques présentés dans ce cours peuvent donc être introduits dans des contextes liés à l’électricité ou l’électronique (contextualisation). Par la suite, afin d'en faciliter la compréhension, l'objet mathématique, ses propriétés, son comportement et les algorithmes qui lui sont associés seront analysés dans un cadre abstrait (décontextualisation). On pourra éventuellement compléter cette analyse par l'examen de l'objet mathématique dans de nouvelles situations présentant des applications du domaine de la discipline (recontextualisation). Notons ici que si les mises en contexte et les applications apportent souvent une compréhension plus large des objets mathématiques étudiés, elles rehaussent également le niveau de complexité des problèmes. Si l'on veut que ces applications amènent l'élève à établir des liens entre les différents cours du programme et lui permettent éventuellement d'effectuer le transfert des nouvelles connaissances, elles ne doivent pas être uniquement sous la responsabilité du cours de mathématiques. Les enseignants des cours de la discipline porteuse doivent eux aussi s'engager à :
effectuer une exposition concertée des contextes dans lesquels on retrouve les divers objets mathématiques du cours ;
réutiliser rapidement ces objets mathématiques dans le cadre de leurs cours.
Nous convenons que satisfaire ces deux conditions exige une étroite collaboration entre les différents enseignants du programme, mais c'est seulement à ce prix que la séquence « contextualisation-décontextualisation-recontextualisation » pourra devenir significative dans l'apprentissage de l'élève.

Nous présentons pour chacun des thèmes du cours Mathématiques pour l’électronique une liste de quelques applications qui pourraient, en concertation avec les enseignants des autres disciplines, faire l’objet d’une étude commune. On retrouve les références mentionnées dans la médiagraphie présentée à la fin de ce plan cadre.

Taux de variation moyen et taux de variation instantané
Vitesse, accélération, vitesse moyenne, accélération moyenne.
Puissance, puissance moyenne.
Inductance et Capacitance.

Principes de dérivation et primitives
Équations du mouvement rectiligne.
Loi de la chute des corps.

Principes d’intégration
Tension moyenne.
Valeur RMS.
Travail.
Régulateur Proportionnel-Intégrale-Dérivée.

Modèles différentiels
Loi de refroidissement de Newton.
Loi de Bernouilli.
Charge et décharge des condensateurs en CC (Floyd page 333).
Circuits RLC série en CC (Serway page 233).
Mouvement harmonique simple.

De façon à favoriser la réussite de l’étudiant, on considère que la présence aux quatre heures hebdomadaires de ce cours est essentielle pour ne pas dire obligatoire. La classe est le lieu où s’établit la dynamique du cours, c’est là que les explications théoriques sont données, sans compter toutes les clarifications, mises en relief de contenus ou autres formes d’interventions effectuées par le professeur. À cela, ajoutons l’enrichissement engendré par les questions soulevées par les collègues. Afin d’encourager l’élève dans cette voie, on suggère que sa participation constructive à l’ensemble des rencontres soit évaluée de façon sommative par le professeur. Cette évaluation pourrait prendre la forme de travaux à faire et à remettre en classe. Afin que cette évaluation ait une influence significative et dans une tentative d’avoir un minimum de contrôle sur le temps de travail individuel effectué par les élèves à l’extérieur des heures de cours, on suggère d’allouer un minimum de 20% de la note finale aux travaux à faire en classe, aux devoirs, aux rapports de laboratoire et/ou aux minis-tests.


Évaluation finale
Lors de l’évaluation finale on proposera à l’élève des problèmes mettant en jeu des outils mathématiques pouvant être associés au domaine des technologies du génie électrique. Pour chacun de ces problèmes, on sera en mesure d’exiger que l’élève soit capable de :
Modéliser la situation en
formulant dans un langage mathématique approprié les données du problème;
obtenant une représentation graphique le cas échéant.
Appliquer une méthode de résolution en
choisissant une méthode appropriée;
effectuant les manipulations algébriques nécessaires;
effectuant correctement les calculs appropriés.
Évaluer les résultats obtenus en
interprétant leur signification dans le contexte du problème;
s’assurant de leur vraisemblance.
Présenter la solution et les résultats de façon claire et cohérente.

Le contexte de réalisation des deux programmes mentionnant l’usage de la calculatrice, l’évaluation finale devrait faire appel à son utilisation.

Médiagraphie
Mathématiques
ANTON, Howard. Calcul différentiel et intégral 103, Éditions Reynald Goulet inc., Repentigny,1995, 525 p.
BRASSARD, Robert. Mathématiques pour l'électricité et l'électronique, Chenelière/McGraw-Hill, Montréal, 1996 384p.
COLIN, Michèle et LAVOIE, Paul. Mathématiques pour les techniques de l'industrie, Gaétan Morin Éditeur, Chicoutimi, 1987, 421p.
COOKE, Nelson et ADAMS, Herbert. Basic mathematics for electronics, 3e édition, McGraw-Hill, New-York, 1970, 677 p.
CÔTÉ, Carole. Modèles mathématiques 1: technologies du génie électrique, Éditions du Renouveau pédagogique, Montréal, 1999, 435 p.
CÔTÉ, Carole. Modèles mathématiques 2 : technologies du génie électrique, Éditions du Renouveau pédagogique, Montréal, 2001, 384 p.
RICHMOND, Allan E. Calcul différentiel et intégral appliqué à l'électronique, McGraw-Hill, Montréal, 1985, 506p.
ROSS, André. Mathématiques appliquées aux technologies du génie électrique I, Le Griffon d'argile, Sainte-Foy,1999, 425 p.
ROSS, André. Mathématiques appliquées aux technologies du génie électrique 2, Le Griffon d'argile, Sainte-Foy,1999, 432 p.

Électricité et électronique
BOYLESTAD, Robert. Analyse de circuits, Les Éditions du Renouveau Pédagogique Inc., Montréal, 1979, 716 p.
FLOYD, Thomas. Fondements d'électronique, 4e édition, Les Éditions Reynald Goulet Inc, Repentigny, 1999, 939p.
JACKSON, Herbert. Circuits Électriques courant continu, Les Éditions Reynald Goulet Inc, Repentigny, 1986, 424p.
JACKSON, Herbert. Circuits Électriques courant alternatif, Les Éditions Reynald Goulet Inc, Repentigny, 1986,333p.
MALVINO, Albert Paul. Principes d’électronique, 3e édition, McGraw-Hill, Paris, 1991, 823 p.
RODDY, Dennis et COOLEN, John. Electronic communications, 3e edition, Reston publishing company inc., Reston, Virginie, 1984, 788 p.
SERWAY, Raymond. Electricité et magnétisme, 4e édition, Éditions études vivantes, Laval, 1996, 292 p.
WILDI, Théodore. Électrotechnique, 2e édition, Les Presses de l'Université Laval, Québec, 1991, 908 p.
243-216-SH Entraînements de machines électriques
Compétences :
434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.
437- Vérifier des équipements de puissance.
438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.
43C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.

Pondération :
3-3-3
3 unités

Préalable relatif : Fondements de l’électronique analogique (243-156-SH)
Préalable à : Électrotechnique (243-317-SH) Installer des systèmes de contrôle-commande (243-246-SH)


CompétenceContexte de réalisation434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.

PartielleÀ partir de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide du code électrique et de normes d’installation.
À l’aide d’outils manuels et de machines outils.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.437- Vérifier des équipements de puissance.

PartielleÀ l’aide de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide de codes de sécurité des travaux.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide de logiciel.
À l’aide d’étalons de mesure.438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.

PartielleÀ partir du schéma fonctionnel d’un procédé.
À partir de plans ou de relevés des mécanismes.
À l’aide de données de fonctionnement.
À l’aide de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.43C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.

PartielleÀ l’atelier et sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique.
À l’aide d’instruments de mesure et de simulateurs de charge.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.
À l’aide d’outils manuels.


Note préliminaire

Le cours Entraînement de machines électriques est le premier cours du fil conducteur de la puissance électrique. Ce fil conducteur est construit suivant une approche systémique de programme. C’est donc dans ce cours que l’élève prendra contact avec le contrôle de la force motrice électrique.

L’élève y apprendra les principes de base des deux principales machines soit le moteur à courant continu (excitation séparée) et le moteur asynchrone triphasé (à cage) ainsi que l’essentiel des variateurs de vitesse associés. On y abordera les principes de base de l’électromagnétisme nécessaires à la compréhension de ces machines. L’élève apprendra également à régler les différents paramètres du le variateur de vitesse en prévoyant l’effet des principales commandes et en ajustant les principaux paramètres.

Le cours Entraînement de machines électriques fait suite à Fondements de l’électronique analogique qui lui est préalable. C’est dans ce cours que l’élève aura fait connaissance avec les lois des circuits électriques qui seront réinvesties ici dans le contexte du contrôle de la force motrice.
Ce cours sera à son tour préalable à Installer des systèmes de contrôle-commande où l’on installera entre autres un système de contrôle de la force motrice. Il sera préalable également à Électrotechnique où l’on présentera une étude approfondie des transformateurs et de la machine asynchrone par la technique des phaseurs.

L’étude des variateurs électronique de vitesse et des deux machines électriques les plus communes en industrie dès la deuxième session permettra aux élèves qui pratiquent l’alternance travail-études de réaliser certaines tâches utiles dès leur premier stage. Leur capacité à régler les principaux paramètres et à conduire le système de contrôle-commande de la force motrice, leur assurera un minimum d’autonomie pour des débutants en usine. La réalisation du montage d’un petit démarreur leur donnera l’assurance suffisante pour participer à la réalisation de montages plus importants en industrie.






Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage434 - Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.3 Procéder à l’installation des protections électriques.

(3 heures)


3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Sélection des éléments de protection appropriés.
3.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
3.4 Fixation correcte des éléments de protection électrique.
3.5 Raccord correct des câbles.
3.6 Identification correcte des câbles et des éléments de protection électrique.
3.7 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
3.8 Respect du code électrique et des normes d’installation.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Montage dépannage et mise en service d’un démarreur de moteur d’induction triphasé.
Choix approprié des fusibles, du relais de surcharge et du contacteur;
Choix du calibre des conducteurs en conformité avec le code de l’électricité;5 Procéder à l’installation des éléments finals de contrôle.

(3 heures)
5.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
5.2 Sélection des convertisseurs et des actionneurs appropriés.
5.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
5.4 Positionnement et fixation corrects des convertisseurs et des actionneurs.
5.5 Raccordement correct des alimentations électriques, pneumatiques et hydrauliques.
5.6 Raccordement correct des câbles de communication et de contrôle.
5.7 Identification correcte des convertisseurs et des actionneurs.
5.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
5.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
5.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.437 - Vérifier des équipements de puissance.1 Préparer la prise de mesure ou l’acquisition de données.

(15 heures)
1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Interprétation juste des caractéristiques électriques et mécaniques des équipements de puissance.
1.3 Détermination des points de mesure appropriés.
1.4 Détermination correcte de la fréquence et de la durée des relevés.
1.5 Choix approprié des logiciels d’acquisition de données.
1.6 Estimation correcte des valeurs attendues.
1.7 Choix approprié de l’appareillage.
1.8 Vérification et étalonnage corrects de l’appareillage.Prévision simple des variables mécaniques et électriques dans les entraînements industriels;
Solution simplifiée de circuits élémentaires à courant alternatif par extension des principes applicables en courant continu;
Modélisation fonctionnelle des entraînements à courant continu et à courant alternatif;
Lecture et interprétation de la plaque signalétique d’un moteur;
Caractérisation essentielle des moteurs et des entraînements;
Branchement rigoureux des entraînements électroniques et des moteurs;
Description d’un circuit élémentaire de commande électromécanique.2 Prendre les mesures ou procéder à l’acquisition de données.

(15 heures)
2.1 Interprétation juste du code de sécurité des travaux.
2.2 Vérification appropriée des mises à la terre.
2.3 Installation correcte et sécuritaire de l’appareillage de mesure.
2.4 Mesures précises et complètes des formes d’ondes.
2.5 Utilisation appropriée de l’appareillage de mesure.
2.6 Sauvegarde correcte des données.Distinction entre valeurs :
efficace, moyenne,
crête et crête-à-crête,
minimale et maximale;
Utilisation correcte:
du multimètre,
de la pince ampèremétrique,
de l’oscilloscope portatif à mémoire à double isolation,
du tachymètre,
de l’électrodynamomètre,
d’un banc d’essai en charge.3 Analyser les données.

(12 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Traçage précis des formes d’ondes.
3.3 Interprétation juste des caractéristiques des harmoniques.
3.4 Analyse juste de la coordination des protections électriques.
3.5 Analyse juste du fonctionnement des composants de puissance.
3.6 Analyse juste des phénomènes électriques en régime transitoire et permanent.
3.7 Détermination correcte de la moyenne, de la médiane et de l’écart type des données.
3.8 Utilisation appropriée des logiciels.
3.9 Sauvegarde correcte des résultats.
3.10 Critique de la vraisemblance des résultats.
3.11 Justesse du verdict sur la conformité des équipements.Analyse terminale du fonctionnement du moteur à courant continu à excitation shunt et séparée;
Génératrice à courant continu.
Initiation simple au moteur à cage asynchrone triphasé;
Description sommaire du champ tournant et du glissement;
Initiation aux notions de pertes, de rendement et d’échauffement des machines.
Transformateur idéal;
Analyse comparée des performances des entraînements industriels;
Caractérisation et analyse fonctionnelle de l’alimentation des moteurs à courant continu et des entraînements électroniques :
transformation,
redressement,
filtrage,
régulation et découpage;
Interprétation juste des formes d’onde à l’entrée et à la sortie des convertisseurs.4 Rédiger un rapport de non-conformité.

(3 heures)4.1 Utilisation du vocabulaire approprié.
4.2 Présentation claire de la méthode utilisée et des résultats obtenus.
4.3 Respect des exigences de présentation.Tenue d’un cahier de laboratoire et/ou rédaction d’un rapport de laboratoire;
Dessin du schéma de branchement d’un entraînement de moteur;438 - Analyser le fonctionnement d’un procédé.2 Caractériser le fonctionnement des mécanismes dans un procédé.

(9 heures)
2.1 Analyse juste du fonctionnement des dispositifs de sécurité.
2.2 Analyse juste des forces et des mouvements en présence.
2.3 Détermination correcte des grandeurs physiques.
2.4 Description claire de l’action des mécanismes.Description des principes physiques des machines électriques :
mécanique de rotation,
électricité et magnétisme;
Description de l’aimantation et de la nature du magnétisme;
Hystérésis et aimants permanents;
Distinction des variables magnétique dans les machines :
force magnétomotrice,
force électromagnétique,
champ magnétique,
flux et densité de flux;
Principe du champ tournant et glissement;
Énumération des applications courantes du magnétisme et des électroaimants;
Détermination des variables électriques et mécaniques des machines :
tension, courant, fréquence,
force, couple, vitesse,
accélération, glissement,
énergie et puissance.43C - Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.1 Analyser le fonctionnement du convertisseur et de l’actionneur.

(10 heures)
1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Distinction juste des types de signaux et de leurs fonctions.
1.3 Distinction juste du champ d’application de la technologie.
1.4 Estimation correcte de la valeur du signal de sortie pour une entrée donnée.Entraînement électronique des moteurs;
Classification des types d’entraînements;
Explication du redressement :
fixe à diode,
variable à thyristors;
Ponts redresseurs à double alternance:
monophasés,
triphasés;
Classification des modes de fonctionnement dans 1,2 ou 4 quadrants;
Distinction entre la commande de couple et celle de vitesse;
Diode de roue libre;
Onduleur autonome à 6 pas;
Modulation de largeur d’impulsion;
Maintien du rapport tension/fréquence;2 Configurer le convertisseur et l’actionneur.

(8 heures)
2.1 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
2.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
2.3 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des simulateurs de charge, des logiciels et des outils manuels.
2.4 Détermination correcte des options et des valeurs des paramètres de fonctionnement du convertisseur et de l’actionneur.
2.5 Fonctionnement correct du convertisseur et de l’actionneur.Configuration d’un variateur de vitesse;
Établissement des limites :
de courant;
de vitesse;
de puissance, etc.
Rampe d’accélération et de décélération;
Utilisation d’un banc d’essai ;
Description des caractéristiques en charge, lors du démarrage et de l’arrêt;3 Étalonner l’élément final de contrôle.
(4 heures)
3.1 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
3.2 Choix et utilisation appropriée d’une procédure d’étalonnage.
3.3 Interprétation juste de la courbe d’étalonnage.
3.4 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des simulateurs de charge, des logiciels et des outils manuels.
3.5 Simulation correcte des signaux d’entrées.
3.6 Réglage correct du convertisseur et de l’actionneur.
3.7 Prise de notes claire et détaillée des réglages effectués.
3.8 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Étalonnage des variables du variateur de vitesse : consigne, vitesse, fréquence alarmes et limites principales;
Simulation du signal de consigne à distance du variateur de vitesse;
Réglage des paramètres d’un variateur de vitesse :
tension d’entrée et de sortie,
limite de courant,
accélération et décélération,
mode de vitesse ou couple constant,
consigne locale ou distante,
type de rétroaction; etc.4 Vérifier le fonctionnement de l’élément final de contrôle.

(8 heures)
4.1 Utilisation juste de la documentation technique.
4.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
4.3 Détermination correcte d’un problème de fonctionnement.
4.4 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification du branchement et du fonctionnement du variateur de vitesse et du moteur;
Utilisation d’un banc d’essai et description ciblée de ses possibilités;
Vérification de la conformité de l’alimentation du variateur;
Vérification adéquate de la compatibilité du variateur avec le moteur;
Vérification élémentaire du moteur et de l’accouplement;
Vérification rudimentaire des organes de consigne : boutons marche, arrêt, sens de rotation, rhéostat de vitesse, clavier;
Vérification sommaire des organes de mesure;
Respect de la continuité des masses;
Interprétation correcte de la documentation technique.
Démarche pédagogique
Pour ce cours, on favorisera l’approche systémique. On présentera d’abord une vision globale du système de contrôle de la force motrice. On s’intéressera d’avantage aux relations fonctionnelles et à la conduite du système qu’aux détails caractéristiques des constituants. On restreindra le niveau d’analyse au minimum nécessaire pour expliquer le comportement du système dans sa fonction première. On limitera l’analyse aux seuls caractéristiques qui sont incontournables dans des applications classiques et intégrées dans un environnement favorable à la bonne marche du système. En théorie, on s’efforcera de mettre en contexte industriel l’application de la force motrice en la reliant aux tâches du futur technologue.

Le fonctionnement du moteur shunt à excitation séparée sera présenté en se limitant aux principes fondamentaux de l’électromagnétisme et en utilisant un circuit équivalent en régime permanent. La description du moteur d’induction triphasé se fera sans recourir aux modèles mathématiques, ni aux phaseurs ni au circuit équivalent incluant des réactances. On insistera sur le branchement et sur la définition des tensions de lignes et de phases d’une source triphasée 120/208V. Le concept de facteur de puissance sera introduit à l’aide du triangle des puissances et il sera repris en profondeur dans le cours Électrotechnique.

Les principes du magnétisme seront introduits sans insister sur l’induction et les circuits magnétiques qui seront repris en Électrotechnique à l’occasion de présenter le transformateur et la machine d’induction avec la technique des phaseurs. On insistera surtout sur le rôle des entraînements électroniques, leur principe de fonctionnement, leurs caractéristiques d’entrée-sortie, leurs formes d’onde, leur mise en service. Leurs circuits de commande seront approfondis dans le cours Commande électronique. Leurs circuits de puissance seront approfondis dans le cours Électronique de puissance.

Les laboratoires consisteront à faire l’acquisition de données sur des bancs d’essai constitués de modèles réduits à fonction didactique ou sur de véritables équipements industriels en utilisant des instruments de mesure modernes tels que des oscilloscopes portables numériques et des analyseurs de puissance. On travaillera le plus possible en équipe de deux. La préparation des laboratoires par écrit sera obligatoire de façon à minimiser les bris d’équipements et les dangers. Ces préparations pourront consister à faire des estimés par calculs, à dessiner les schémas de montage et à répondre à des questions portant sur des lectures ou des notions vues en classe.

Des périodes de laboratoire seront allouées au montage d’un petit démarreur à pleine tension classique ou d’un autre système de complexité équivalente, selon les normes industrielles. Il faudra alors que les enseignants se concertent de façon à monter un circuit différent de ceux du cours Installer des systèmes de contrôle-commande en troisième session.

Les élèves devront consigner par écrit les résultats de laboratoire. Ceux-ci feront l’objet d’une analyse soit dans un cahier de laboratoire, un compte rendu ou un rapport.




Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Décrire adéquatement le comportement du moteur shunt à excitation séparée en utilisant les principes fondamentaux de l’électromagnétisme ainsi que le circuit équivalent en régime permanent;
Décrire simplement le comportement du moteur d’induction à cage triphasé et son alimentation sans recourir aux phaseurs ni au circuit équivalent basé sur les réactances;
Identifier correctement les principaux convertisseurs statiques en vigueur dans les entraînements électroniques;
À l’aide des lois de Newton, calculer simplement les principales variables mécaniques appliquées au mouvement rotatoire;
À l’aide des lois de l’électromagnétisme, calculer simplement les principales variables électriques appliquées aux deux moteurs étudiés;
Brancher, configurer et conduire efficacement un entraînement électronique industriel tout en se limitant à l’aspect fonctionnel du système :
pour le moteur à courant continu à excitation séparée;
pour le moteur d’induction à cage triphasé;
Conduire les essais menant à la mise en service d’un entraînement électronique;
Monter un démarreur classique de moteur électrique triphasé à pleine tension;
Dessiner le schéma de branchement d’une installation de force motrice;
Mesurer adéquatement les principales variables d’un entraînement électronique incluant la vitesse, la fréquence les formes d’ondes, les courants, les tensions et les puissances puis les interpréter judicieusement en vue de la mise en service ou du dépannage de première ligne. Pour se faire, utiliser :
un multimètre industriel à valeur efficace vraie;
une pince ampèremétrique;
un oscilloscope numérique à mémoire portatif;
un analyseur de puissance;
Interpréter correctement la plaque signalétique d’un moteur et estimer simplement les principales variables de l’installation de force motrice;

Voici quelques uns des principaux critères d’évaluation :
la justesse de l’interprétation des théories, des résultats de mesures (formes d’onde entre autres) et des calculs;
la pertinence des calculs, des réglages et des solutions aux problèmes;
la fonctionnalité et la qualité des branchements et des réglages;
le respect des règles de l’art lors du montage des circuits;
le degré de préparation et d’achèvement des travaux;
le professionnalisme et l’utilisation consciencieuse du matériel;
la propreté et la conformité aux normes des tableaux, des graphiques et des schémas;
l’adéquation des méthodes utilisées pour les mesures, les montages et la conduite des essais de mise en service;

Médiagraphie
WILDI, Théodore. Électrotechnique, 4e édition, Québec, Les presse de l’Université Laval, ©2005, 1215 p., ISBN 2-7637-8185-3, TK145.W542 2005.
CHAPMAN, Stephen J., Electric machinery fundamentals, 4e édition, NewYork, McGraw-Hill., ©2005, 653 p. TK2000C423 2005.

Variateurs de vitesse
POLKA, Dave, Motors and drives : a practical technology guide, Research Triangle Park, NC, ISA-The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2003, 368 p. TK2514P645 2003.
BOSE, Bimal K. Adjustable speed AC drive systems, New York, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 1981, 449 p. TK4058A348 1980.
Carrow, Robert S. Electrician's technical reference : variable frequency-drives, Albany, N. Y., Delmar, 2001,175 p. TK2781C377 2000.
Carrow, Robert S. Electronic drives, New York, McGraw-Hill, 1996, 363 p. TK7881.15C373 1996.
DEWAN, S. B., G.R. Slemon et A. Straughen. Power semiconductor drives, Toronto, John Wiley, 1984, 354 p. TK'4058'D47'1984.
JOÓS, Géza et Edward D. Goodman. Entraînements à courant continu, Sillery, Qc. Presses de l’Université du Québec, 1987, 351 p. ISBN : 2-7605-0456-5.
Murphy, J. M. D. et F.G. Turnbull. Power electronic control of AC motors, New York, Pergamon Press, 1988, 524 p. TK2781M876 1988.
PEERS, Yvon. Variation de vitesse, Paris, Hermès, 1997, 152 p. TK4058V374 1997.
PHIPPS, Clarence A. Variable speed drive fundamentals, 3e éd., Lilburn, Georgie, Fairmont Press, 1999, 212 p. TK4058P448 1999.
SEN, P. C. Thyristor DC drives, Toronto, John Wiley and sons, 1981, 307 p. TK4058S46.
SPITZER, David W. The Application or Variable Speed Drives, Research Triangle Park, North Carolina, Instrument Society of America, 1987, 196 p. TK4058S648 1990.
Subrahmanyam, Vedam. Electric drives : concepts and applications, Montréal, McGraw-Hill, 1996, 715 p. TK4058S923 1996.
TURKEL, Stan. Practical guide to troubleshooting, installation, and maintenance of variable frequency drives, Overland Park, Kan, EC&M Boooks,2001, 78 p. TK4058T876 2001.
VALENTINE, Richard. Motor control electronics handbook, Montréal, Mc-Graw Hill, 1998, 704 p. TK7881.2V345 1998
BOLDEA, Ion et S. A. Nasar. Electric Drives, + CD-ROM Interactive, CRC Press, 1998, 411 p. ISBN: 0849325218.
VAS, Peter. Sensorless Vector and Direct Torque Control, (Monographs in Electrical and Electronic Engineering), Oxford University Press, 1998, 724 p. ISBN: 0198564651.

Variateurs de vitesse vectoriels
NOVOTNY, D. W. et T.A. Lipo. Vector Control and Dynamics of Ac Drives (Monographs in Electrical and Electronic Engineering), Oxford University Press, 1996, 440 p. ISBN : 0198564392.
NASAR, Syed A. et I. Boldea. Vector Control of AC Drives, Boca Raton, Florida, CRC Press, 1992, 256 p. ISBN : 0849344085. TK2791.B65.

Nouveau
NEY, Henri. Technologie d’électrotechnique équipements industriels, Terminale BEP; livre de l’élève, Paris, Nathan, 2003, 256 p., aussi : livre du professeur + une disquette.  HYPERLINK "http://www.nathan.fr" www.nathan.fr
STURZER, Guy et Eddie Smigiel. Modélisation et commande des moteurs triphasés, Commande vectorielle des moteurs synchrones et commande numérique par contrôleurs DSP ; coll. Technosup, Paris, Ellipses, 2000, 246 p.

Audio-visuel
PAGE, James. Physics demonstrations in electricity and magnetism, Lakeville, Minn., Physics Curriculum & Instruction, 1993. 3 vidéocassettes VHS, 30 min chacune, + teacher's guide, 41 p. Disponibles au Cégep du Vieux Montréal.
LEDUC, Louis-Roland et Pascale Cusson, Le magnétisme : l'attirance, c'est physique, Montréal, Productions Téléféric ; Montréal, Télé-Québec, 1997, 1 vidéocassette VHS, 25 min 30 s. QC753.2M336 1997 VIDEO.
DAVIS, John. Électromagnétisme, Burnaby, C.-B., Classroom Video; Montréal, Télé-Québec (diff.), 1995, 1 vidéocassette VHS, 29 min. QC760D383s 1995 VIDEO.

Machines cc.
ABDELILAH, Miloud. Électromécanique de systèmes automatisés : module 23 . Moteurs et génératrices à c.c., Sherbrooke, Centre d'élaboration des moyens d'enseignement du Québec, 1995, TK2411A225 1995.


Magnétisme
CALLISTER, William D. Science et génie des matériaux, chp 19 : propriétés électriques, chp. 21 : propriétés magnétiques, Montréal, Modulo, 2001, 781 p. livre + cdrom, TA403C34514 2001.
HALLIDAY, David, Robert Resnick, Jearl Walker. Physique - v. 2. Électricité et magnétisme, 6e éd., Montréal, Chenelière/McGraw-Hill, 2003, 299 p. QC21.2H34314 2003 v.2.
BENSON, Harris. Physique 2 : électricité et magnétisme, Montréal, 2e éd., Editions du Renouveau pédagogique, 1999, 398 p. livre + cdrom. QC6B45814 1999.
CÔTÉ, Maurice A. et Carol Ouellet. Électricité et magnétisme, Sainte-Foy, Le Griffon d'argile, 1994, 406 p. QC21C673 1994.





243-226-SH Électronique
Compétences :
436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.
43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.

Pondération :
3-3-3
3 unités

Préalable relatif : Fondements de l’électronique analogiques (243-156-SH)
Préalable à : Chaîne de mesure (243-327-SH) Installer des systèmes de contrôle-commande (243-346-SH)


CompétenceContexte de réalisation436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.

PartielleÀ l’atelier ou sur le site de production.
À l’aide de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux;
collecteurs de données.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
PartielleÀ la suite d’un appel de services.
À l’aide de plans, de schémas, de guides de dépannage et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.

Note préliminaire
L’électronique prend une place de plus en plus importante dans le monde industriel. Bien sûr, l’ordinateur et le téléphone sont des outils incontournables dans les bureaux. Mais les automates programmables, les microcontrôleurs, les transmetteurs, les variateurs électroniques de vitesse et de nombreux autres dispositifs de contrôle électroniques ont également envahi les usines. C’est pourquoi le cours Électronique fournira une base indispensable aux élèves du programme d’électronique industrielle.
Le cours Électronique est le deuxième cours du fil conducteur de l’instrumentation et de la régulation. Il se donne en deuxième session. Il fait suite au cours Fondements de l’électronique analogique qui lui est préalable. Alors que le cours Fondements de l’électronique analogique aura présenté les lois fondamentales de l’électricité, le cours Électronique portera d’avantage sur la notion de signal électrique comme support d’information et sur les alimentations. Il entretient également un lien de parenté informel avec le cours Fondements de l’électronique numérique où l’on aura étudié des circuits en commutation. Le cours Électronique est préalable à Chaîne de mesure et à Installer des systèmes de contrôle-commande qui se donnent tous les deux en troisième session.

Ce cours est au cœur du fil conducteur de l’électronique qui rattache les différents axes du programme d’électronique industrielle. On n’a qu’à penser au cours d’Électronique de puissance dans l’axe de la puissance, au cours Commande électronique dans l’axe de l’instrumentation et au cours Chaîne de mesure dans l’axe des automatismes pour constater le maillage du programme par les notions d’électronique.

Ce cours permettra à l’élève de développer ses compétences en ce qui a trait à la résolution de circuits, à la mesure de signaux de très basse tension et à leur interprétation dans un contexte de mise en service et de dépannage industriel. Il lui permettra de se familiariser avec l’utilisation du multimètre et de l’oscilloscope, deux instruments incontournables de l’électronique industrielle.
Suivant une approche systémique de programme, le cours Électronique aborde le traitement des signaux en se limitant au montage et à l’observation de la fonction première de circuits classiques placés dans un contexte idéal de fonctionnement, en utilisant les fonctions de base des instruments de mesure. Le cours Chaîne de mesure qui lui succède récupère ces concepts et explore les caractéristiques intimes des circuits et des instruments en établissant des critères de performance avancés et en délimitant leur plage d’utilisation valide par des mesures étendues et des calculs judicieux.

Ce cours principalement axé sur le montage et le dépannage, contribuera à développer le sens critique de l’élève et l’entraînera à agir avec méthode, deux qualités indispensables au futur technologue dans sa profession. En effet, c’est dans ce cours que l’élève développera les notions fondamentales en électronique et les habiletés avec les instruments de base qui renforceront son jugement professionnel.




Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage436 - Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.1 Préparer la prise de mesure ou l’acquisition de données.

(21 heures)
1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Interprétation juste des caractéristiques des alimentations et des signaux.
1.3 Détermination des points de mesure appropriés.
1.4 Détermination correcte de la fréquence et de la durée des relevés.
1.5 Choix approprié des logiciels d’acquisition de données.
1.6 Estimation correcte des valeurs attendues.
1.7 Choix approprié de l’appareillage.
1.8 Vérification et étalonnage corrects de l’appareillage.Identification des topologies de circuits : branche, nœud, boucle, série, parallèle, etc.;
Représentation symbolique et réelle des circuits;
Modélisation fonctionnelle idéale des composants de circuits;
Application élémentaire :
de la loi d’Ohm,
des lois de Kirchhoff,
du théorème de Thévenin;
Amplificateur opérationnel idéal;
Transistor en commutation : BJT, MOS, IGBT;
Régulateur intégré;
Distinction entre modèle théorique et composants réels;
Résolution directe de circuits simples par réduction en un circuit équivalent élémentaire;
Fonction exponentielle et logarithmique :
Charge et décharge linéaire et exponentielle du condensateur;
Magnétisation exponentielle d’une inductance;
Estimation des valeurs initiale, intermédiaire et finale;
Interprétation numérique et graphique de la constante de temps;
Alimentation linéaire régulée;
Amplificateurs inverseur, suiveur, sommateur, différentiel;
Conditionneurs, limiteurs, écrêteurs, comparateurs, bascule de Schmitt
Distinction exacte entre châssis, point commun, masse et mise à la terre;2 Prendre les mesures ou procéder à l’acquisition de données.

(27 heures)
2.1 Branchement correct de l’appareillage de mesure.
2.2 Mesures précises et complètes des alimentations et des signaux.
2.3 Utilisation appropriée de l’appareillage.
2.4 Sauvegarde correcte des données.
2.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Transposition fidèle du schéma du circuit en un montage sur plaquette d’expérimentation conforme aux règles de l’art;
Identification des broches des composants à partir de croquis;
Utilisation courante et appropriée du multimètre;
choix pertinent de la fonction et de l’échelle;
branchement cohérent;
Ajustement des alimentations et des signaux à l’aide de sources et de générateurs;
Branchement correct et utilisation adéquate des fonctions essentielles de l’oscilloscope : couplage, sensibilité et base de temps;
Énumération des principales grandeurs d’influence et techniques élémentaires de minimisation de celles-ci;3 Analyser les données.

(24 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Clarté et exactitude des représentations graphiques.
3.3 Utilisation appropriée des logiciels.
3.4 Détermination correcte de la moyenne, de la médiane et de l’écart type des données.
3.5 Sauvegarde correcte des résultats.
3.6 Critique de la vraisemblance des résultats.
3.9 Justesse du verdict sur la conformité des signaux et des alimentations.Utilisation des lois des circuits :
Ohm,
Kirchhoff,
Thévenin;
Détermination des variables de la théorie des circuits : tension, courant, polarité, fréquence, puissance, période, etc.
Introduction aux concepts de signal, de courant alternatif, de rétroaction et de régulation.
Calcul des valeurs :
rms;
crête;
crête-à-crête;
maximale;
minimale;
moyenne.
Analyse sommaire de la production de déphasages;
Caractérisation complète de la commutation par semi-conducteurs;
temps de commutation;
tension de saturation
courant de fuite,
puissance dissipée, etc.
Caractérisation partielle des amplificateurs :
gain, résistance d’entrée,
alimentation,
excursion de la sortie;
Analyse simplifiée des filtres passifs du premier ordre;
Analyse fonctionnelle des circuits réalisant les fonctions de base de l’instrumentation à l’aide des lois physiques, des théories de circuit et des modèles idéalisés de composants électroniques;
Distinction entre circuits linéaires et non linéaires;
Distinction entre courant continu et alternatif;
Résolution simple des circuits;
Simplification par réduction en un circuit équivalent;4 Consigner l’information.

(3 heures)
4.1 Utilisation du vocabulaire approprié.
4.2 Présentation claire de la méthode utilisée et des résultats obtenus.
4.3 Respect des exigences de présentation.Tenue d’un cahier de laboratoire;
Production de(s) rapport(s) de laboratoire;
Dessin de circuits assisté par ordinateur;43G - Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.2 Diagnostiquer le problème de fonctionnement.

(12 heures)
2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
2.3 Vérification appropriée de l’état des composants.
2.4 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.5 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance, de la partie commande, des appareils de la chaîne de mesure, des éléments finals de contrôle et des réseaux.
2.6 Utilisation appropriée du guide de dépannage.
2.7 Utilisation appropriée des commandes de dépannage des logiciels.
2.8 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
2.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Dépannage de circuits électroniques d’instrumentation industrielle;
Observation attentive et interprétation cohérente des symptômes dans des circuits d’alimentation, de commutation, d’amplification et de conditionnement des signaux;
Estimation adéquate des valeurs attendues et comparaison avec les valeurs mesurées;
Interprétation juste des formes d’onde obtenues à l’oscilloscope et comparaison valide avec les mesures prises au multimètre : forme d’onde, amplitude, déphasage, période, fréquence;
Vérification méthodique d’une alimentation linéaire : transformation, redressement, filtrage, régulation;
Vérification concluante de la commutation des transistors et des optocoupleurs;
Vérification ciblée des amplificateurs et des conditionneurs de signaux;
Vérification systématique des composants à l’ohmmètre;3 Remplacer les composants ou les appareils défectueux.

(3 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Choix des composants ou des appareils appropriés.
3.3 Choix et utilisation approprié des outils.
3.4 Installation correcte des composants ou des appareils.
3.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Choix des composants qui respecte leurs principales valeurs assignées;
Énumération sommaire des caractéristiques essentielles des composants;
Interprétation des fiches techniques;


Démarche pédagogique
Pour ce cours on favorisera une approche systémique de résolution de problèmes. On présentera d’abord une vision globale du système avant de s’intéresser à certains détails choisis pour leur pertinence et leur transférabilité. On tentera de maintenir un juste équilibre entre l’analyse fine des caractéristiques des composants et la description synthétique de leurs interactions utiles à la fonction principale du système. On reconnaîtra l’existence de divers niveaux d’analyse et on restreindra celle-ci au minimum nécessaire pour prédire les caractéristiques essentielles du système dans sa fonction première. On s’intéressera donc autant aux interrelations entre les composants engendrant la fonction du système qu’aux caractéristiques propres des composants, en se limitant à celles qui sont incontournables.
À la première session, les lois fondamentales des circuits ont été présentées dans le cours Fondements de l’électronique analogique. À la deuxième session, dans le présent cours, on étudiera des configurations de circuits classiques placées dans des conditions idéales de fonctionnement. On évitera ici d’explorer systématiquement les limites opérationnelles des circuits mais au contraire, on les utilisera dans les contextes les plus favorables illustrant simplement leur raison d’être à un débutant. Ce sera durant les sessions ultérieures que l’on établira les intervalles de confiance du système, que l’on explorera les caractéristiques non idéales des circuits et des instruments, et que l’on définira des critères de performance avancés et rigoureux prenant en compte les contextes d’utilisation moins favorables. Ce cours peut introduire les caractéristiques non idéales des circuits, mais ne les couvre pas systématiquement.

On s’efforcera de mettre en contexte industriel les applications présentées. Les périodes de théorie pourront être utilisées pour présenter diverses solutions à des problèmes. Les périodes de laboratoires pourront alors servir à la mise en œuvre de certaines solutions à ces problèmes, choisies pour leur pertinence. Certaines périodes de théorie serviront à préparer les laboratoires en décrivant les méthodes à utiliser et en prévenant les principaux pièges qui sont anticipés.
Les circuits seront généralement montés par les élèves sur des plaquettes d’expérimentation en respectant les règles de l’art. D’autres circuits déjà montés sur des cartes de circuits imprimés pourront être utilisés selon leur disponibilité. Certains laboratoires pourront porter spécifiquement sur l’utilisation du multimètre et de l’oscilloscope.

On exigera que les laboratoires soient préparés par écrit. Ces préparations pourront consister à faire certains calculs, à répondre à des questions ou à dessiner des circuits. Idéalement, les élèves travailleront individuellement en laboratoire. L’élève consignera par écrit les résultats des expérimentations dans un cahier de laboratoire. Certains laboratoires pourront faire l’objet de comptes rendus ou d’un rapport.

On favorisera l’insertion pédagogique des élèves dans leur processus d’apprentissage en leur donnant des évaluations formatives leur permettant d’apprivoiser le style des évaluations sommatives qui suivront. Certaines périodes de théorie seront utilisées pour faire travailler les élèves sur des exercices dirigés et des devoirs à compléter à la maison.
Dans ce cours, on portera une attention particulière à l’encadrement des élèves. On les aidera à s’adapter à l’environnement collégial et à la charge de travail accrue, à évaluer positivement leurs réalisations en regard des objectifs attendus et à faire fructifier leur volonté de réussite à l’intérieur d’un cheminement régulier.


Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Préparer adéquatement des manipulations en choisissant des pièces et de l’appareillage, en dessinant des circuits et en estimant des valeurs attendues;
Analyser efficacement des circuits simples et les résoudre;
Interpréter correctement des schémas, des plans et de la documentation technique;
Reconnaître la topologie d’un circuit;
Monter des circuits sur une plaquette d’expérimentation et les mettre en fonction;
Monter et dépanner un circuit d’alimentation;
Choisir un composant en vue d’un remplacement;
Vérifier le bon fonctionnement d’un circuit;
Dépanner un circuit en utilisant des méthodes classiques de diagnostique basées sur l’interprétation de mesures pertinentes;
Prendre des mesures de base avec un multimètre et un oscilloscope;
Interpréter correctement le tracé d’une onde sur l’écran d’un oscilloscope, en extraire les valeurs numériques comparables à celles données par le multimètre;
Consigner de l’information technique par écrit;

Voici quelques uns des principaux critères d’évaluation :
la justesse des calculs, des interprétations des théories et des résultats;
la propreté et la conformité aux normes de présentation des tableaux, des graphiques et des schémas;
la pertinence et la clarté des solutions et des calculs;
l’adéquation des méthodes et la précision des mesures;
le professionnalisme et l’attitude responsable face au matériel confié;
le niveau d’achèvement des travaux;
la rigueur et la qualité des travaux;
le respect des règles de l’art lors du montage des circuits;











Médiagraphie

TRUSSART, Louis. Circuits Électroniques, Montréal, Éditronique, 2006, 855p. ISBN 978-2-9801266-5-9
TRUSSART, Louis. L’électronique, Montréal : Éditronique, 2000, 509 p.
FLOYD, Thomas L. Fondements d’électronique, 4e édition, Repentigny (Québec), Les éditions Reynald Goulet inc., 1999, 939 p.
FLOYD, Thomas L., Électronique composants et systèmes d'application, Les éditions Reynald Goulet inc., Repentigny, 2003, 1054 p. ISBN : 2-89377-171-8
MALVINO, Albert Paul. Principes d’électronique, 3e édition, Collection : Dunod Masson Ho, Ediscience International, 2000, 823 p.
BOYLESTAD, Robert L. et Louis Nashelsky. Semi-conducteurs et amplificateurs, Montréal, Éditions du Renouveau pédagogique, 1981, 641 p.
BOYLESTAD, Robert L. et Louis Nashelsky. Electronic Devices and Circuit Theory, 8e éd., Toronto, Prentice Hall, 2001, 1020 p. ISBN: 130284831
GROB, Bernard. L’électronique, 2e éd. française, Saint-Laurent, McGraw-Hill, 1983, 856 p. TK7815G76E414.
GROB, Bernard et Mitchel Schultz. Basic Electronics, 9e éd., McGraw-Hill Higher Education, 2003, +cdroms simulation et tutoriels. ISBN : 007827124X,  HYPERLINK "http://www.grob.glencoe.com" http://www.grob.glencoe.com.
VERBEEK, Christian. Les composants actifs en commutation : caractéristiques essentielles, modes de fontionnement, Paris, Dunod., 1992, 155 p.
OEHMICHEN, Jean-Pierre. Emploi rationnel des transistors : principes, dissipation, amplification, commutation, puissance, ap, Paris, Dunod, 1993.
POITEVIN, Jean-Marc. Électronique générale : aide-mémoire, coll. sciences Sup, Paris : Dunod, 2002, 400 p.
MACHUT, Jean-François. Guide de choix des composants, Paris, Dunod ; Paris, Éditions techniques et scientifiques françaises, 2000, 201 p. ISBN : 2-10-004578-4.
RAÏS, Abdelkrim. Montages à base de circuits intégrés linéaires, Saint-Hubert, Québec, SAM R, 1999, 3 vol. + 1 cdrom. ISBN : 2-922638-03-0.
BESSON, René. Composants électroniques : technologie et utilisation, Paris, Dunod, 1998, 270 p. ISBN : 2-10-003555-X.
SIROIS, Alain. Électromécanique de systèmes automatisés : module 12 . Circuits à semi-conducteurs, Sherbrooke, Centre d'élaboration des moyens d'enseignement du Québec, 1997, TK2341S472 1995.
BELT, Forest. Applications de circuits électroniques industriels, Québec, Les Publications du Québec., 1990, 316 p. ISBN : 2-551-08427-X.
SCHMITT, Sylvain. Le composant électronique monté en surface : technologie et mise en œuvre, Paris, Masson, 1994, 294 p. ISBN : 2-225-84613-8.
BOHN, Dominique et Léopold Bacza. Initiation à l'électronique, Paris, S.A.E.P., 1991, 99 p. TK7825B634 1991.
SALETTE, Pierre, André Bianciotto et Pierre Boye. Paris, Delagrave, 1993, ISBN: 2-206-00663-4




Amplificateurs opérationnels
FRANCO, Sergio. Design with operational amplifiers and analog integrated circuits, 3e éd., New York, McGraw-Hill, 2001, 672 p. TK7871.5O6F722 1998.
STANLEY, William. Operational amplifiers with linear integrated circuits, 4e éd.,Toronto, Prentice Hall., 2001, 674 p. TK7871.58O6S736 1989.
COUGHLIN, Robert F. et Frederick F. Driscoll. Operational amplifiers and linear integrated circuits, 6e éd., Upper Saddle River, N.J., Prentice-Hall, 2001, 529 p. TK7871.58O6C686 1991.
PELAT, Alain. Circuits à amplificateurs opérationnels et transistors, Mentor sciences ; Paris, Polytechnica, 1994, 343 p. ISBN : 2-8405-4026-6.
GIRARD, Michel. Amplificateurs opérationnels, Saint-Laurent, McGraw-Hill., 1989, TK7871.58O6G518 1989.

Laboratoires
HOPE, Wayne M. Experiments in circuit analysis : a book of laboratory experiments, 2e éd., Edmonton, Formulations Media, 1997, ISBN: 0-9683168-0-8.


Dépannage
MATSUDA, Don. Dépannage en électronique, Repentigny, R. Goulet., 1995, 484 p. TK7870.2M372 1995.
LOVEDAY, Georges. Le dépannage des circuits électroniques, 3e éd., Paris, Eyrolles, 1985, 186 p. TK7870L69314 1985.
MAZUR, Glen A. Electrical/electronic systems, Alsip, Ill., American Technical Publishers, 1995, 490 p. + 1 livre d'exercices de 198 p. + 1 guide. TK7870M393 1995.
MAZUR, Glen A. et Thomas E. Proctor. Troubleshooting electrical/electronic systems, Alsip, Ill., American Technical Publishers, 1995, 476 p. + 1 guide. TK7870.2M397 1995.




Nouveau :
BRENNAN, Kevin F. Introduction to Semiconductor Devices, Cambridge University Press, 2005, 316 p. niveau avancé, ISBN : 0-521-83150-4.
CAZENAVE, Philippe. Modélisation du transistor bipolaire intégré. : 1, Dispositifs au silicium, Hermes Science Publications, 2004, ISBN : 274620987X.
POITEVIN, Jean-Marc. Exercices d’électronique, Tome 1 : Composants discrets et méthodes de calcul, coll. sciences Sup, Paris, Dunod, 2003, 272 p. ISBN : 2100068458.
BOURGERON, Roger. Guide du technicien en électronique, 2e éd., Paris, Hachette, 2004, 306 p. ISBN : 2-01-116575-X.


Audio-visuel
SIMONIN, Guy et Jacques Bosc. Électronique, coll. In situ : encyclopédie des sciences et des techniques, (Amplificateur--Le circuit intégré--Transistor--Effet transistor--Diode--Semi-conducteurs--Circuit logique) Paris, Centre national de documentation pédagogique ; Montréal, Télé-Québec, 1995, 1 vidéocassette VHS, 54 min. TK7819E432 1995 VIDEO.
PFÄNDNER, Bettina. Le Transistor : L'ordinateur, Du transistor au microprocesseur , deux inventions qui ont permis à l'électronique et à l'informatique de faire des pas de géants, Munich, Target Film / Télé-Québec, 1990. 2 émissions de 15 min. chacune.
TVOntario. Eureka. Les électrons, Toronto, TVOntario, 1982, 1 vidéocassette, 5 min.
TESSIER, Alain, Marie Fontaine et Denis Dubé. Les Semiconducteurs, 1. Propriétés des semi-conducteurs (17 min) --2. Jonction PN (11 min) --3. Diode (11 min) --4. Transistor bipolaire (15 min) --5. Transistor à effet de champ à jonction (17 min) --6. Transistor à effet de champ à grille isolée (15 min) --7. Transistor à effet de champ à grille isolée en régime d'enrichissement seul (15 min). Hull, Université du Québec à Hull., 1993. 7 vidéocassettes VHS total 101 min.


CDROM
BOURNIVAL, Gilles. Dpanne : diagnostic et dépannage de circuits électroniques pour Windows, Montréal, Centre collégial de développement de matériel didactique, 1998, 1 cdrom. ISBN : 2-89470-070-9.

























243-236-SH Programmer des automatismes
Compétences :
434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.
43A- Programmer des parties commande.
43B- Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.
43D- Programmer un système de supervision.
43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

Pondération :
3-3-2
2,66 unités

Préalable relatif : Fondements de l’électronique numériques (243-165-SH)
Préalable à : Chaîne de mesure (243-327-SH) Installer des systèmes de contrôle-commande (243-246-SH) Commande des actionneurs (243-434-SH)


CompétenceContexte de réalisation434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.

Partielle.À partir de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide du code électrique et de normes d’installation.
À l’aide d’outils manuels et de machines outils.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.43A- Programmer des parties commande.

Partielle.À l’atelier ou sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique et d’ouvrages de référence.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de programmes de contrôle-commande.
À l’aide des pilotes de communication.
À l’aide de logiciel de programmation et de configuration.43B- Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.
PartielleÀ l’atelier et sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique.
À l’aide d’instruments de mesure.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.
À l’aide d’outils manuels.43D- Programmer un système de supervision.
PartielleÀ partir de croquis et de schémas.
À l’aide de la documentation technique.
À l’aide de bibliothèques de fabricants.
À l’aide de pilotes de communication.
À l’aide de logiciels de configuration et de programmation.43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.
PartielleEn collaboration avec des personnes-ressources.
À l’aide de la documentation technique.
A l’aide de logiciels.
A l’aide de simulateurs.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
Les automatismes prennent une part grandissante dans l’activité des pays industrialisés. Selon l’analyse de situation de travail des technologues en électronique industrielle, la majorité de leurs tâches touchent directement les systèmes automatisés. C’est dans le présent cours que l’on abordera l’automate programmable qui est au cœur des automatismes industriels.

Le cours Programmer des automatismes arrive en deuxième session. Il appartient au fil conducteur des automatismes suivant une approche systémique de programme. Il fait suite au cours Fondements de l’électronique numérique qui lui est préalable. Dans ce dernier cours, l’élève aura fait connaissance avec les circuits numériques et la logique combinatoire et séquentielle. Ces notions seront réinvesties dans le présent cours dans la réalisation d’automatismes programmés à l’aide du langage en échelle qui est une extension de la logique à contacts. Ce cours permettra à l’élève de produire des solutions programmées à des problèmes d’automatismes séquentiels simples utilisant des capteurs et des actionneurs de type tout ou rien. L’élève apprendra à traduire le cahier des charges en un langage universel de description des automatismes comme le grafcet puis à produire un programme en échelle de contacts en suivant une méthode rigoureuse et systématique.

Ce cours sera préalable à Chaîne de mesure (3e session) où s’ajouteront des transducteurs de variables continues. Il sera également préalable à Installer des systèmes de contrôle-commande (3e session) où l’on procédera au montage d’un système automatisé complet. Enfin, il sera préalable à Commande des actionneurs (4e session) où l’on approfondira l’automatisation avec des actionneurs électriques pneumatiques et hydrauliques.

Ce cours permettra à l’élève de prendre contact avec des systèmes automatisés industriels. L’élève y développera sa capacité d’analyse et de résolution de problèmes à un niveau suffisant pour pouvoir contribuer, dès son premier stage d’alternance travail-études, à des tâches de montage et de dépannage de première ligne.






Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage434 - Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.4 Procéder à l’installation des éléments de la chaîne de mesure.

(2 heures)


4.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
4.2 Sélection des capteurs et des transmetteurs appropriés.
4.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
4.4 Positionnement et fixation corrects des capteurs et des transmetteurs.
4.5 Raccordement correct des capteurs et des transmetteurs aux alimentations électriques et pneumatiques.
4.6 Raccordement correct des câbles de communication et de contrôle.
4.7 Identification correcte des capteurs et des transmetteurs.
4.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
4.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
4.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Caractérisation et branchement des boutons poussoirs, des sélecteurs, des interrupteurs de fin de course, des détecteurs optiques et des détecteurs de proximité;
courant et tension assignés;
fixation, boîtier;
matériau détecté;
dimension de la pièce à détecter;
portée, protection;
Distinction des schémas de branchement des capteurs de type drain et source;
Ajustement de la position des interrupteurs de fin de course et des capteurs de proximité;
Alignement des capteurs optiques;5 Procéder à l’installation des éléments finals de contrôle.

(2 heures)

5.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
5.2 Sélection des convertisseurs et des actionneurs appropriés.
5.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
5.4 Positionnement et fixation corrects des convertisseurs et des actionneurs.
5.5 Raccordement correct des alimentations électriques, pneumatiques et hydrauliques.
5.6 Raccordement correct des câbles de communication et de contrôle.
5.7 Identification correcte des convertisseurs et des actionneurs.
5.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
5.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
5.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Caractérisation et branchement des organes de commande électriques à deux états :
des voyants;
relais et contacteurs statiques et électromagnétiques;
des actionneurs électriques (solénoïdes, lampes, éléments chauffants);
Distinction entre commande bistable et monostable;
Détermination du courant de commande et de charge;6 Procéder à l’installation de cartes et de modules d’extension.

(2 heures)

6.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
6.2 Sélection des cartes et modules appropriés.
6.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
6.4 Configuration correcte des cartes et des modules.
6.5 Insertion et branchement correct des cartes et des modules.
6.6 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
6.7 Respect des normes d’installation.Caractérisation et branchement des modules d’entrée et des modules de sortie à deux états :
alimentation, consommation;
tension et courant assignés;
couplage;
protection;
Positionnement des cartes et configuration des cavaliers et sélecteurs en fonction de la table d’adressage;43A - Programmer des parties commande.1 Établir la communication avec la partie commande.

(6 heures)

1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Choix approprié des protocoles de communication entre l’ordinateur et la partie commande.
1.3 Branchement correct de la partie commande à l’ordinateur.
1.4 Utilisation appropriée des logiciels de programmation et de configuration.
1.5 Configuration appropriée des modules de la partie commande.Utilisation du protocole le plus approprié;
Branchement fonctionnel du lien de communication entre un ordinateur et l’automate;
Utilisation minimale du logiciel de communication avec l’automate;
Configuration des modules en fonction de la table d’adressage;3 Tester le fonctionnement des programmes.

(27 heures)

3.1 Transfert complet des programmes et des données.
3.2 Détermination correcte des variables à tester.
3.3 Choix et utilisation appropriés des utilitaires de diagnostic.
3.4 Interprétation juste des ordinogrammes et des autres modes de représentation des programmes.
3.5 Interprétation juste des langages de programmation.
3.6 Interprétation juste des stratégies de contrôle-commande.
3.7 Analyse juste du déroulement des programmes.
3.8 Détermination correcte de problèmes de fonctionnement.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Édition d’un programme en langage de contacts en échelle à l’aide d’un logiciel de programmation en se limitant aux opérations de logique combinatoire et séquentielle;
Ouverture et sauvegarde du programme;
Transfert du programme vers l’automate et récupération du programme de l’automate;
Vérification méthodique de programmes pour automate en utilisant des outils de simulation et de débogage;
Utilisation d’un logiciel de supervision pour simuler la partie opérative;
Interprétation des grafcets, des tables de vérité et des équations booléennes et du langage de contacts en échelle;
Identification des signaux d’entrée ou de sortie manquants et des composants défectueux associés;
Interprétation de la séquence des opérations et de la combinaison des entrées nécessaires;
Approche de dépannage symptomatique et causale;

4 Apporter les corrections nécessaires aux programmes.

(17 heures)

4.1 Interprétation juste de la documentation technique et des ouvrages de référence.
4.2 Détermination correcte des modifications à apporter aux programmes et aux données.
4.3 Choix et utilisation appropriés des modes de fonctionnement de la partie commande.
4.4 Utilisation appropriée des langages de programmation.
4.5 Fonctionnement correct du programme.
4.6 Modification appropriée de la documentation des programmes.
4.7 Sauvegarde complète des données et des programmes.Modification matérielle et logicielle en vue de produire les signaux manquants suivant la séquence prévue;
Utilisation des modes manuel et normal;
Affichage des variables booléennes pertinentes;
Modification directe d’un programme en mode d’exécution;
Démonstration convaincante de la fonctionnalité;
Documentation pertinente des modifications au programme.43B - Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.1 Analyser le fonctionnement du capteur et du transmetteur.

(3 heures)

1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Distinction juste des types de signaux et de leurs fonctions.
1.3 Distinction juste du champ d’application de la technologie.
1.4 Estimation correcte de la valeur du signal de sortie pour une entrée donnée.Explication des principes de fonctionnement des détecteurs optiques et des détecteurs de proximité;
alimentation;
production des signaux;
résistance aux nuisances environnementales;
principe : magnétique, inductif, capacitif, Hall;
portée, protection;
tension de déchet;
retard à la disponibilité et à l’action;
fréquence de commutation;
Distinction des schémas de branchement des capteurs de type drain et source;
Distinction des capteurs à deux fils de ceux à trois fils;
Détermination de l’état du signal électrique en fonction de la présence ou de l’absence de l’objet détecté;2 Configurer le capteur et le transmetteur.

(3 heures)

2.1 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
2.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
2.3 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des logiciels et des outils manuels.
2.4 Détermination correcte des options et des valeurs des paramètres de fonctionnement du capteur et du transmetteur.
2.5 Fonctionnement correct du capteur et du transmetteur.Configurations du montage de capteurs à deux états et d’interrupteurs de fin de course en série et en parallèle;
Montage d’un banc d’essai simple à l’aide de source d’alimentation et d’une pièce de détection;
Vérification du fonctionnement à l’aide d’un multimètre ou d’une sonde.43D - Programmer un système de supervision.1 Configurer le réseau de contrôle et ses liens avec le système de supervision.

(4 heures)

1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Analyse juste des besoins de communication.
1.3 Détermination correcte des données à échanger entre les parties commande.
1.4 Configuration correcte des liens de communication entre les parties commande.
1.5 Configuration correcte des liens de communication entre le système de supervision et le réseau de contrôle.
1.6 Création correcte des points de lecture et d’écriture du système de supervision.
1.7 Application correcte des droits d’accès.
1.8 Utilisation appropriée des logiciels.
1.9 Vérification et réglage appropriés des valeurs des paramètres de transfert de données.Application arbitraire d’une procédure donnée pour établir un lien DDE entre un automate programmable et un logiciel de supervision;
Création des points de lecture et d’écriture et agencement unique des noms de variable.3 Produire les pages graphiques.

(4 heures)

3.1 Interprétation juste des croquis et des schémas.
3.2 Choix et utilisation appropriés des banques de symboles.
3.3 Application correcte des normes de représentation.
3.4 Programmation correcte des fenêtres de tendance et des alarmes.
3.5 Création correcte des liens entre les objets et la base de données.
3.6 Disposition correcte des commandes d’aide et de dépannage destinées à l’utilisateur.
3.7 Application correcte des droits d’accès.
3.8 Respect des standards de programmation.
3.9 Utilisation appropriée des macro commandes.
3.10 Utilisation appropriée du logiciel.Création de pages graphiques simples en agençant des symboles courants fournis dans une banque et en associant des animations préprogrammées aux variables choisies;
Définition correcte des types de variables utilisées;
Description sommaire de l’utilisation des outils de dessins des formes géométriques élémentaires;
Importation d’images et de dessins tout faits.43H - Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.4 Développer des programmes de contrôle-commande.

(20 heures)

4.1 Interprétation juste de la documentation technique.
4.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
4.3 Utilisation appropriée des outils de développement de programmes.
4.4 Simulation correcte du fonctionnement des programmes.
4.5 Respect des normes de programmation.
4.6 Documentation correcte des programmes.
4.7 Conformité des programmes avec les stratégies de contrôle-commande.Développement méthodique de programmes pour automate résolvant des séquences multiples simultanées, utilisant des combinaisons logiques de faible complexité, implantés sous un mode de marche simple en excluant les opérations arithmétiques sur des variables analogiques;
Synchronisation de grafcets disjoints;
Implémentation des modes de marche :
marche – arrêt;
manuel;
Élaboration des grafcets de niveau 1 et 2 à partir d’un cahier des charges ou de directives;
Conversion systématique du grafcet, des équations booléennes et des tables de vérité en langage en échelle;
Description sommaire de l’architecture d’un automate (modèle du programmeur);
Description du cycle d’exécution d’un programme dans un automate;
Description des instructions de logique combinatoire et séquentielle de l’automate;
Transcodage des fonctions logiques combinatoires et séquentielles en langage de contacts en échelle;
ET, OU, NON,
bascules,
compteurs,
temporisateurs.
Démarche pédagogique
Pour ce cours, on favorisera l’approche systémique. On présentera d’abord une vue d’ensemble d’un système automatisé avant d’aborder le fonctionnement interne des constituants. On s’intéressera d’abord à l’utilité du système et on décrira le besoin auquel il répond. On restreindra le niveau d’analyse au minimum nécessaire pour réaliser des automatismes séquentiels simples basés sur des capteurs et des actionneurs de type tout ou rien en branchant correctement ces derniers. La programmation se fera en langage en échelle de contact.

On présentera des problèmes de complexité progressive. Au début, certains problèmes scolaires n’appartenant pas au contexte industriel pourront être utilisés pour leur simplicité relative à condition qu’ils soient transférables. On devra cependant s’efforcer de mettre en contexte industriel la majorité des applications. On privilégiera des solutions classiques à des problèmes simples d’automatisation de systèmes placés dans un environnement favorable. Des démonstrations sur des systèmes fonctionnels pourront illustrer l’essentiel des notions nécessaires.

En général, les élèves devront rédiger leurs propres programmes à partir de cahier des charges bien définis en passant par la réalisation de grafcets. Une partie des programmes pourra leur être fourni. Ils auront alors à les modifier ou les compléter. En laboratoire, ils pourront tester leurs propres programmes ou occasionnellement utiliser un programme déjà fonctionnel fourni par le professeur pour gagner du temps.

Les programmes seront habituellement simulés avant d’être testés sur la partie opérative. Les programmes devront être documentés et bien structurés. Ils seront accompagnés de grafcets, de commentaires, de listes des entrées et des sorties et d’autres informations pertinentes.

Les périodes théoriques serviront surtout à préparer les activités de laboratoire qui consisteront quelquefois en de mini projets s’échelonnant sur deux ou trois semaines. Les laboratoires pourront faire l’objet d’une préparation écrite telle que de produire les grafcets ou une partie du programme ou de répondre à des questions d’interprétation. Certaines manipulations feront l’objet d’un rapport.


Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Produire des grafcets de niveau 1 et 2 à partir d’un cahier des charges.
Traduire systématiquement un grafcet de niveau 2 en langage d’automate programmable (en échelle de contacts).
Documenter un programme d’automate programmable;
Dessiner des schémas blocs et des schémas de branchement d’automates, de capteurs et d’actionneurs de type tout ou rien.
Choisir et brancher des capteurs et des actionneurs de type tout ou rien à un automate programmable;
Rédiger, tester et dépanner un programme d’automate programmable réalisant une séquence simple incluant des modes de marches rudimentaires, et des aiguillages.
Utiliser les fonctions de base d’un logiciel de supervision de procédé et d’un logiciel de simulation tout ou rien.
Faire afficher une variable numérique telle que la valeur d’un compteur ou d’un temporisateur dans des logiciels de simulation et de supervision;
Décrire l’utilisation générale des automates programmables en industrie, leur architecture, leurs applications et leur installation;
Interpréter de la documentation technique portant sur des automates programmables, des capteurs et des actionneurs industriels.

Voici quelques critères d’évaluation généraux :
Degré de fonctionnalité des automatismes en conformité avec le cahier des charges initial;
Conformité des branchements et des schémas;
Conformité des grafcets et des schémas avec les normes;
Structure de la programmation et efficacité du code;
Qualité de la documentation du programme et de l’interface opérateur;
Rigueur de la démarche et l’observation de méthodes adéquates;
Validité et pertinence des explications;
Autonomie et professionnalisme;


Médiagraphie

Grafcet
GENDREAU, Dominique, Alain Bodart et al. Sept facettes du GRAFCET : approches pratiques de la conception à l'exploitation, Toulouse, CEPADUES, 2000, 167 p.
REEB, Bernard. Développement des grafcets : des machines simples aux cellules flexibles, du cahier des charges à la programmation, Paris, Ellipses-Marketing, 1999, Technosup, Paris, Ellipses-Marketing, 1999, 190 p.
MORENO, S. et E. Peulot. Le grafcet : conception - implantation dans les automates programmables industriels, Paris, A. Casteilla ; Éducalivre, 2002, 251 p.
MORENO, S.et E. Peulot. Initiation au Grafcet, Mémento à l’usage des élèves des lycées professionnels et technologiques, Paris, A. Casteilla, Éducalivre, 1999, 94 p.
BOUTEILLE, Noël et al. Le GRAFCET / AFCET-ADEPA, 2e éd., Toulouse, CEPADUES, 1995, 144 p.
BOUTEILLE, Daniel et al. Les Automatismes programmables, 2e éd., Toulouse, CEPADUES, 1988. TJ223P76A876 1988.
BOSSY, J.-C. et al. LE GRAFCET : sa pratique et ses applications, éd. rev., Paris, Casteilla, 1995, 143 p.
BLANCHARD, Michel. Comprendre, maîtriser et appliquer le Grafcet, coll. Automatisation & Production, Toulouse, CEPADUES, 2000, 174 p.
GREPA. Le GRAFCET : de nouveaux concepts, coll. Automatisation & Production, Toulouse, CEPADUES, 2000, 104 p.

Automates programmables
CHAGNON, Yves, Louis R. Joyal et Alain Lamy. Initiation aux automates programmables industriels, Montréal, Motamo Laser, 1988, 448 p.
REILLER, Alain, Analyse et maintenance des automatismes industriels : cours, exercices et sujets d'examen résolus, coll. Technosup, Paris, Ellipses-Marketing, 1999, 190 p. TJ223P76R442 1999
MAJID Ait, Aissi et Alain Sirois, Électromécanique de systèmes automatisés : module 29 . Automate programmable, Sherbrooke, Centre d'élaboration des moyens d'enseignement du Québec, 1995, TJ211.45A372 1995.
GAIGNARD, Napoléon. Automate programmable industriel, Montréal, Chenelière., 1992, 543 p. TJ223P76G342 1992.

Contrôleurs programmables
BOLTON, W. Programmable Logic Controllers, 3e éd., Burlington, MA, Newnes, 2003, 256 p.
BRYAN L.A. Programmable contrôlers, Theory & Implementation, 2e éd., Atlanta GA, Industrial Text Company, 1996, 1035 p. Pour débutants. TJ223P76J65.
COX, Richard A. Technician's guide to programmable controllers, 4e éd., Toronto, Delmar, 2001, 374 p. TJ223P76C697 2001.
DUNNING, Gary. Introduction to programmable logic controllers, 2e éd., Toronto, Delmar, 2002, 516 p. TJ223P76D864 2002.
PETRUZELLA, Frank D. Programmable Logic Controllers, 3e éd., New York, NY, McGraw Hill, 2004, 480 p.
PETRUZELLA, Frank D. Programmable Logic Controllers Activities Manual, 2e éd., New York, NY, McGraw Hill, 1996.
STENERSON, Jon. Fundamentals of Programmable Logic Controllers, Sensors, & Communications, 3e éd., Englewood Cliffs, NJ, Prentice Hall, 2004, 672 p. ISBN: 013061890X
SWAINSTON, Fred. A Systems Approach to Programmable Controllers, Albany, NY, Delmar Publishing, 1992, 294 p.
HUGHES, Thomas A. Programmable Controllers, 4e éd., Ressources for measurement and control series, Research Triangle Park, NC., The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2005, 384 p.

Automatisme industriels

TAN, Laurent. Électromécanique de systèmes automatisés : module 27 . Circuits à logique câblée, Sherbrooke, Centre d'élaboration des moyens d'enseignement du Québec, 1996. TK7868L6T362 1996.
NEY, Henri, Automatique et informatique industrielle, 1re et terminale STI; livre de l’élève, Paris, Nathan, 1998, 272 p., aussi : livre du professeur + une disquette.  HYPERLINK "http://www.nathan.fr" www.nathan.fr
BOURGEOIS, René et al. Electronique automatique et informatique industrielle, 4e éd., coll. Data STI, Paris, Foucher, 2003, 388 p. ISBN : 2216095176.

Capteurs et senseurs
Allen-Bradley. Fundamentals of Sensing – Training Manual, FSM-900, Rockwell Automation, 1999.
 HYPERLINK "http://www.ab.com/sensors/sensorstoday/pdfs/FSM-900-2.pdf" http://www.ab.com/sensors/sensorstoday/pdfs/FSM-900-2.pdf
GUINDON, Michel. Capteurs et conditionneurs, Saint-Laurent, Multi-Média du 21e, 1997. TK277G842 1997.
SINCLAIR, Ian R. Sensors and transducers : a guide for technicians, Toronto, Butterworths., 1991, 214 p.
ICHINOSE, Noboru et Tetsuji Kobayashi. Guide pratique des capteurs, Paris, Masson, 1990, 198 p. TA165I33914 1990.
ASCH, Georges, Les capteurs en instrumentation industrielle, Nouv. éd., Paris, Dunod, 1983, 788 p. TA165A832 1983.
MAYÉ, Pierre. Les infrarouges en électronique, Paris, Éditions techniques et scientifiques françaises, 2003, 209 p. TA1570M394 2003.
MAYÉ, Pierre. Optoélectronique industrielle : conceptions et applications, Paris, Dunod, 2001, 364 p. TK8304M396 2001.
WILSON, Jon. Sensor technology handbook, Newnes, 2005, 704 p. ISBN: 0-7506-7729-5.


OMRON
OMRON. SYSMAC CS/CJ Series Programmable controllers – Instructions reference manual, Mishima Japon, ou Schaumberg USA, OMRON, octobre 2001, 1023 p. Cat. No. W340-E1-06.
OMRON. SYSMAC CS/CJ Series Programmable controllers – Operation manual, Mishima Japon, ou Schaumberg USA, OMRON, octobre 2001, 646 p. Cat. No. W339-E1-06.
OMRON. SYSMAC CS/CJ Series Programmable controllers – Analog I/O Units Operation manual, Mishima Japon, ou Schaumberg USA, OMRON, novembre 2001, 297 p. Cat. No. W345-E1-04.
OMRON. SYSMAC CS/CJ Ethernet Units Operation manual, Mishima Japon, ou Schaumberg USA, OMRON, mai 2001, 291 p. Cat. No. W343-E1-3
OMRON. SYSMAC CS1W-CLK11/21 CJ1W-CLK21 Controller Link Units – Operation manual, Mishima Japon, ou Schaumberg USA, OMRON, mai 2001, 293 p. Cat. No. W309-E1-5.
KOYO
DIRECTLOGICTM. DL305 D3-350 CPU User Manuel, Rev C, Ede, Hollande, PLCDirect, août 2002, 9 sections + 6 appendices.
 HYPERLINK "http://www.plcdirect.nl/" http://www.plcdirect.nl/
 HYPERLINK "http://www.plcdirect.nl/ADC/ADC_main.htm?http://www.plcdirect.nl/ADC/PLC_Hardware.htm" http://www.plcdirect.nl/ADC/PLC_Hardware.htm



DIRECTSOFT. Quick Start User Manual, 5e éd., août 2002, Manual Number: QS–DSOFT–M
 HYPERLINK "http://web4.automationdirect.com/" http://web4.automationdirect.com/


Vidéo
BELL, Doug. Introduction to PLC Logic and Principles, Programmation avec directsoft v.3.0, 2 vidéos, durée: 2 heures, InterConnecting Automation inc, 12154 N. Ridge Trail, Hales Corner, WI 53130. Phone: 414-425-8348 Fax: 414-425-8363. Email: icauto@execpc.com

Troisième sessionFormation spécifique203-395-SHPhysique : mouvement et chaleur3-2-32,66243-317-SHElectrotechnique 4-3-33,33243-327-SHChaîne de mesure4-3-33,33243-346-SHInstaller des systèmes de contrôle-commande2-4-22,66Formation générale604-101-99Langue anglaise et communication2-1-32,00Com-xxx-01Complémentaire 13-0-32,00
 203-395-SH Physique : mouvement et chaleur
Compétences :
0438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.
Pondération :
3-2-3
2,66 unités

Préalable relatif : Complément de mathématique pour le génie électrique (201-294-SH)

Co-requis à : Électrotechnique (243-317-SH)


CompétenceContexte de réalisation0438 - Analyser le fonctionnement d’un procédé.

Partielle
À partir du schéma fonctionnel d’un procédé.
À partir de plans ou de relevés des mécanismes.
À l’aide de données de fonctionnement.
À l’aide de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.


Note préliminaire

Le cours de Physique : mouvement et chaleur est l’unique cours de physique du programme Technologie de l’électronique industrielle et est offert en troisième session. On peut rattacher ce cours au fil conducteur de la puissance, car ce fil traite de l’utilisation de l’énergie motrice, des machines tournantes et de l’énergie thermique (chauffage); d’où l’intérêt pour l’étudiant de bien comprendre les mouvements de translation et de rotation ainsi que les échanges de chaleur. On peut aussi reconnaître le fil conducteur de l’instrumentation dans ce cours car l’analyse d’un procédé se rattachant à l’électronique industrielle passe par l’étude du fonctionnement physique des appareils et instruments propres au procédé en question. Aussi, ce cours peut être perçu comme un cours de base car il permet à l’étudiant de comprendre le sens physique des paramètres du mouvement, des forces à l’origine de ce mouvement et de l’énergie ou de la chaleur en jeu lors d’un processus ou dans un dispositif quelconque. Le recours intensif aux mathématiques est aussi un trait caractéristique de ce cours. En ce sens, le cours Physique : mouvement et chaleur touche à plusieurs fils conducteurs du programme Électronique Industrielle.

Le cours Physique : mouvement et chaleur se subdivise en deux parties nommément mentionnées dans le titre du cours. La première partie vise à donner à l’étudiant une formation de base portant sur l’analyse du mouvement et des causes du mouvement des corps à partir des lois de la physique mécanique classique. Cette partie du cours permet ainsi à l’étudiant de modéliser des situations concrètes, c’est-à-dire de décrire des mouvements réels par un ensemble d’équations mathématiques établies à l’aide de lois et de principes appropriés. Dans la seconde partie du cours, l’étudiant est amené comprendre les concepts rattachés à l’énergie thermique, à la température et au transfert de la chaleur. Encore une fois, les situations réelles et concrètes devront être transposées en équations mathématiquement et physiquement correctes.

En étant le seul cours de physique prévu au programme, la seule formation antérieure en physique de l’étudiant est celle reçue au secondaire. Ces quelques notions seront révisées et bien entendu largement approfondies. Au niveau mathématique, ce cours s’appuie sur les cours de mathématique Éléments de mathématique du génie électrique et Complément de mathématique pour le génie électrique. Ce dernier est un préalable relatif au cours Physique : mouvement et chaleur. Ainsi, certaines notions de l’algèbre, de la trigonométrie et du calcul différentiel (méthodes graphiques) seront réutilisées dans un contexte concret. Aussi, le cours de Physique : mouvement et chaleur est co-requis à Électrotechnique.

Ce cours permet aussi à l’étudiant d’explorer l’étendue des possibilités qu’offre la démarche scientifique. Il devra ainsi se poser des questions, développer sa curiosité et son ouverture d’esprit. De plus, le travail de laboratoire devrait permettre une meilleure compréhension du contenu par l’étudiant et approfondir ses capacités d’analyse et de communication dans un cadre scientifique.







Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage0438 - Analyser le fonctionnement d’un procédé.1 Élaborer le schéma opérationnel d’un procédé.

(15 heures)

1.1 Interprétation juste du schéma fonctionnel.
1.2 Interprétation juste des données de fonctionnement.
1.3 Relevé des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
1.4 Analyse juste de la circulation des fluides et des déplacements d’objets ou de substances.
1.5 Application correcte des normes de la représentation symbolique.
1.6 Clarté du schéma.Cinématique
Translation 1D
position;
vitesse;
accélération;

Rotation
position angulaire;
vitesse angulaire;
accélération angulaire;

Analyse du mouvement par les méthodes graphiques
Vérins et vis sans fin
Transmission du mouvement
rotation ( rotation;
rotation ( translation;
2 Caractériser le fonctionnement des mécanismes dans un procédé.

(45 heures)
2.1 Analyse juste du fonctionnement des dispositifs de sécurité.
2.2 Analyse juste des forces et des mouvements en présence.
2.3 Détermination correcte des grandeurs physiques.
2.4 Description claire de l’action des mécanismes.Dynamique (lois de Newton et diagramme des forces)
Translation 1D
poids;
normale;
frottement;

Rotation
moment de force;
moment d’inertie;
accélération angulaire;

Pression
pression relative/absolue
piston et cylindre

Travail et énergie mécanique
énergie cinétique;
énergie potentielle;
puissance;
rendement;
avantage mécanique;
3 Indiquer les transformations physiques et chimiques présentes dans un procédé.

(15 heures)
3.1 Interprétation juste des propriétés physiques et chimiques des substances.
3.2 Interprétation juste de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.
3.3 Analyse juste du fonctionnement des dispositifs de sécurité.
3.4 Description claire des effets des substances sur les appareils du procédé.
3.5 Détermination correcte des grandeurs physiques.
3.6 Détermination correcte des états de la matière.Chaleur
Chaleur massique
capacité thermique;
Transition de phase
chaleur latente de fusion;
chaleur latente de vaporisation;
Échanges de chaleur
conduction
convection
rayonnement
circuits thermiques
résistance thermique
capacité thermique;

Température
échelles de température
dilatation thermique
résistance électrique
pression des gaz
Démarche pédagogique

Que ce soit dans les exposés magistraux, les séances d’exercices dirigés ou les expériences de laboratoire, on favorisera l’étude de problématiques liées aussi directement que possible au domaine de l’électronique industrielle. Il importe en effet que les notions théoriques de la physique ne soient pas désincarnées et que les étudiants puissent y recourir pour résoudre des problèmes qu’ils rencontreront dans le reste du programme ou dans la pratique de leur profession.

Les expériences de laboratoire permettront notamment aux élèves de mieux faire le lien entre les notions théoriques et les systèmes physiques réels. Le synchronisme entre les notions théoriques et leur pendant expérimental est donc d’une grande importance. Les périodes de laboratoire devraient aussi permettre à l’étudiant de développer son jugement critique tant dans l’utilisation des instruments de mesure que dans l’analyse des résultats obtenus. Les rapports et comptes-rendus produits à la suite des expériences de laboratoire sont des occasions propices au développement des habiletés de communication dans un cadre scientifique. De plus, les laboratoires fournissent un cadre idéal pour emmener l’étudiant à recourir aux technologies de l’information et des communications.

En résumé, le cours devrait permettre de faire prendre conscience aux étudiants que toutes les problématiques réelles peuvent être d’abords schématisées, puis exprimées mathématiquement à l’aide des lois et principes de la physique et finalement résolues grâces à des outils mathématiques.









Évaluation finale

À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
schématiser correctement une situation physique donnée;
déterminer et interpréter correctement les paramètres du mouvement d’un objet (position, vitesse, accélération) en translation et en rotation;
identifier les forces et les moments de force agissant sur un objet et les porter dans un diagramme de forces;
appliquer les lois de la physique mécanique (lois de Newton) pour calculer l’effet des forces et des moments de force;
appliquer les lois de conservation de l’énergie afin de déterminer clairement l’action résultante des mécanismes (puissance, rendement, avantage);
déterminer les propriétés thermiques des objets;
analyser adéquatement les transferts de chaleur;
exploiter la modélisation via les circuits thermiques incluant des résistances thermiques en série et en parallèle.

Les modes d’évaluation peuvent prendre diverses formes, que ce soit des examens écrits ou oraux, des travaux individuels portant sur des problématiques complexes, la construction d’un portfolio comportant des solutions de problèmes et des rapports de laboratoire. On s’assurera bien sûr que le plan d’évaluation couvre l’ensemble des objets énumérés dans la liste précédente.

Cette performance finale sera évaluée en considérant d’abord la pertinence de la démarche (justifiée aux niveaux physique et mathématique), la clarté de la solution présentée et finalement son exactitude. En d’autres mots, les critères d’évaluation seront le choix pertinent et judicieux des principes et techniques physiques utilisés dans la résolution du problème ainsi que la cohérence, la justesse et la suffisance du traitement de ces principes et techniques. Il est donc important de présenter une démarche claire et justifier chacune des étapes de la résolution d’un problème.


Médiagraphie
WILDI, Théodore. Électrotechnique, 4e édition, Québec, Les presses de l’Université Laval, ©2005, 1215 p.
BENSON, Harris. Physique 1 : Mécanique, 3e éd., Montréal, Éditions du Renouveau pédagogique, ©2004, 636 p.
CÔTÉ, Michèle. Dynamique : Application en génie mécanique, 1ere éd., St-Foy, Les éditions le Griffon d’argile, ©1999, 374 p.
INCROPERA, Frank P. et DE WITT, David P. Fundamentals of heat and mass transfer, 3e éd.,Wiley, ©1990, 919 p.

243-317-SH Électrotechnique
Compétences :
437- Vérifier des équipements de puissance.
43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

Pondération :
4-3-3
3,33 unités

Préalable relatif : Entraînements de machines électriques (243-216-SH)
Préalable à : Électronique de puissance (243-416-SH)


CompétenceContexte de réalisation437- Vérifier des équipements de puissance.
PartielleÀ l’aide de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide de codes de sécurité des travaux.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide de logiciel.
À l’aide d’étalons de mesure.43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
PartielleEn équipe.
À partir de procédures d’entretien préventif.
À l’aide de plans et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’outils manuels.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
PartielleÀ la suite d’un appel de services.
À l’aide de plans, de schémas, de guides de dépannage et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.
PartielleEn collaboration avec des personnes-ressources.
À l’aide de la documentation technique.
A l’aide de logiciels.
A l’aide de simulateurs.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
L’efficacité énergétique est un sujet d’importance croissante pour notre société moderne. La conservation des ressources énergétiques et la réduction des gaz à effet de serre sont des préoccupations majeures pour nos gouvernements. La plus grande part de consommation d’énergie électrique revient au domaine industriel. À son tour, la force motrice représente le plus gros bloc de consommation électrique industrielle. Le futur technologue en électronique industrielle doit être familier avec le choix et le dimensionnement des moteurs. Il doit pouvoir corriger le facteur de puissance et maîtriser les techniques d’utilisation efficace de l’énergie électrique.

Le cours Électrotechnique porte sur la résolution des circuits linéaires à courant alternatif et sur la modélisation du transformateur et du moteur asynchrone en vu de déterminer objectivement leur comportement attendu en situation industrielle. Cette modélisation est à la base des capacités qui permettront à l’élève de choisir, d’utiliser et de dépanner efficacement ces équipements.

Le cours Électrotechnique appartient au fil conducteur de la puissance et se donne à la troisième session. Ce cours a pour préalable le cours Entraînements de machines électriques qui se donne à la deuxième session. C’est dans ce premier cours du volet de l’énergie électrique que l’élève prend contact avec le système d’entraînement électrique industriel. Il y aborde les concepts nécessaires à une utilisation correcte du système. Le cours Électrotechnique approfondit la notion d’induction et la résolution des circuits linéaires à courant alternatifs par la méthode des phaseurs de manière à permettre le dimensionnement, l’utilisation et le dépannage judicieux des transformateurs et des machines asynchrones. La technique des phaseurs aura été introduite dans le cours de mathématique en première session (vecteurs à deux dimensions).
Les mouvements des machines ainsi que leur échauffement sont au cœur de ce cours. C’est pourquoi le cours Physique mouvement et chaleur lui est corequis.

Le cours Électrotechnique est préalable à Électronique de puissance qui survient en quatrième session et qui porte sur l’utilisation de dispositifs non linéaires en courant alternatif. Puis, le cours Électrotechnique est également préalable à Production, distribution et transport de l’énergie électrique qui arrive en cinquième session. Ce dernier cours traite des machines synchrones, modélise les lignes de transport, décrit la distribution et aborde la protection des installations électriques. Cela se fera à partir des mêmes techniques de résolution et de modélisation basées sur les phaseurs.
Lors d’activités comme la correction du facteur de puissance, le choix, le dépannage et le remplacement des systèmes de force motrice, le futur technologue aura à assister des ingénieurs et à côtoyer d’autres corps de métier associés à l’électromécanique. Ce cours lui assurera les fondements en courant alternatif et en machines lui permettant d’établir des relations de confiance avec ses partenaires au sein de l’équipe de travail.


Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage437 - Vérifier des équipements de puissance.1 Préparer la prise de mesure ou l’acquisition de données.

(24 heures)
1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Interprétation juste des caractéristiques électriques et mécaniques des équipements de puissance.
1.3 Détermination des points de mesure appropriés.
1.4 Détermination correcte de la fréquence et de la durée des relevés.
1.5 Choix approprié des logiciels d’acquisition de données.
1.6 Estimation correcte des valeurs attendues.
1.7 Choix approprié de l’appareillage.
1.8 Vérification et étalonnage corrects de l’appareillage.Représentation schématique des équipements de puissance et de leurs organes de commande;
Diagrammes :
unifilaire,
schématique triphasé,
des connexions;
Rappel des notions de trigonométrie, des opérations sur les nombres complexes;
Rappel des opérations sur les vecteurs :
addition et soustraction,
multiplication et division;
Modélisation des circuits à courant alternatif à l’aide de vecteurs;
Réalisation soignée du diagramme vectoriel.
Prévision des variables électriques et mécaniques :
tension, courant, puissance,
phase, période, fréquence,
glissement,
couple, vitesse, etc.2 Prendre les mesures ou procéder à l’acquisition de données.

(24 heures)
2.1 Interprétation juste du code de sécurité des travaux.
2.2 Vérification appropriée des mises à la terre.
2.3 Installation correcte et sécuritaire de l’appareillage de mesure.
2.4 Mesures précises et complètes des formes d’ondes.
2.5 Utilisation appropriée de l’appareillage de mesure.
2.6 Sauvegarde correcte des données.Utilisation du multimètre de wattmètres et de varmètres;
Utilisation de transformateurs de mesure et/ou de blocs d’isolation;
Danger lié à l’ouverture du secondaire du transformateur de courant;
Utilisation sommaire d’un analyseur d’harmoniques;
Utilisation de dynamomètres et de tachymètres;
Mesure des impédances du modèle d’un moteur et d’un transformateur.3 Analyser les données.

(27 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Traçage précis des formes d’ondes.
3.3 Interprétation juste des caractéristiques des harmoniques.
3.4 Analyse juste de la coordination des protections électriques.
3.5 Analyse juste du fonctionnement des composants de puissance.
3.6 Analyse juste des phénomènes électriques en régime transitoire et permanent.
3.7 Détermination correcte de la moyenne, de la médiane et de l’écart type des données.
3.8 Utilisation appropriée des logiciels.
3.9 Sauvegarde correcte des résultats.
3.10 Critique de la vraisemblance des résultats.
3.11 Justesse du verdict sur la conformité des équipements.Distinction des variables du magnétisme :
champ magnétique,
inductance,
force magnétomotrice,
flux et induction;
Rappel des notions de trigonométrie;
Conversions rectangulaire – polaire;
Application du diagramme de phaseurs aux circuits RLC;
Description de la projection axiale du magnétisme dans le mouvement de rotation des machines tournantes à courant alternatif.
Modélisation des transformateurs et des moteurs asynchrones par le circuit équivalent;
Résolution des circuits RLC;
Correction du facteur de puissance;
Principes de fonctionnement du transformateur et du moteur d’induction;
Transformateurs
idéal et non idéal
monophasé et triphasé,
spéciaux, à prises,
à double secondaire;
de mesure, de puissance,
de distribution,
autotransformateur;
Moteurs asynchrones triphasés et monophasés:
à cage,
à rotor bobiné;
Moteur série à courant continu et moteur universel;
Démarrage à tension réduite;
Programmes d’arrêt et de démarrage doux des démarreurs statiques.4 Rédiger un rapport de non-conformité.

(3 heures)4.1 Utilisation du vocabulaire approprié.
4.2 Présentation claire de la méthode utilisée et des résultats obtenus.
4.3 Respect des exigences de présentation.Tenue d’un cahier de laboratoire et/ou production d’un rapport de laboratoire;43F - Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.2 Procéder à l’entretien des équipements de puissance.

(2 heures)
2.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés de l’appareillage.
2.3 Vérification appropriée des mises à la terre.
2.4 Nettoyage approprié des équipements.
2.5 Vérification appropriée des protections électriques.
2.6 Analyse thermographique complète.
2.7 Vérification correcte de l’isolation et des courants de fuite.
2.8 Vérification appropriée de l’état des éléments d’électronique de puissance.
2.9 Vérification appropriée du fonctionnement des indicateurs et des instruments fixes.
2.10 Application correcte des procédures de remplacement et de réglage.
2.11 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification de l’isolation des moteurs et des transformateurs;
Tests d’huile des transformateurs;
Vérification précise du rapport de transformation;
Nettoyage;
Lubrification des moteurs;
Rebobinage des moteurs et des transformateurs;
Durée de vie des isolants et des conducteurs;
Échauffement des transformateurs et des moteurs;4 Procéder à l’entretien des systèmes pneumatiques, hydrauliques et électromécaniques.

(1 heure)
4.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
4.2 Vérification appropriée de l’état des composants.
4.3 Remplacement approprié des filtres et des lubrifiants.
4.4 Vérification et réglage appropriés des pressions des fluides.
4.5 Remplacement correct des composants.
4.6 Nettoyage approprié des systèmes.
4.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Durée de vie des lubrifiants et des pièces tournantes;
Vérification du niveau d’huile dans les transformateurs;
Remplacement des roulements;
Remplacement du filtre dessicant d’un transformateur;
Effet du nettoyage sur le refroidissement;43G - Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.2 Diagnostiquer le problème de fonctionnement.

(4 heures)
2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
2.3 Vérification appropriée de l’état des composants.
2.4 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.5 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance, de la partie commande, des appareils de la chaîne de mesure, des éléments finals de contrôle et des réseaux.
2.6 Utilisation appropriée du guide de dépannage.
2.7 Utilisation appropriée des commandes de dépannage des logiciels.
2.8 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
2.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Surchauffe des moteurs et des transformateurs;
Freinage intempestif;
Mauvais contacts;
Court-circuits;
Rotor bloqué;
Surtensions et soustensions;
Surcharge mécanique;
Rupture de fils;
Température interne;
Facteur de service;
Bris d’isolation;3 Remplacer les composants ou les appareils défectueux.

(2 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Choix des composants ou des appareils appropriés.
3.3 Choix et utilisation approprié des outils.
3.4 Installation correcte des composants ou des appareils.
3.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Rebobinage ou remplacement de moteurs et de transformateurs;
Remplacement des roulements;
Remplacement des principaux organes de commande : contacteurs, sectionneurs, relais; 43H - Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.3 Déterminer les besoins matériels.

(18 heures)
3.1 Interprétation juste de la documentation technique.
3.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
3.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
3.4 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
3.5 Choix judicieux et justifié du matériel de distribution électrique.
3.6 Choix judicieux et justifié des parties commande, des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
3.7 Respect des contraintes budgétaires.Choix d’un transformateur;
Choix d’un moteur électrique asynchrone :
types de charges,
applications typiques,
bilan énergétique et rendement,
courbes couple - vitesse,
classification des conditions environnementales,
conditions de démarrage,
choix de la vitesse,
méthodes de freinage;
Démarche pédagogique
Pour ce cours, on favorisera une approche par problèmes. Les laboratoires consisteront en des essais sur des modèles réduits incorporant des instruments didactiques ou industriels pour établir les mesures précises qui illustrent les concepts présentés en théorie.

On commencera avec la résolution des circuits linéaires à courant alternatifs par la méthode des phaseurs. Puis, à l’aide de circuits équivalents, on modélisera les transformateurs. Finalement on étudiera la machine asynchrone dont le comportement ressemble à celui d’un transformateur et dont le circuit équivalent est semblable.

Au début, les problèmes de résolution de circuits seront académiques mais signifiants parce que simples et facilement transposables dans les circuits équivalents du transformateur et du moteur asynchrone. Par la suite, les problèmes se complexifieront graduellement à mesure que croîtra l’aisance des élèves à résoudre les circuits à courant alternatif. Le problème de la correction du facteur de puissance sera utilisé comme cible structurante. On l’appliquera de façon récurrente d’abord à des cas simples monophasés pour finir par des cas plus complexes en triphasé. On terminera avec des problèmes pratiques, mis en contexte industriel et choisis pour leur pertinence en rapport avec les tâches et leur potentiel de transfert dans de nombreuses situations. Ces problèmes feront l’objet de présentations magistrales, d’exercices ou de devoirs et d’évaluations formatives. Puis, ils seront sujets d’examens théoriques et pratiques échelonnés suivant un mode d’évaluation continue.

L’excellent volume Électrotechnique de Théodore Wildi est suggéré comme manuel à faire acheter par les élèves. Il sera réutilisé dans les autres cours du volet de l’utilisation de l’énergie électrique.

Pour ce cours, l’usage d’une calculatrice qui possède les opérations intégrées sur les nombres complexes sera nécessaire. Elle permettra à l’élève de disposer d’une capacité de modélisation par calcul équivalente à celle des dispositifs de commande en usage courant, tels que les variateurs de vitesse modernes. Ceux-ci possèdent une capacité poussée de calcul vectoriel en temps réel. Elle facilitera la résolution des problèmes usuels d’application concrète, en limitant les manipulations algébriques et trigonométriques à l’essentiel de l’exercice, ce qui autrement résulterait en des procédures impraticables. De plus cette méthode de résolution devient une simple extension des méthodes appliquées aux circuits à courant continu qui sont déjà connues de l’élève.

Les laboratoires seront orientés sur le branchement de bancs d’essai constitués de modèles réduits et la prise de mesure à l’aide d’instruments industriels en vue de déterminer les paramètres de modèles et d’établir des critères de performance des équipements étudiés.

Les laboratoires se feront en équipe de deux. On exigera des préparations par écrit qui consisteront à prévoir des valeurs par calcul, à dessiner les schémas de montage, à décrire des procédures et à répondre à des questions. On s’assurera de la participation de chacun en exigeant certaines productions individuelles telles que des rapports ou des tests de laboratoires.


Évaluation finale

À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Définir les principales variables de l’électromagnétisme;
Distinguer les valeurs efficaces : crête, crête-à-crête et moyenne;
Modéliser des circuits à courant alternatifs, des transformateurs et des machines asynchrones par leurs circuits équivalents et les diagrammes de phaseurs associés en régime monophasé et en triphasé équilibré;
Résoudre systématiquement des circuits linéaires à courant alternatif par la méthode des phaseurs et des puissances;
Brancher correctement des circuits à courants alternatifs monophasés et triphasés en incorporant des instruments de mesure;
Mesurer précisément des variables électriques, mécaniques et thermiques sur des équipements électrotechniques à l’aide d’un multimètre, d’une pince ampèremétrique, d’un oscilloscope, d’un wattmètre, d’un varmètre, d’un électrodynamomètre, d’un tachymètre et d’autres instruments utiles;
Comparer des résultats mesurés avec des estimés calculés par des modèles basés sur des circuits équivalents simplifiés judicieusement;
Calculer et mesurer les puissances réelle, réactive et apparente dans des circuits monophasés et triphasés;
Corriger le facteur de puissance à l’aide de condensateurs;
Calculer et mesurer les critères de performance des transformateurs et des machines asynchrones;
Effectuer des essais en charge, à vide, à rotor bloqué et en court-circuit sur un transformateur monophasé et sur une machine asynchrone.
Expliquer et quantifier l’induction électromagnétique dans des applications industrielles;
bobine,
contacteur,
transformateur,
moteur d’induction;
Expliquer les principes de démarrage, de freinage, de variation de vitesse et de génération des machines asynchrone;
Dessiner et monter des schémas classiques de commande élémentaire des machines;
Interpréter des fiches techniques de transformateurs et de moteurs asynchrones;

Voici quelques uns des principaux critères d’évaluation :
La justesse de l’interprétation des théories, des résultats de mesures et des calculs;
La pertinence et la rigueur des calculs et des solutions aux problèmes;
Le degré d’atteinte des performances escomptées lors des essais;
La qualité des branchements et leur conformité aux plans;
La conformité des représentations symboliques avec les normes :
diagrammes vectoriels,
schémas de branchement,
schémas unifilaires;
Le professionnalisme et l’utilisation consciencieuse du matériel;
L’adéquation des méthodes utilisées tant pour estimer des valeurs par calcul que pour prendre des mesures et conduire des essais.
L’efficacité et la cohérence de la démarche de résolution de problèmes;
Le niveau de préparation et de documentation des interventions;
La conformité de la représentation vectorielle de la solution des circuits à courant alternatif;
La pertinence et le degré de simplification des modèles prédictifs en fonction des résultats escomptés;


Médiagraphie

Volume obligatoire :
WILDI, Théodore. Électrotechnique, 4e édition, Québec, Les presse de l’Université Laval, ©2005, 1215 p., ISBN 2-7637-8185-3, TK145.W542 2005.

Normes :
CSA. Code Canadien de l’Électricité, première partie et modifications du Québec, 19è édition, C22.10-04, Toronto, Association canadienne de normalisation (CSA), juin 2002, 597 p., Publié également par la régie du bâtiment du Québec, sous le titre : Code de construction du Québec – Chapitre V, Électricité.
CSA, Canadian standard association. CE Code Handbook, An explanation of rules of the Canadian Electrical Code part 1, Toronto, Canadian Standard Association, 2002, 1373 p., C22.1HB-02, ISBN 1-55324-692-6.
CSA, Canadian standard association. Smart interactive CE Code CD_ROM, Toronto, Canadian Standard Association, 2002.  HYPERLINK "http://www.csa.ca" www.csa.ca
ADRAGNA, Maria et al. pour CSA. Mesure du rendement énergétique des moteurs à induction triphasés, Rexdale, Ont., Association canadienne de normalisation, 2002, 39 p. TK2875A875 2002.
IEEE. IEEE Standard test procedure for polyphase induction motors and generators, New York, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 1997, 58 p. TK2785I574 1997.
PASCHAL, John M. Understanding NEC rules on motors & motor controls : based on the 2002 NE Code, 3e éd., Overland Park, KS., Primedia Business Magazines & Media, 2002, 174 p. TK2511P378 2002.
NEMA. Information guide for general purpose industrial AC small and medium squirrel-cage induction motor standards, MG1, Rosslyn, VA, National Electrical Manufacturers Association, 1998, 41 p. TK2785I536 19.

Machines électriques
CHAPMAN, Stephen J. Electric machinery fundamentals, 4e éd., New York, McGraw-Hill, 2005, 653 p. TK2000C423 2005.
FANTON, Jean-Pierre. Génie électrique : électrotechnique : machines et réseaux, Paris, Ellipses-Marketing, 2002, 280 p. ISBN: 2-7298-1113-3.
MAZUR, Glen A. et Thomas E. Proctor, Troubleshooting electric motors, 2e éd., Alsip, Ill., Américan Technical Publishers, 1997 TK2511M397 1997.
GUINDON, Michel. Les moteurs, Rosemère, Comalog, 1998, TK2511G845 1998.
MAUCLERC, J.-C., Y. AUBERT et A. Domenach. Guide du technicien en électrotechnique, Paris, Hachette, 1995, 272 p. ISBN : 2011688337.
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MILSANT, Francis. Électrotechnique : machines électriques, 3 vol., Paris Ellipses-Marketing., 1990-1991, ISBN : 2-7298-9080-7.
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RICHARDSON, Donald V. Rotating electric machinery and transformer technology, 2e éd., Reston Virginia, Reston Publishing Company inc., 1982, 635p. TK2182R53
DALMASSO, Jean-Louis. Cours d'électronique, tome 1 : Machines tournantes à courants alternatifs, Paris, Éditions Belin, 1985, 366 p. ISBN 2-7011-0858-6.
KOSTENKO, M. et L. Piotrovski. Machines électriques, Moscou, Éditions MIR, 1969, 766 p.
NASAR, S. A., Electric machines, Montréal, McGraw-Hill, 1987. TK2181H262 1987.
DEL TORO, Vincent, Electric machines and power systems, Englewood Cliffs, Prentice-Hall inc., 1985, 708 p. TK2000D443 1985.
KOSOW, Irving L. Electric machinery and transformers, Englewood Cliffs, New Jersey, Prentice-Hall inc., 1972, 635 p.
MYCHAEL, Arthur. A.C. Machines, Montréal, McGraw-Hill, 1977, 250 p.
ST-JEAN, B. Électrotechnique et machines électriques, Montréal, Éditions Lidec, 1977, 373 p.
FITZGERALD, A. E., Charles KINGSLEY Jr. et Alexander KUSKO. Electric Machinery, 3e édition, Montréal, McGraw-Hill, 1971, 622 p.
SÉGUIER, Guy et Francis Notelet, Électrotechnique industrielle, 2e éd., Tec et Doc, 1994, 484 p. ISBN : 2-85206-979-2.
HAUTIER, Jean-Paul. Modélisation et commande de la machine asynchrone, contrôle vectoriel, Paris, Technip, 1995, 304 p. ISBN : 2-7108-0683-5.


Transformateurs
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BERUTTI, Alfred, Practical guide to applying, installing, and maintaining transformers, Overland Park, Ks, Intertec, 1994, 88 p. TK2551B476 1994.
PASCHAL, John M. Understanding NEC rules on transformers : based on the 2002 NE Code, 2e éd., Overland Park, KS, Primedia Business Magazines & Media, 2002, 98 p. TK2551P378 2002.

Laboratoires
WILDI, Théodore et Michael J. DE VITO. Investigations in electric power technology Instructor’s edition, 2e éd., Lab-Volt, 1982.
ZBAR, Paul B. Laboratoire d’électricité, Montréal, McGraw-Hill, 1975, 210 p.
RICHARDSON, Donald V. Laboratory operations for rotating electric machinery, Reston, Virginia, Reston Publishing Company inc., 1980, 299 p.
H.O.P. Consulab. Instruction manual for industrial power transformers, Québec, H.O.P. Consulab, 152 p.
NESIMI, Ertugrul. Labview For Electric Circuits, Machines, Drive & Laboratories, Canada, Prentice Hall, 2002, 436 p.

Niveau avancé
BOUCHARD, Réal-Paul et Guy Olivier. Electrotechnique, 2e éd., Montréal, École polytechnique, 1999, 686 p. TK145B683 1999 .
BOUCHARD, Réal-Paul et Guy Olivier. Conception de moteurs asynchrones triphasés, Montréal, École polytechnique, 1997, 128 p. TK2785B682 1997.
BOUCHARD, Réal-Paul et Guy Olivier. Circuits et machines électriques, Montréal, École polytechnique, 1995, 362 p. TK454B682 1995.


Nouveau
Electricity Forum. Electric motor handbook, Ajax, Ontario, Electricity Forum, 2004, 96 p. TK2511E432 2004.
FRANÇOIS, Christophe. Génie électrique : cours complet illustré : electronique du signal, electronique de puissance et électrotechnique, automatique, Paris, Ellipses-Marketing, 2004, 457 p. TK145F723 2004.
LÉGER, Valérie. Physique appliquée : 2. Puissances – Machines, vol. 2, Collection : Contrôle continu, Paris, Ellipses Marketing, 2004. ISBN : 2729821996.
NEY, Henri. Technologie d’électrotechnique équipements industriels, Terminale BEP; livre de l’élève, Paris, Nathan, 2003, 256 p., aussi : livre du professeur + une disquette.  HYPERLINK "http://www.nathan.fr" www.nathan.fr
CHEZE, Éric, Medhi Jarry et Michel Uffredi. Électrotechnique Lois Générales Métiers de l'électrotechnique - livre élève, coll. Les dossiers industriels, Paris, Hachette Éducation, 2002, 208 p. ISBN : 2011684676.
BISIAUX, Jean-Pierre et Jean-Claude Mauclerc. Electrotechnique Terminale STI, Production – Transport – Force motrice – Chaleur – Convertisseurs – Grafcet – Capteurs, Paris, Hachette Éducation, 2003, ISBN : 7450000369.
BISIAUX, Jean-Pierre, André Domenach et Jean-Claude Mauclerc. Électrotechnique, 1ere term STI, Électrotechnique top fiches, Paris Hachette Éducation, 2005, 192 p. ISBN : 2011802571.
AUBERT, Yves, André Domenach et Jean-Claude Mauclerc, Guide du technicien en électrotechnique, (Commande, protection, automatismes, grafcet) Nouvelle édition, Coll. Guides industriels, Paris, Hachette Éducation, 2003, ISBN : 2011688337.
BEATY, Wayne H. Handbook of electric power calculations, 3e éd., Montréal, McGraw-Hill, 2001, + 1 cédérom. TK1005B423 2001.
HAND, Augie. Electric Motor Maintenance And Troubleshooting, McGraw-Hill Professional, 2002, 428 p. ISBN : 0071363599.
LAROCHE, Jacques. Introduction à l'électrotechnique : fondements d'électricité et d'électromagnétisme : cours et exercices corrigés, Paris, Dunod, 2002, 236 p. ISBN : 2-10-005714-6.


Audio-visuel
LEDUC, Louis-Roland et Pascale Cusson, Le magnétisme : l'attirance, c'est physique, Visite à l’Électrium, Montréal, Productions Téléféric ; Montréal, Télé-Québec, 1997, 1 vidéocassette, VHS, 25 min 30 s. QC753.2M336 1997 VIDEO.
DAVIS, John. Électromagnétisme, Montréal, Télé-Québec, 1995, 1 vidéocassette,VHS, 29 min. QC760D383 1995 VIDEO.
TVOntario. L'Electromagnétisme, Toronto, TVOntario, 1988, 1 vidéocassette de 6 animations de 9 min 35 s chacune. QC760E432 1988 VIDEO.
IN SITU, Matière et énergie : Electricité 1 et 2 – 2 cassettes vidéo VHS avec livret pédagogique, Centre national de documentation pédagogique-CNDP, Paris, Hachette Éducation, 1995, ISBN : 5561953435 et ISBN : 5561953427.
SIMONIN, Guy et Jacques Bosc. Électricité, coll. In situ : encyclopédie des sciences et des techniques, Paris, Centre national de documentation pédagogique, 1995, 1 vidéocassette VHS, 59 min. QC522E432 1995 VIDEO.
DAVIS, John. Électromagnétisme : Induction et effets moteurs : 11e et 12e année, Burnaby, C.-B. Classroom Video, 1993, 1 vidéocassette VHS, 29 min. Disponible au CEGEP de Victoriaville.
PAGE, James. Physics demonstrations in electricity and magnetism, Lakeville, Minn., Physics Curriculum & Instruction, 1993. 3 vidéocassettes VHS, 30 min chacune, + teacher's guide, 41 p. Disponibles au Cégep du Vieux Montréal.
WASKIN, Mel. Électricité et le magnétisme, Scarborough, Ont., Coronet ; Northbrook, Ill. : Centron Educational Films, 1985. 1 vidéocassette VHS 15 min. Description : moteurs, les génératrices, les solénoides, les transformateurs et les électro-aimants, aurores boréales et australes et la fusion nucléaire.

CDROM
LEVASSEUR, Jude et Christian Contant. Phaseurs 1.1, Montréal, Centre collégial de développement de matériel didactique, 2003, 1 cédérom, ISBN : 2-89470-163-2.


243-327-SH Chaîne de mesure
Compétences :
436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.
439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.
43A- Programmer des unités de commande.
43B- Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.
43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

Pondération :
4-3-3
3,33 unités

Préalable relatif : Électronique (243-226-SH) Programmer des automatismes (243-236-SH)
Préalable à : Réguler un procédé (243-426-SH) Commande électronique (243-526-SH) Automatismes en réseau (243-536-SH)


CompétenceContexte de réalisation436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.

PartielleÀ l’atelier ou sur le site de production.
À l’aide de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux;
collecteurs de données.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.

PartielleÀ l’aide de schémas opérationnels.
À l’aide de logiciels de contrôle-commande.43A- Programmer des unités de commande.

PartielleÀ l’atelier ou sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique et d’ouvrages de référence.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de programmes de contrôle-commande.
À l’aide des pilotes de communication.
À l’aide de logiciel de programmation et de configuration.43B- Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.

PartielleÀ l’atelier et sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique.
À l’aide d’instruments de mesure.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.
À l’aide d’outils manuels.43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.

PartielleÀ la suite d’un appel de services.
À l’aide de plans, de schémas, de guides de dépannage et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

PartielleEn collaboration avec des personnes-ressources.
À l’aide de la documentation technique.
A l’aide de logiciels.
A l’aide de simulateurs.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
L’automatisation des procédés industriels continus repose sur la mesure précise d’une vaste gamme de variables diverses. Leur conversion en signaux standards permet leur transmission fidèle sur des réseaux et leur traitement par des régulateurs industriels et des automates programmables. Le futur technologue en électronique industrielle doit garantir le bon fonctionnement de la chaîne de mesure par le traitement tant numérique qu’analogique des signaux. Pour ce faire, il doit choisir différents dispositifs de traitement des signaux, les programmer, les étalonner, les dépanner et les mettre en service.
Ce cours permettra au futur technologue d’asseoir les bases de l’instrumentation industrielle et du traitement des signaux à basse fréquence issus des procédés continus, tout en développant une compétence approfondie des instruments d’usage courant.
Le cours Chaîne de mesure survient en troisième session et intègre trois fils conducteurs du programme d’électronique industrielle :
l’électronique;
l’instrumentation et la régulation des procédés continus;
les automatismes.
Il fait suite au cours Électronique qui se donne en deuxième session et qui lui est préalable. Suivant une approche systémique de programme, le cours Électronique aborde le traitement des signaux en se limitant au montage et à l’observation de la fonction première de circuits classiques placés dans un contexte idéal de fonctionnement en utilisant les fonctions de base des instruments de mesure. Le cours Chaîne de mesure récupère ces concepts et explore les qualités et les faiblesses des circuits et des instruments en établissant des critères d’analyse nouveaux et en délimitant leur plage d’utilisation valide par des mesures et des calculs.
Le cours Programmer des automatismes est également préalable à Chaîne de mesure. Le cours Programmer des automatismes porte essentiellement sur des automatismes de logique combinatoire et séquentielle utilisant des capteurs à deux états. Le cours Chaîne de mesure explore le traitement numérique des variables analogiques à l’aide des fonctions de calculs de l’automate programmable appliqué à des signaux produits par des transducteurs de grandeurs physiques continues.
Ce cours sera préalable à Réguler un procédé, un cours de quatrième session qui portera sur des méthodes formelles de réglage et sur les modes de régulation PID. Chaîne de mesure sera également préalable à Commande électronique où l’on réinvestira les concepts d’électronique dans des circuits de commande. Finalement, il est également préalable à Automatismes en réseau où on réutilisera les fonctions analogiques et numériques de l’automate programmable dans des applications supervisées en réseau.
Ce cours fournira les fondements nécessaires pour que le futur technologue puisse s’intégrer dans un département d’instrumentation où l’une des tâches récurrentes consiste à étalonner les nombreux transmetteurs. Il contribuera à développer la minutie de l’élève et à lui procurer une vision d’ensemble du système de contrôle en réalisant un projet intégrant la chaîne de mesure et de contrôle en partant du capteur jusqu’à l’élément final de contrôle.






Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage436 - Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.1 Préparer la prise de mesure ou l’acquisition de données.

(6 heures)

1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Interprétation juste des caractéristiques des alimentations et des signaux.
1.3 Détermination des points de mesure appropriés.
1.4 Détermination correcte de la fréquence et de la durée des relevés.
1.5 Choix approprié des logiciels d’acquisition de données.
1.6 Estimation correcte des valeurs attendues.
1.7 Choix approprié de l’appareillage.
1.8 Vérification et étalonnage corrects de l’appareillage.Caractérisation et branchement de capteurs primaires, d’amplificateurs, de transmetteurs de signaux standards, de convertisseurs et de conditionneurs de signaux;
Sondes de température à base de semi-conducteurs;
Thermocouples, RTD;
Jauges de contrainte et cellules de charge;
Ponts de mesure;
Conditionneurs de signaux de mesure à base d’amplificateurs opérationnels;
Amplificateur d’instrumentation;
Filtres passifs et actifs;
Transmetteurs de signaux standards (4–20 mA, 1–5 V);
Convertisseurs :
analogue à numérique,
numérique à analogue;
Modélisation fonctionnelle élémentaire et calculs prévisionnels des circuits de la chaîne de mesure;2 Prendre les mesures ou procéder à l’acquisition de données.

(6 heures)

2.1 Branchement correct de l’appareillage de mesure.
2.2 Mesures précises et complètes des alimentations et des signaux.
2.3 Utilisation appropriée de l’appareillage.
2.4 Sauvegarde correcte des données.
2.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Utilisation de niveau intermédiaire d’un oscilloscope conventionnel;
source et mode de déclenchement;
base de temps retardée;
ajustement des sondes (10;
couplage, mise à la masse;
Estimation juste des effets de charge des instruments;
Caractérisation adéquate de la précision d’une mesure;
Utilisation judicieuse d’un multimètre
branchement rigoureux;
choix des échelles;3 Analyser les données.

(6 heures)

3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Clarté et exactitude des représentations graphiques.
3.3 Utilisation appropriée des logiciels.
3.4 Détermination correcte de la moyenne, de la médiane et de l’écart type des données.
3.5 Sauvegarde correcte des résultats.
3.6 Critique de la vraisemblance des résultats.
3.9 Justesse du verdict sur la conformité des signaux et des alimentations.Calcul de l’erreur liée à un instrument;
Calculs de conversion d’unités et de conversions analogue à numérique et numérique à analogue;
Conversion d’un format de représentation numérique à un autre type;
Interprétation juste de la validité du niveau d’un signal logique;4 Consigner l’information.

(3 heures)
4.1 Utilisation du vocabulaire approprié.
4.2 Présentation claire de la méthode utilisée et des résultats obtenus.
4.3 Respect des exigences de présentation.Tenue d’un cahier de laboratoire;
Rédaction d’un rapport de projet;439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.1 Analyser le fonctionnement du système de contrôle-commande.

(3 heures)

1.1 Interprétation juste du schéma opérationnel.
1.2 Localisation précise des éléments de la chaîne de mesure.
1.3 Localisation précise des éléments finals de contrôle.
1.4 Localisation précise des parties commande.
1.5 Distinction juste de l’algorithme de contrôle utilisé.
1.6 Analyse juste des technologies utilisées dans les parties commandes.
1.7 Analyse juste de la fonction de chacun des éléments du système de contrôle-commande.Initiation à la régulation en mode proportionnel et en mode tout ou rien;
Analyse comparative du mode proportionnel par rapport au mode tout ou rien avec bande morte;
Distinction rigoureuse des effets du gain et de la valeur de soutien sur les critères de performance :
précision finale,
dépassement,
rapidité,
stabilité;
Description d’une méthode de réglage intuitive et itérative convergente;2 Conduire le système de contrôle-commande.

(2 heures)

2.1 Utilisation appropriée de la documentation technique du fabricant.
2.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
2.3 Interprétation juste de l’information transmise par les indicateurs et les autres instruments fixes.
2.4 Analyse juste des effets d’une perturbation.
2.5 Utilisation appropriée des logiciels de contrôle-commande.
2.6 Réglage correct des paramètres de fonctionnement.
2.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Conduite d’un procédé de régulation simple en mode manuel et en mode proportionnel programmés à l’aide des instructions arithmétiques d’un automate;
Transition en douceur des modes de marche manuel et automatique;
Mesure précise de la réponse du système à des changements de consignes ou de charge;
Conditionnement logiciel et matériel des signaux d’entrée et de sortie;
Modulation de largeur d’impulsion.
Réglage du gain et de la valeur de soutien par itérations successives pour atteindre des performances fixées;
Ajustement précis de la valeur de soutien en fonction de la résolution du système;
Vérification des alarmes;3 Vérifier la réponse du procédé.

(2 heures)
3.1 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
3.2 Détermination correcte de problèmes de fonctionnement du système de contrôle-commande.Comparaison des valeurs affichées, mesurées et prévues par calcul des grandeurs mesurée et commandée;
Appréciation de la stabilité du système de régulation;
Détermination quantitative des critères de performance.
erreur finale,
dépassement,
temps de réponse.43A- Programmer des unités de commande.1 Établir la communication avec la partie commande.

(1 heure)

1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Choix approprié des protocoles de communication entre l’ordinateur et la partie commande.
1.3 Branchement correct de la partie commande à l’ordinateur.
1.4 Utilisation appropriée des logiciels de programmation et de configuration.
1.5 Configuration appropriée des modules de la partie commande.Utilisation fonctionnelle d’un protocole de communication;
Branchement fonctionnel d’un automate programmable avec un micro-ordinateur;
Configuration adéquate et transfert de la table des entrées-sorties;
Configuration de base d’une carte d’entrée analogique et d’une carte de sortie analogique d’un automate programmable;3 Tester le fonctionnement des programmes.

(16 heures)

3.1 Transfert complet des programmes et des données.
3.2 Détermination correcte des variables à tester.
3.3 Choix et utilisation appropriés des utilitaires de diagnostic.
3.4 Interprétation juste des ordinogrammes et des autres modes de représentation des programmes.
3.5 Interprétation juste des langages de programmation.
3.6 Interprétation juste des stratégies de contrôle-commande.
3.7 Analyse juste du déroulement des programmes.
3.8 Détermination correcte de problèmes de fonctionnement.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Interprétation des instructions de traitement arithmétique des variables analogiques par un automate programmable;
Vérification méthodique de programmes de traitement arithmétique pour automate programmable :
Régulation proportionnelle;
Lecture et mise à l’échelle de signaux analogique;
Conversion de variables numériques en différents formats de représentation des nombres :
binaire, hexadécimal,
décimal codé binaire,
décimal, flottant;
Modulation de la sortie en largeur d’impulsion;
Limitation programmée de la consigne, des paramètres et de la sortie;
Affichage des variables numériques dans les formats appropriés;
Vérification de la douceur de la transition lors des changements de mode.4 Apporter les corrections nécessaires aux programmes.

(16 heures)

4.1 Interprétation juste de la documentation technique et des ouvrages de référence.
4.2 Détermination correcte des modifications à apporter aux programmes et aux données.
4.3 Choix et utilisation appropriés des modes de fonctionnement de la partie commande.
4.4 Utilisation appropriée des langages de programmation.
4.5 Fonctionnement correct du programme.
4.6 Modification appropriée de la documentation des programmes.
4.7 Sauvegarde complète des données et des programmes.Adaptation de programmes de traitement arithmétique de variables analogiques, pour automate programmable;
Exigence de documentation complète d’un programme :
entête du programme,
noms de variables,
commentaires,
table des entrées-sorties,
grafcets, etc.
Modifications à un programme d’automate effectuant des opérations arithmétiques et logiques;43B- Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.1 Analyser le fonctionnement du capteur et du transmetteur.

(9 heures)

1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Distinction juste des types de signaux et de leurs fonctions.
1.3 Distinction juste du champ d’application de la technologie.
1.4 Estimation correcte de la valeur du signal de sortie pour une entrée donnée.Définition des grandeurs mesurées et description du principe de leur transduction;
Définition et calcul des termes utilisés pour décrire la chaîne de mesure;
précision, incertitude,
résolution, linéarité,
gain, étendue, zéro,
effets de charge, etc.
Modélisation linéaire et caractérisation des capteurs et des transmetteurs;
Comparaison sommaire des performances des méthodes usuelles de transduction;
Interpolation précise dans des tables de la sortie des capteurs non linéaires;
Capteurs de température;
Jauges de contrainte;
Transmetteurs de signaux standards;2 Configurer le capteur et le transmetteur.

(8 heures)

2.1 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
2.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
2.3 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des logiciels et des outils manuels.
2.4 Détermination correcte des options et des valeurs des paramètres de fonctionnement du capteur et du transmetteur.
2.5 Fonctionnement correct du capteur et du transmetteur.Branchement des différentes configurations des circuits de la chaîne de mesure :
boucle de courant;
sortie en tension;
Signaux standards : 4-20 mA, 1-5 V, 3-15 psi, etc.
Convertisseur tension-courant.
Immunisation au bruit :
mise à la terre;
isolation et blindage;
filtrage;
transmission différentielle;
techniques de câblage;
Énumération et minimisation des grandeurs d’influence;3 Étalonner le capteur et le transmetteur.

(9 heures)

3.1 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
3.2 Choix et utilisation appropriés d’une procédure d’étalonnage.
3.3 Interprétation juste de la courbe d’étalonnage.
3.4 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des logiciels et des outils manuels.
3.5 Simulation correcte des signaux d’entrées.
3.6 Réglage correct du capteur et du transmetteur.
3.7 Prise de notes claire et détaillée des réglages effectués.
3.8 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Étalonnage précis de la chaîne de mesure industrielle et des instruments d’usage personnel;
Ajustement du zéro et de l’étendue;
Traçage de la courbe d’étalonnage;
Vérification de la linéarité;
Définition d’un étalon convenable;
Détermination de l’erreur systématique d’un appareil de mesure;
Calcul de l’incertitude relative et absolue associée à une mesure;4 Vérifier le fonctionnement de la chaîne de mesure.

(9 heures)

4.1 Interprétation juste de la documentation technique.
4.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
4.3 Détermination correcte d’un problème de fonctionnement.
4.4 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Appréciation des symptômes menant à une prise de décision;
Production précise des signaux d’étalonnage;
Analyse fine des relations causales d’entrée à sortie des capteurs, des transducteurs et des convertisseurs;43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.2 Diagnostiquer le problème de fonctionnement.

(2 heures)

2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
2.3 Vérification appropriée de l’état des composants.
2.4 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.5 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance, de la partie commande, des appareils de la chaîne de mesure, des éléments finals de contrôle et des réseaux.
2.6 Utilisation appropriée du guide de dépannage.
2.7 Utilisation appropriée des commandes de dépannage des logiciels.
2.8 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
2.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Diagnostic vraisemblable des irrégularités et des pannes de la chaîne de mesure;
Identification et production des signaux manquants et des appareils et composants associés :
capteurs, transmetteurs,
transducteurs,
instruments,
constituants électroniques,
alimentations;
Utilisation de niveau intermédiaire des instruments de mesure :
multimètre,
oscilloscope,
thermomètre,
étalonneurs;
Vérification systématique des alimentations;
Comparaison des signaux mesurés avec les valeurs assignées ou prévues par calculs;
Interprétation des effets des modifications des paramètres d’une boucle de régulation proportionnelle sur l’évolution des performances lors de changements de consigne ou de charge;3 Remplacer les composants ou les appareils défectueux.

(1 heure)

3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Choix des composants ou des appareils appropriés.
3.3 Choix et utilisation approprié des outils.
3.4 Installation correcte des composants ou des appareils.
3.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Interprétation des caractéristiques des capteurs, des transmetteurs et de leurs constituants électroniques en vue d’une substitution;
Conformité des alimentations, des effets de charge, de la sensibilité, des signaux, de l’encombrement, de la fixation, de l’immunité aux grandeurs d’influence;43H - Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.4 Développer des programmes de contrôle-commande.

(6 heures)

4.1 Interprétation juste de la documentation technique.
4.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
4.3 Utilisation appropriée des outils de développement de programmes.
4.4 Simulation correcte du fonctionnement des programmes.
4.5 Respect des normes de programmation.
4.6 Documentation correcte des programmes.
4.7 Conformité des programmes avec les stratégies de contrôle-commande.Programmation en langage d’automate de la fonction de régulation proportionnelle et de diverses conversions numériques et limitations de variables analogiques;
Utilisation pertinente des opérations arithmétiques d’un automate;
Conversions numériques dans différents systèmes de représentation des nombres;
Conversions linéaires numériques de variables analogiques;
Implantation de la transition continue entre les modes de marche manuel et automatique;
Démarche pédagogique
Pour ce cours, on favorisera une approche systémique incluant un projet intégrateur à la fin du cours. On s’intéressera d’abord de façon rigoureuse et rationnelle aux finalités globales de la chaîne de mesure et aux relations fonctionnelles entre les capteurs, les transmetteurs, les contrôleurs et les actionneurs. On présentera les principes physiques qui déterminent le comportement utile des transducteurs. Puis on analysera en profondeur des circuits et des programmes typiques soigneusement choisis pour leur simplicité, leur pertinence et leur potentiel de transfert à d’autres applications industrielles.

Le cours Chaîne de mesure fait partie d’une séquence de cours du volet électronique qui s’intègre dans une approche systémique de programme. La première session aborde les lois physiques des circuits et présente les fondements. À la deuxième session, on présente les fonctions premières de configurations de circuits classiques, placés dans un contexte idéal. On observe alors les résultats en utilisant les fonctions de base des instruments et en négligeant les effets de charge, les imprécisions et les limites opérationnelles.

En troisième session, dans le cours Chaîne de mesure, on explorera les caractéristiques non idéales des circuits et des instruments ainsi que leurs limites d’exploitation en définissant de nouveaux critères de performance rigoureux et en simulant des contextes d’utilisation moins favorables, mais plus près de la réalité industrielle.

Les périodes de théorie serviront principalement à préparer les laboratoires qui pourront prendre la forme de mini projets s’étalant sur plusieurs semaines. Ainsi, une partie substantielle des heures de théorie servira à présenter le cahier des charges, à planifier les étapes de réalisation, à décrire les méthodes à utiliser et les critères de fonctionnalité et tout en prévenant les principaux pièges qui seront rencontrés.

On débutera par l’étude approfondie des instruments de mesure usuels, i.e. le multimètre et l’oscilloscope. On poursuivra avec les capteurs et les circuits qui réalisent le traitement analogique des signaux. Puis on étudiera le traitement numérique des signaux analogiques par automate programmable et on s’intéressera à la mise en œuvre des modes de marche. On terminera par un projet synthèse de régulation proportionnelle de température utilisant un automate programmable.

Les premiers laboratoires porteront sur l’étalonnage et l’utilisation des instruments de mesure. Pour les laboratoires portant sur les circuits de traitement de signaux on alternera entre l’utilisation de circuits déjà montés et le montage par les élèves de leur propre circuit sur plaquette d’expérimentation. On procédera individuellement ou en équipe de deux selon la disponibilité du matériel. Les laboratoires devront être préparés par écrit.

Pour les laboratoires nécessitant de la programmation, chacun produira individuellement son propre programme. Les programmes devront être simulés individuellement puis ils pourront être testés en rotation lorsque les parties opératives sont peu nombreuses.
Le projet synthèse s’échelonnera sur plusieurs semaines à la fin du cours. Il comptera pour une partie substantielle de l’évaluation. Il portera sur la régulation proportionnelle de température réalisée par les fonctions numériques d’un automate programmable. Il comportera la réalisation et l’étalonnage d’un circuit de conversion de la mesure en un signal compatible avec le module d’entrée de l’automate. Il comportera un rapport incluant des schémas, des résultats de mesure, un programme documenté, la procédure d’étalonnage, la description des réglages et des analyses. Le projet sera évalué pour la fonctionnalité et la qualité des circuits et du programme ainsi que pour la précision de l’étalonnage et des réglages.

Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève sera en mesure d’atteindre les compétences suivantes :

Concernant les circuits de traitement des signaux analogiques à basse fréquence issus des procédés continus industriels :
Monter, régler et dépanner des circuits de traitement, de transmission et de conversion de ces signaux réalisant principalement les fonctions suivantes :
amplification linéaire,
filtrage passif et actif,
addition et soustraction,
comparaison et extraction par pont de mesure,
conversion analogue à numérique et numérique à analogue,
conversion tension - courant et production de signaux standards,
redressement de précision,
Dessiner précisément des schémas synoptiques et des schémas de branchement, des chronogrammes, des diagrammes de réponse en fréquence et des graphiques en respectant les normes;
Définir, interpréter et établir précisément par des essais et des calculs les caractéristiques et les critères de performance des instruments de mesure et de circuits analogiques non idéalisés;
Choisir des composants de circuits afin de produire les effets escomptés à l’aide de calculs pertinents et par l’interprétation judicieuse de normes;
Concernant les instruments de mesure et les transducteurs :
Étalonner les instruments et les transducteurs;
Prédire par calcul les résultats de conversions de signaux;
Expliquer le fonctionnement interne d’un multimètre et d’un oscilloscope et utiliser leurs fonctions en tenant compte de leurs effets de charge de leur précision et de leurs limites;
Choisir et câbler adéquatement des systèmes industriels de transmission de signaux analogiques de basse fréquence;
Reconnaître les situations où les effets de charge se produisent et les estimer quantitativement;
Distinguer les situations qui requièrent de la précision et de la finesse de celles pour lesquelles des estimés approximatifs sont suffisants.

Concernant le traitement numérique des signaux analogiques à l’aide d’un automate programmable industriel :
Calculer et convertir des nombres en utilisant les systèmes usuels de représentation des nombres des automates programmables;
Programmer des conversions numériques de signaux analogiques;
Régler une boucle de régulation proportionnelle par une méthode itérative convergente;
Transmettre une consigne à distance;
Brancher un transmetteur à un automate programmable;
Définir et mettre en œuvre les modes de marche les plus courants;

Concernant le projet synthèse :
Réaliser un système de régulation proportionnelle de température utilisant des circuits analogiques d’amplification, de conversion et de conditionnement et les fonctions numériques d’un automate programmable intégrant des modes de marche manuel et automatique;

Voici quelques uns des principaux critères généraux de performance :
La fonctionnalité et la qualité des montages;
La précision de l’étalonnage et des mesures;
La justesse et l’efficacité des réglages;
L’efficacité et la structure du code programmé;
Le niveau de documentation des programmes;
Le respect du cahier des charges;
La justesse des calculs;
La pertinence des interventions;
L’efficacité de la démarche;
La justesse des diagnostics et la rigueur de l’analyse lors du dépannage;
Le professionnalisme.

Médiagraphie

Conversion analogue-numérique
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Aussi à la bibliothèque
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GUINDON, Michel. Environnement industriel, Saint-Laurent, Multi-Média du 21e, 1997, TK7881G843 1997.


Sites web
 HYPERLINK "http://www.isa.ogr" www.isa.ogr
 HYPERLINK "http://www.poleira.com/" http://www.poleira.com/ : L'institut français de référence dans la formation aux domaines du contrôle commande industriel.


Original
AUTHOUART, Frédéric. La métrologie ? Mais c’est très simple !, Rervaques, Crisalis auto-édition, 216 p. basé sur dialogue entre des personnages,  HYPERLINK "http://www.crisalis.info/" http://www.crisalis.info/

























243-346-SH Installer des systèmes de contrôle-commande
Compétences :
42Z- Effectuer des travaux d’atelier.
432- Produire des plans d’électronique industrielle.
433- Planifier des activités de travail.
434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.
43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.

Pondération :
2-4-2
2,66 unités

Préalable relatif : Programmer des automatismes (243-236-SH) Électronique (243-226-SH) Entraînements de machines (243-243E-SH)
Préalable à : Santé et sécurité au travail (243-443-SH) Planifier le projet (243-543-SH)


CompétenceContexte de réalisation42Z- Effectuer des travaux d’atelier.

FinaleÀ partir de plans de fabrication et d’assemblage.
À partir de schémas électriques.
À l’aide d’instruments de mesure et de traçage.
À l’aide d'outils manuels.
À l’aide de machines outils telles: cisaille, perceuse à colonne, plieuse.
À l’aide de postes de soudure à l'étain et à point.432- Produire des plans d’électronique industrielle.

PartielleÀ partir de croquis.
À l’aide de la documentation technique des fabricants.
À l’aide des bibliothèques des fabricants de matériel électrique, hydraulique et pneumatique.
À l’aide des standards de production de plans en électronique industrielle.
À l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur.433- Planifier des activités de travail.

PartielleÀ l’aide du manuel d’opération et de procédures de travail de l’entreprise.
À l’aide :
de la loi sur la santé et la sécurité du travail;
de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés;
du code de sécurité des travaux;
du code de l’électricité classification des endroits dangereux.
À l’aide des plans de prévention.
À l’aide d’un logiciel de gestion et de planification du travail.
En collaboration avec des personnes-ressources et des corps de métier.434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.

PartielleÀ partir de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide du code électrique et de normes d’installation.
À l’aide d’outils manuels et de machines outils.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.

PartielleEn équipe.
À l’aide de diagrammes opérationnels et de plans.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de la documentation des programmes.
À l’aide d’instruments de mesure et de générateurs de signaux.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.


Note préliminaire
Le cours Installer des systèmes de contrôle-commande est le cours synthèse de la troisième session. Il appartient principalement au fil conducteur des équipements de puissance car c’est ici que sont vues les principales normes de montage et de choix des conducteurs qui ont des incidences majeures sur leur branchement. Cependant les montages seront des systèmes de contrôle-commande complets incluant de l’instrumentation sous forme de capteurs, des automatismes comme des contrôleurs programmables et des équipements de puissance électrique, comme des moteurs, leurs démarreurs et leurs variateurs de vitesse.
C’est pourquoi les cours Entraînements de machines, Électronique et Programmer des automatismes sont des préalables nécessaires à ce cours. En effet, c’est en Entraînements de machines que l’on abordera les principes des moteurs qui seront installés ici. C’est dans le cours Électronique que l’on verra les principes d’amplification des signaux que fournissent les capteurs qui seront montés dans ce cours-ci. C’est dans le cours Programmer des automatismes que seront abordées la programmation et la connexion des contrôleurs programmables qui seront montés ici.
Le cours Installer des systèmes de contrôle-commande est préalable à Santé et sécurité au travail qui sera préalable à son tour au Stage en électronique industrielle qui survient à la fin de la quatrième session. La compétence Installer des appareils dans un système de contrôle-commande étant la première compétence particulière (synthèse) atteinte dans le programme d’électronique industrielle, il est naturel que ce cours intégrateur et pratique confère à l’élève des habiletés qui lui permettront de se rendre utile lors de son stage crédité.
Les compétences d’installation étant indispensables à la réalisation des projets de fin de programme, le cours Installer des systèmes de contrôle-commande sera également préalable à Planifier le projet. Ce dernier cours sera à son tour préalable à Projet d’électronique industrielle qui tient lieu d’épreuve synthèse de programme.
L’installation des systèmes de contrôle-commande représente une des principales tâches du technologue en électronique industrielle. Cette tâche définit à elle seule une fonction de travail à part entière, car plusieurs technologues s’y consacrent presque en exclusivité lorsqu’ils sont employés par des entreprises ou des départements spécialisés dans l’installation. Cette nouvelle compétence synthèse contribuera directement à la mobilité professionnelle du futur technologue en plus de lui conférer une vision d’ensemble nécessaire à son intégration dans une équipe de travail multidisciplinaire.




Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage42Z - Effectuer des travaux d’atelier.1 Fabriquer et assembler des pièces mécaniques.

(8 heures)


1.1 Interprétation juste des plans de fabrication et d’assemblage.
1.2 Sélection appropriée du matériau.
1.3 Utilisation appropriée des instruments de traçage.
1.4 Utilisation appropriée des techniques de coupe et de façonnage.
1.5 Utilisation appropriée des techniques de collage, de soudure et de rivetage.
1.6 Utilisation appropriée des techniques d’ébarbage.
1.7 Utilisation appropriée des techniques de perçage, de taraudage et de filetage.
1.8 Utilisation appropriée des machines-outils.
1.9 Respect des tolérances.
1.10 Respect des règles de santé et de sécurité.Reconditionnement de panneaux électriques;
Fabrication de supports ou boîtier;
Façonnage de la plaque de fond et de la façade d’un panneau électrique :
mesure, traçage, coupe,
collage, soudure par point,
rivetage, perçage,
taraudage, filetage,
finition, peinture, etc.
Fixation des composants :
collage, rivetage, vissage,
filetage, etc.
Utilisation d’outils manuels.
Pliage et assemblage de conduits.3 Assembler des connecteurs.

(3 heures)

3.1 Interprétation juste des plans d’assemblage et des schémas électriques.
3.2 Choix du connecteur approprié.
3.3 Choix et utilisation des outils appropriés au type de connecteur.
3.4 Utilisation appropriée d’une technique de sertissage ou d’épissage.
3.5 Identification correcte des connecteurs.
3.6 Conduction, isolation et solidité du connecteur.Choix approprié du connecteur et du câble assortis;
Utilisation des outils et matériaux: pinces, dénudeurs, presses, emporte-pièce, etc.
Assemblage du connecteur :
sertissage, collage,
dénudation, vissage,
épissage;
Vérification de la solidité, de la conduction et de l’isolation;4 Remplacer des composants mécaniques dans un appareil d’électronique industrielle.

(3 heures)

4.1 Interprétation juste des plans d’assemblage.
4.2 Reconnaissance des composants défectueux.
4.3 Sélection des composants appropriés.
4.4 Choix et utilisation appropriés des outils nécessaires au démontage et au remontage.
4.5 Détermination correcte de la séquence des opérations.
4.6 Démontage et remontage corrects des composants.
4.7 Réglage correct des composants.
4.8 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Assemblage et démontage de pièces mécaniques telles que :
supports et capteurs ou d’actionneurs,
boîtes d’accès,
etc.
Réglage de la position et de l’alignement de capteurs et d’actionneurs;5 Organiser l’atelier.

(1 heure)
5.1 Mise à jour correcte de l’inventaire des matériaux et des outils.
5.2 Entretien et rangement appropriés des outils.
5.3 Nettoyage approprié de l’aire de travail.
5.4 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Prévoir l’espace de travail, les outils et les matériaux nécessaires;
Rangement des outils;
Nettoyage de l’aire de travail;432 - Produire des plans d’électronique industrielle.1 Préparer la mise en plan.

(2 heures)
1.1 Interprétation juste du croquis.
1.2 Choix du format de papier approprié.
1.3 Choix des échelles appropriées.Classification des types de schémas :
Schéma unifilaire;
Schéma de principe;
Schéma de disposition;
Schéma de câblage;
Schéma d’assemblage;
Choix des échelles et établissement des limites du dessin;
Interprétation d’un croquis à la main;2 Structurer le fichier de dessin.

(6 heures)

2.1 Utilisation judicieuse d’un dessin prototype, d’une banque de symboles ou d’un fond de plan.
2.2 Personnalisation correcte de l’interface graphique.
2.3 Réglage des valeurs des paramètres du logiciel de dessin en fonction des données, des standards de l’entreprise.
2.4 Création correcte des symboles et des attributs manquants.
2.5 Utilisation appropriée du logiciel.
2.6 Respect des standards de production de plans électriques, hydrauliques et pneumatiques.Description de la page écran et de la structure des menus du logiciel;
Création et importation des symboles;
Utilisation de l’aide en ligne du logiciel;
Configuration de la grille, du mode d’accrochage et du mode orthogonal;
Édition du prototype :
les couches,
la bordure,
le cartouche,
les styles de texte,
les couleurs,
les variables système;
Établissement des unités de mesure;3 Faire la représentation symbolique et réelle.

(12 heures)

3.1 Application correcte des normes de la représentation symbolique et réelle.
3.2 Utilisation appropriée des bibliothèques des fabricants.
3.3 Utilisation appropriée de la documentation technique.
3.4 Utilisation appropriée du logiciel.
3.5 Utilisation appropriée des références croisées.
3.6 Conformité du dessin avec l’information initiale.
3.7 Respect des règles de lisibilité.
3.8 Respect des standards de production de plans électriques, hydrauliques et pneumatiques.Description et utilisation des banques de symboles;
Énumération et respect des normes de représentation symbolique, de disposition et d’annotation;
Méthodes de sélection des objets du dessin;
Tracé, modification et effacement des formes élémentaires;
Annulation d’opérations;
Utilisation appropriée du zoom, du repérage, du système de coordonnée, des modes d’accrochage, des filtres d’affichage;
Sauvegarde régulière du dessin;4 Habiller le plan.

(8 heures)

4.1 Cotation complète et adaptée aux exigences de production de plans.
4.2 Rédaction correcte et claire des annotations.
4.3 Rédaction correcte du cartouche.
4.4 Utilisation appropriée du logiciel.
4.5 Respect des règles de lisibilité.
4.6 Respect des règles de l’orthographe.
4.7 Respect des standards de production de plans électriques, hydrauliques et pneumatiques.Rédaction conventionnelle du cartouche et des annotations;
Identification des pièces, des connecteurs, des nœuds, des bus, des blocs, etc.
Cotation adaptée au schéma de disposition d’un panneau électrique;
Positionnement des annotations respectant les conventions et la lisibilité.5 Effectuer la mise en page et procéder à l’impression du plan et de la liste du matériel.

(2 heures)
5.1 Disposition correcte des vues, du cadre et du cartouche.
5.2 Réglage correct des valeurs des paramètres d’impression.
5.3 Utilisation appropriée du logiciel et des périphériques.Mise en page des différentes vues et configuration de l’impression;
Extraction de la liste de matériel;433 - Planifier des activités de travail.1 Analyser le travail à effectuer.

(2 heures)

1.1 Consultation appropriée des corps de métier.
1.2 Estimation correcte des différentes tâches et de leur séquence d’exécution.
1.3 Détermination correcte des priorités.
1.4 Utilisation appropriée d’un logiciel de gestion et de planification.Analyse de différents schémas d’installation de force motrice;
Analyse du cahier des charges d’un système de contrôle-commande incluant un automate programmable et une installation de commande de la force motrice;
Description de la séquence des opérations à effectuer;2 Reconnaître des situations à risques pour la santé et la sécurité au travail et en évaluer les conséquences.

(2 heures)

2.1 Relevé des risques dus aux produits chimiques, aux contraintes thermiques, aux appareils électriques, aux machines et aux outils, aux rayonnements et au travail en hauteur.
2.2 Interprétation juste de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.
2.3 Interprétation juste des lois, des normes et de la réglementation.
2.4 Interprétation juste du plan de prévention.
2.5 Évaluation juste des conséquences pour la santé et la sécurité au travail.Reconnaissance des risques reliés au travail en atelier;
Utilisation sécuritaire des outils;
Interprétation d’articles pertinents du code de l’électricité du Québec;
Port des équipements de protection personnels;
Sensibilisation et description des responsabilités de chacun;
Description sommaire de la fonction de la mise à la terre;
Description des systèmes de sécurité et d’arrêt d’urgence;3 Dresser la liste de l’équipement requis.

(1 heure)

3.1 Utilisation appropriée de la documentation technique.
3.2 Détermination correcte et complète des outils, des instruments et des matériaux à utiliser.
3.3 Vérification appropriée de la disponibilité des outils, des instruments et des matériaux.
3.4 Utilisation appropriée d’un logiciel de gestion et de planification.Classification sommaire des câbles et des conducteurs selon leur utilisation prescrite;
Prévision de la liste des outils nécessaires à l’installation;
Vérifier la liste du matériel nécessaire à l’installation;
Consultation de catalogues de pièces de quincaillerie;434 - Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.1 Assembler le panneau de contrôle-commande.

(6 heures)

1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Sélection des composants appropriés.
1.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
1.4 Identification correcte des composants et des câbles.
1.5 Positionnement précis des composants.
1.6 Interconnections conformes aux plans.
1.7 Fixation correcte du panneau de contrôle-commande.
1.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
1.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
1.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Transposition du schéma de disposition à la plaque de montage;
Pose des boîtiers, des rails, des borniers et des goulottes;
Identification des composants, des conducteurs, des borniers et des câbles;
Fixation des composants :
vissage, collage,
montage sur rail DIN;
Méthodes de câblage :
point par point,
en faisceau,
réduction des interférences,
identification;
Mise à la terre du panneau et continuité des masses.2 Procéder à l’installation des alimentations électrique, pneumatique et hydraulique.

(6 heures)

2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Sélection des composants appropriés.
2.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
2.4 Fixation et raccord correcte des câbles et des conduites de fluides.
2.5 Identification correcte des câbles et des conduites de fluides.
2.6 Conduction et isolation des câbles et des raccords électriques.
2.7 Étanchéité des conduites et des raccords pneumatique et hydraulique.
2.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
2.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
2.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Installation des alimentations électriques;
Installation des conduits et des câbles électriques;
Réalisation adéquate des joints de câbles électriques;
Raccord de la distribution électrique;
Installation et raccord d’un bloc d’alimentation à très basse tension;
Installation et raccord d’une alimentation de moteur;
Sélection appropriée du type de câble;
Détermination du courant admissible des câbles dans les dérivations;
Installation conforme de la mise à la terre;
Raccord des systèmes de sécurité et d’arrêt d’urgence.3 Procéder à l’installation des protections électriques.

(4 heures)

3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Sélection des éléments de protection appropriés.
3.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
3.4 Fixation correcte des éléments de protection électrique.
3.5 Raccord correct des câbles.
3.6 Identification correcte des câbles et des éléments de protection électrique.
3.7 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
3.8 Respect du code électrique et des normes d’installation.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Choix conforme des fusibles et des disjoncteurs standards;
Installation de parasurtenseurs et de relais de surcharge;
Classification sommaire des fusibles et des disjoncteurs;
Fixation solide et droite des boîtiers;
Interprétation des normes d’utilisation et d’installation des protections de surintensité, de surcharge et de surchauffe;
Détermination des extremums permis par le code de l’électricité pour les dispositifs de protection en concordance avec la charge et le calibre des conducteurs;4 Procéder à l’installation des éléments de la chaîne de mesure.

(6 heures)

4.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
4.2 Sélection des capteurs et des transmetteurs appropriés.
4.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
4.4 Positionnement et fixation corrects des capteurs et des transmetteurs.
4.5 Raccordement correct des capteurs et des transmetteurs aux alimentations électriques et pneumatiques.
4.6 Raccordement correct des câbles de communication et de contrôle.
4.7 Identification correcte des capteurs et des transmetteurs.
4.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
4.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
4.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Sélection du type approprié de câble;
Interprétation du schéma d’interfaçage des capteurs et des transmetteurs avec l’automate programmable;
Installation conforme au mode d’emploi des capteurs et des transmetteurs;
Ajustement précis de la position des capteurs de proximité;
Fabrication de supports adaptés aux capteurs;
Branchement des capteurs en concordance avec leur type « sink ou source »;
Méthodes de câblage assurant l’immunité au bruit;5 Procéder à l’installation des éléments finals de contrôle.

(8 heures)

5.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
5.2 Sélection des convertisseurs et des actionneurs appropriés.
5.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
5.4 Positionnement et fixation corrects des convertisseurs et des actionneurs.
5.5 Raccordement correct des alimentations électriques, pneumatiques et hydrauliques.
5.6 Raccordement correct des câbles de communication et de contrôle.
5.7 Identification correcte des convertisseurs et des actionneurs.
5.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
5.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
5.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Installation des équipements de commande et de production de la force motrice :
sectionneur, coupe-circuit,
porte-fusible, fusible,
contacteur,
relais de surcharge,
entraînement électronique,
démarreur (à arrimer avec le cours entraînement de machine)
moteur,
accouplement,
Détermination du courant admissible nécessaire des conducteurs en conformité avec le code de l’électricité.6 Procéder à l’installation de cartes et de modules d’extension.

(2 heures)

6.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
6.2 Sélection des cartes et modules appropriés.
6.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
6.4 Configuration correcte des cartes et des modules.
6.5 Insertion et branchement correct des cartes et des modules.
6.6 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
6.7 Respect des normes d’installation.Installation de cartes et de modules d’extension d’un automate programmable industriel;
Configuration matérielle des cartes et des modules et positionnement des cavaliers et des sélecteurs;
Alimentation et protection des entrées et des sorties.7 Consigner l’information.

(2 heures)
7.1 Notation claire et exhaustive du travail effectué.
7.2 Mise à jour correcte des plans.Mise à jour des plans et de la liste de matériel en conformité avec le montage réel.
Identification cohérente des bornes entre différents panneaux ou boîtiers.16 - Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.2 Effectuer des tests hors tension.

(2 heures)
2.1 Interprétation juste des plans.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure et des générateurs de signaux.
2.3 Vérification appropriée de l’emplacement et de l’identification des câbles, des conduites et des appareils du système de contrôle-commande.
2.4 Mesure correcte de la conduction et de l’isolation des câbles.
2.5 Vérification appropriée des composants électromécaniques et des dispositifs de sécurité.
2.6 Pertinence des corrections effectuées.
2.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification visuelle de la présence et de l’identification des câbles, des conducteurs, des composants et des borniers en concordance avec les schémas de branchement;
Vérification à l’ohmmètre de la continuité des nœuds;
Mesure de la résistance de continuité des masses.3 Mettre en service la partie commande.

(4 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des ordinogrammes et de la documentation des programmes.
3.2 Vérification appropriée des signaux et des alimentations très basse tension.
3.3 Vérification appropriée du fonctionnement des réseaux.
3.4 Vérification appropriée du fonctionnement des interfaces opérateurs.
3.5 Conduite correcte de la partie commande en mode manuel.
3.6 Vérification appropriée du fonctionnement de la partie commande en mode de marche normal.
3.7 Vérification appropriée du fonctionnement des séquences d’arrêt d’urgence.
3.8 Pertinence des corrections effectuées.Vérification des alimentations;
Vérification de tensions et des courants à différents points de test;
Le cas échéant, suivre une procédure générale de dépannage;
Conduite du système en mode de marche manuel et automatique.
Démarche pédagogique
Pour ce cours synthèse, on adoptera une approche systémique structurée par la réalisation d’un projet de session. On privilégiera une démarche où les éléments de théorie nécessaires surviendront au moment opportun en synchronisme avec leur application au projet dont les étapes de réalisation serviront à structurer le cours aussi bien en pratique qu’en théorie. Le projet retenu devra comprendre une installation de force motrice avec variation de vitesse et un automate programmable avec des capteurs et des actionneurs;
Dans ce cours, les laboratoires n’ont pas pour but de prouver la validité de notions théoriques mais plutôt de développer les habiletés nécessaires au montage et à la mise en service de systèmes de contrôle-commande. L’exécution de ces tâches devra se faire dans un contexte apparenté au milieu industriel.
L’apprentissage du dessin technique se fera en parallèle avec l’exécution du projet en utilisant le logiciel le plus couramment exigé par l’industrie locale. On devra se concentrer sur l’exécution de schémas électriques tout en fournissant le minimum nécessaire pour la lecture de plans plus généraux. Les schémas hydrauliques et pneumatiques seront couverts dans le cours Commande des actionneurs à la session suivante.
Malgré que l’on doive expliquer et respecter les principales normes d’installation, ce cours porte d’abord et avant tout sur l’installation elle-même, dans sa pratique immédiate. Il ne s’agit pas d’expliquer en profondeur, systématiquement et intégralement toutes les normes du code de l’électricité. Il s’agit plutôt d’initier l’élève aux principales normes incontournables qui régissent les installations industrielles les plus typiques et qui pourraient être utiles immédiatement en stage ou au seuil d’entrée sur le marché du travail. Les normes d’installation feront l’objet d’un réinvestissement substantiel dans les cours Planifier une installation électrique et Production, transport et distribution de l’énergie électrique. C’est dans ce dernier cours que seront vus en détail les fondements de la protection des installations électriques.
Bien que le projet d’installation puisse nécessiter le choix de certains composants, l’élève ne doit pas en faire la conception. Il travaillera donc sur un devis qui est déjà complet et dont la fonctionnalité a été parfaitement éprouvée. Il réalisera des plans non en tant que concepteur mais en tant que dessinateur. Ce seront la qualité de l’installation, l’efficacité de la mise en service et le respect des normes qui seront visés par le projet de session.
Généralement, on procédera à peu près dans cet ordre :
Analyse du cahier des charges;
Façonnage de la plaque de fond et du panneau en appliquant les techniques d’atelier nécessaires;
Étude des fonctions de base du logiciel de dessin et présentation des librairies de symboles;
Analyse des systèmes en parallèle avec leur installation;
Réalisation du schéma de disposition et installation des composants;
Études des fiches techniques et des normes, en théorie;
Câblage :
Réalisation du schéma de câblage;
Exécution du câblage à partir du plan;
Études des méthodes de câblage;
Identification, vérification du câblage et habillage correspondant du plan;
Programmation de l’automate;
Vérifications du système, mise en service et finalisation des plans.
L’évaluation se fera de façon continue tout au long de la session avec une partie substantielle à la fin portant sur la qualité du montage la conformité des plans et la fonctionnalité du projet. L’évaluation de chacune des parties du projet suivra un échéancier défini à l’avance. Des examens théoriques répartis sur la session évalueront surtout l’analyse des systèmes et l’interprétation de l’information technique et des normes.
Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de démontrer les compétences suivantes :

Concernant le dessin technique :
Dessiner efficacement des schémas de disposition et de branchement électriques à l’aide d’un logiciel de DAO sur ordinateur.
Créer des symboles et des attributs manquant à une banque de symboles.
Structurer et configurer le fond d’un plan ou un dessin prototype;
Habiller le plan et l’imprimer, l’exporter ou l’incorporer;
Identifier des symboles électriques et électromécaniques;
Lire des plans généraux.

Concernant les travaux d’atelier :
Façonner la façade et la plaque de fond d’un panneau électrique;
Fabriquer des supports et des boîtiers;
Fixer des composants électriques et électromécaniques;
Plier et assembler des conduits;
Assembler des connecteurs électriques;
Démonter et assembler des pièces dans un appareil d’électronique industrielle en vue de leur remplacement;
Reconnaître les situations à risque dans un atelier et prendre les mesures nécessaires pour minimiser les risques d’accident.

Concernant l’installation électrique du système de contrôle-commande :
Analyser le cahier des charges d’un système de contrôle-commande industriel incluant un automate programmable en vue d’en faire l’installation et la mise en service;
Planifier sommairement l’exécution des principales tâches d’installation en vue d’avoir sous la main le matériel et les outils nécessaires au moment de l’exécution.
Installer ajuster et vérifier les alimentations électriques, les protections, la chaîne de mesure, un automate programmable, les transducteurs, les organes de commande, les éléments finals de contrôle incluant un moteur et son variateur de vitesse;
Transposer correctement du schéma de disposition à la plaque de montage;
Fixer solidement la plaque de fond, les boîtiers, les rails, les borniers, les goulottes et les organes de commande;
Câbler et identifier les circuits en respectant les normes et en minimisant les interférences;
Vérifier systématiquement la continuité des branchements à l’ohmmètre;
Établir la continuité des masses et la mise à la terre;
Établir la configuration matérielle des cartes et des modules.
Vérifier systématiquement la fonctionnalité du montage par des observations des essais et des mesures :
Calculer la charge des circuits et les chutes de tension puis choisir les conducteurs et la protection en déterminant leur type, leur calibre, leur courant admissible et les extremums permis en conformité avec le code de l’électricité du Québec.
Choisir sommairement la quincaillerie et l’appareillage essentiel de commande;
Interpréter judicieusement des normes d’installation, des plans et de la documentation technique reliée à l’installation et à la mise en service;

Voici quelques uns des principaux critères généraux d’évaluation :
La fonctionnalité et la qualité des montages;
La conformité des montages avec les plans;
L’intégralité et la précision de l’identification;
Le niveau d’achèvement des travaux, des plans et devis;
Le professionnalisme;
Le respect des normes, des règlements, de la démarche proposée et des échéances;
La pertinence des choix;
La pertinence de la démarche de résolution de problème;
La justesse de l’interprétation de la documentation technique et des normes;
La pertinence et la validité des mesures;
Habileté dans l’utilisation des outils en conformité avec le mode d’emploi et le respect des règles de santé et sécurité en atelier;

Médiagraphie

Atelier et tôlerie
PAQUET, Serje. Mécanique industrielle : module 23. Tôlerie : développement, assemblage : guide d'apprentissage, Sherbrooke, Centre d'élaboration des moyens d'enseignement du Québec, 1995, TS250P367 1995.
HÉMOND, Géralg. Initiation aux techniques industrielles, Saint-Laurent, McGraw-Hill., 1982, 527 p.

Dessin
NEY, Henri. Schémas d'électrotechnique, Paris, Nathan, 2002, 94 p. ISBN : 2-09-179066-4
CHEVALIER, Alain. Guide pratique du dessin technique, schématisations cinématiques, électriques, pneumatiques, hydrauliques et électroniques, Paris, Hachette, 2001, 60 p. ISBN : 201-16-8259-2.
GIESECKE, Frederick E. et al. Dessin technique, chap. 21 Diagrammes électroniques, Montréal, Éditions du Renouveau pédagogique., 1987, 453 p. T353T42141 1987.
DUROT, Robert, René Lavaud et Jean Visart. Normadess : dessin technique et construction mécanique normalisés, (banques de symboles et normes de dessin), Paris, Dunod., 1995, 159 p. T353D876 1995.
SHUMAKER, Terence M. et al. AutoCAD 2000 et applications, Repentigny, R. Goulet, 2000, 1623 p. T385A976 2000.
SHUMAKER et al. Autocad et applications 2004, Repentigny, Les éditions Reynald Goulet inc., 2003, 1664 p.
CAMIRÉ, Serje. L'univers AutoCAD 2000, 2D, Sainte-Foy, Univers, 2000. 1190 p. T385C358 2000.
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LEFRAPPER, Olivier. AutoCAD LT 2004, Nantes, France, Éditions ENI, 2003, 313 p. ISBN : 2-7460-2142-0.
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Alternative à autocad, Logiciel E3 :  HYPERLINK "http://www.CAETEK.com" www.CAETEK.com
Alternative à autocad : Automation studio.

Contrôle de moteur
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HERMAN, Stephen L. et Walter N. Alerich. Industrial motor control, 4e éd., Albany, N.Y., Delmar, Toronto : Delmar, 1999, 494 p.
MOBERG, Gerald A. AC and DC motor control, New York, J. Wiley, 1987, 315 p.
Simple et pratique
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MAZUR, Glen A. et Peter A. Zurlis, Electrical principles and practices workbook, Homewood, Ill., Américan Technical Publishers, 1997 TK3001M393s 1997.
MAZUR, Glen A. et Thomas E. Proctor, Troubleshooting electric motors, 2e éd., Alsip, Ill., Américan Technical Publishers, 1997 TK2511M397 1997.



Installation
SEIP, Günter G. Electrical Installations Handbook: Power Supply and Distribution, Protective Measures, Electromagnetic Compatibility, Electrical Installation Equipment and Systems, Application Examples for Electrical Installation Systems, Building Management, 3e éd., John Wiley & Sons, 2000, 728 p. ISBN: 0471494356.
SCLATER, Neil et John E. Traister. Handbook of Electrical Design Details, 2e éd., Montréal, McGraw-Hill, 2003, 450 p. ISBN : 0-07-137751-4.
TRAISTER, John E. Industrial Electrical Wiring: Design, Installation, and Maintenance, Montréal, McGraw-Hill Professional, 1996, 539 p. ISBN : 0070653291.
FRAYSSE, R. Les installations électriques, Paris, A. Casteilla, 1985, 207 p.
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Câblage
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SAVAGE, Michel. Électricité et filage : techniques d'installation étape par étape, Montréal, Modus Vivendi, 2005, 79 p. TK3285W5714 2005.
BLACK & DEKCER, Les travaux d'électricité : des petites réparations jusqu'aux grands projets, Montréal, Editions de l'Homme, 2001, 302 p.
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KIRCHNER, Harold. B. Wiring installation and maintenance, Montréal, McGraw Hill Ryerson ltd, 1978, 175 p.



Normes
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CSA. Cotation et tolérancement en dessin technique. Rexdale, Ont., Association canadienne de normalisation., 1992, 155 p. TA368A8821.
PASCHAL, John M. Understanding NEC rules on motors & motor controls : based on the 2002 NE Code, 3e éd., Overland Park, KS., Primedia Business Magazines & Media, 2002, 174 p. TK2511P378 2002.
PASCHAL, John M. Understanding NEC rules on grouding & bonding : based on the 2002 NE Code, 2e éd., Overland Park, KS, Primedia Business Magazines & Media, 2002, 190 p. TK3227P378 2002.

Nouveau
NEY, Henri. Schémas d’électrotechnique BAC PRO – BAC STI, Paris, Nathan, 2002, 96 p., ISBN : 2091790664.  HYPERLINK "http://www.nathan.fr" www.nathan.fr
LINSLEY, Trevor. Basic electrical installation work, Newnes, 2005, 224 p. ISBN: 0-7506-6624-2.
LINSLEY, Trevor. Advanced Electrical Installation Work, Newnes, 2005, 192 p. ISBN: 0-7506-6626-9.
BOTTRILL, Geoffrey, Derek Cheyne et G Vijayaraghavan. Practical electrical equipment and installations in hazardous areas, Newnes, 2005, 424 p. ISBN: 0-7506-6398-7.

Audio-visuel
LAHAIE, Richard. Soudage au fer, Montréal, Office du film du Québec, 1979, diffusion : Nuance-Bourdon Audiovisuel, l vidéocassette, VHS, 14 m. TS227.2S683 1979 VIDEO.
NEED, Richard. Souder en toute sécurité, Richard Need Productions, Stewart Distribution Ltd, 1 videocassette, 25 min. TS227.8S682 VIDEO.
SAUVAGE, Danielle, La tôlerie, Montréal, Ministère de l'éducation du Québec, diffuseur : Nuance Multimédia, 1977, 1 vidéocassette, VHS, 11 min. TS250T643 1977 VIDEO.
BORNEMISZA, Nicolas. Les Raccordements électriques, Québec, Ministère de l'éducation ; Montréal, Nuance-Bourdon Audiovisuel (diff.), 1974, l vidéocassette, VHS, 10:20min. TK3521R322 1974 VIDEO.
BABIN, Pierre. L'installation électrique d'une résidence, Québec, Ministère de l'habitation et de la protection du consommateur, 1984, l vidéocassette VHS, 33 min. TK3201I593 1984 VIDEO.
MILLS, Don. Réussir du premier coup les joints des tubes en cuivre par soudure, Don Mills, Ont., Canadian Copper and Brass Development Association, 1996, 1 vidéocassette VHS, 12 min. TS610R487 1996 VIDEO.






Quatrième sessionFormation spécifique243-416-SHÉlectronique de puissance3-3-22,66243-426-SHRéguler un procédé3-3-33,00243-434-SHCommande des actionneurs2-2-22,00243-443-SHSanté et sécurité au travail3-0-11,33243-44S-SHStage en électronique industrielle0-5-01,66Formation générale109-104-02Activité physique0-2-11,00604-HAJ-03Anglais langue seconde2-1-32,00601-103-04Littérature québécoise3-1-42,66
243-416-SH Électronique de puissance
Compétences :
437- Vérifier des équipements de puissance.
43C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.
43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.

Pondération :
3-3-2
2,66 unités

Préalable relatif : Électrotechnique (243-317-SH)
Préalable à : Commande électronique (243-526-SH)
Qualité de l’alimentation (243-615-SH)


CompétenceContexte de réalisation437- Vérifier des équipements de puissance.
PartielleÀ l’aide de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide de codes de sécurité des travaux.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide de logiciel.
À l’aide d’étalons de mesure.43C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.
PartielleÀ l’atelier et sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique.
À l’aide d’instruments de mesure et de simulateurs de charge.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.
À l’aide d’outils manuels.43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
PartielleEn équipe.
À partir de procédures d’entretien préventif.
À l’aide de plans et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’outils manuels.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
PartielleÀ la suite d’un appel de services.
À l’aide de plans, de schémas, de guides de dépannage et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.


Note préliminaire
L’électronique de puissance est un domaine en pleine évolution. De nouveaux types d’interrupteurs électroniques ayant des possibilités et des performances accrues ont continuellement vu le jour durant les dernières décennies. Ce cours vise à permettre au futur technologue de mettre en service et de dépanner les convertisseurs électroniques de puissance. Il porte sur l’analyse, le branchement et le diagnostic des redresseurs, des hacheurs, des gradateurs et des onduleurs électroniques. Il appartient au fil conducteur de l’utilisation de l’énergie électrique et à celui de l’électronique.
En troisième session, les élèves se seront familiarisés avec la solution des circuits linéaires à courant alternatif dans le cours Électrotechnique qui est préalable à ce cours. Dans ce cours-ci, ce seront les circuits de commutation de puissance qui seront abordés.
Le cours Électronique de puissance est préalable à Commande électronique qui survient en quatrième session. Les deux cours font partie d’une suite logique dans une approche systémique. Le cours Électronique de puissance porte exclusivement sur l’étage de puissance des convertisseurs électroniques. Le cours Commande électronique abordera la partie commande qui comporte une intégration de circuits plus complexe.
Le cours Électronique de puissance est également préalable à Qualité de l’alimentation qui survient en sixième session. Les dispositifs semi-conducteurs de puissances sont reconnus pour être sensibles aux surtensions et aux transitoires du système d’alimentation. Il est notoire également que les convertisseurs électroniques de puissance sont responsables pour une grande partie des déformations harmoniques de l’onde du réseau public d’alimentation. Le cours Qualité de l’alimentation poursuivra sous un nouvel angle l’étude des notions liées à l’analyse harmonique qui auront été abordées en Électronique de puissance pour décrire la fonctionnalité des convertisseurs.
Dans ce cours, on utilisera méticuleusement des instruments de mesure complexes, onéreux et relativement fragiles. Le niveau de préparation des interventions ainsi que la rigueur dans le branchement constituent des compétences transférables à de nombreuses autres situations de la vie professionnelle d’un technologue en électronique industrielle.


Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage437- Vérifier des équipements de puissance.1 Préparer la prise de mesure ou l’acquisition de données.

(15 heures)
1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Interprétation juste des caractéristiques électriques et mécaniques des équipements de puissance.
1.3 Détermination des points de mesure appropriés.
1.4 Détermination correcte de la fréquence et de la durée des relevés.
1.5 Choix approprié des logiciels d’acquisition de données.
1.6 Estimation correcte des valeurs attendues.
1.7 Choix approprié de l’appareillage.
1.8 Vérification et étalonnage corrects de l’appareillage.Caractérisation complète d’un convertisseur statique d’énergie (mutateur) :
à commutation naturelle et forcée,
uni et bidirectionnel,
en courant et en tension,
à charge active ou passive;
Identification des topologies des convertisseurs et de leur fonction;
Interprétation de la caractéristique tension - courant des transistors et des thyristors;
Étude des caractéristiques des semi-conducteurs de puissance;2 Prendre les mesures ou procéder à l’acquisition de données.

(15 heures)
2.1 Interprétation juste du code de sécurité des travaux.
2.2 Vérification appropriée des mises à la terre.
2.3 Installation correcte et sécuritaire de l’appareillage de mesure.
2.4 Mesures précises et complètes des formes d’ondes.
2.5 Utilisation appropriée de l’appareillage de mesure.
2.6 Sauvegarde correcte des données.Mesure :
du contenu et de la distorsion harmonique,
du facteur de forme,
du facteur de puissance;
Acquisition et interprétation des formes d’onde de tension et de courant avec un oscilloscope à mémoire portatif;
Utilisation d’un analyseur d’harmoniques;
Mesure de valeurs efficaces, moyennes, fondamentales et harmoniques;3 Analyser les données.

(15 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Traçage précis des formes d’ondes.
3.3 Interprétation juste des caractéristiques des harmoniques.
3.4 Analyse juste de la coordination des protections électriques.
3.5 Analyse juste du fonctionnement des composants de puissance.
3.6 Analyse juste des phénomènes électriques en régime transitoire et permanent.
3.7 Détermination correcte de la moyenne, de la médiane et de l’écart type des données.
3.8 Utilisation appropriée des logiciels.
3.9 Sauvegarde correcte des résultats.
3.10 Critique de la vraisemblance des résultats.
3.11 Justesse du verdict sur la conformité des équipements.Analyse du fonctionnement des convertisseurs électronique de puissance :
redresseurs,
hacheurs,
gradateurs,
onduleurs;
Calcul des valeurs moyennes efficace et crête de tension, de courant et de puissance dans :
les redresseurs,
les hacheurs,
et les gradateurs;
Traçage assisté des formes d’ondes à l’échelle;
Explication du principe du cycloconvertisseur;
Effet de la commutation du courant dans une bobine et diode de roue libre;
Classification précise des topologies des alimentations de secours de type « UPS » et de leur utilisation.
Utilisation d’un logiciel d’acquisition de données;
Ponts redresseurs;
Filtre de lissage;
Principes d’amorçage et de blocage des thyristors;
Angle d’amorçage.4 Rédiger un rapport de non-conformité.

(3 heures)
4.1 Utilisation du vocabulaire approprié.
4.2 Présentation claire de la méthode utilisée et des résultats obtenus.
4.3 Respect des exigences de présentation.Exposé des définitions des termes techniques;
Tenue d’un cahier de laboratoire et/ou rédaction d’un rapport.43C - Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.1 Analyser le fonctionnement du convertisseur et de l’actionneur.

(12 heures)
1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Distinction juste des types de signaux et de leurs fonctions.
1.3 Distinction juste du champ d’application de la technologie.
1.4 Estimation correcte de la valeur du signal de sortie pour une entrée donnée.Analyse détaillée des convertisseurs statiques de puissance :
les différents types de redresseurs,
hacheur pour commande d’une machine CC,
onduleur à modulation de largeur d’impulsion à créneau unique;
Analyse fonctionnelle des alimentations à découpage utilisant les hacheurs;
Explication de l’utilisation d’un gradateur pour démarrer un moteur à courant alternatif;
Explication sommaire du principe de fonctionnement d’un cycloconvertisseur;
Comparaison du contacteur électromécanique avec le contacteur électronique - gradateur;2 Configurer le convertisseur et l’actionneur.

(9 heures)
2.1 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
2.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
2.3 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des simulateurs de charge, des logiciels et des outils manuels.
2.4 Détermination correcte des options et des valeurs des paramètres de fonctionnement du convertisseur et de l’actionneur.
2.5 Fonctionnement correct du convertisseur et de l’actionneur.Montage méticuleux des circuits d’un banc d’essai didactique;
Réglage du générateur de fonction et du générateur d’impulsions d’amorçage;
Comparaison des résultats de mesure des différents instruments;
Détermination de l’angle d’amorçage, de la fréquence, de la largeur d’impulsion, de l’amplitude des signaux;
Utilisation d’un logiciel d’acquisition des formes d’onde;3 Étalonner l’élément final de contrôle.

(6 heures)
3.1 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
3.2 Choix et utilisation appropriée d’une procédure d’étalonnage.
3.3 Interprétation juste de la courbe d’étalonnage.
3.4 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des simulateurs de charge, des logiciels et des outils manuels.
3.5 Simulation correcte des signaux d’entrées.
3.6 Réglage correct du convertisseur et de l’actionneur.
3.7 Prise de notes claire et détaillée des réglages effectués.
3.8 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Réglage de l’angle d’amorçage;
Réglage des impulsions d’amorçage :
fréquence,
largeur d’impulsion,
amplitude;
Étalonnage adéquat de la caractéristique de transfert des hacheurs et des gradateurs;
Étalonnage correct de la fréquence et de l’amplitude de sortie des onduleurs;
Ajustement correct du générateur de fonction;4 Vérifier le fonctionnement de l’élément final de contrôle.

(9 heures)
4.1 Utilisation juste de la documentation technique.
4.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
4.3 Détermination correcte d’un problème de fonctionnement.
4.4 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification complète du fonctionnement et des caractéristiques des redresseurs;
Vérification appropriée de la caractéristique de transfert des hacheurs et des gradateurs;
Vérification appropriée du fonctionnement d’un onduleur à 6 paliers;43F - Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.2 Procéder à l’entretien des équipements de puissance.
(3 heures)
2.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés de l’appareillage.
2.3 Vérification appropriée des mises à la terre.
2.8 Vérification appropriée de l’état des éléments d’électronique de puissance.
2.10 Application correcte des procédures de remplacement et de réglage.
2.11 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification hors tension et sous tension des composants de l’électronique industrielle :
diodes de puissance,
transistors dont IGBT,
thyristors et GTO;
Précautions liées à la manipulation et au remplacement des semi-conducteurs sensibles;
chaleur,
électricité statique, etc.
Montage de composants électronique sur radiateur.43G - Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.2 Diagnostiquer le problème de fonctionnement.

(3 heures)
2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
2.3 Vérification appropriée de l’état des composants.
2.4 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.5 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance, de la partie commande, des appareils de la chaîne de mesure, des éléments finals de contrôle et des réseaux.
2.6 Utilisation appropriée du guide de dépannage.
2.7 Utilisation appropriée des commandes de dépannage des logiciels.
2.8 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
2.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification fonctionnelle sous tension des convertisseurs électronique de puissance.
Vérification à l’ohmmètre des composants électronique de puissance;
Consultation dirigée du guide de dépannage;
Diagnostic plausible de la cause d’une panne par :
l’analyse des symptômes;
l’analyse des signaux et la vérification des alimentations;
l’observation directe de l’état des composants;
enquête auprès des utilisateurs;
etc.
Explication correcte de la cause du problème et suggestions de correctifs appropriés. Démarche pédagogique
Dans ce cours, pour la présentation de la théorie, on utilisera une approche par problèmes. Initialement, certains problèmes choisis seront académiques mais signifiants parce que simples et transposables dans de nombreuses autres situations réelles. Les problèmes présentés devront aller du simple vers le complexe. On utilisera certains problèmes les plus pertinents sur le plan de la mise en service et du dépannage comme cibles structurantes pour le déroulement des autres activités d’apprentissage. Les éléments théoriques nécessaires à leur résolution seront présentés au moment opportun toujours en lien avec les problèmes. Ces problèmes feront l’objet de descriptions, de démonstrations pratiques, d’exercices ou de devoirs et d’évaluations formatives. Puis, ils seront sujets d’examens théoriques et pratiques échelonnés suivant un mode d’évaluation continue.

À cause de la complexité et de la diversité des circuits de commande, on se limitera à traiter de la partie puissance des convertisseurs. On devra simuler avec réalisme le contexte d’utilisation industriel pour assurer le développement de la compétence sur la base de la pertinence des interventions de mise en service et d’analyse en vue du dépannage. C’est l’exposé du problème au tout début d’une unité d’enseignement qui fournira le cadre de l’activité d’apprentissage et son contexte de réalisation, ce qui motivera l’acquisition progressive des connaissances en parallèle avec une définition de plus en plus fine du problème initial. Les notions théoriques de mathématiques et de physique feront l’objet de rappels au moment où elles seront jugées nécessaires pour l’application, principalement durant les premières semaines.

Les activités de laboratoire seront axées sur le branchement, la mise en service et sur la mesure avancée des variables électriques et des indicateurs de performance des convertisseurs électroniques de puissance. La mesure et l’acquisition de données spécialisées se fait en vue d’assurer le niveau de performance des équipements et de diagnostiquer les problèmes le cas échéant.

Une partie importante des laboratoires consistera à utiliser des instruments spécialisés et sophistiqués tels qu’un oscilloscope à mémoire ou un analyseur d’harmonique. Comme ces instruments sont très onéreux, on travaillera en équipe de deux. On s’assurera de la participation active de chacun des équipiers par des productions individuelles comme des rapports ou des tests de laboratoire. On exigera aussi des préparations écrites attestant que l’élève connaît suffisamment les directives, les modes d’utilisation et les branchements à réaliser pour ne pas mettre en péril ni les équipements ni la sécurité des personnes.

Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Analyser des convertisseurs électroniques de puissance en vue de les mettre en service et de les dépanner :
redresseurs monophasés et triphasés,
hacheurs,
entraînement électronique CC,
gradateurs,
onduleurs simples et courants;
Vérifier l’état des semi-conducteurs de puissance;
Diagnostiquer un problème dans un convertisseur électronique de puissance à partir de mesures avancées telles que la forme d’onde et le contenu harmonique;
Élaborer le circuit équivalent et la caractéristique tension-courant des redresseurs à thyristors;
Mesurer précisément le contenu harmonique, le facteur de forme et le facteur de puissance;
Utiliser un oscilloscope à mémoire portatif à double isolation et un analyseur d’harmonique;
Calculer et mesurer les puissances, les tensions et les courants et les principaux indicateurs de performance dans les convertisseurs électroniques de puissance;
Distinguer les valeurs efficaces, les valeurs moyennes et les valeurs crêtes;
Identifier les topologies des convertisseurs électroniques de puissance et dessiner leur schéma de branchement;
Interpréter correctement les fiches techniques des manufacturiers;
Décrire l’utilisation d’une alimentation de secours;

Voici quelques uns des principaux critères d’évaluation :
La fonctionnalité et la qualité des branchements et des schémas;
La pertinence et la cohérence de la démarche;
Le degré de préparation et d’achèvement des travaux;
Le respect des normes, des règlements et des règles de santé et sécurité;
Le professionnalisme;
La justesse des diagnostics et des interprétations;
La précision des mesures et des calculs;
La rigueur et la pertinence des analyses.


Médiagraphie

Volumes souvent achetés par les élèves :
WILDI, Théodore. Électrotechnique, 4e édition, Québec, Les presse de l’Université Laval, ©2005, 1215 p., ISBN 2-7637-8185-3, TK145.W542 2005.
CHAMPENOIS, André. Alimentations, thyristors et optoélectronique, Electronique industrielle, Montréal, Éditions du Renouveau pédagogique, 1988, 621 p.
TRUSSART, Louis. L'électronique, Montréal, Éditronique, 2000, 500 p.

Électronique de puissance :
FRANÇOIS, Christophe. Génie électrique : cours complet illustré : electronique du signal, electronique de puissance et électrotechnique, automatique, Paris, Ellipses-Marketing, 2004, 457 p.
FRINDEL, Jean. Electronique de puissance : la régulation par la pratique, Paris, Educalivre., 1982, 207 p. TK7881.15F743 1982.
Aloïsi, Pierre. Les semiconducteurs de puissance : de la physique du solide aux applications, Technosup électronique, Paris, Ellipses-Marketing, 2001, 317 p.
LAVABRE, Michel. Électronique de puissance – Conversion de l’énergie, CASTEILLA, 1998, 358 p.
AHMED, Ashfaq. Power electronics for technology, Upper Saddle River, N.J., Prentice-Hall, 1999, 427 p.
Rashid, Muhammad H. Recent developments in power electronics, Piscataway, N.J. Institute of Electrical and Electronics Engineers, 1996, 688 p.
MOHAN, Ned, Tore M. Undeland et William P. Robbins. Power electronics : converters, applications and design, 2e éd., Toronto, J. Wiley, 1995, 667 p.
HAY, Jef. Thyristors et triacs : les semi-conducteurs à avalanche et leurs applications, Nieppe, France, Publitronic, 1994, 283 p.
MAZDA, F. F. Power electronics handbook : components, circuits and applications, 2e éd., Toronto, Butterworths, 1993, 417 p. TK7881.15M396 1993
Milsant, Francis. Électrotechnique, électronique de puissance : cours et problèmes, Paris, Ellipses-Marketing, 1993, 254 p.
BOSE, Bimal K. Modern power electronics : evolution, technology, and applications, New York, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 1992, 597 p.
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Sites internet
www.ipes.ethz.ch/ipes/f_index.html
www.irf.com
www.ixys.com
www.nteinc.com
www.powerdesigners.com
www.pwrx.com
www.vishay.com/brands/siliconix/



























243-426-SH Réguler un procédé
Compétences :
438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.
439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.
43B- Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.
43C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.
43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
Pondération :
3-3-3
3,00 unités

Préalable relatif : Chaîne de mesure (243-327-SH)
Préalable à : Régulation et asservissement (243-626-SH) Planifier le projet (243-543-SH)


CompétenceContexte de réalisation438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.

PartielleÀ partir du schéma fonctionnel d’un procédé.
À partir de plans ou de relevés des mécanismes.
À l’aide de données de fonctionnement.
À l’aide de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.
PartielleÀ l’aide de schémas opérationnels.
À l’aide de logiciels de contrôle-commande.43B- Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.

FinaleÀ l’atelier et sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique.
À l’aide d’instruments de mesure.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.
À l’aide d’outils manuels.43C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.

PartielleÀ l’atelier et sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique.
À l’aide d’instruments de mesure et de simulateurs de charge.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.
À l’aide d’outils manuels.43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.

PartielleEn équipe.
À partir de procédures d’entretien préventif.
À l’aide de plans et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’outils manuels.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
La région de l’Estrie comprend de nombreuses entreprises papetières et des usines de traitement des eaux. Pour ces entreprises, la régulation de procédés continus joue un rôle central. Dans ce cours, le futur technologue apprendra à régler des boucles de régulation de procédés continus répandus tels que le niveau, la pression et le débit de fluides.

Le cours Réguler un procédé arrive en quatrième session. Il appartient au fil conducteur de l’instrumentation et de la régulation des procédés continus. Il fait suite au cours Chaîne de mesure qui lui est préalable. Le cours Chaîne de mesure a permis à l’élève d’étalonner divers transmetteurs, de traiter numériquement des signaux de mesure et de commande et de régler une boucle en mode proportionnel par une méthode itérative convergente. Le cours Réguler un procédé permettra de brancher et d’étalonner des transmetteurs autoalimentés, de régler des boucles en mode PID par des méthodes formelles basées sur un modèle du premier ordre et de caractériser des éléments finals ce contrôle usuels.

Le cours Réguler un procédé sera préalable à Régulation et asservissements qui se donne en sixième session. Ce dernier cours du fil conducteur de l’instrumentation et de la régulation des procédés continus traitera de stratégies évoluées de commande et de méthodes de réglage avancées.

Le cours Réguler un procédé sera également préalable à Planifier le projet qui survient en cinquième session et qui est à son tour préalable à Projet d’électronique industrielle. En effet, la plupart des projets comprendront la régulation d’un procédé et le traitement de variables continues produites par des transmetteurs requerrant un étalonnage précis.

Réguler un procédé est un cours qui favorisera l’acquisition d’un degré d’autonomie permettant au futur technologue de s’illustrer lors du stage crédité qui suit immédiatement à la fin de la quatrième session. C’est par son implication personnelle et sa participation active dans ses cours de quatrième session que l’élève développera le niveau d’autonomie nécessaire au stage de formation en entreprise. Ce gain substantiel d’autonomie professionnelle sera le point de départ d’heureuses initiatives en stage qui lui vaudront la reconnaissance de l’employeur et cette valorisation immédiate le stimulera dans la poursuite de ses études.






Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage438 - Analyser le fonctionnement d’un procédé.1 Élaborer le schéma opérationnel d’un procédé.

(9 heures)
1.1 Interprétation juste du schéma fonctionnel.
1.2 Interprétation juste des données de fonctionnement.
1.3 Relevé des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
1.4 Analyse juste de la circulation des fluides et des déplacements d’objets ou de substances.
1.5 Application correcte des normes de la représentation symbolique.
1.6 Clarté du schéma.Réalisation du diagramme fonctionnel d’un procédé de régulation simple en utilisant les symboles et les normes d’identification ISA :
capteurs, transmetteurs,
contrôleurs,
actuateurs, etc.
Distinction des variables et des composants;
Interprétation des liens de cause à effet d’une variable sur une autre à l’aide du schéma opérationnel;
Analyse physique de la circulation des fluides en termes de pression et de débit.3 Indiquer les transformations physiques et chimiques présentes dans un procédé.

(6 heures)
3.4 Description claire des effets des substances sur les appareils du procédé.
3.5 Détermination correcte des grandeurs physiques.
3.6 Détermination correcte des états de la matière.Description sommaire des principes de fonctionnement de capteurs permettant de mesurer d’autres propriétés physiques ou chimiques couramment utilisés dans les procédés industriels, comme : pH, température, humidité, viscosité, etc.
Interprétation du principe de Pascal dans le contexte d’utilisation d’une colonne d’eau.
Distinction entre les pressions atmosphérique, absolue, relative et différentielle;
Calcul exact de la pression hydrostatique exprimée en hauteur d’une colonne de liquide;
Conversion des unités de pression et de débit usuelles;439 - Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.1 Analyser le fonctionnement du système de contrôle-commande.

(12 heures)
1.1 Interprétation juste du schéma opérationnel.
1.2 Localisation précise des éléments de la chaîne de mesure.
1.3 Localisation précise des éléments finals de contrôle.
1.4 Localisation précise des unités de commande.
1.5 Distinction juste de l’algorithme de contrôle utilisé.
1.6 Analyse juste des technologies utilisées dans les unités de commandes.
1.7 Analyse juste de la fonction de chacun des éléments du système de contrôle-commande.Analyse des stratégies conventionnelles de régulation de procédé en mode P, PI et PID;
Modélisation d’un procédé autorégulateur du premier ordre selon Ziegler et Nichols;
Définition des critères de performance et explication de leurs interactions réciproques : rapidité, précision, stabilité, etc.
Définition des termes de régulation;
Distinction des types de procédés (autorégulateurs…);
Distinction des effets des actions proportionnelle, dérivée et intégrale sur la réponse du procédé;2 Conduire le système de contrôle-commande.

(12 heures)
2.1 Utilisation appropriée de la documentation technique du fabricant.
2.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
2.3 Interprétation juste de l’information transmise par les indicateurs et les autres instruments fixes.
2.4 Analyse juste des effets d’une perturbation.
2.5 Utilisation appropriée des logiciels de contrôle-commande.
2.6 Réglage correct des paramètres de fonctionnement.
2.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Branchement des boucles de régulation de niveau, de débit et de température;
Détermination exacte des paramètres du modèle d’un système du premier ordre selon Ziegler et Nichols;
Utilisation de la fonction exponentielle pour modéliser un procédé du premier ordre;
Description de l’évolution temporelle d’une variable de procédé et détermination graphique de:
la constante de temps,
du temps de délai,
temps de montée,
pente initiale,
valeurs initiale et finale;
Calcul de la valeur d’une fonction exponentielle à pente décroissante en un point donné.
Essais en boucle ouverte et en boucle fermée;
Méthodes de réglage formelles :
réponse du procédé,
oscillations ultimes,
itérations convergentes;
Interprétation des paramètres conventionnels utilisés dans les régulateurs : gain, bande proportionnelle, valeur de soutien, temps ou constante de dérivation et d’intégration;
Utilisation de la fonction PID d’un automate programmable;3 Vérifier la réponse du procédé.

(12 heures)
3.1 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
3.2 Détermination correcte de problèmes de fonctionnement du système de contrôle-commande.Vérification de la validité du modèle à partir de l’acquisition des données;
Identification judicieuse des problèmes de fonctionnement.43B - Régler le fonctionnement des appareils de la chaîne de mesure.1 Analyser le fonctionnement du capteur et du transmetteur.

(4 heures)
1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Distinction juste des types de signaux et de leurs fonctions.
1.3 Distinction juste du champ d’application de la technologie.
1.4 Estimation correcte de la valeur du signal de sortie pour une entrée donnée.Analyse comparative des différentes méthodes de mesure de pression, de niveau et de débit couramment utilisées en industrie;
Analyse du fonctionnement des capteurs et des transmetteurs de pression et de débit industriels;
Interprétation des concepts reliés à la mesure :
précision, incertitude,
linéarité, résolution,
bruit, dérive,
saturation, hystérésis;2 Configurer le capteur et le transmetteur.

(2 heures)
2.1 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
2.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
2.3 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des logiciels et des outils manuels.
2.4 Détermination correcte des options et des valeurs des paramètres de fonctionnement du capteur et du transmetteur.
2.5 Fonctionnement correct du capteur et du transmetteur.Branchement correct de la chaîne de mesure;
boucle de courant,
transmetteurs à 2 ou 3 fils,
signaux en tension,
alimentations;
Configuration des transmetteurs intelligents;
Détermination de la résistance d’une boucle de courant;
Effets de charge des capteurs autoalimentés;3 Étalonner le capteur et le transmetteur.

(6 heures)
3.1 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
3.2 Choix et utilisation appropriés d’une procédure d’étalonnage.
3.3 Interprétation juste de la courbe d’étalonnage.
3.4 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des logiciels et des outils manuels.
3.5 Simulation correcte des signaux d’entrées.
3.6 Réglage correct du capteur et du transmetteur.
3.7 Prise de notes claire et détaillée des réglages effectués.
3.8 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Caractérisation des différentes technologies de transmetteurs rencontrées en industrie : pneumatique, électronique analogique et numérique;
Description des signaux standards et calcul des équivalents aux signaux convertis : 4-20 mA, 1-5 V, 3-15 psi, etc.
Réglage du zéro, de l’étendue et de la linéarité d’un capteur;
Utilisation de différents étalons et calibreurs;
Traçage de la courbe d’étalonnage;4 Vérifier le fonctionnement de la chaîne de mesure.

(6 heures)
4.1 Interprétation juste de la documentation technique.
4.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
4.3 Détermination correcte d’un problème de fonctionnement.
4.4 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Utilisation d’instruments de mesure usuels ou spécialisés;
Comparaison des valeurs mesurées avec les celles prévues par calcul;
Vérification systématique des branchements;
Interprétation juste de la conséquence produite par la rupture d’un fil ou d’une conduite sur la chaîne de mesure;43C - Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.1 Analyser le fonctionnement du convertisseur et de l’actionneur.

(6 heures)
1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Distinction juste des types de signaux et de leurs fonctions.
1.3 Distinction juste du champ d’application de la technologie.
1.4 Estimation correcte de la valeur du signal de sortie pour une entrée donnée.Classification des différents éléments finals de contrôle les plus utilisés en industrie selon leur type, leur action et leur technologie;
Description sommaire de la construction d’une vanne pneumatique industrielle;
Comparaison des performances attendues des différentes technologies;
Estimation de la valeur de sortie selon un modèle idéal d’un obturateur linéaire;2 Configurer le convertisseur et l’actionneur.

(3 heures)
2.1 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
2.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
2.3 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des simulateurs de charge, des logiciels et des outils manuels.
2.4 Détermination correcte des options et des valeurs des paramètres de fonctionnement du convertisseur et de l’actionneur.
2.5 Fonctionnement correct du convertisseur et de l’actionneur.Interprétation de la documentation technique;
Configuration de la valve, du positionneur et du convertisseur I/P;
Configuration de convertisseurs et d’actionneurs intelligents;3 Étalonner l’élément final de contrôle.

(4 heures)
3.1 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
3.2 Choix et utilisation appropriée d’une procédure d’étalonnage.
3.3 Interprétation juste de la courbe d’étalonnage.
3.4 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des simulateurs de charge, des logiciels et des outils manuels.
3.5 Simulation correcte des signaux d’entrées.
3.6 Réglage correct du convertisseur et de l’actionneur.
3.7 Prise de notes claire et détaillée des réglages effectués.
3.8 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Étalonnage adéquat d’une valve, de son positionneur et du convertisseur I/P;
Prise en considération de la variation de la chute de pression aux bornes d’une vanne;
Étude des courbes caractéristiques inhérente puis installée d’une vanne;
Génération conforme des signaux d’entrée;4 Vérifier le fonctionnement de l’élément final de contrôle.

(3 heures)
4.1 Utilisation juste de la documentation technique.
4.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
4.3 Détermination correcte d’un problème de fonctionnement.
4.4 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification d’une valve :
la position au repos;
l’étanchéité à la fermeture;
la chute de pression;
la vitesse d’opération, etc.
Vérification du positionneur;
Vérification du convertisseur I/P;43F - Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.3 Procéder à l’entretien des appareils du système de contrôle-commande.

(5 heures)
3.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
3.2 Choix et utilisation appropriés de l’appareillage.
3.4 Vérification appropriée de l’état des appareils.
3.5 Vérification appropriée des configurations du matériel, des programmes et des valeurs des paramètres de fonctionnement.
3.6 Vérification appropriée de l’étalonnage et de la configuration des appareils.
3.7 Vérification appropriée du fonctionnement des indicateurs et des instruments fixes.
3.8 Application correcte des procédures de remplacement et de réglage.Vérification des cadrans et indicateurs;
Entretien des valves, du positionneur et du convertisseur I/P;
Vérification de l’étalonnage de la chaîne de mesure d’un procédé de régulation;
Vérification de la configuration du régulateur;
Lubrification et nettoyage approprié;
Comparaison des valeurs observées dans la chaîne de mesure et des signaux de sortie en mode manuel avec des valeurs prévues par calcul;
Réglages appropriés de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle d’un système de régulation de procédé;
Utilisation d’appareils spécialisés pour l’étalonnage de signaux standards industriels;
Réglage approprié des paramètres du régulateur en mode P, PI, PID.
Démarche pédagogique
Pour ce cours, on privilégiera une approche systémique. On présentera d’abord une vue globale du système de régulation avant d’en analyser en détail certaines parties judicieusement choisies. On procédera d’abord à une analyse fonctionnelle à l’aide de schémas synoptiques illustrant diverses boucles de régulation. On prendra le temps de faire une mise en contexte industrielle et de décrire le besoin auquel répond le système. En laboratoire, on commencera par conduire le système dans ses modes les plus simples avant de pousser les essais permettant de raffiner les performances et l’étalonnage des différents transducteurs;
En théorie, on présentera la matière en s’appuyant sur des démonstrations et des moyens de reproduction visuelle. Divers problèmes seront présentés dans un ordre de complexité croissant. La participation des élèves sera sollicitée à l’occasion d’exercices en classe et de devoirs à la maison. On s’assurera ainsi d’une forme d’évaluation formative préparant au style de questionnement des examens.
Ainsi, les principes physiques et mathématiques qui régissent le comportement global du système feront l’objet de rappels au début du cours : On relèguera au moment opportun les principes qui déterminent précisément le comportement individuel des pièces dont l’assemblage réalise des fonctions localisées dans les sous-systèmes. L’essentiel de ce qui doit être analysé en détail est déterminé par sa pertinence en vue de la réalisation des tâches de réglage, de mise en service, de dépannage et d’entretien. La profondeur d’un contenu sera à la mesure des actions professionnelles que ce contenu détermine pour un technologue en fonction.
Les laboratoires consisteront principalement à conduire des essais, prendre des mesures et effectuer des réglages sur des systèmes didactiques représentatifs de procédés continus industriels. À cause du coût et de la disponibilité des équipements, on travaillera en équipe de deux en laboratoire, mais on exigera des préparations écrites individuelles. Comme ce cours arrive en quatrième session et que les concepts de contre-réaction, de réglage et d’étalonnage auront déjà été abordés dans les sessions précédentes, on exigera un degré d’autonomie supérieur dans l’atteinte de ces objectifs pour ce cours. Des tests de laboratoire et d’autres productions individuelles permettront de s’assurer du développement du degré d’autonomie souhaité.
Le réinvestissement des principes généraux de régulation pourra se faire par une initiation à l’asservissement de systèmes électromécaniques simples. Cette initiation préparera l’utilisation plus poussée de ces concepts dans les cours Commande électronique en cinquième session et Régulation et asservissement en sixième session.
C’est dans ce cours que seront couvertes les vannes comme éléments finals de contrôle. À ce sujet, on étudiera la classification nécessaire à un simple remplacement et au dépannage de première ligne. On pourra pousser cette étude un peu plus loin de façon à permettre le réglage d’un modèle particulier soigneusement choisi pour la transférabilité la plus universelle possible de la méthode en contexte industriel.




Évaluation finale

À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Étalonner des transmetteurs de niveau ou de pression;
Régler les paramètres PID d’une boucle de régulation par les méthodes de réponse du procédé en boucle ouverte et celle des oscillations ultimes en boucle fermée en utilisant un critère de performance usuel et pertinent.
Enregistrer précisément la réponse à une perturbation.
Définir et mesurer les principaux critères de performance d’une boucle de régulation :
précision,
rapidité,
stabilité;
Prédire la direction de l’effet du changement d’un paramètre de régulation sur chacun des critères de performance;
Identifier les constituants d’un procédé continu, leur fonction, leurs variables d’entrée et de sortie;
Dépanner une boucle de régulation défectueuse;
Interpréter la fiche technique d’un transmetteur, d’un régulateur et d’une vanne.
Dessiner le diagramme d’une boucle de régulation selon le standard de l’ISA.
Dessiner le schéma de branchement d’une boucle de régulation produisant des signaux standards;
Brancher une boucle de régulation en conformité avec le schéma;
Modéliser un procédé du premier ordre en boucle ouverte avec un délai;
Calculer les variables d’un procédé continu dont des courants, des tensions, des débits, des niveaux et des pressions de liquide et convertir des unités de mesure;
Distinguer les pressions atmosphérique, absolue, relative et différentielle;
Décrire et classifier les éléments terminaux usuels;

Voici quelques uns des principaux critères généraux d’évaluation :
La pertinence et l’efficacité de la démarche;
Le degré d’autonomie et d’engagement;
Le professionnalisme, le respect des normes et des règlements;
La fonctionnalité et la qualité des montages;
La conformité des plans et des branchements;
La précision des calculs, des mesures et des réglages;
Le degré de préparation des interventions;
La justesse et la pertinence de l’analyse;
Le degré d’achèvement des travaux dans les temps impartis;

Médiagraphie

Logiciels
IRA, Guide de choix de l’EXERA, CD-ROM, Ce guide de choix permet la sélection de principes de mesure et de détection suivant ses besoins. Le résultat se présente sous la forme de fiches regroupant les caractéristiques techniques des instruments sélectionnés.  HYPERLINK "http://www.poleira.com" http://www.poleira.com.




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Autres
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243-434-SH Commande des actionneurs
Compétences :
432- Produire des plans d’électronique industrielle.
434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.
438- Analyser le fonctionnement d’un procédé
43A- Programmer des unités de commande.
43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

Pondération :
2-2-2
2,00 unités

Préalable relatif : Programmer des automatismes (243-236-SH)

CompétenceContexte de réalisation432- Produire des plans d’électronique industrielle.

FinaleÀ partir de croquis.
À l’aide de la documentation technique des fabricants.
À l’aide des bibliothèques des fabricants de matériel électrique, hydraulique et pneumatique.
À l’aide des standards de production de plans en électronique industrielle.
À l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur.434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.
PartielleÀ partir de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide du code électrique et de normes d’installation.
À l’aide d’outils manuels et de machines outils.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.
PartielleÀ partir du schéma fonctionnel d’un procédé.
À partir de plans ou de relevés des mécanismes.
À l’aide de données de fonctionnement.
À l’aide de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.43A- Programmer des unités de commande.
PartielleÀ l’atelier ou sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique et d’ouvrages de référence.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de programmes de contrôle-commande.
À l’aide des pilotes de communication.
À l’aide de logiciel de programmation et de configuration.43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
PartielleEn équipe.
À partir de procédures d’entretien préventif.
À l’aide de plans et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’outils manuels.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
PartielleÀ la suite d’un appel de services.
À l’aide de plans, de schémas, de guides de dépannage et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.
PartielleEn collaboration avec des personnes-ressources.
À l’aide de la documentation technique.
A l’aide de logiciels.
A l’aide de simulateurs.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
Les actionneurs industriels commandés par les systèmes automatisés sont diversifiés mais on retrouve surtout des dispositifs électromécaniques, pneumatiques et hydrauliques. Le futur technologue en électronique industrielle doit pouvoir dépanner et mettre en service des systèmes automatisés complets, incluant leurs actionneurs qui ne sont pas strictement confinés au domaine de l’électricité. Ces actionneurs de diverses natures seront reliés au système de contrôle-commande par des transducteurs spécifiques et variés. Le cours Commande des actionneurs porte sur le montage, le réglage, la mise en service et le dépannage des actionneurs électromécaniques, pneumatiques et hydrauliques dans des systèmes automatisés de contrôle.
Ce cours de quatrième session appartient au fil conducteur des automatismes. Il fait suite au cours de troisième session Chaîne de mesure où l’élève aura appris à traiter numériquement des variables continues. Cependant, c’est le cours de deuxième session Programmer des automatismes qui lui est préalable. En effet, la commande des actionneurs portera surtout sur des variables discrètes. Le traitement des variables continues ne sera pas absolument nécessaire ici. Il se fera en parallèle dans le cours Réguler un procédé également offert en quatrième session.
Dans le cours Commande des actionneurs, on visera particulièrement à développer la polyvalence de l’élève. Dans sa vie professionnelle, le futur technologue aura à côtoyer de nombreux intervenants de divers domaines possédant différents niveaux de formation. Plus particulièrement il oeuvrera étroitement avec des gens formés en mécanique. Il devra donc posséder de bonnes bases en ce domaine. L’esprit d’initiative et l’ouverture d’esprit seront des qualités appréciables dans ce contexte.

Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage432 - Produire des plans d’électronique industrielle.2 Structurer le fichier de dessin.

(2 heures)


2.1 Utilisation judicieuse d’un dessin prototype, d’une banque de symboles ou d’un fond de plan.
2.2 Personnalisation correcte de l’interface graphique.
2.3 Réglage des valeurs des paramètres du logiciel de dessin en fonction des données, des standards de l’entreprise.
2.4 Création correcte des symboles et des attributs manquants.
2.5 Utilisation appropriée du logiciel.
2.6 Respect des standards de production de plans électriques, hydrauliques et pneumatiques.Classification des types de schémas pneumatique et hydraulique:
Schéma de représentation symbolique;
Schéma d’assemblage;
Choix des échelles et établissement des limites du dessin;
Importation des symboles et modification de leurs attributs;
Utilisation de l’aide en ligne du logiciel;
Configuration de la grille, du mode d’accrochage et du mode orthogonal et des unités de mesure;
Édition du prototype :
les couches,
la bordure,
le cartouche,
le texte,
les couleurs,
les variables système;
3 Faire la représentation symbolique et réelle.

(4 heures)
3.1 Application correcte des normes de la représentation symbolique et réelle.
3.2 Utilisation appropriée des bibliothèques des fabricants.
3.3 Utilisation appropriée de la documentation technique.
3.4 Utilisation appropriée du logiciel.
3.5 Utilisation appropriée des références croisées.
3.6 Conformité du dessin avec l’information initiale.
3.7 Respect des règles de lisibilité.
3.8 Respect des standards de production de plans électriques, hydrauliques et pneumatiques.Création de schémas de représentation symbolique et réelle de systèmes pneumatiques et hydrauliques;
Analyse sommaire de différentes vues et coupes;
Énumération et respect des normes de représentation symbolique, de disposition et d’annotation;
Utilisation correcte du logiciel et des banques de symboles;
Utilisation appropriée du zoom, du repérage, du système de coordonnée, des modes d’accrochage, des filtres d’affichage, etc.4 Habiller le plan.

(4 heures)
4.1 Cotation complète et adaptée aux exigences de production de plans.
4.2 Rédaction correcte et claire des annotations.
4.3 Rédaction correcte du cartouche.
4.4 Utilisation appropriée du logiciel.
4.5 Respect des règles de lisibilité.
4.6 Respect des règles de l’orthographe.
4.7 Respect des standards de production de plans électriques, hydrauliques et pneumatiques.Rédaction conventionnelle du cartouche et des annotations;
Positionnement approprié des annotations;
Cotation adaptée aux plans de systèmes pneumatiques et hydrauliques;
Identification précise des composants;
Utilisation efficace du logiciel;434 - Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.2 Procéder à l’installation des alimentations électrique, pneumatique et hydraulique.

(5 heures)
2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Sélection des composants appropriés.
2.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
2.4 Fixation et raccord correcte des câbles et des conduites de fluides.
2.5 Identification correcte des câbles et des conduites de fluides.
2.6 Conduction et isolation des câbles et des raccords électriques.
2.7 Étanchéité des conduites et des raccords pneumatique et hydraulique.
2.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
2.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
2.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Description générale de la structure et des composants des alimentations pneumatique et hydraulique;
Description sommaire des différents types de pompes et de compresseurs;
Description du rôle et de la structure des accumulateurs, des multiplicateurs et des régulateurs de pression;
Réalisation correcte de montages d’alimentation pneumatiques et hydrauliques;
Fixation solide et identification conventionnelle des raccords et des conduites de fluides;
Vérification de l’étanchéité;
Estimation sommaire de la puissance et du débit nécessaire des alimentations pneumatiques et hydrauliques;
Ajustement de la pression et du débit des alimentations hydraulique et pneumatique;4 Procéder à l’installation des éléments de la chaîne de mesure.

(2 heures)
4.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
4.2 Sélection des capteurs et des transmetteurs appropriés.
4.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
4.4 Positionnement et fixation corrects des capteurs et des transmetteurs.
4.5 Raccordement correct des capteurs et des transmetteurs aux alimentations électriques et pneumatiques.
4.6 Raccordement correct des câbles de communication et de contrôle.
4.7 Identification correcte des capteurs et des transmetteurs.
4.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
4.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
4.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Installation des capteurs et des transmetteurs électropneumatiques et électro-hydrauliques :
sélection,
fixation et positionnement,
raccordement,
identification,
vérification;
Ajustement de la portée des capteurs électromécaniques;
Branchement rigoureux des capteurs électromécaniques;5 Procéder à l’installation des éléments finals de contrôle.

(5 heures)
5.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
5.2 Sélection des convertisseurs et des actionneurs appropriés.
5.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
5.4 Positionnement et fixation corrects des convertisseurs et des actionneurs.
5.5 Raccordement correct des alimentations électriques, pneumatiques et hydrauliques.
5.6 Raccordement correct des câbles de communication et de contrôle.
5.7 Identification correcte des convertisseurs et des actionneurs.
5.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
5.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
5.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Description sommaire des différents types de distributeurs;
Installation des convertisseurs et des actionneurs électropneumatiques et électro-hydraulique :
sélection,
fixation et positionnement,
raccordement,
identification,
vérification;
Distinction des types d’action et de commande des actionneurs;
Branchement rigoureux des distributeurs et des interfaces électromécaniques;
Ajustement de la course et de la vitesse et de la force des actionneurs;438 - Analyser le fonctionnement d’un procédé1 Élaborer le schéma opérationnel d’un procédé.

(2 heures)
1.1 Interprétation juste du schéma fonctionnel.
1.2 Interprétation juste des données de fonctionnement.
1.3 Relevé des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
1.4 Analyse juste de la circulation des fluides et des déplacements d’objets ou de substances.
1.5 Application correcte des normes de la représentation symbolique.
1.6 Clarté du schéma.Description du rôle et du fonctionnement des actuateurs pneumatiques et hydrauliques;
Déplacement d’objets par des actuateurs pneumatiques et hydraulique;
Circulation des fluides pneumatique et hydraulique;2 Caractériser le fonctionnement des mécanismes dans un procédé.

(2 heures)
2.1 Analyse juste du fonctionnement des dispositifs de sécurité.
2.2 Analyse juste des forces et des mouvements en présence.
2.3 Détermination correcte des grandeurs physiques.
2.4 Description claire de l’action des mécanismes.Description des lois et des principes physiques des fluides hydraulique et pneumatique;
Estimation sommaire des forces, des pressions, des déplacements et des vitesses produits par les actuateurs pneumatiques et hydrauliques;43A - Programmer des unités de commande.1 Établir la communication avec la partie commande.

(2 heures)
1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Choix approprié des protocoles de communication entre l’ordinateur et la partie commande.
1.3 Branchement correct de la partie commande à l’ordinateur.
1.4 Utilisation appropriée des logiciels de programmation et de configuration.
1.5 Configuration appropriée des modules de la partie commande.Familiarisation avec un nouvel environnement pour l’utilisation d’une nouvelle famille d’automates;
Utilisation arbitraire d’un protocole de communication approprié;
Configuration appropriée de la table d’adressage;
Description sommaire des commandes d’édition, de sauvegarde, de transfert et de dépannage du logiciel pour un nouvel automate.3 Tester le fonctionnement des programmes.

(6 heures)
3.1 Transfert complet des programmes et des données.
3.2 Détermination correcte des variables à tester.
3.3 Choix et utilisation appropriés des utilitaires de diagnostic.
3.4 Interprétation juste des ordinogrammes et des autres modes de représentation des programmes.
3.5 Interprétation juste des langages de programmation.
3.6 Interprétation juste des stratégies de contrôle-commande.
3.7 Analyse juste du déroulement des programmes.
3.8 Détermination correcte de problèmes de fonctionnement.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Élaboration opportune de petits programmes de diagnostic;
Interprétation juste des grafcets et de leur encodage en langage en échelle;
Description complète de la séquence des opérations produites par un programme;
Analyse des symptômes, des effets et des causes prévisibles de dérèglements ou de mauvais fonctionnements;
Production judicieuse des signaux devant engendrer les effets escomptés du programme;4 Apporter les corrections nécessaires aux programmes.

(6 heures)
4.1 Interprétation juste de la documentation technique et des ouvrages de référence.
4.2 Détermination correcte des modifications à apporter aux programmes et aux données.
4.3 Choix et utilisation appropriés des modes de fonctionnement de la partie commande.
4.4 Utilisation appropriée des langages de programmation.
4.5 Fonctionnement correct du programme.
4.6 Modification appropriée de la documentation des programmes.
4.7 Sauvegarde complète des données et des programmes.Détermination des correctifs nécessaires à la fonctionnalité des programmes;
Choix et utilisation appropriés des modes de marche;43F - Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.4 Procéder à l’entretien des systèmes pneumatiques, hydrauliques et électromécaniques.

(4 heures)
4.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
4.2 Vérification appropriée de l’état des composants.
4.3 Remplacement approprié des filtres et des lubrifiants.
4.4 Vérification et réglage appropriés des pressions des fluides.
4.5 Remplacement correct des composants.
4.6 Nettoyage approprié des systèmes.
4.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification, remplacement et nettoyage des systèmes pneumatiques, hydrauliques, et électromécaniques;
Interrupteurs, distributeurs, vérins, manomètres, moteurs pneumatiques, compresseurs, pompes;
Réglage du zéro des manomètres;
Réglage de la course des capteurs et des actionneurs;
Remplacement périodique des filtres et des lubrifiants;43G - Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.2 Diagnostiquer le problème de fonctionnement.

(2 heures)
2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
2.3 Vérification appropriée de l’état des composants.
2.4 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.5 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance, de la partie commande, des appareils de la chaîne de mesure, des éléments finals de contrôle et des réseaux.
2.6 Utilisation appropriée du guide de dépannage.
2.7 Utilisation appropriée des commandes de dépannage des logiciels.
2.8 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
2.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Analyse des systèmes électropneumatiques et électro-hydrauliques;
Débogage des programmes de commande pneumatique et hydraulique;
Dépannage des actionneurs électriques, pneumatiques et hydrauliques;
Dépannage des convertisseurs électropneumatiques et électro-hydrauliques;
Dépannage des alimentations pneumatiques et hydrauliques;
Vérification du débit, de la pression et de l’étanchéité;
Interprétation juste des fluctuations de la pression;3 Remplacer les composants ou les appareils défectueux.

(2 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Choix des composants ou des appareils appropriés.
3.3 Choix et utilisation approprié des outils.
3.4 Installation correcte des composants ou des appareils.
3.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Choix approprié et installation conforme de matériel pneumatique et hydraulique :
distributeurs,
vérins,
interrupteurs de fin de course,
etc.43H - Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.3 Déterminer les besoins matériels.

(2 heures)
3.1 Interprétation juste de la documentation technique.
3.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
3.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
3.4 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
3.5 Choix judicieux et justifié du matériel de distribution électrique.
3.6 Choix judicieux et justifié des parties commande, des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
3.7 Respect des contraintes budgétaires.Estimer par calcul les puissances, les pressions et les débits nécessaires des alimentations hydrauliques et pneumatiques;
Déterminer les valeurs nominales des pompes, des compresseurs, des régulateurs et choisir les éléments de protection associés.
Choix élémentaire de distributeurs, d’interrupteurs et de vérins et d’autre matériel pneumatique et hydraulique;
Énumération des principales normes présidant aux choix des équipements électromécaniques.4 Développer des programmes de contrôle-commande.

(10 heures)
4.1 Interprétation juste de la documentation technique.
4.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
4.3 Utilisation appropriée des outils de développement de programmes.
4.4 Simulation correcte du fonctionnement des programmes.
4.5 Respect des normes de programmation.
4.6 Documentation correcte des programmes.
4.7 Conformité des programmes avec les stratégies de contrôle-commande.Interprétation juste du cahier des charges techniques d’un automatisme séquentiel composé de capteurs et d’actuateurs électromécaniques;
Élaboration de grafcets et programmation des modes de marches :
marche - arrêt,
automatique,
semi-automatique
cycle par cycle,
ouverture et clôture;
Simulation du fonctionnement d’un système pneumatique ou hydraulique;
Traduction d’un grafcet en langage d’automate.
Démarche pédagogique
Pour ce cours, on favorisera une approche systémique. On s’intéressera d’avantage aux finalités du contrôle d’actuateurs électromécaniques et aux moyens de leur mise en œuvre qu’à l’analyse méticuleuse des détails de fonctionnement de ces composants. Les transducteurs et les actionneurs électromécaniques seront étudiés comme faisant partie d’un système de contrôle-commande complet sans négliger le contexte industriel. L’essentiel de ce qui doit être analysé en profondeur sera déterminé par sa nécessité pour l’accomplissement des tâches de dessin, d’installation, de dépannage et de programmation.
Les lois de la physique de l’écoulement des fluides seront présentées au moment opportun, sous une forme simple et idéalisée. Ces lois seront étudiées dans l’optique de permettre une installation convenable et le dépannage de première ligne d’actuateurs pneumatiques et hydrauliques et non dans un souci de conception et d’analyse poussée. Les exposés magistraux seront appuyés par des démonstrations physiques et des présentations audio-visuelles illustrant les changements de pression et les mouvements des mécanismes.
Pour ce qui est du volet de dessin électromécanique, on insistera sur les bases de la lecture de plans et on produira sur ordinateur des schémas simples représentant des circuits pneumatiques ou hydrauliques en utilisant des symboles déjà faits tirés de banques fournies. On travaillera à l’aide d’un logiciel reconnu qui aura déjà été utilisé en troisième session dans le cours Installer des systèmes de contrôle-commande. On insistera sur les fonctions du logiciel qui sont plus spécifiques au dessin mécanique telles que les vues, les échelles, les cotes et les modes d’accrochage qui n’auraient pas été touchées dans le cours précédent. On procédera principalement par des périodes d’exercices guidés pendant lesquelles l’élève est aux commandes de son poste de travail informatique individuellement. Pour ce qui est de la lecture de plans, on favorisera la représentation de systèmes auxquels l’élève a pu avoir accès dans la mesure du possible, tels que l’usine d’ensachage du Cégep et les équipements de laboratoire.
En laboratoire, on travaillera en équipe de deux lorsque forcé par les contraintes matérielles. On s’assurera de la participation active de chacun des équipiers. On exigera certaines productions individuelles telles que des préparations de laboratoires, des tests de laboratoires et des rapports. On insistera sur le respect des règles de santé et sécurité en accord avec le cours de Santé et sécurité donné à la même session. On procédera par l’installation, l’expérimentation, le dépannage et l’analyse de circuits réels à l’aide de bancs d’essais ou de composants faisant parti d’un système de contrôle-commande complet dans un souci de simulation du contexte industriel.
Les applications pédagogiques choisies devront pouvoir être réinvesties aisément dans le cours de Projet d’électronique industrielle qui est porteur de l’épreuve synthèse de programme.


Évaluation finale
Décrire ici les critères d’évaluation.
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Estimer les puissances, les débits et les pressions transmises par les systèmes hydrauliques et pneumatiques;
Interpréter correctement les spécifications des composants électromécaniques, hydrauliques et pneumatiques;
Monter correctement et dépanner simplement des circuits hydrauliques et pneumatiques en utilisant les techniques et les raccords appropriés;
Régler adéquatement des soupapes et ajuster la course d’actuateurs et de transducteurs;
Produire et interpréter correctement des schémas pneumatiques et hydrauliques;
Reconnaître et identifier correctement les composants hydrauliques et pneumatiques;
Programmer et conduire un système de commande d’actuateurs électromécaniques, pneumatiques et hydrauliques;
Mesurer simplement les grandeurs physiques liées à l’écoulement des fluides;
Inspecter, isoler et démonter des composants électromécaniques défectueux;
Procéder à l’entretien élémentaire des transducteurs et des actuateurs électromécaniques, pneumatiques et hydrauliques.

Voici quelques uns des principaux critères d’évaluation :
Respect des normes, des règlements et des règles de santé et de sécurité;
Conformité des conditions de fonctionnement avec le cahier des charges;
Précision des calculs et des mesures;
Qualité de la documentation des programmes;
Efficacité du code et des méthodes de travail;
Justesse de l’interprétation des plans et des spécifications;
Adéquation du choix de composants;
Conformité des ajustements;
Étanchéité des raccords et des conduites;
Médiagraphie

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TÉLÉMÉCANIQUE. Pneumatic automation components : catalogue 1992, Nanterre, France, Télémecanique, 1993.
VICKERS. Hydraulics & electronics, systems and components, Troy, Mich., Vickers Incorporated, 1989, pag. multiple.
VICKERS. Manuel d'hydraulique, Rance, Sperry Vickers., 1979, 164  p.
WOMACK. Industrial Fluid Power, Vol. 1,2 et 3, Dallas, Tex., Womack Educational Publications.

Électromécanique
TAN, Laurent. Électromécanique de systèmes automatisés : module 27 . Circuits à logique câblée, Sherbrooke, Centre d'élaboration des moyens d'enseignement du Québec, 1996. TK7868L6T362 1996.
MAJID, Ait-aissi et Alain Sirois. Électromécanique de systèmes automatisés : module 29 . Automate programmable, Sherbrooke, Centre d'élaboration des moyens d'enseignement du Québec, 1995, TJ211.45A372 1995.

Nouveau
DODDANNAVAR, Ravi, Andries et Jayaraman Ganesh. Practical Hydraulic Systems: Operation & Troubleshooting For Engineers & Technicians, Newnes, 2005, 240 p. ISBN: 0-7506-6276-X.

Modes de marche et GEMMA
MORENO, S. et E. Peulot. Le GEMMA : modes de marches et d'arrêts, GRAFCET de coordination des tâches, conception des systèmes automatisés de production sûrs, coll. Capliez, Paris, Éducalivre, A. Casteilla, 1997, 255 p.
CHOUINARD, Denis. Automatisation par Grafcet et GEMMA, Québec, Cégep de Limoilou, Services aux entreprises, 1988, 2 v.
DEGOULANGE, François, R. Lemaître et D. Perrin. Automatismes : fonctions logiques, grafcet, gemma, séquenceurs, automates programmables, Paris, Dunod., 1983, 260 p.

Périodiques
Hydraulics & pneumatics : the magazine of fluid power and motion control systems, Cleveland, Ohio, Penton Publishing, 1973, Cleveland, Ohio : Penton Publishing, 1973,  HYPERLINK "http://www.fpweb.com" http://www.fpweb.com
Fluid Power Journal, 3245 Freemansburg Avenue, Palmer, PA 18045-7118,  HYPERLINK "http://www.fluidpowerjournal.com" http://www.fluidpowerjournal.com



Audio-visuel
VICKERS. Introduction à l'hydraulique, (Introduction to hydraulics technology), Rochester Hills, Michigan, Vickers, 1987, 8 vidéocassettes VHS + Manuel de l'étudiant, 46 p. Détail : Student Workbook - lère partie. Principe de l'hydraulique (18 min.). - 2e partie. Pompe hydraulique (17 min.). - 3e partie. Les actionneurs hydrauliques (16 min.). - 4e partie. Soupapes réductrices de pression et de sûreté (16 min.). - 5e partie. Les distributeurs (14 min.). - 6e partie. Les régulateurs de débit (23 min.). - 7e partie. Les transmissions hydraustatiques (ll min.). - 8e partie. Les circuits hydrauliques (15 min.)
KRAUSS, Uwe. Formation en technique de commande, St-Laurent Qc., FESTO Didactic; DEWE studios, vidéocassette, VHS, 30 m 40 s.
FESTO. Flexible production of transmissions, St-Laurent Qc., FESTO Didactic; vidéocassette, VHS.
FESTO DIDACTIC. Electropneumatique et Electrohydraulique, Initiation, St-Laurent Qc., FESTO Didactic, DVD multilangue (FR), 2005, 48 min. Référence: 538487.
Cette vidéo couvre principalement les commandes électriques. En plus d'une introduction à l'électrotechnique, elle visualise les éléments de commutation les plus importants et les circuits de base. Les applications pratiques alternent avec des dessins animés et exemples de circuits.
FESTO. Pneumatique 1 : Lois physiques fondamentales 10 min; Composant puissance 11,5 min; Les distributeurs et leurs symboles 12,5 min; Composants de réglage / arrêt 11 min; Élaboration d’un schéma de circuits 10,5 min. Rexdale, On., Festo inc.
FESTO. Transparents couleurs sur la pneumatique.


Sites internet
 HYPERLINK "http://hydraulics.eaton.com/index_flash.html" http://hydraulics.eaton.com/index_flash.html
 HYPERLINK "http://www.boschrexroth.com/" http://www.boschrexroth.com/
 HYPERLINK "http://www.fpda.org/" http://www.fpda.org/ : Fluid Power Distributor Association.
 HYPERLINK "http://www.cfpa.ca/index.html" http://www.cfpa.ca/index.html : Canadian Fluid Power Association.
 HYPERLINK "http://www.ifps.org/" http://www.ifps.org/  HYPERLINK "http://www.ifps.org/" Fluid Power Society
 HYPERLINK "http://www.nfpa.com/" http://www.nfpa.com/  HYPERLINK "http://www.nfpa.com/" National Fluid Power Association : Didacticiel en ligne, normes (pdf).
 HYPERLINK "http://www.festo.com" www.festo.com : livres, vidéos, transparents, etc.













243-443-SH Santé et sécurité au travail
Compétences :
42Y- Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.
433- Planifier des activités de travail.
438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.
43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.
43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.

Pondération :
3-0-1
1,33 unités

Préalable relatif : Installer des systèmes de contrôle-commande (243-346-SH)
Préalable à : Stage (243-44S-SH)


CompétenceContexte de réalisation42Y- Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.

PartielleÀ l’aide de la documentation récente.
À l’aide des lois et des règlements en vigueur.433- Planifier des activités de travail.

PartielleÀ l’aide du manuel d’opération et de procédures de travail de l’entreprise.
À l’aide :
de la loi sur la santé et la sécurité du travail;
de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés;
du code de sécurité des travaux;
du code de l’électricité classification des endroits dangereux.
À l’aide des plans de prévention.
À l’aide d’un logiciel de gestion et de planification du travail.
En collaboration avec des personnes-ressources et des corps de métier.438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.
PartielleÀ partir du schéma fonctionnel d’un procédé.
À partir de plans ou de relevés des mécanismes.
À l’aide de données de fonctionnement.
À l’aide de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.
PartielleEn équipe.
À l’aide de diagrammes opérationnels et de plans.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de la documentation des programmes.
À l’aide d’instruments de mesure et de générateurs de signaux.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
PartielleEn équipe.
À partir de procédures d’entretien préventif.
À l’aide de plans et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’outils manuels.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
Toute activité industrielle comporte des risques pour la santé et la sécurité des travailleurs. Le technologue en électronique industrielle n’y échappe pas. Ce sont la connaissance des dangers, la reconnaissance des situations à risques, la planification des travaux en équipe, la définition précise des responsabilités de chacun et l’utilisation de méthodes de travail sécuritaires reconnues qui permettent la réalisation des tâches en toute sécurité. Le cours Santé et sécurité au travail couvre ces thèmes en profondeur et assure la préparation du stage crédité qui suit immédiatement à la fin de la quatrième session.
Le cours Santé et sécurité au travail fait suite à Installer des systèmes de contrôle-commande et il est préalable à Stage en électronique industrielle. Dans le cours Installer des systèmes de contrôle-commande, l’élève acquiert les compétences de montage et de dessin qui pourront lui rendre de grands services en stage. Ce cours-ci assure que l’élève possède les compétences nécessaires en santé et sécurité pour pouvoir assumer les tâches qui lui seront confiées en stage.
Tous les autres cours du programme qui comportent des laboratoires, profiteront des nouvelles compétences en santé et sécurité couvertes dans ce cours-ci. Cependant, chacun de ces cours devra présenter et appliquer avec insistance les concepts de santé et sécurité spécifiques aux activités de laboratoire qui comportent des risques.
En ce qui concerne le savoir être, ce cours soutient le développement de qualités telles que la vigilance, la prudence et la méticulosité. Comme les compétences en santé et sécurité sont universellement exigées pour accéder aux chantiers et autres lieux à risques, ce cours contribue fortement à la mobilité professionnelle.




Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage42Y - Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.1 Rechercher de l’information sur le milieu de travail et sur la profession de technologue en électronique industrielle.

(4 heures)


1.1 Choix des sources d’information appropriées.
1.2 Fiabilité et diversité de l’information recueillie.
1.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
Préparation au stage;
Recherche et présentation de milieux de stages 2 Analyser l’information sur le milieu de travail.

(5 heures)

2.1 Distinction juste des types d’entreprises ou d’établissements.
2.2 Reconnaissance des professions exercées dans le milieu.
2.3 Reconnaissance des associations professionnelles et syndicales présentes.
2.4 Interprétation juste de l’importance et des caractéristiques du développement technologique.
2.5 Distinction juste des formes d’organisation du travail au sein de l’entreprise et au niveau mondial.
2.6 Distinction juste des caractéristiques des produits et des services des entreprises ou des établissements.Description de l’organisation du travail et des mesures de prévention des accidents sur les chantiers.
Description des rôles, des responsabilités et des droits de l’employeur, du maître d’œuvre, du travailleur, de la CSST, du comité de chantier, des syndicats et des autres organisations.3 Analyser l’information sur la profession.

(3 heures)

3.1 Distinction juste des spécialisations d’emploi.
3.2 Examen détaillé des tâches et des responsabilités de la profession.
3.3 Distinction juste des connaissances et des habiletés nécessaires à l’exercice de la profession.
3.4 Interprétation juste des normes et des conventions relatives à l’éthique professionnelle.
3.5 Distinction juste des limites d’intervention propres à la profession.Définition des fondements de la prévention des accidents;
Aperçu de la loi sur la santé et sécurité au travail;
Droit de retrait;
Aperçu sommaire des exigences du code de sécurité pour les travaux de construction;4 Faire une synthèse de l’information.
(3 heures)
4.1 Classement approprié de l’information.
4.2 Synthèse correcte de l’information.Amélioration continue et enrichissement du curriculum vitae;
Rédaction claire d’une procédure d’intervention sécuritaire;
Élaboration du plan du cahier et/ou du rapport de stage;433 - Planifier des activités de travail.2 Reconnaître des situations à risques pour la santé et la sécurité au travail et en évaluer les conséquences.

(12 heures)

2.1 Relevé des risques dus aux produits chimiques, aux contraintes thermiques, aux appareils électriques, aux machines et aux outils, aux rayonnements et au travail en hauteur.
2.2 Interprétation juste de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.
2.3 Interprétation juste des lois, des normes et de la réglementation.
2.4 Interprétation juste du plan de prévention.
2.5 Évaluation juste des conséquences pour la santé et la sécurité au travail.Distinction des niveaux acceptables des variables de l’hygiène industrielle telles que le bruit, la chaleur, le froid, les vibrations, les radiations, l’éclairage, etc.
Énumération des facteurs qui contribuent à l’éventualité des chutes;
Description des moyens prescrits d’évitements des chutes;
Identification des risques associés à l’utilisation des échafaudages et des appareils de levage;
Description des modes d’emploi sécuritaires des échafaudages et des appareils de levage;
Identification des risques liés à la tenue des lieux, aux espaces clos et aux moyens d’accès;
Analyse des mesures préventives pour éviter les accidents liés à la tenue des lieux, aux espaces clos et aux moyens d’accès;
Reconnaissances des risques associés à l’utilisation de machinerie lourde et de véhicules;
Reconnaissance des risques liés aux tranchées et aux excavations;
Reconnaissance de l’importance de la signalisation et du rôle du signaleur aux abords des chantiers;
Description des procédures d’intervention d’urgence :
premiers soins;
enquête et analyse d’accident;
Reconnaissance du rôle du responsable des premiers soins;
Accessibilité de la trousse de premiers soins;
Reconnaissance des risques reliée à la posture de travail et aux manutentions;
Prévention des risques liés à l’usage d’outils courants;438 - Analyser le fonctionnement d’un procédé.2 Caractériser le fonctionnement des mécanismes dans un procédé.

(6 heures)
2.1 Analyse juste du fonctionnement des dispositifs de sécurité.Description sommaire du principe de fonctionnement des dispositifs de sécurité;
Caractérisation des dispositifs de sécurité les plus courants;
Analyse simple de la configuration et de l’installation des principaux dispositifs de sécurité;
Identification claire des cas de prescription légale ou normalisée des dispositifs de sécurité;3 Indiquer les transformations physiques et chimiques présentes dans un procédé.

(6 heures)
3.2 Interprétation juste de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.
3.3 Analyse juste du fonctionnement des dispositifs de sécurité.Reconnaissance des principaux agresseurs chimiques, physiques ou biologiques et description sommaire de leurs effets sur la santé
Identification et distinction des catégories de matières dangereuses utilisées en milieu industriel selon le SIMDUT;
Application des mesures de prévention prescrites en présence de matières dangereuses;
Caractérisation et sélection des équipements de protection individuelle;
Aperçu médical sommaire des risques pour la santé et la sécurité des matières dangereuses ou des produits contrôlés;43E - Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.1 Préparer la mise en route.

(3 heures)

1.1 Interprétation juste du plan d’urgence.
1.2 Interprétation juste des diagrammes opérationnels et des plans.
1.3 Consultation appropriée des corps de métier et du personnel de production.
1.4 Vérification et dégagement de l’espace de travail.
1.5 Application correcte des procédures de verrouillage.
1.6 Planification correcte du travail à effectuer.Reconnaissance du risque d’électrocution;
Description graduée des effets du courant électrique sur le corps humain;
Distinction entre électrisation et électrocution;
Description des premiers soins à prodiguer en cas choc électrique;
Distinction des risques à basse et à moyenne tension;
Description détaillée des méthodes de verrouillage et d’étiquetage;
Distinction entre la mise hors circuit sécuritaire par coupure de la source d’énergie et l’arrêt normal d’une machine par action sur un organe de commande.
Description des modes de coupure d’énergie sécuritaires;43F - Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.1 Participer à la planification des travaux d’entretien.

(3 heures)

1.1 Interprétation juste de la procédure d’entretien préventif.
1.2 Reconnaissance des situations à risques pour la santé et sécurité au travail.
1.3 Détermination correcte de l’équipement requis.
1.4 Coordination correcte du travail avec le personnel d’entretien et de production.Reconnaissance et prévention des risques liés au travail en hauteur, aux appareils de levage, à la tenue et à l’accès des lieux, aux espaces clos, à l’hygiène industrielle, aux véhicules, à la machinerie lourde, aux excavations et à l’usage d’outils dangereux;
Planification de l’espace de travail et des droits d’accès;
Installation d’écrans et de barrières de protection et de signalisation adéquate;
Élaboration de la procédure de mise hors circuit, de verrouillage et d’étiquetage d’une machine industrielle;
Démarche pédagogique
La démarche pédagogique reposera principalement sur des exposés magistraux appuyés par des moyens audiovisuels et des visites. Ces moyens sont absolument nécessaires tant pour identifier les situations à risque que pour illustrer les méthodes de travail sécuritaires reconnues en industrie.

Des discussions en petits groupes animées par des responsables permettront de faire ressortir les interrogations et les préoccupations de chacun. On procédera alors à des simulations de situations industrielles qui porteront sur la planification des travaux, la définition des responsabilités et sur les méthodes de travail.

L’absence de travaux pratiques en laboratoire devra être compensée par des activités nécessitant la participation active des élèves. Suite à des lectures ou des recherches, ceux-ci pourront être appelés à présenter oralement ou par écrit des communications portant sur la santé, la sécurité et le milieu de travail industriel. Il sera alors pertinent de présenter et d’analyser des rapports d’accidents dépersonnalisés provenant de la CSST ou d’autres sources reconnues.

L’évaluation se fera par des examens écrits, des quiz, des rapports de recherche ou des présentations orales. Elle se fera de façon continue tout au long de la session. L’épreuve finale devra couvrir toute la matière.


Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Élaborer et mettre en pratique des procédures sécuritaires de cadenassage, d’étiquetage et de désactivation des sources d’énergie d’équipements industriels;
Décrire les méthodes de travail et les modes d’emploi sécuritaires d’outils et d’équipements industriels;
Identifier et prévenir les risques liés à des situations usuelles de travail en milieu industriel.
Distinguer les niveaux acceptables des variables environnementales d’hygiène industrielle.
Identifier correctement les catégories de matières dangereuses utilisées en milieu industriel selon le SIMDUT;
Appliquer les mesures de prévention prescrites en présence de matières dangereuses;
Juger de situations à risques permettant d’exercer le droit de retrait;
Décrire les responsabilités et les droits de chacune des entités impliquées dans l’organisation du travail et la prévention des risques;
Décrire sommairement le rôle, les besoins et les possibilités offertes par les techniques de premiers soins;
Décrire correctement des procédures d’intervention d’urgence;
Reconnaître précisément la signalisation d’usage aux abords des chantiers;
Reconnaître et décrire les risques liés aux travaux en milieu industriel;
Analyser objectivement les mesures préventives pour éviter les accidents;
Reconnaître le besoin, caractériser et choisir correctement les équipements de protection personnelle requis pour des activités spécifiques.

Voici une liste des principaux critères d’évaluation :
Objectivité de l’analyse des situations à risque;
Pertinence du choix des méthodes de travail et des équipements de protection personnelle;
L’intégralité et la clarté des descriptions;
Justesse de l’interprétation et le respect des lois, des normes et des règlements concernant la santé et la sécurité;
La vigilance dans l’identification des situations à risque;
La prudence dans l’utilisation des outils et des équipements;
Le degré de préparation dans les interventions;
Le professionnalisme;




Médiagraphie
ASP Construction. Cours santé et sécurité générale sur les chantiers de construction, Anjou, Qc., 5e éd., Association paritaire pour la santé et la sécurité du travail du secteur de la construction, 1997, 20 modules, pagination modulaire.
ASP Construction. Santé et sécurité générale sur les chantiers de construction : guide de l'étudiant, Anjou, Qc., 3e éd., Association paritaire pour la santé et la sécurité du travail du secteur de la construction, 1991.
Electricity Forum. Electrical Safety, Ajax, Ontario, The Electricity Forum, 2005, 104 p. ISBN : 0-9735726-8-X. Disponible au département.
DAOUST, A. Le cadenassage, une question de survie, Napierville, Qué., Le Groupe communication Sansectra inc., 2003, 94 p.
DEDAD, John A. Practical guide to hazardous locations, Overland Park, Ks., EC&M Books, 1996, 108 p. TK152P722 1996.
CLOUTIER, Claude. Faites la lumière sur les espaces clos, Montréal, Commission de la santé et de la sécurité du travail du Québec, 2000, 30 p. QUEBEC E46S25 F347 2000.
CLOUTIER, Claude. La prévention, c'est pas si bête--- : fiches de prévention, Montréal, Commission de la santé et de la sécurité du travail du Québec, 2000, 27 p. Publié en collaboration avec le CEGEP de Lévis-Lauzon. QUEBEC E46S25 P748 2000.
CSST. Pour comprendre le régime québécois de santé et de sécurité du travail, Montréal, Commission de la santé et de la sécurité du travail du Québec, Direction des communications, 2001, 42 p. QUEBEC T76S35 P687 2001.
CSST. Secourisme en milieu de travail, Guide pratique, 5e éd., Sainte-Foy, Publications du Québec, 2002, 281 p. QUEBEC T76S35 S426 2002.
BEAUDET, Maurice. Hygiène du travail, ouvrage conçu sous la responsabilité du Collège de Saint-Laurent, Sainte-Foy, Le Griffon d'argile, 1985, 706 p. HD'7261'H935.
BOURGEOIS, René. Techniques d'usinage : module 2. Santé et sécurité au travail, Sherbrooke, Centre d'élaboration des moyens d'enseignement du Québec, 1998, pag. multiple. TJ1177B687 1998.
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DIONNE, Jacqueline. Santé et sécurité du travail : orientations et pratiques, Trois-Rivières, Editions SMG, 1991, 227 p. KEQ692D567 1991.
IDC technologies. Practical safety instrumentation and emergency shutdown systems, Richmond, B.C., IDC Technologies, 2001, pag. mult. HD9999I432P722 2001.
Onsite Electrical Training inc, Electrical safety code course workbook, 2e éd., South Porcupine, ON., Onsite Electrical Training inc, 1998. TK275E432 1998.
COOPER, W. Fordham. Electrical safety engineering, 2e éd., Toronto, Butterworths., 1986, 633 p. TK152C575 1986.
VINCENT, Pierre. Ressources documentaires en santé et sécurité du travail : médiagraphie sélective, Montréal, Commission de la santé et de la sécurité du travail du Québec, 1996, 291 p. QUEBEC T76S35 M43 1996.
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Audio-visuel
AVON, René. Les matières dangereuses et la santé et sécurité au travail, Le S.I.M.D.U.T., Outremont, HéliosCom Inc., 1989, 4 vidéocassettes, VHS, 46 min.
MATTE, Martin. Santé, sécurité, environnement : les substances dangereuses, Québec, Ministère de l'éducation, Direction des communications, 1989, 1 vidéo cassette VHS, 24 min.
CSST. L'Intégration de la santé et de la sécurité dans la formation professionnelle et technique, Montréal, Commission de la santé et de la sécurité du travail du Québec, 1995, livre + vidéocassette, 41 p. 22 transparents, 39 min, VHS.
ASP Construction. Atelier sur les procédures de cadenassage, version 1.0, Anjou, Qc., Association paritaire pour la santé et la sécurité du travail du secteur de la construction, Cd-rom, son, couleur.
ASP Construction. Les chantiers industriels : 1- La circulation sur les chantiers industriels. 2- Les travaux superposés sur les chantiers industriels. 3- Le cadenassage sur les chantiers industriels. 4- Les matières dangereuses sur les chantiers industriels, Anjou, Qc., Association paritaire pour la santé et la sécurité du travail - secteur construction, 1 vidéocassette, 25 min 12 s, VHS.
Electrolab. Attention : verrouillez pour vivre, Belleville, Ont., Electrolab, 1 vidéocassette, 21 min, VHS.
ASSPPQ. Le cadenassage : une habitude de travail à développer, Association de santé et sécurité des pâtes et papiers du Québec, Longueuil : Production Vidéo L.M., 1 vidéocassette, 14 min, VHS.
COMBE, G. Classe "branchés" : habilitation électrique, Paris, INRS, 1996, 1 vidéocassette, 28 min, VHS. Outil de formation s'adressant d'abord aux élèves dont le champ d'étude concerne les métiers du génie électrique.
Summit Training Source. Pénétration dans les espaces clos, Grand Rapids, Mich., Summit Training Source Inc., 1992, 1 vidéocassette, 21 min, VHS. Réglementation américaine, planification, surveillance, sauvetage.
Coastal Video Communications. La prévention des dangers électriques, Belleville, Ont., Electrolab, 1989, 1 vidéocassette, 20 min, VHS.
Coastal Video Communications. Verrouillage et étiquetage des sources d'énergie, Belleville, Ont., Electrolab, 1990, 1 vidéocassette, 27 min, VHS. Sources d'énergie électrique, mécanique, hydraulique, pneumatique, chimique, thermique, etc.
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AVO international, Working on energized electrical equipment, Dallas, Texas, AVO international training institute, 1993, l vidéocassette VHS, 20 min. TK152W674 1993 VIDEO.
AVO international, The Industrial electrical safety series : Facilitator's guide, Dallas, AVO international, 1993, 73 p. Livre d’accomp.
INRS. Maintenance et maîtrise du risque, Paris, I.N.R.S., 1994, 1 brochure + 1 guide pédagogique contenant 9 transparents et 1 disquette explicative + 1 vidéocasette de 25 minutes. TS192M346 1994 VIDEO.

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QUÉBEC. Règlement sur les établissements industriels et commerciaux, R.R.Q., 1981, c. S-2.1, r. 9, Ann. 6.
CSST. Grues mobiles ACNOR Z150-1974, 2e éd., Québec, Les Publications du Québec, 1993, 84 p.
CSST. Secourisme en milieu de travail, 5e éd., Sainte-Foy, Publications du Québec, 2002, 281 p.
CSST. Prenez soin de votre dos, Montréal, Commission de la santé et de la sécurité du travail du Québec, 1977, 31 p.
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Périodiques
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Sites internet
 HYPERLINK "http://www.asp-construction.org" www.asp-construction.org
 HYPERLINK "http://centredoc.csst.qc.ca/" http://centredoc.csst.qc.ca/
http://www.inrs.fr
http://www2.publicationsduquebec.gouv.qc.ca
 HYPERLINK "http://www.asstsas.qc.ca" http://www.asstsas.qc.ca
 HYPERLINK "http://www.osha.gov/" http://www.osha.gov/













243-44S-SH Stage en électronique industrielle
Compétences :
42Y- Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.
434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.
43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.
43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.

Pondération :
0-5-0
1,66 unités

Préalable relatif : Santé et sécurité au travail (243-443-SH)

CompétenceContexte de réalisation42Y- Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.

FinaleÀ l’aide de la documentation récente.
À l’aide des lois et des règlements en vigueur.434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.
PartielleÀ partir de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide du code électrique et de normes d’installation.
À l’aide d’outils manuels et de machines outils.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.
PartielleEn équipe.
À l’aide de diagrammes opérationnels et de plans.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de la documentation des programmes.
À l’aide d’instruments de mesure et de générateurs de signaux.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
PartielleEn équipe.
À partir de procédures d’entretien préventif.
À l’aide de plans et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’outils manuels.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
PartielleÀ la suite d’un appel de services.
À l’aide de plans, de schémas, de guides de dépannage et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.


Note préliminaire
Le programme de formation en électronique industrielle ne serait pas complet s’il ne permettait pas à l’élève d’entrer directement en contact avec le milieu industriel, ses méthodes de travail, ses ressources matérielles et humaines, ses contraintes et les orientations propres qui le distinguent substantiellement du milieu scolaire.
C’est pourquoi Le programme technologie de l’électronique industrielle comprend un stage crédité de deux semaines en milieu industriel. Le stage crédité survient immédiatement à la fin de la quatrième session. Il sera avantageux de le compléter par un stage non crédité et rémunéré en alternance travail études dans la même entreprise si celle-ci le désire. Le stage consiste principalement à prendre contact avec le milieu industriel, participer à l’installation, à la mise en service, à l’entretien et au dépannage de systèmes de contrôle-commande.
Le cours Stage en électronique industrielle appartient au fil conducteur de la synthèse et fait suite au cours Santé et sécurité au travail qui lui est préalable. Celui-ci est précédé par Installer des systèmes de contrôle-commande. Les compétences en santé et sécurité au travail pourront ouvrir les portes de certains chantiers de construction au stagiaire. De plus, ses compétences en installation lui permettront à coup sûr de se rendre utile en milieu industriel. Le stage en électronique industrielle donnera la chance à l’élève d’exercer directement les tâches pour lesquelles il est formé dans un contexte de réalisation industriel représentatif en plus de se familiariser avec le marché du travail.
Il importe de reconnaître que les techniques de mise en service, d’entretien et de dépannage sont intimement liées au contexte industriel. C’est ainsi que le stage en entreprise vient compléter et soutenir les efforts de mise en contexte consentis par les enseignants durant la formation académique.
Le stage en milieu industriel permettra à l’élève de développer son autonomie, et son sens des responsabilités. Sa polyvalence et sa capacité d’adaptation seront également mises en œuvre. Ce sera aussi l’occasion d’appliquer directement les normes de santé et sécurité dans un contexte industriel véritable tout en démontrant une attitude professionnelle. L’élève se familiarisera avec des environnements technologiques différents, ce qui accroîtra sa mobilité professionnelle. Finalement, ajoutons que sa capacité de communiquer efficacement oralement et par écrit sera mise à contribution à l’occasion des entrevues et de la rédaction du rapport de stage.


Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage42Y - Traiter l’information relative aux réalités du milieu du travail en technologie de l’électronique industrielle.1 Rechercher de l’information sur le milieu de travail et sur la profession de technologue en électronique industrielle.

(1 heure)


1.1 Choix des sources d’information appropriées.
1.2 Fiabilité et diversité de l’information recueillie.
1.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
Les activités de stage consistent à se familiariser avec le milieu de travail industriel et à participer à l’installation, à la mise en service, à l’entretien et au dépannage des systèmes de contrôle-commande.
Concrètement, ces activités se réaliseront par :
La recherche d’information sur le milieu de stage;
La préparation des entrevues;
La mise à jour du curriculum vitae;
L’observation et la participation à des travaux d’électronique industrielle;
La réalisation d’un projet;
La tenue d’un cahier de stage;
Rédaction d’un rapport de stage;2 Analyser l’information sur le milieu de travail.

(2 heures)

2.1 Distinction juste des types d’entreprises ou d’établissements.
2.2 Reconnaissance des professions exercées dans le milieu.
2.3 Reconnaissance des associations professionnelles et syndicales présentes.
2.4 Interprétation juste de l’importance et des caractéristiques du développement technologique.
2.5 Distinction juste des formes d’organisation du travail au sein de l’entreprise et au niveau mondial.
2.6 Distinction juste des caractéristiques des produits et des services des entreprises ou des établissements.Historique de l’entreprise;
Description des produits fabriqués et des services offerts;
Énumération des critères de qualité de l’entreprise;
Structure hiérarchique de l’entreprise;
Accréditations nationales et internationales;
Description des principaux marchés;
Organisation du travail;
Associations syndicales et professionnelles présentes;3 Analyser l’information sur la profession.

(1 heure)

3.1 Distinction juste des spécialisations d’emploi.
3.2 Examen détaillé des tâches et des responsabilités de la profession.
3.3 Distinction juste des connaissances et des habiletés nécessaires à l’exercice de la profession.
3.4 Interprétation juste des normes et des conventions relatives à l’éthique professionnelle.
3.5 Distinction juste des limites d’intervention propres à la profession.Description des tâches du stagiaire et de ses collègues de travail immédiat;
4 Faire une synthèse de l’information.

(1 heure)
4.1 Classement approprié de l’information.
4.2 Synthèse correcte de l’information.Rédaction d’un rapport de stage;
Tenue d’un journal de stage;434 - Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.1 Assembler le panneau de contrôle-commande.

(4 heures)

1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Sélection des composants appropriés.
1.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
1.4 Identification correcte des composants et des câbles.
1.5 Positionnement précis des composants.
1.6 Interconnections conformes aux plans.
1.7 Fixation correcte du panneau de contrôle-commande.
1.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
1.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
1.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Élaboration d’un projet nécessitant le montage d’un panneau électrique;
Recherche d’équipements suivant des spécifications chez les fournisseurs;
Montage de panneaux de contrôle-commande;2 Procéder à l’installation des alimentations électrique, pneumatique et hydraulique.

(4 heures)

2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Sélection des composants appropriés.
2.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
2.4 Fixation et raccord correcte des câbles et des conduites de fluides.
2.5 Identification correcte des câbles et des conduites de fluides.
2.6 Conduction et isolation des câbles et des raccords électriques.
2.7 Étanchéité des conduites et des raccords pneumatique et hydraulique.
2.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
2.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
2.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Participation à un projet touchant à l’installation des alimentations électriques, pneumatiques et hydrauliques;3 Procéder à l’installation des protections électriques.

(1 heure)

3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Sélection des éléments de protection appropriés.
3.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
3.4 Fixation correcte des éléments de protection électrique.
3.5 Raccord correct des câbles.
3.6 Identification correcte des câbles et des éléments de protection électrique.
3.7 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
3.8 Respect du code électrique et des normes d’installation.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Participation à un projet touchant à la sélection et à l’installation des protections électriques ;4 Procéder à l’installation des éléments de la chaîne de mesure.

(2 heures)

4.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
4.2 Sélection des capteurs et des transmetteurs appropriés.
4.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
4.4 Positionnement et fixation corrects des capteurs et des transmetteurs.
4.5 Raccordement correct des capteurs et des transmetteurs aux alimentations électriques et pneumatiques.
4.6 Raccordement correct des câbles de communication et de contrôle.
4.7 Identification correcte des capteurs et des transmetteurs.
4.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
4.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
4.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Participation à l’installation et à la calibration des éléments de la chaîne de mesure :
capteurs,
transmetteurs conventionnels,
transmetteurs intelligents,
cartes d’entrée et de sortie,
régulateurs;
Recherche de capteurs et de transmetteurs dans des catalogues et auprès des fournisseurs;5 Procéder à l’installation des éléments finals de contrôle.

(2 heures)

5.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
5.2 Sélection des convertisseurs et des actionneurs appropriés.
5.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
5.4 Positionnement et fixation corrects des convertisseurs et des actionneurs.
5.5 Raccordement correct des alimentations électriques, pneumatiques et hydrauliques.
5.6 Raccordement correct des câbles de communication et de contrôle.
5.7 Identification correcte des convertisseurs et des actionneurs.
5.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
5.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
5.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Participation au choix et à l’installation des moteurs, des variateurs de vitesse, des valves et d’autres éléments finals de contrôle;
Participation à l’installation d’actionneurs et de convertisseurs électriques, électropneumatiques, ou électro-hydrauliques;
Recherche d’actionneurs et de convertisseurs auprès des fournisseurs;6 Procéder à l’installation de cartes et de modules d’extension.

(1 heure)

6.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
6.2 Sélection des cartes et modules appropriés.
6.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
6.4 Configuration correcte des cartes et des modules.
6.5 Insertion et branchement correct des cartes et des modules.
6.6 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
6.7 Respect des normes d’installation.Participation à des projets faisant intervenir la sélection, l’installation et la configuration de cartes et de modules de contrôle;7 Consigner l’information.

(1 heure)
7.1 Notation claire et exhaustive du travail effectué.
7.2 Mise à jour correcte des plans.Dessin de schémas et mise à jour de plans;43E - Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.1 Préparer la mise en route.

(3 heures)

1.1 Interprétation juste du plan d’urgence.
1.2 Interprétation juste des diagrammes opérationnels et des plans.
1.3 Consultation appropriée des corps de métier et du personnel de production.
1.4 Vérification et dégagement de l’espace de travail.
1.5 Application correcte des procédures de verrouillage.
1.6 Planification correcte du travail à effectuer.Participation à la mise en service d’un projet de contrôle-commande;
Description de la chaîne de commandement;
Consultation des entités impliquées par la mise en service;
Application stricte des procédures de verrouillage;
Installation des logiciels nécessaires;2 Effectuer des tests hors tension.

(3 heures)

2.1 Interprétation juste des plans.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure et des générateurs de signaux.
2.3 Vérification appropriée de l’emplacement et de l’identification des câbles, des conduites et des appareils du système de contrôle-commande.
2.4 Mesure correcte de la conduction et de l’isolation des câbles.
2.5 Vérification appropriée des composants électromécaniques et des dispositifs de sécurité.
2.6 Pertinence des corrections effectuées.
2.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Réalisation de tests hors tension;
Mesures de conduction et d’isolation;
Utilisation d’instruments communs et d’instruments spécialisés;
Vérification de la conformité et de l’identification des éléments constituants du système de contrôle-commande;3 Mettre en service la partie commande.

(3 heures)

3.1 Interprétation juste des plans, des ordinogrammes et de la documentation des programmes.
3.2 Vérification appropriée des signaux et des alimentations très basse tension.
3.3 Vérification appropriée du fonctionnement des réseaux.
3.4 Vérification appropriée du fonctionnement des interfaces opérateurs.
3.5 Conduite correcte de la partie commande en mode manuel.
3.6 Vérification appropriée du fonctionnement de la partie commande en mode de marche normal.
3.7 Vérification appropriée du fonctionnement des séquences d’arrêt d’urgence.
3.8 Pertinence des corrections effectuées.Participation à la mise en service de la partie commande;
Vérification systématique des alimentations, des réseaux et de l’interface opérateur;
Observation ou participation à la conduite du système en manuel;
Vérification de l’arrêt d’urgence;4 Procéder au démarrage du système de contrôle-commande.

(1 heure)

4.1 Application correcte de la procédure de mise sous charge.
4.2 Vérification appropriée de fuites dans les conduites de fluide.
4.3 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance.
4.4 Vérification appropriée des circuits de protection électrique et des dispositifs de sécurité.
4.5 Vérification appropriée du système de sauvegarde et de recouvrement.
4.6 Pertinence des corrections effectuées.
4.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Participation au démarrage et aux vérifications du système de contrôle-commande;
Vérification de l’équipement de puissance, des protections, des dispositifs de sécurité et du système de sauvegarde;5 Optimiser le fonctionnement du procédé.

(3 heures)

5.1 Analyse juste du fonctionnement du procédé en mode de marche normal.
5.2 Pertinence et précision des modifications apportées aux programmes.
5.3 Pertinence et précision des réglages effectués sur le système de contrôle-commande.
5.4 Pertinence et précision des réglages effectués sur les protections électriques.Participation à l’optimisation de procédé;
Optimisation de réglages PID;
Modifications de programmes de contrôle-commande;
Réglage de protections électriques conformes aux normes et assurant la sélectivité;6 Compléter la documentation.

(1 heures)
6.1 Description claire des problèmes rencontrés et des solutions apportées.
6.2 Correction appropriée des plans.
6.3 Rédaction claire des consignes de fonctionnement.
6.4 Utilisation du vocabulaire appropriée.Rédaction du journal de stage;
Documentation complète d’un système de contrôle-commande;
Manuels de service et manuels d’opération;
Mise à jour de plans;7 Former du personnel.

(1 heure)

7.1 Pertinence de l’information donnée au personnel de production et au personnel d’entretien.
7.2 Réalisation d’exercices pratiques appropriés.
7.3 Clarté des propos.
7.4 Manifestation d’attitudes et de comportements d’écoute.Participation à des activités de formation;
Rencontres en équipe de travail;
Formation des opérateurs;43F - Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.1 Participer à la planification des travaux d’entretien.

(2 heures)

1.1 Interprétation juste de la procédure d’entretien préventif.
1.2 Reconnaissance des situations à risques pour la santé et sécurité au travail.
1.3 Détermination correcte de l’équipement requis.
1.4 Coordination correcte du travail avec le personnel d’entretien et de production.Planification de l’entretien préventif;
Énumération des principaux dangers potentiels et des produits dangereux présents dans cette entreprise;
Équipements de protection personnelle obligatoires;
Comité et programme de santé et sécurité de l’entreprise;2 Procéder à l’entretien des équipements de puissance.

(5 heures)

2.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés de l’appareillage.
2.3 Vérification appropriée des mises à la terre.
2.4 Nettoyage approprié des équipements.
2.5 Vérification appropriée des protections électriques.
2.6 Analyse thermographique complète.
2.7 Vérification correcte de l’isolation et des courants de fuite.
2.8 Vérification appropriée de l’état des éléments d’électronique de puissance.
2.9 Vérification appropriée du fonctionnement des indicateurs et des instruments fixes.
2.10 Application correcte des procédures de remplacement et de réglage.
2.11 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Description à partir de plans du système de distribution électrique de l’entreprise;
Alimentation d’urgence et charges essentielles;
Contrôle de demande d’énergie et du facteur de puissance;
Réduction de la demande d’énergie;
Participation à l’analyse thermographique, à la vérification de l’isolation, de la continuité de la conduction et de la mise à la terre;
Vérification des éléments d’électronique de puissance;
Inspection des équipements;3 Procéder à l’entretien des appareils du système de contrôle-commande.

(1 heure)

3.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
3.2 Choix et utilisation appropriés de l’appareillage.
3.3 Vérification appropriée des mises à la terre.
3.4 Vérification appropriée de l’état des appareils.
3.5 Vérification appropriée des configurations du matériel, des programmes et des valeurs des paramètres de fonctionnement.
3.6 Vérification appropriée de l’étalonnage et de la configuration des appareils.
3.7 Vérification appropriée du fonctionnement des indicateurs et des instruments fixes.
3.8 Application correcte des procédures de remplacement et de réglage.
3.9 Nettoyage approprié des appareils.
3.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Participer à l’entretien et la vérification des équipements de contrôle et de commande;
Vérification de l’étalonnage et de la configuration des appareils du système de contrôle-commande;4 Procéder à l’entretien des systèmes pneumatiques, hydrauliques et électromécaniques.

(5 heures)

4.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
4.2 Vérification appropriée de l’état des composants.
4.3 Remplacement approprié des filtres et des lubrifiants.
4.4 Vérification et réglage appropriés des pressions des fluides.
4.5 Remplacement correct des composants.
4.6 Nettoyage approprié des systèmes.
4.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Participation à l’entretien des systèmes pneumatiques, hydrauliques et électromécaniques;5 Procéder à la mise en service du procédé.

(1 heure)

5.1 Aire de travail dégagée.
5.2 Application correcte des procédures de démarrage.
5.3 Analyse juste du fonctionnement du procédé en régime transitoire et permanent.
5.4 Collaboration efficace avec le personnel de production.
5.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Participation à la mise en service;6 Réparer les appareils défectueux.

(5 heures)

6.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
6.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
6.3 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
6.4 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
6.5 Évaluation juste de la pertinence d’exécuter la réparation.
6.6 Application correcte des procédures de remplacement et de réglage.
6.7 Mise à jour correcte de l’historique de l’appareil.Réparation, ajustement, réglage et remplacement d’appareils défectueux;
Études approfondies visant à déterminer les causes profondes de bris ou de malfonctionnements;7 Rédiger le rapport d’entretien.

(1 heure)

7.1 Notation claire et exhaustive du travail effectué.
7.2 Formulation claire de recommandations en ce qui a trait aux modifications à apporter aux procédures d’entretien préventif.
7.3 Mise à jour correcte de l’inventaire.
7.4 Respect des exigences de présentation.Rédaction des rapports d’entretien et mise à jour des banques d’information concernant l’entretien;
Participation à la mise à jour de l’inventaire;
Formulation de recommandations dans le rapport de stage;43G - Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.1 Recueillir l’information sur la défectuosité et l’analyser.

(3 heures)

1.1 Interprétation juste de l’appel de service.
1.2 Collaboration appropriée avec le personnel de production et d’entretien.
1.3 Utilisation appropriée de l’historique des pannes.
1.4 Détermination correcte des urgences et des priorités.Participation au dépannage de systèmes de contrôle-commande;
Recherche et consultation d’information technique et de banques de données sur les pannes;2 Diagnostiquer le problème de fonctionnement.

(6 heures)

2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
2.3 Vérification appropriée de l’état des composants.
2.4 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.5 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance, de la partie commande, des appareils de la chaîne de mesure, des éléments finals de contrôle et des réseaux.
2.6 Utilisation appropriée du guide de dépannage.
2.7 Utilisation appropriée des commandes de dépannage des logiciels.
2.8 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
2.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Dépannage d’un système de contrôle-commande;
Dépannage complet des alimentations;
Observation fine et interprétation judicieuse des symptômes;
Identification des conditions suspectes;
Recherche approfondie des causes des pannes par analyse des signaux et des relations causales d’entrée à sortie;
Comparaison des mesures avec des valeurs assignées ou estimées par calcul;
Identification des modes de couplage des parasites et minimisation des perturbations;
Vérification du suivi conforme de la procédure d’opération;
Isolation méthodique du composant ou du module en défaut;
Diagnostic rapide par substitution;3 Remplacer les composants ou les appareils défectueux.

(4 heures)

3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Choix des composants ou des appareils appropriés.
3.3 Choix et utilisation approprié des outils.
3.4 Installation correcte des composants ou des appareils.
3.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Spécification, commande et remplacement d’équipements;4 Faire les réglages nécessaires.

(5 heures)

4.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
4.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure et des outils.
4.3 Pertinence et précision des réglages effectués sur les appareils de la chaîne de mesure et les éléments finals de contrôle.
4.4 Pertinence des modifications apportées aux programmes et à la configuration des réseaux.
4.5 Utilisation appropriée des logiciels.
4.6 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Lecture de plans;
Étalonnage;
Configuration et paramétrage;5 Remettre en service le système de contrôle-commande.

(1 heure)

5.1 Application correcte de la procédure de démarrage.
5.2 Vérification appropriée du fonctionnement du procédé.
5.3 Pertinence des directives données au personnel de production.
5.4 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Mise en service;6 Faire le suivi du dépannage.

(1 heure)

6.1 Mise à jour correcte de l’historique des pannes.
6.2 Formulation claire de recommandations visant à prévenir la récurrence des pannes.
6.3 Rédaction du rapport de services conforme aux exigences.Actualisation des banques d’information;
Rédaction de rapports.
Démarche pédagogique
Le Stage en électronique industrielle est l’occasion privilégiée de créer des situations d’apprentissage concrètes qui sont difficilement réalisables en milieu scolaire en raison de l’importance du contexte industriel ou de la limitation des ressources disponibles. en stage, l’élève assistera principalement des technologues dans leurs fonctions. Ses tâches consisteront surtout à dessiner, installer, mettre en service, entretenir et dépanner des systèmes de contrôle-commande et des dispositifs d’utilisation de l’énergie électrique. Enfin, lorsque les ressources le permettent et que le contexte s’y prête, le stagiaire sera appelé à réaliser un projet choisi parmi les secteurs d’activités suivants, selon les disponibilités de l’entreprise :
L’utilisation de l’énergie électrique;
La commande de la force motrice;
La régulation de procédés;
L’instrumentation;
Les automatismes;

Quelques jours avant que les élèves ne soient appelés à choisir leur stage, le professeur responsable de l’organisation des stages rend public une liste descriptive des différents stages offerts par les entreprises participantes.
Puis, le choix du stage se fait en considération des goûts et des aspirations de chaque élève tout en respectant la liberté des entreprises de sélectionner les candidats en consultant les curriculums et en passant des entrevues. La motivation de l’élève s’en trouve renforcée et les besoins de l’entreprise sont mieux servis en concordance avec son rôle de soutien de la formation technique. La collecte des offres de stage et le choix du milieu de stage doivent se faire selon un échéancier raisonnable permettant par la suite la signature du contrat et une prise de contact de l’élève avec son superviseur en entreprise, avant le début du stage. Dans la mesure du possible, les partenaires de l’organisation des stages mettront en œuvre les ressources disponibles pour que le stage crédité de 4 semaines se prolonge sous forme d’alternance travail études pour le reste de l’été dans le même milieu de stage.

Pendant le stage, l’élève est sous la responsabilité d’un superviseur appartenant à l’entreprise. Lors d’une visite et de communications diverses, le professeur responsable s’assure du bon déroulement des opérations et de la conformité de la démarche. Tout au long du stage le rôle du stagiaire sera de :
Établir de bonnes relations de travail;
Identifier les responsabilités des membres du personnel qu’il côtoie;
Observer et assister le personnel dans l’exécution de tâches d’installation, de mise en service, d’entretien et de dépannage;
Décrire l’entreprise, ses produits, ses méthodes et sa structure hiérarchique;
Rechercher de l’information technique;
Participer à la spécification, à la commande et au remplacement d’équipement;
Analyser le système de distribution électrique en ce qui a trait à l’efficacité de l’utilisation de l’énergie électrique;
Analyser un système de contrôle-commande;
Produire des plans et des rapports;
Une partie substantielle de l’évaluation porte sur le comportement en stage et elle est faite par le superviseur en entreprise à l’aide d’un questionnaire. Elle est pondérée par le professeur responsable de façon à assurer la transparence et l’équité du processus. Le professeur agit comme coordonnateur de façon à soutenir la rétroaction entre l’élève et l’entreprise.

L’élève est tenu de produire un journal de stage et un rapport de stage sur lesquels porte une autre partie substantielle de l’évaluation. Avant le début du stage, un gabarit du journal de stage lui est fourni avec les explications d’usage lui permettant de le tenir à jour. À la dernière étape, l’élève rédige le rapport de stage en conformité avec un plan qui a été approuvé au préalable par le professeur, à partir des informations qu’il a consignées dans le journal. Le rapport décrit principalement l’entreprise, le déroulement du stage et le projet réalisé. Toute modification au rapport exigée par le professeur doit être effectuée par l’élève dans les délais prescrits avant que le rapport final ne soit transmis à l’entreprise, ce qui met un terme à cette activité de formation. Les modifications exigées peuvent avoir trait au contenu, à la présentation, à la qualité de la langue ou à toute autre exigence minimale du rapport.

Au retour du stage, l’ensemble de tous les stagiaires sera réuni pour une activité d’échange et de rétroaction où chacun fera profiter les autres des fruits de son expérience vécue en stage. Finalement, un comité de professeurs enseignant dans le programme réévalue périodiquement les exigences du stage.
Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Établir de bonnes relations de travail;
Dessiner, installer, mettre en service, entretenir et dépanner un système de contrôle-commande en milieu industriel;
Appliquer correctement des consignes de santé et de sécurité;
Planifier et participer à une entrevue;
Rechercher efficacement de l’information professionnelle;
Décrire clairement l’entreprise et les activités de stage;
Interroger de façon pertinente les autres intervenants;
Tenir un journal de stage;
Rédiger un rapport de stage.

Voici quelques uns des principaux critères d’évaluation :
La ponctualité et l’assiduité dans l’accomplissement des tâches;
La présentation soignée de soi-même et des différentes productions;
La pertinence des questions posées;
Le degré d’achèvement des travaux;
La qualité des montages;
La validité des diagnostiques lors du dépannage;
La précision des réglages;
Le professionnalisme, l’esprit d’initiative et l’esprit d’équipe;
Le respect des normes, des règlements et des règles de santé et de sécurité.



Médiagraphie

Maintenance
HÉNG, Jean. Pratique de la maintenance préventive : mécanique, pneumatique, hydraulique, électricité, froid, Paris, Dunod ; L'Usine nouvelle, 2002, 388 p. TS192H466 2002.
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BOUCLY, Francis. Le management de la maintenance : évolution et mutation, 2e éd., Paris, Association française de normalisation, 1998, 307 p. HD40.6B685 1998.
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Dépannage
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Installation et câblage
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BLACK & DEKCER, Les travaux d'électricité : des petites réparations jusqu'aux grands projets, Montréal, Editions de l'Homme, 2001, 302 p.
MERCER, Bob. Industrial control wiring guide, 2e éd., Boston, Newnes, 2001, 127 p. TK3201M374 2001.
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KIRCHNER, Harold B. Wiring installation and maintenance, Montréal, McGraw Hill Ryerson ltd, 1978, 175 p.
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L’entreprise
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GAGNON, SAVARD, CARRIER, DECOSTE, L’entreprise, 2e éd., Montréal, Gaëtan Morin éditeur, 2000, 305 p. HD33E5762000.
ROCK, Gilbert et François COURNOYER, L’entreprise en action, St-Laurent, Éditions du Renouveau Pédagogique, 2002, 452 p. HD33R6232002.










Cinquième sessionFormation spécifique243-516-SHProduction, transport, distribution de l’énergie électrique4-2-33,00243-526-SHCommande électronique3-3-33,00243-536-SHAutomatismes en réseau3-3-33,00243-543-SHPlanifier le projet1-2-11,33Formation générale340-HAN-03Ethique (FGP)3-0-32,00Com-xxx-02Complémentaire 23-0-32,00109-105-SHIntégration de l’activité physique1-1-11,00
243-516-SH Production, transport et distribution de l’énergie électrique
Compétences :
434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.
437- Vérifier des équipements de puissance.
43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.
43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

Pondération :
4-2-3
3,00 unités

Préalable relatif : Électrotechnique (243-317-SH)
Préalable à : Planifier une installation électrique (243-616-SH) Qualité de l’alimentation électrique (243-615-SH) Projet d’électronique industrielle (243-649-SH)


CompétenceContexte de réalisation434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.

PartielleÀ partir de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide du code électrique et de normes d’installation.
À l’aide d’outils manuels et de machines outils.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.437- Vérifier des équipements de puissance.

PartielleÀ l’aide de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide de codes de sécurité des travaux.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide de logiciel.
À l’aide d’étalons de mesure.43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.

PartielleEn équipe.
À l’aide de diagrammes opérationnels et de plans.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de la documentation des programmes.
À l’aide d’instruments de mesure et de générateurs de signaux.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.

PartielleEn équipe.
À partir de procédures d’entretien préventif.
À l’aide de plans et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’outils manuels.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.

Partielle
À la suite d’un appel de services.
À l’aide de plans, de schémas, de guides de dépannage et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

PartielleEn collaboration avec des personnes-ressources.
À l’aide de la documentation technique.
A l’aide de logiciels.
A l’aide de simulateurs.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
La production, le transport et la distribution de l’énergie électrique sont au cœur des préoccupations politiques, économiques et écologiques de notre société de consommation énergétique. La sécurité de l’approvisionnement en énergie, la taxation et l’ajustement des tarifs des différents types d’énergie, la production des gaz à effet de serre ainsi que les autres préoccupations environnementales sont continuellement à l’ordre du jour de nos gouvernements.

Plusieurs de nos élèves seront appelés à travailler pour des firmes de génie conseil ou pour des producteurs et des distributeurs d’énergie électrique à la construction des centrales, des lignes et des postes. D’autres oeuvrant pour des entreprises manufacturières seront responsables de la bonne marche de leurs équipements de distribution. Comme son nom l’indique, le cours Production, transport et distribution de l’énergie électrique vise à répondre à ce besoin.

Le cours Production, transport et distribution de l’énergie électrique se donne en cinquième session. Il s’agit du quatrième cours du fil conducteur de l’utilisation de l’énergie électrique. À la deuxième session, lors du cours Électrotechnique, on a appris à résoudre des circuits à courants alternatifs, on a abordé le transformateur et les moteurs à courant alternatif. Dans ce cours-ci on traitera de l’alternateur, du moteur synchrone, des centrales de production, des lignes de transport, des postes de distribution de l’énergie électrique. On abordera aussi le calcul des courants de court-circuit et la protection des installations électriques. Ces sujets font naturellement de ce cours un préalable à Planifier une installation électrique et Qualité de l’alimentation qui sont en sixième session. Plusieurs projets qui seront réalisés dans le cadre du cours Projet d’électronique industrielle à la sixième session concernent la correction du facteur de puissance, la production d’énergie et le maintien des charges essentielles. C’est pourquoi le présent cours est préalable à Projet d’électronique industrielle qui arrive en sixième session et tient lieu d’épreuve synthèse de programme. Aussi, un élève ne doit s’inscrire à Planifier le projet (qui est préalable absolu à Projet d’électronique industrielle) que s’il a déjà réussi ou est en voie de réussir Production Transport et distribution de l’énergie électrique.

Ce cours contribuera à assurer la polyvalence de l’élève ce qui facilitera sa mobilité professionnelle. La protection des installations électriques nécessite l’interprétation précise et profonde de nombreux documents techniques. Le niveau d’autonomie de l’élève s’en trouvera renforcé. Les conséquences d’une installation électrique mal protégée peuvent être dramatiques. Ici les essais et erreurs n’ont pas leur place. Dans ce cours, l’élève aura l’occasion de développer sa rigueur intellectuelle et sa minutie dans le traitement de l’information et dans le montage de dispositifs de puissance.



Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage434 - Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.3 Procéder à l’installation des protections électriques.

(9 heures)

3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Sélection des éléments de protection appropriés.
3.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
3.4 Fixation correcte des éléments de protection électrique.
3.5 Raccord correct des câbles.
3.6 Identification correcte des câbles et des éléments de protection électrique.
3.7 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
3.8 Respect du code électrique et des normes d’installation.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Sélection des fusibles, des disjoncteurs, des relais de protection et des câbles.
Interprétation du code de l’électricité en ce qui a trait aux conducteurs, aux transformateurs, aux moteurs et à la mise à la terre;
Vérification méthodique des éléments de protection.
Visites d’installations telles que centrales et postes de distribution.437 - Vérifier des équipements de puissance.1 Préparer la prise de mesure ou l’acquisition de données.

(12 heures)
1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Interprétation juste des caractéristiques électriques et mécaniques des équipements de puissance.
1.3 Détermination des points de mesure appropriés.
1.4 Détermination correcte de la fréquence et de la durée des relevés.
1.5 Choix approprié des logiciels d’acquisition de données.
1.6 Estimation correcte des valeurs attendues.
1.7 Choix approprié de l’appareillage.
1.8 Vérification et étalonnage corrects de l’appareillage.Modélisation simple et caractérisation des machines synchrones, des lignes de transport et des groupes de transformateurs triphasés en régime équilibré;
Calcul des effets de la vitesse, du couple et du courant d’excitation sur la tension induite, la fréquence et les puissances dans les machines synchrones;
Estimation des effets d’un déséquilibre de charge dans les montages triphasés de transformateurs;2 Prendre les mesures ou procéder à l’acquisition de données.

(12 heures)
2.1 Interprétation juste du code de sécurité des travaux.
2.2 Vérification appropriée des mises à la terre.
2.3 Installation correcte et sécuritaire de l’appareillage de mesure.
2.4 Mesures précises et complètes des formes d’ondes.
2.5 Utilisation appropriée de l’appareillage de mesure.
2.6 Sauvegarde correcte des données.Mesure de la vitesse, du couple, du courant, des puissances et de la tension induite dans les machines synchrones et les transformateurs en triphasé.
Correction du facteur de puissance et de la tension d’une ligne de transport;
Correction du facteur de puissance par surexcitation d’une machine synchrone;
Mesure de la régulation et du rendement d’une machine synchrone, d’une ligne de transport ou d’un groupe de transformateurs triphasés;
Branchement et caractérisation complète des transformateurs de mesure;3 Analyser les données.

(12 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Traçage précis des formes d’ondes.
3.3 Interprétation juste des caractéristiques des harmoniques.
3.4 Analyse juste de la coordination des protections électriques.
3.5 Analyse juste du fonctionnement des composants de puissance.
3.6 Analyse juste des phénomènes électriques en régime transitoire et permanent.
3.7 Détermination correcte de la moyenne, de la médiane et de l’écart type des données.
3.8 Utilisation appropriée des logiciels.
3.9 Sauvegarde correcte des résultats.
3.10 Critique de la vraisemblance des résultats.
3.11 Justesse du verdict sur la conformité des équipements.Coordination de la sélectivité entre les fusibles, les disjoncteurs et les relais de protection;
Vérification et respect des exigences du code de l’électricité du Québec;
Interprétation des effets de la vitesse et du courant d’excitation des machines synchrones;
Estimation de la production ou de la réduction d’harmonique dans les montages triphasés;
Modélisation pertinente du phénomène de la coupure d’un arc électrique;
Calcul d’une facture de consommation électrique industrielle;
Comparaison sommaire des différents modes de tarification de l’électricité pour les entreprises de grande et de moyenne puissance;4 Rédiger un rapport de non-conformité.

(4 heures)4.1 Utilisation du vocabulaire approprié.
4.2 Présentation claire de la méthode utilisée et des résultats obtenus.
4.3 Respect des exigences de présentation.Tenue d’un cahier de laboratoire et/ou production d’un rapport;43E - Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.5 Optimiser le fonctionnement du procédé.
(4 heures)
5.4 Pertinence et précision des réglages effectués sur les protections électriques.Compromis entre la sensibilité des réglages et les exigences liées à la continuité de service;
Exigences de protection particulières aux moteurs et aux transformateurs : courants d’appel et de démarrage et limites d’endurance.
Synchronisation d’alternateur;43F - Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.2 Procéder à l’entretien des équipements de puissance.

(12 heures)
2.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés de l’appareillage.
2.3 Vérification appropriée des mises à la terre.
2.4 Nettoyage approprié des équipements.
2.5 Vérification appropriée des protections électriques.
2.6 Analyse thermographique complète.
2.7 Vérification correcte de l’isolation et des courants de fuite.
2.8 Vérification appropriée de l’état des éléments d’électronique de puissance.
2.9 Vérification appropriée du fonctionnement des indicateurs et des instruments fixes.
2.10 Application correcte des procédures de remplacement et de réglage.
2.11 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Entretien des centrales, des lignes et des postes;
Analyse thermographique;
Nettoyage des bagues et des balais des machines synchrones;
Entretien des disjoncteurs et vérification complète des transformateurs de mesure et des relais de protection;
Entretien des transformateurs de puissance et de mesure;
Vérification des instruments et des indicateurs fixes couramment utilisés pour la production et la distribution électrique;43G - Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.2 Diagnostiquer le problème de fonctionnement.

(4 heures)
2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
2.3 Vérification appropriée de l’état des composants.
2.4 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.5 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance, de la partie commande, des appareils de la chaîne de mesure, des éléments finals de contrôle et des réseaux.
2.6 Utilisation appropriée du guide de dépannage.
2.7 Utilisation appropriée des commandes de dépannage des logiciels.
2.8 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
2.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Localisation méthodique des court-circuits pour tous les types de schémas de liaison à la terre, solide, flottant, ou à travers une impédance;
Identification du type de défaut en présence par l’interprétation de l’origine de la commande d’ouverture ou de la caractéristique de fusion;
Distinction entre court-circuit, surintensité, surcharge et surchauffe;
Distinction entre faute à la terre, entre deux lignes ou triphasée;
Interprétation juste des conséquences d’une interruption de service en milieu industriel;3 Remplacer les composants ou les appareils défectueux.

(3 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Choix des composants ou des appareils appropriés.
3.3 Choix et utilisation approprié des outils.
3.4 Installation correcte des composants ou des appareils.
3.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Remplacement approprié des équipements de protection de production et de distribution de l’électricité;
Classification historique et technologique des fusibles et des disjoncteurs et des relais de protection;
Caractérisation exacte des valeurs assignées aux dispositifs de protection :
tension;
courant;
pouvoir de coupure;
énergie i2t de fusion et d’extinction;
temps d’ouverture;
limitation de courant;
cycle d’ouverture fermeture;4 Faire les réglages nécessaires.

(3 heures)
4.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
4.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure et des outils.
4.3 Pertinence et précision des réglages effectués sur les appareils de la chaîne de mesure et les éléments finals de contrôle.
4.4 Pertinence des modifications apportées aux programmes et à la configuration des réseaux.
4.5 Utilisation appropriée des logiciels.
4.6 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Réglage des dispositifs de protection et de mesure;
Réglage du courant d’excitation et de la vitesse des machines synchrones;
Réglages des prises des transformateurs;
Réglage du facteur de puissance des lignes de transport et des machines synchrones;43H - Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.2 Déterminer les stratégies de contrôle-commande à utiliser.

(6 heures)
2.1 Interprétation juste de la documentation technique.
2.2 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.3 Analyse juste du niveau d’intégration de la production.
2.4 Analyse juste des caractéristiques des systèmes de contrôle-commande.
2.5 Prise en considération des exigences liées à la sécurité.
2.6 Prise en considération de la compétence du personnel en place et du soutien technique exigé.
2.7 Prise en considération des exigences d’entretien du système de contrôle-commande.
2.8 Clarté des croquis et des schémas.
2.9 Choix judicieux et justifié des stratégies de contrôle-commande.
2.10 Respect des contraintes budgétaires.Description des modes de production et de transport de l’énergie électrique;
Description des stratégies et de la structure du réseau de production, de transport et de distribution de l’énergie électrique, en rapport avec la protection et la continuité de service;
Estimation rapide du courant de court-circuit basé sur l’impédance relative du transformateur de puissance;
Calcul détaillé des courants de court-circuit triphasé équilibré symétrique solide en milieu industriel par la méthode « per unit »;
Prise en compte arbitraire du facteur d’asymétrie;
Modélisation des sources de courants de court-circuit;
Distinction des régimes transitoire, sous-transitoire et permanent.
Estimation des principales conséquences des différents schémas de liaison à la terre;
Caractérisation statistique et normative du coup de foudre;
Énumération des différentes variables mesurées pour la protection et implantation des relais associés;
Distinction exacte entre la protection différentielle et la protection de surintensité;3 Déterminer les besoins matériels.

(9 heures)
3.1 Interprétation juste de la documentation technique.
3.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
3.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
3.4 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
3.5 Choix judicieux et justifié du matériel de distribution électrique.
3.6 Choix judicieux et justifié des parties commande, des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
3.7 Respect des contraintes budgétaires.Coordination précise de la sélectivité entre les fusibles, les disjoncteurs et les relais de protection;
Caractérisation complète d’un relais de protection de surintensité temporisé et instantané et d’un relais différentiel;
Établissement rigoureux de la sélectivité ampèremétrique, chronométrique et énergétique;
Explication sommaire du principe de sélectivité logique;
Caractérisation et dimensionnement adéquat des machines synchrones, des transformateurs, des lignes de transport et de distribution, des câbles et des barres omnibus;
Procédure exhaustive de choix des fusibles, des disjoncteurs et des relais de protection et de leurs réglages;
Caractérisation des différents branchements de transformateurs en triphasé;
Description sommaire des dispositifs de protection contre les surtensions et la foudre;
Démarche pédagogique
Pour ce cours on privilégiera une approche par problèmes soutenue par l’expérimentation et la simulation sur des modèles réduits. En laboratoire, on travaillera en équipe de deux. On s’assurera de la participation active des deux équipiers. On favorisera l’utilisation de modèles réduits permettant de se pratiquer à effectuer les branchements et à utiliser les instruments de mesure, plutôt que des simulations numériques sur ordinateur. Les activités de laboratoire portant sur la protection des installations électriques consisteront à monter et utiliser des bancs d’essais permettant de vérifier et d’établir les critères de performance des dispositifs de protection et des équipements associés. Comme les critères de performance doivent être comparés avec des normes ou d’autres valeurs attendues et que les montages doivent être réalisés suivant des plans, on exigera que les laboratoires soient préparés par écrit et on notera ces préparations. La tenue d’un cahier de laboratoire facilitera la continuité de la démarche, une réflexion approfondie sur les résultats et la révision des concepts avant les examens.

En classe théorique, on optera pour la présentation et la résolution de problèmes soigneusement choisis pour leur pertinence et leur universalité. Chacun de ces problèmes fera l’objet d’une mise en contexte industriel. Après avoir présenté les fondements et exemplifié la démarche, on fera travailler les élèves à leur tour sur des problèmes analogues sous forme de devoirs ou d’exercices dirigés. Ces exercices prépareront l’élève au style de questions des examens théoriques.
Ces examens pourront comporter des éléments de conception restreints, mais ils porteront surtout sur la conformité des branchements, l’harmonisation des équipements, l’adéquation des choix technologiques et le respect des normes.
Des visites industrielles et des présentations audio-visuelles permettront de palier à l’indisponibilité d’équipements caractérisés surtout par leur gigantisme et leurs coûts démesurés.


Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Expliquer l’organisation du réseau d’alimentation électrique en rapport avec la stabilité, la continuité de service, le rendement et les facteurs économiques;
Expliquer les procédés de production d’électricité en usage au Québec;
Synchroniser des alternateurs avec un réseau infini;
Calculer et analyser les performances d’une machine synchrone, d’une ligne de transport et d’un transformateur à partir de leurs circuits équivalents;
Dimensionner correctement et harmoniser les équipements du réseau d’alimentation électrique;
Décrire les modes d’interventions sécuritaires sur les réseaux et les dangers associés;
Interpréter correctement les normes d’installation et de protection de l’alimentation électrique;
Mesurer les variables électriques et mécaniques et les utiliser pour déterminer les critères de performance des équipements du réseau d’alimentation;
Corriger le facteur de puissance à l’aide d’un compensateur synchrone;
Réguler simplement l’appel de puissance;
Estimer et calculer des courants de court-circuit;
Coordonner la protection du réseau d’alimentation électrique;
Choisir correctement des fusibles des disjoncteurs;
Tester et paramétrer des disjoncteurs et des relais de protection;
Vérifier le bon fonctionnement des équipements de production, de transport et de distribution de l’énergie électrique;
Dessiner et lire des plans d’équipement électrique;
Réaliser correctement différents montages de machines synchrones et de transformateurs triphasés choisis et dimensionnés selon leurs usages reconnus;
Décrire les implications de la mise à la terre sur les stratégies de protection et la sécurité des personnes;

Voici quelques uns des principaux critères d’évaluation :
La fonctionnalité et la qualité des montages;
La conformité des branchements avec les plans;
La conformité des schémas produits avec les normes de représentation;
La pertinence des choix tant dans les réglages que dans la conduite des essais et la spécification des équipements;
La justesse de l’interprétation des directives et des normes;
La justesse et la rigueur de l’analyse;
La précision des mesures et des calculs;
Le degré d’achèvement des travaux;
L’efficacité de la démarche;
Le respect des règlements et des consignes de santé et sécurité;
Le degré de préparation des interventions;


Médiagraphie

Volumes obligatoires :
WILDI, Théodore. Électrotechnique, 4e édition, Québec, Les presse de l’Université Laval, ©2005, 1215 p., ISBN 2-7637-8185-3, TK145.W542 2005.
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Le plan des mesures d’urgence nucléaire de la centrale Gentilly 2, HQ D92-0003.
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Périodiques
Hydro Tech, Vice-présidence Technologie et IREQ, coordination Martin Filion, production Guylaine Bérubé Design, diffusion Rachel Dolan, Varennes Qc, ISSN : 1192-0157.  HYPERLINK "http://www.ireq.ca" http://www.ireq.ca
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Audio-visuel
SIMONIN, Guy et Jacques Bosc. Énergie, couvre entre autre : Transformation d'énergie.- Énergie renouvelable.- Panneau solaire.- Centrale électrique.- Fission thermonucléaire.- Fusion thermonucléaire.- Combustible nucléaire. Montréal, In Situ, Télé-Québec, Services éducatifs, 2000, 1 vidéocassette, VHS, 50 m 50 s. TJ163E537 2000.
SIMONIN, Guy et Jacques Bosc. Électricité, couvre entre autre : Alternateur, transformateur, disjoncteur… coll. In Situ, Paris, Centre national de documentation pédagogique, 1995, 1 vidéocassette, VHS, 59 min. QC522E432 1995 VIDEO.
Hydro-Québec. Pour en savoir plus sur l'hydroélectricité, Communications et Relations publiques, Montréal, Hydro-Québec., 1993, l vidéocassette, VHS, 16 m 17 s. TK1448Q3P687 1993 VIDEO.
Hydro-Québec. De l'électricité à distribuer, Les Productions Millimages, Montréal, Hydro-Québec, Communications et relations publiques, 1993, 1 vidéocassette, VHS, 27 min. TK145D443 1993 VIDEO.
Hydro-Québec. Ecart angulaire, Montréal, Hydro-Québec, Service audiovisuel, 1986, 1 vidéocassette VHS, 21 min. TK7872F85E227 1986 VIDEO.
Hydro-Québec. L'Électricité, comment ça marche?, Montréal, Hydro-Québec, 1997, Description: Une planète électrique. 1994 (9 min) -- L'énergie électrique. 1990 (10 min) -- Pour électrons seulement. 1986 (24 min) -- Pour en savoir plus sur l'hydroélectricité. 1993 (17 min) -- De l'électricité à distribuer. 1993 (27 min) -- Au coeur du réseau. 1996 (11 min).
BONIN, Laurier. Omni science. 35 - Les énergies nouvelles - Énergie d'hier et de demain, Montréal, Coscient, Québec, Ministère de l'enseignement supérieur et de la science, 1994, 1 vidéocassette, VHS, 80 min. Q111O56 1994 v.35 VIDEO.
CDROM
BEATY, Wayne H. Handbook of electric power calculations, 3e éd., Montréal, McGraw-Hill, 2001, livre + cédérom, TK1005B423 2001.

Sites web
 HYPERLINK "http://www.hydroquebec.com/" http://www.hydroquebec.com/
 HYPERLINK "http://www.hydroquebec.com/comprendre/index.html" http://www.hydroquebec.com/comprendre/index.html
243-526-SH Commande électronique
Compétences :
436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.
43C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.
43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.
43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

Pondération :
3-3-3
3,00 unités

Préalable relatif : Électronique de puissance (243-416-SH) Chaîne de mesure (243-327-SH)
Préalable à : Régulation et asservissement (243-626-SH) Projet d’électronique industrielle (243-649-SH)


CompétenceContexte de réalisation436- Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.

FinaleÀ l’atelier ou sur le site de production.
À l’aide de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux;
collecteurs de données.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.43C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.

PartielleÀ l’atelier et sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique.
À l’aide d’instruments de mesure et de simulateurs de charge.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.
À l’aide d’outils manuels.43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.

PartielleEn équipe.
À l’aide de diagrammes opérationnels et de plans.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de la documentation des programmes.
À l’aide d’instruments de mesure et de générateurs de signaux.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.

PartielleÀ la suite d’un appel de services.
À l’aide de plans, de schémas, de guides de dépannage et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

PartielleEn collaboration avec des personnes-ressources.
À l’aide de la documentation technique.
A l’aide de logiciels.
A l’aide de simulateurs.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
Le développement du monde de l’électronique n’a de cesse de nous étonner. La commande électronique industrielle est toujours en pleine évolution. La puissance de calcul des microcontrôleurs dédiés à la commande des machines (MCU) rend maintenant possible la commande vectorielle des moteurs à courant alternatif. Des transistors bipolaires à grille isolée (IGBT) peuvent commuter des tensions de 1200V à des fréquences approchant 100kHz .Ils détrônent déjà les MOSFETS de puissance qui continuent parallèlement leur évolution. Les technologies de circuits intégrés hybrides permettent de combiner les nombreux commutateurs électroniques d’un pont en un seul bloc de puissance aux dimensions réduites. Le cours Commande électronique permettra d’asseoir sur des bases solides la capacité d’utiliser et de mettre en œuvre les technologies de la commande électronique industrielle qui continuent leur étonnante progression.

Le cours Commande électronique arrive en cinquième session et il appartient au fil conducteur de l’instrumentation et de la régulation de procédé. Comme son nom l’indique, il appartient également au fil de l’électronique qui tisse des liens serrés entre les trois fils conducteurs du programme d’électronique industrielle. Ce cours fait aussi suite à Électronique de puissance qui lui est préalable. Dans une continuité logique, suivant une approche systémique, l’élève s’est d’abord familiarisé avec les fonctions de traitement électronique de la puissance sans entrer dans les détails de la commande des dispositifs de commutation. Dans un deuxième temps, en Commande électronique, on explore plus en profondeur les principales techniques de commande et de réglage électroniques.

De la même façon, le cours Chaîne de mesure qui avait initié l’élève aux divers capteurs et transmetteurs, est préalable à ce cours qui poursuivra dans la voie du traitement de ces signaux. Le cours Électronique aborde l’amplificateur opérationnel idéal ainsi que quelques dispositifs à semi-conducteurs en mode de commutation idéalisée. Le cours Chaîne de mesure reprend l’étude du fonctionnement non idéal de ces dispositifs principalement dans des applications de mesure en mode linéaire. Le cours Commande électronique complète cette séquence en présentant de nouvelles configurations électroniques dans des applications de commande tant en mode linéaire que « tout ou rien » et en réutilisant ce qui a déjà été vu.

Ce cours est préalable à Projet d’électronique industrielle. Immanquablement, la presque totalité des projets nécessiteront l’utilisation et même parfois le développement de nombreux dispositifs de réglage et de commande électronique. Conséquemment, pour s’inscrire à Planifier le projet, l’élève doit suivre également Commande électronique ou l’avoir déjà réussi.
Ce cours reposera largement sur une approche expérimentale et comportera de nombreuses occasions d’approfondir les techniques de dépannage. Ce contexte se prêtera avantageusement à l’application des savoirs lors de l’analyse de situations et à la détermination des actions correctives dans plusieurs domaines. Les nombreux montages expérimentaux à réaliser dans ce cours favoriseront le développement de la rigueur et de la minutie au travail.


Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage436 - Vérifier des signaux et des alimentations de très basse tension.1 Préparer la prise de mesure ou l’acquisition de données.

(5 heures)

1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Interprétation juste des caractéristiques des alimentations et des signaux.
1.3 Détermination des points de mesure appropriés.
1.4 Détermination correcte de la fréquence et de la durée des relevés.
1.5 Choix approprié des logiciels d’acquisition de données.
1.6 Estimation correcte des valeurs attendues.
1.7 Choix approprié de l’appareillage.
1.8 Vérification et étalonnage corrects de l’appareillage.Description ciblée des circuits et des organes de réglage analogiques et numériques;
Bloc d’alimentation :
abaissement de la tension;
redressement;
filtrage;
régulation linéaire.
Description fonctionnelle des organes et des circuits de mesure, de réglage, de régulation et de commande des convertisseurs de puissance électroniques;
Caractérisation des conditions d’amorçage des thyristors et de commutation des transistors;
Circuit de réglage d’un convertisseur de courant;
Commande d’un montage de transistors en pont;
Utilisation de filtres;
Commande de type linéaire et arccosinus;
Multivibrateurs astable, monostable et oscillateur en dent de scie;
Circuits de commande isolée des gâchettes : transformateurs d’impulsion, photocoupleurs, etc.
Circuits d’aide à la commutation (« snubbers »);
Réinvestissement des amplificateurs opérationnels dans des configurations de circuits de commande;
Circuits intégrés spécialisés de commande;
Circuits de commande non linéaires : limiteurs, comparateurs, écrêteurs, redresseurs de précision, détecteur d’extremum;
Immunisation contre les parasites et les perturbations;2 Prendre les mesures ou procéder à l’acquisition de données.

(10 heures)
2.1 Branchement correct de l’appareillage de mesure.
2.2 Mesures précises et complètes des alimentations et des signaux.
2.3 Utilisation appropriée de l’appareillage.
2.4 Sauvegarde correcte des données.
2.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Mise en œuvre de circuits de mesure de la fréquence et de la vitesse;
Matérialisation analogique d’un régulateur proportionnel et intégrateur;
Réalisation fonctionnelle de montages de circuits de réglage et de commande à base d’amplificateurs opérationnels;
Réalisation fonctionnelle de la commande d’un montage de transistors en pont;
Mise en oeuvre fonctionnelle de circuits d’amorçage des thyristors et d’attaque des transistors pour convertisseurs électroniques;
Mise en oeuvre pratique de la commande en modulation de largeur d’impulsion d’un entraînement de moteur à courant continu;
Utilisation habile du multimètre et de l’oscilloscope;3 Analyser les données.

(6 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Clarté et exactitude des représentations graphiques.
3.3 Utilisation appropriée des logiciels.
3.4 Détermination correcte de la moyenne, de la médiane et de l’écart type des données.
3.5 Sauvegarde correcte des résultats.
3.6 Critique de la vraisemblance des résultats.
3.9 Justesse du verdict sur la conformité des signaux et des alimentations.Analyse de la réponse des circuits de mesure, de réglage, d’amplification, de régulation et de commande utilisés dans les entraînements électroniques;
Analyse de l’ondulation provoquée par un convertisseur de courant;
Caractérisation statique et dynamique des diodes, des transistors, des thyristors et des GTOs en commutation;4 Consigner l’information.

(3 heures)
4.1 Utilisation du vocabulaire approprié.
4.2 Présentation claire de la méthode utilisée et des résultats obtenus.
4.3 Respect des exigences de présentation.Tenue d’un cahier de laboratoire et/ou rédaction d’un rapport.43C - Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.1 Analyser le fonctionnement du convertisseur et de l’actionneur.

(6 heures)
1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Distinction juste des types de signaux et de leurs fonctions.
1.3 Distinction juste du champ d’application de la technologie.
1.4 Estimation correcte de la valeur du signal de sortie pour une entrée donnée.Variateurs de vitesse;
Distinction des principaux algorithmes de commande;
Analyser les principales options d’un variateur de vitesse telles que :
Afficheurs de vitesse ou de couple;
Signaux d’alarmes;
Résistance de freinage;
Régénération avec module semi-conducteur actif à l’entrée;2 Configurer le convertisseur et l’actionneur.

(6 heures)
2.1 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
2.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
2.3 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des simulateurs de charge, des logiciels et des outils manuels.
2.4 Détermination correcte des options et des valeurs des paramètres de fonctionnement du convertisseur et de l’actionneur.
2.5 Fonctionnement correct du convertisseur et de l’actionneur.Réglage et contrôle de l’amplitude et de la fréquence d’un onduleur triphasé;
Branchement du bornier de contrôle des signaux disponibles d’un variateur de vitesse;
Détermination des paramètres et des options du variateur de vitesse;
rampes d’accélération et décélération;
redémarrage lors de perte d’alimentation;
alarme de maintenance;
types d’arrêts et de freinage;
Choix des modes du variateur :
Vitesse ou couple;
Vitesses multiples;
Commande à 2 ou 3 fils;
Mode de levage;
Utilisation du logiciel de configuration du variateur;
Interprétation des contraintes associées au type de charge;3 Étalonner l’élément final de contrôle.

(3 heures)
3.1 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
3.2 Choix et utilisation appropriée d’une procédure d’étalonnage.
3.3 Interprétation juste de la courbe d’étalonnage.
3.4 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des simulateurs de charge, des logiciels et des outils manuels.
3.5 Simulation correcte des signaux d’entrées.
3.6 Réglage correct du convertisseur et de l’actionneur.
3.7 Prise de notes claire et détaillée des réglages effectués.
3.8 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Génération des signaux de consigne et des d’alarmes à partir du bornier de contrôle d’un entraînement électronique;
Mise à l’échelle des signaux d’entrée et de sortie par rapport aux unités de l’interface usager;
Étalonnage des organes de consigne et des niveaux d’alarme d’un entraînement électronique;4 Vérifier le fonctionnement de l’élément final de contrôle.

(6 heures)
4.1 Utilisation juste de la documentation technique.
4.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
4.3 Détermination correcte d’un problème de fonctionnement.
4.4 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification fonctionnelle d’un variateur de vitesse.
Conformité de l’alimentation et du branchement du variateur, de l’encodeur, des condensateurs;
Accouplement du moteur;
Alimentation du champ;
Vérification du clavier, des modes, du sens de rotation;
Entrées et sorties analogiques et numériques;
Protection de surintensité, de surcharge et de la commande;
Continuité des masses;
Impulsions d’allumage;
Avertissements de rigueur concernant la sécurité;
Choc électrique;
Démarrage intempestif;
Procédure d’autoréglage;
Branchement de contacts secs;43E - Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.2 Effectuer des tests hors tension.

(3 heures)
2.1 Interprétation juste des plans.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure et des générateurs de signaux.
2.3 Vérification appropriée de l’emplacement et de l’identification des câbles, des conduites et des appareils du système de contrôle-commande.
2.4 Mesure correcte de la conduction et de l’isolation des câbles.
2.5 Vérification appropriée des composants électromécaniques et des dispositifs de sécurité.
2.6 Pertinence des corrections effectuées.
2.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification visuelle de l’état du système;
Reconnaissance du branchement réel en conformité avec le plan;
Tests des semi-conducteurs et des protections;
Vérification de l’agencement de la source, de l’entraînement, du moteur, de la charge et des câbles;
Vérification de l’état du moteur, des fils, de l’accouplement et de la charge : tests à l’ohmmètre et liberté de mouvement;3 Mettre en service la partie commande.

(3 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des ordinogrammes et de la documentation des programmes.
3.2 Vérification appropriée des signaux et des alimentations très basse tension.
3.4 Vérification appropriée du fonctionnement des interfaces opérateurs.
3.5 Conduite correcte de la partie commande en mode manuel.
3.6 Vérification appropriée du fonctionnement de la partie commande en mode de marche normal.
3.7 Vérification appropriée du fonctionnement des séquences d’arrêt d’urgence.
3.8 Pertinence des corrections effectuées.Conformité de l’alimentation du variateur et réactances en ligne et à la sortie;
Conformité de la mise à la terre du transformateur d’alimentation;
Conformité de l’emplacement physique et des contraintes environnementales;
Vérification :
des consignes,
signaux de sortie,
des indicateurs,
des afficheurs;
des modes et des options;
Conduite de l’entraînement électronique en mode manuel;
Vérification des séquences de démarrage, d’arrêt normal et de l’arrêt d’urgence;4 Procéder au démarrage du système de contrôle-commande.

(3 heures)
4.1 Application correcte de la procédure de mise sous charge.
4.3 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance.
4.4 Vérification appropriée des circuits de protection électrique et des dispositifs de sécurité.
4.6 Pertinence des corrections effectuées.
4.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification de l’agencement des dispositifs de protection;
Retrait de tous les dispositifs de verrouillage;
Mesure des caractéristiques en charge de l’entraînement : tension, courant, vitesse, etc.
Conduite de l’entraînement électronique en mode normal;5 Optimiser le fonctionnement du procédé.

(6 heures)
5.1 Analyse juste du fonctionnement du procédé en mode de marche normal.
5.3 Pertinence et précision des réglages effectués sur le système de contrôle-commande.
5.4 Pertinence et précision des réglages effectués sur les protections électriques.Amélioration du temps de réponse, de l’erreur finale et de la stabilité;
Réglage du gain et de la constante d’intégration;43G - Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.1 Recueillir l’information sur la défectuosité et l’analyser.

(2 heures)
1.1 Interprétation juste de l’appel de service.
1.2 Collaboration appropriée avec le personnel de production et d’entretien.
1.3 Utilisation appropriée de l’historique des pannes.
1.4 Détermination correcte des urgences et des priorités.Reconnaissance de la conception modulaire des systèmes élaborés;
Description générale de la structure d’un entraînement de machine électrique piloté par un microcontrôleur;
Utilisation judicieuse des manuels d’un entraînement électronique;
Estimation des niveaux d’énergie typiques d’endommagement des dispositifs semi-conducteurs;2 Diagnostiquer le problème de fonctionnement.

(6 heures)
2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
2.3 Vérification appropriée de l’état des composants.
2.4 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.5 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance, de la partie commande, des appareils de la chaîne de mesure, des éléments finals de contrôle et des réseaux.
2.6 Utilisation appropriée du guide de dépannage.
2.7 Utilisation appropriée des commandes de dépannage des logiciels.
2.8 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
2.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Dépannage complet d’une alimentation stabilisée;
Observation fine et identification des conditions suspectes;
Recherche approfondie des causes des pannes par analyse des signaux et des relations causales d’entrée à sortie;
Comparaison des mesures avec des valeurs assignées ou estimées par calcul;
Identification des modes de couplage des parasites et minimisation des perturbations;
Vérification du suivi conforme de la procédure d’opération;
Interprétation judicieuse des symptômes;
Isolation méthodique du composant ou du module en défaut;
Diagnostic rapide par substitution; 3 Remplacer les composants ou les appareils défectueux.

(3 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Choix des composants ou des appareils appropriés.
3.3 Choix et utilisation approprié des outils.
3.4 Installation correcte des composants ou des appareils.
3.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Détermination de composants ou appareils équivalents;
Remplacement d’organes d’alimentation, de commande, de mesure et de consigne;
Remplacement conforme de transistors ou de thyristors de puissance assortis;
Choix de composants minimisant les grandeurs d’influence et protégeant des causes usuelles de perturbation;4 Faire les réglages nécessaires.

(2 heures)
4.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
4.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure et des outils.
4.3 Pertinence et précision des réglages effectués sur les appareils de la chaîne de mesure et les éléments finals de contrôle.
4.4 Pertinence des modifications apportées aux programmes et à la configuration des réseaux.
4.5 Utilisation appropriée des logiciels.
4.6 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Réglage des consignes, des options, des modes et de la chaîne de mesure;
Réglage de l’accouplement;5 Remettre en service le système de contrôle-commande.

(1 heure)
5.1 Application correcte de la procédure de démarrage.
5.2 Vérification appropriée du fonctionnement du procédé.
5.3 Pertinence des directives données au personnel de production.
5.4 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Mise en service d’un entraînement de moteur électronique;
Respect des consignes du manuel d’utilisation;6 Faire le suivi du dépannage.

(1 heure)
6.1 Mise à jour correcte de l’historique des pannes.
6.2 Formulation claire de recommandations visant à prévenir la récurrence des pannes.
6.3 Rédaction du rapport de services conforme aux exigences.Rédaction de comptes-rendus écrit ou oraux, clairs et concis décrivant les symptômes et les correctifs des pannes;43H - Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.2 Déterminer les stratégies de contrôle-commande à utiliser.

(6 heures)
2.1 Interprétation juste de la documentation technique.
2.2 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.3 Analyse juste du niveau d’intégration de la production.
2.4 Analyse juste des caractéristiques des systèmes de contrôle-commande.
2.5 Prise en considération des exigences liées à la sécurité.
2.6 Prise en considération de la compétence du personnel en place et du soutien technique exigé.
2.7 Prise en considération des exigences d’entretien du système de contrôle-commande.
2.8 Clarté des croquis et des schémas.
2.9 Choix judicieux et justifié des stratégies de contrôle-commande.
2.10 Respect des contraintes budgétaires.Détermination de stratégies de commande numérique et analogique des machines électriques;
Choix des méthodes de variation de vitesse :
moteur à 2 vitesses;
rotor bobiné;
variateur électronique;
boîte de vitesse;
etc.
Choix des entraînements à courant continu vs alternatif.
Contraintes d’entretien des collecteurs, bagues et balais.
Transmission de la consigne à distance.
Méthodes de mesure de la vitesse.3 Déterminer les besoins matériels.

(9 heures)
3.1 Interprétation juste de la documentation technique.
3.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
3.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
3.4 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
3.5 Choix judicieux et justifié du matériel de distribution électrique.
3.6 Choix judicieux et justifié des parties commande, des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
3.7 Respect des contraintes budgétaires.Choix d’un entraînement de moteur industriel ;
Choix du type de câble utilisé avec les entraînements électroniques;
Caractéristiques du réseau d’alimentation : tension, fréquence, nombre de phases, etc.
Caractéristiques du moteur : type, puissance, tension, courant, vitesse, couple, etc.
Caractéristiques et options du variateur : régénération, freinage, vectoriel, type de réaction, alarmes, consigne, communication, etc.
Démarche pédagogique
Pour ce cours on adoptera une approche analytique associée au montage en laboratoire, à l’expérimentation et au dépannage de circuits représentatifs de fonctions de commande industrielle. En classe, on analysera des circuits, on proposera des exercices axés sur l’installation, la mise en service et le dépannage. En laboratoire, les élèves monteront des circuits typiques sur des plaquettes d’expérimentation. Ils feront également la mise en service de véritables dispositifs de commande industrielle.

Il faut reconnaître que la commande électronique industrielle repose aujourd’hui sur des processeurs spécialisés à très forte intégration de composants parfois hybride et utilisant une puissance de calcul sans précédent. Ces unités de contrôle matérialisent des algorithmes poussés et des fonctions complexes qui auraient été encore impensables une décennie plus tôt. L’intégration physique des constituants rend souvent complètement inaccessibles les divers signaux qui permettraient d’investiguer les différents blocs de fonction des systèmes étudiés. C’est pourquoi l’approche système convient bien à cette séquence d’apprentissages qui s’achève avec le cours Commande électronique.

C’est à la dernière étape de l’approche système que l’on pousse l’analyse de détails choisis concernant les fonctions les plus importantes. On analysera des configurations de circuits qui peuvent être matérialisées en laboratoire et qui auront été judicieusement choisies pour leur pertinence, leur simplicité, leur universalité d’emploi, leur fécondité d’application et leur potentialité de réinvestissement dans les autres cours.

Les entraînements de machines comprennent la mesure de plusieurs variables électriques, mécaniques et thermiques. Ils comprennent également le traitement numérique ou analogique des signaux, ainsi que la régulation et la commande des dispositifs de puissance. C’est pourquoi un fréquencemètre et des entraînements électroniques serviront avantageusement d’applications typiques intégrantes et structurantes pour ce cours.

Les fonctions les plus avancées seront présentées sous l’angle de l’utilisateur. L’analyse des fonctions les plus accessibles sera vue sous l’angle du dépannage. Seules les fonctions les plus simples pourront être exposées sous l’angle de la conception.

Les montages pourront être réalisés en équipe de deux lorsque les ressources matérielles l’exigent, mais on encouragera le travail individuel chaque fois que c’est possible. Il ne s’agit pas d’interdire la collaboration entre élèves mais de permettre à chacun de s’exercer à monter, analyser et dépanner. La préparation des laboratoires pourra consister à monter les circuits sur plaquette d’expérimentation avant d’arriver en laboratoire. Cela réduit la pression exercée sur l’élève en lui conservant plus de temps pour le dépannage, la prise des mesures et l’analyse des résultats. Certains laboratoires pourront être réalisés en alternance lorsque les ressources matérielles nous y contraignent.

La présence des élèves en laboratoire sera essentielle. La fonctionnalité des montages pourra être notée pour encourager la persistance et la minutie. Les élèves pourront tenir un cahier de laboratoire et produire des comptes-rendus qui favorisent une réflexion approfondie sur la démarche et les résultats.
Des tests de laboratoire permettront d’évaluer les habiletés liées à la mesure et au dépannage. La matière sur laquelle porteront les examens écrits sera clairement délimitée à l’avance. Dans les examens écrits, les questions porteront surtout sur l’analyse liée à l’implantation, au dépannage et à la mise en service et quelquefois sur des éléments de conception.

Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Choisir et dépanner le bloc d’alimentation d’un circuit de commande industrielle.
Analyser monter et dépanner des circuits typiques de commande industrielle :
circuits à base d’amplificateurs opérationnels;
à base de composants semi-conducteurs discrets;
unités de contrôle intégrées (MCU);
circuits logiques et numériques séquentiels dans une application intégratrice comme un fréquencemètre;
Vérifier le bon état de dispositifs semi-conducteurs électroniques.
Installer des dispositifs semi-conducteurs sur des dissipateurs thermiques et les choisir.
Dessiner des schémas de commande électronique;
Analyser les performances des systèmes de commande électronique et comparer les différentes technologies en usage;
Brancher correctement les dispositifs de commande et les modules de puissances.
Caractériser, monter et dépanner les circuits d’amorçage des dispositifs de commutation de puissance électroniques;
Interpréter les spécifications et effectuer les ajustements donnés par le manufacturier d’équipements de commande électronique;
Effectuer des mesures pertinentes et précises à l’aide d’instruments appropriés;
Effectuer la mise en service d’un entraînement électronique;

Voici quelques-uns des principaux critères généraux d’évaluation :
Fonctionnalité et qualité des montages;
Degré d’achèvement des travaux et précision du fonctionnement;
Respect des normes, des règlements et des règles de santé et sécurité;
Professionnalisme;
Justesse du raisonnement et des calculs;
Pertinence et validité des réponses aux questions;
Conformité des schémas et des montages avec les normes et les directives;

Médiagraphie

Volumes achetés par les élèves
WILDI, Théodore. Électrotechnique, 4e édition, Québec, Les presse de l’Université Laval, ©2005, 1215 p., ISBN 2-7637-8185-3, TK145.W542 2005.
CHAMPENOIS, André. Alimentations, thyristors et optoélectronique, Electronique industrielle, Montréal, Éditions du Renouveau pédagogique, 1988, 621 p.
TRUSSART, Louis. L'électronique, Montréal, Éditronique, 2000, 500 p.
FLOYD, Thomas L. Systèmes numériques : Concepts et applications, 7e éd., Repentigny (Québec), Les éditions Reynald Goulet inc., 2004, 828 + 99 p. ISBN : 2-89377-183-1. TK7868D5F56314 2004.

Autres volumes
NTE Semiconductors Master Replacement Guide.
TOCCI Ronald J., Circuits numériques, Théorie et Applications, 2ième édition, Reynald Goulet Inc.,1992, 776p.
BIMAL K. Bose, Ajustable Speed AC Drive Systems, IEEE Press, Jonh Wiley and Sons Inc. 1980, 449p.
HÉBERT A. et C. Naudet, M. Pinard, Machines électriques et Électronique de puissance, Édition Dunod, 1985, 276p.

Commande électronique : documents disponibles à la bibliothèque
VALENTINE, Richard. Motor control electronics handbook, Montréal, McGraw-Hill, 1998, 704 p. TK7881.2V345 1998.
GUINDON, Michel, Commandes à base de thyristor, Rosemère, Comalog, 1998. TK7871.99T5G842 1998.
GUINDON, Michel. Commandes de moteurs par IGFETs, Rosemère, Comalog, 1998, TK7871.95G842 1998.
CHAUPRADE, Robert. Electronique de puissance, 4e éd., Paris, Eyrolles, 1990, TK7881.15C423 1990.
ROCKIS, Gary et Glen A. Mazur, Electrical motor controls, Alsip, Ill., American Technical Publishers, 1997, 490 p. + 1 livre d'exercices de 200 p. + 1 guide de l'instructeur de 45 p. TK2851R623 1997.
BÉRUBÉ, Francine et A. Y. Sirois. Systèmes de commande, Lennoxville, Québec Francine Bérubé et Alain Y. Sirois, 1995, TK7880B477 1995.
Carrow, Robert S. Electronic drives, New York, McGraw-Hill, 1996, 363 p. TK7881.15C373 1996.
MAZDA, F. F. Power electronics handbook : components, circuits and applications, 2e éd., Toronto, Butterworths, 1993, 417 p. TK7881.15M396 1993
FLEURY, Paul E. Instrumentation et contrôle électroniques, Québec, Les Publications du Québec, 1990, 468 p. QUEBEC E3C6 E43/8032 1990.
Bühler, Hansruedi. Électronique de réglage et de commande, Paris, Dunod., 1979, 341 p. TK7872C8B833 1979 et TK145T724 v.16 1979.
STURZER, Guy et Eddie Smigiel. Modélisation et commande des moteurs triphasés, Commande vectorielle des moteurs synchrones et commande numérique par contrôleurs DSP ; coll. Technosup, Paris, Ellipses, 2000, 246 p.

Commande
PINARD, Michel. Commande électronique des moteurs électriques, coll. EEA, Paris, Dunod, 2004, 586 p. ISBN : 2-10-005326-4
GRELLET, Guy. Actionneurs électriques : principes, modèles, commande, Paris, Eyrolles, 1997, 491 p. ISBN : 2-212-09352-7.
BORNAND, Michel. Problèmes d'électrotechnique avec leurs solutions : moteurs à courant continu et leur commande par thyristor, 4e éd., Paris, Eyrolles, 1986, 200 p.
AUBERT, Yves, André Domenach et Jean-Claude Mauclerc, Guide du technicien en électrotechnique, (Commande, protection, automatismes, grafcet) Nouvelle édition, Coll. Guides industriels, Paris, Hachette Éducation, 2003, ISBN : 2011688337.
CHAUPRADE Robert, Commande électronique des moteurs à courant continu, Eyrolles, Paris, 1975, 242p.
CHAUPRADE, Robert. et Francis Milsant. Commande électronique des moteurs à courant alternatif, Paris, Eyrolles, 1980, 200 p.
GILMOUR, W-D. Appareillage électronique industriel ; équipement de commande et de réglage, Paris : Éditions Eyrolles, 1969, 263 p.
Bühler, Hansruedi. Réglage de systèmes de l’électronique de puissance, 3 vol., Lausanne, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, 1996 - 1997 - 1999, 356 p. - 300 p. - 256 p. ISBN: 2-88074-341-9, ISBN: 2-88074-342-7, ISBN: 2-88074-397-4.
STURZER, Guy et Eddie Smigiel. Modélisation et commande des moteurs triphasés, Commande vectorielle des moteurs synchrones et commande numérique par contrôleurs DSP ; coll. Technosup, Paris, Ellipses, 2000, 246 p.
HAUTIER, Jean-Paul. Modélisation et commande de la machine asynchrone, contrôle vectoriel, Paris, Technip, 1995, 304 p. ISBN : 2-7108-0683-5.
MURPHY, JMD et FG Turnbull, Power Electronic Control of AC Motors, Pergamon Press, 1988, 524p.

Alimentations
MACK, Raymond A. Demystifying Switching Power Supplies, Newnes, 2005, 344 p. ISBN : 0750674458.
PRESSMAN, Abraham I. Switching Power Supply Design, 2e éd., Montréal, McGraw-Hill Professional, 1997, 682 p. ISBN: 0070522367. *****
MANIKTALA, Sanjaya. Switching Power Supply Design & Optimization, Montréal, McGraw-Hill Professional Publishing, 2004, 395 p. ISBN : 0071434836.
GIRARD, Michel et al. Alimentations à découpage, 2e éd., coll. sciences sup, Paris, Dunod, 2003, 352 p. ISBN : 2100069403.
FERRIEUX, Jean-Paul et François Forest. Alimentations à découpage, convertisseurs à résonance : principes, composants, modélisation, 2e éd., Paris, Masson, 1994, 296 p. ISBN : 2-225-84555-7.
SCHREIBER, Herrmann. 300 schémas d'alimentation : redresseurs, alimentations à découpage, régulateurs linéaires et convertisseurs, 2e éd., Paris, Dunod, 1998, 243 p. ISBN : 2100038230.
CHRYSSIS, George. High-frequency switching power supplies : theory and design, New York, McGraw-Hill, 1984, 221 p. ISBN : 0-07-010949-4.
CHETTY, P. R. K. Switch-mode power supply design, Blue Ridge Summit, Penns., Tab Books., 1986, 179 p. ISBN : 0-8306-2631-X.
ALBERKRACK, Jade et al. Linear-switchmode voltage regulator handbook : [theory and practice], Phoenix, Ariz. Motorola Semiconductor Products, 1982. 390 p.
CHAMPENOIS, André. Alimentations, thyristors et optoélectronique, Montréal, Éditions du Renouveau pédagogique., 1988, 621 p. TK7881C422 1988.

Normes
CSA. Appareillage industriel de commande, Rexdale, Ont., Association canadienne de normalisation, 1998, 113 p. TK2851A872 1998.

Sites internet
www.irf.com
www.ixys.com
www.nteinc.com
www.powerdesigners.com
www.pwrx.com
 HYPERLINK "http://www.vishay.com/brands/siliconix/" www.vishay.com/brands/siliconix/

Voir aussi les plans cadres des cours :
Électronique de puissance
Entraînement de machines électriques
































243-536-SH Automatismes en réseau
Compétences :
431 Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.
43A- Programmer des unités de commande.
43D- Programmer un système de supervision.
43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

Pondération :
3-3-3
3,00 unités

Préalable relatif : Chaîne de mesure (243-327-SH)
Préalable à : Projet d’électronique industrielle (243-649-SH)


CompétenceContexte de réalisation431 Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.

PartielleÀ l’aide d’un système d’exploitation, de logiciels de bureautiques et de logiciels d’électronique industrielle.
À l’aide des périphériques utilisés dans les systèmes de contrôle-commande.
À l’aide de la documentation technique.43A- Programmer des unités de commande.

PartielleÀ l’atelier ou sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique et d’ouvrages de référence.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de programmes de contrôle-commande.
À l’aide des pilotes de communication.
À l’aide de logiciel de programmation et de configuration.43D- Programmer un système de supervision.

FinaleÀ partir de croquis et de schémas.
À l’aide de la documentation technique.
À l’aide de bibliothèques de fabricants.
À l’aide de pilotes de communication.
À l’aide de logiciels de configuration et de programmation.43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.

PartielleÀ la suite d’un appel de services.
À l’aide de plans, de schémas, de guides de dépannage et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

PartielleEn collaboration avec des personnes-ressources.
À l’aide de la documentation technique.
A l’aide de logiciels.
A l’aide de simulateurs.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
Durant les dernières décennies, les réseaux de communications numériques ont envahi toutes les sphères des sociétés modernes. Les automatismes industriels ont reçu une large part de ces développements technologiques de communications numériques. Initialement, on a établi un lien de communication série entre l’ordinateur et l’automate programmable en vu de transférer les programmes de l’un vers l’autre. Puis on a vu apparaître tour à tour les réseaux entre automates et interfaces opérateurs, les réseaux de champ, les entrées-sorties déportées, la transmission par fibre optique et les communications sans fil.

Le cours Automatismes en réseau permettra, entre autres, de donner les bases nécessaires aux élèves pour configurer, mettre en service et dépanner les réseaux de communication des automatismes industriels. Il portera aussi sur l’élaboration d’interfaces opérateur, la gestion d’un poste informatique, et la programmation d’automates industriels.

Le cours Automatismes en réseau survient en cinquième session. C’est le dernier cours appartenant au fil conducteur des automatismes avant le cours Projet d’électronique industrielle auquel est rattaché l’épreuve synthèse. Le cours Automatisme en réseau est corequis à Planifier le projet et il est préalable à Projet d’électronique industrielle. En effet, les projets comprendront pratiquement tous des automatismes programmés munis d’interfaces opérateurs.

C’est dans le cours Chaîne de mesure que l’on traite de la représentation numérique des signaux analogiques. Ces variables seront affichées et commandées par l’interface opérateur. Elles feront partie des données à transmettre par communications numériques. C’est pourquoi le cours Chaîne de mesure est préalable à Automatismes en réseau.

Aujourd’hui, tous les dispositifs de contrôle-commande et même les dispositifs de protection tels que des relais et des disjoncteurs intelligents sont susceptibles d’être reliés par un réseau de champ. C’est pourquoi les cours Production, transport et distribution de l’énergie électrique de même que Commande électronique seront partiellement tributaires du cours Automatismes en réseau en ce qui a trait aux communications.

Dans ce cours, les activités de programmation avancée et la production d’interfaces opérateur favoriseront le développement des habiletés de synthèse. Les habiletés de communication écrites seront mises à profit pour documenter des programmes et des interfaces opérateur. Finalement l’interprétation judicieuse des cahiers des charges permettra à l’élève d’accroître la qualité de son jugement et de son sens critique.

Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage431 - Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.1 Configurer un poste de travail informatique.

(2 heures)


1.1 Utilisation appropriée de la documentation technique.
1.2 Formatage correct des supports de données.
1.3 Choix approprié des paramètres de fonctionnement.
1.4 Installation correcte d’un système d’exploitation.
1.5 Utilisation appropriée des utilitaires de configuration.
1.6 Application correcte des droits d’accès.
1.7 Vérification appropriée du fonctionnement du poste de travail.
1.8 Sauvegarde complète de l’installation.
1.9 Respect des limites d’intervention professionnelle.Organisation fonctionnelle de la structure des fichiers et des dossiers et formatage des supports si nécessaire;
Vérification de la conformité de l’installation du système d’exploitation :
installation des mises à jour;
présence des composants logiciels et matériels;
présence et fonctionnalité des connexions réseau et des imprimantes, du stockage amovible;
accessibilité d’un compte utilisateur;
Configuration de :
la langue et clavier;
options régionales;
imprimantes;
affichage;
droits d’accès;
Affichage et conformité des informations système;3 Installer et configurer des logiciels d’électronique industrielle.

(1 heure)

3.1 Utilisation appropriée de la documentation technique.
3.2 Détermination correcte des besoins d’installation.
3.3 Choix approprié des valeurs des paramètres de fonctionnement.
3.4 Configuration correcte des liens de communication entre les logiciels et le matériel.
3.5 Configuration correcte des entrées/sorties.
3.6 Vérification appropriée du fonctionnement des logiciels.
3.7 Sauvegarde complète des données et des programmes.Installation d’un logiciel d’électronique industrielle;
Vérification de la configuration matérielle nécessaire et de la compatibilité des versions des logiciels;
Vérification de la fonctionnalité.6 Configurer et consulter une base de données.

(4 heures)

6.1 Utilisation appropriée des fonctions de base du logiciel.
6.2 Création correcte de liens avec un réseau de production industrielle.
6.3 Utilisation appropriée des outils de requêtes.
6.4 Sauvegarde et impression correctes des rapports.Recherche de données dans une base de donnée :
stockage des données,
tables, champs, clés, index,
requêtes, formulaires,
enregistrements, rapports;
Création et utilisation de liens avec une base de données.8 Faire l’entretien du poste de travail informatique.

(3 heures)

8.1 Utilisation appropriée de la documentation technique.
8.2 Choix approprié du support de sauvegarde.
8.3 Utilisation appropriée d’un logiciel de sauvegarde.
8.4 Choix et utilisation appropriés des utilitaires de diagnostic.
8.5 Correction appropriée des problèmes de fonctionnement.
8.6 Mise à jour correcte des logiciels.Défragmentation et nettoyage d’un disque;
Mise à jour des logiciels;
Annulation de modifications et restauration du système;
Copie de sauvegarde de données;
Libération de l’espace disque;
Gestion de base des performances de l’ordinateur;
partage des ressources,
mémoire virtuelle,
Sécurisation des données43A - Programmer des unités de commande.1 Établir la communication avec la partie commande.

(2 heures)

1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Choix approprié des protocoles de communication entre l’ordinateur et la partie commande.
1.3 Branchement correct de la partie commande à l’ordinateur.
1.4 Utilisation appropriée des logiciels de programmation et de configuration.
1.5 Configuration appropriée des modules de la partie commande.Analyse des performances des protocoles;
Branchement d’un lien de communication entre un ordinateur et un automate programmable ainsi qu’un microcontrôleur;
Utilisation d’un logiciel de communication d’un ordinateur avec un automate et avec un microcontrôleur;2 Configurer le réseau de champ.

(10 heures)

2.1 Analyse juste des besoins de communication.
2.2 Interprétation juste de la documentation technique.
2.3 Consultation appropriée de personnes-ressources.
2.4 Analyse juste de la topologie des réseaux de champ.
2.5 Détermination correcte des protocoles de communication.
2.6 Configuration appropriée des modules de communication et des éléments présents sur le réseau de champ.
2.7 Utilisation appropriée des utilitaires de configuration.
2.8 Vérification appropriée du fonctionnement des éléments du réseau de champ.Distinction des différentes architectures de la commande répartie et des systèmes distribués;
Configuration fonctionnelle du matériel et du logiciel d’un réseau de champ;
Distinction des types de réseaux, de leur topologie, des protocoles, des règles d’accès et des standards industriels;
Description des signaux utilisés et des types de modulation courants;
Branchement opérationnel des liens de communication;
Énumération et justification des techniques de détection d’erreur;
Distinction entre communication :
série et parallèle
synchrone et asynchrone;
Description de la structure d’un système d’acquisition de données;
Interprétation juste des caractéristiques des cartes d’acquisition de données;
Application des techniques d’immunisation au bruit : boucle de masse, isolation, blindage, câblage, filtrage, transmission différentielle, détection synchrone;3 Tester le fonctionnement des programmes.

(10 heures)

3.1 Transfert complet des programmes et des données.
3.2 Détermination correcte des variables à tester.
3.3 Choix et utilisation appropriés des utilitaires de diagnostic.
3.4 Interprétation juste des ordinogrammes et des autres modes de représentation des programmes.
3.5 Interprétation juste des langages de programmation.
3.6 Interprétation juste des stratégies de contrôle-commande.
3.7 Analyse juste du déroulement des programmes.
3.8 Détermination correcte de problèmes de fonctionnement.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Interprétation de programmes simples écrits dans un langage évolué pour microcontrôleur, en vue de contrôler une partie opérative abordable;
Vérification méthodique de programmes pour automate et pour microcontrôleur;
Utilisation appropriée des outils de simulation et de débogage;
Interprétation juste des grafcets, des tables de vérité et des équations booléennes, d’un langage d’automate;
Identification et production manuelle des signaux d’entrée manquants;
Identification des signaux de sortie manquants, des transmetteurs ou des actionneurs défectueux;
Interprétation juste de la séquence des opérations et de la combinaison des entrées nécessaires;
Affichage judicieux de l’état des variables impliquées;4 Apporter les corrections nécessaires aux programmes.

(8 heures)

4.1 Interprétation juste de la documentation technique et des ouvrages de référence.
4.2 Détermination correcte des modifications à apporter aux programmes et aux données.
4.3 Choix et utilisation appropriés des modes de fonctionnement de la partie commande.
4.4 Utilisation appropriée des langages de programmation.
4.5 Fonctionnement correct du programme.
4.6 Modification appropriée de la documentation des programmes.
4.7 Sauvegarde complète des données et des programmes.Apport de modifications à des programmes fournis en vu de réaliser des fonctions semblables dans un contexte d’utilisation différent.
Correction des programmes dans une démarche de dépannage en vu de les rendre fonctionnels.
Reconnaissance des symptômes et isolation des parties de programme en cause par une série d’essais.43D - Programmer un système de supervision.1 Configurer le réseau de contrôle et ses liens avec le système de supervision.

(6 heures)

1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Analyse juste des besoins de communication.
1.3 Détermination correcte des données à échanger entre les parties commande.
1.4 Configuration correcte des liens de communication entre les parties commande.
1.5 Configuration correcte des liens de communication entre le système de supervision et le réseau de contrôle.
1.6 Création correcte des points de lecture et d’écriture du système de supervision.
1.7 Application correcte des droits d’accès.
1.8 Utilisation appropriée des logiciels.
1.9 Vérification et réglage appropriés des valeurs des paramètres de transfert de données.Description générale des principes de la commande répartie et de l’architecture des systèmes distribués;
Création des points de lecture et d’écriture et production d’une liste des désignations correspondantes;
Définition exhaustive des types de variables;
Création d’un lien DDE entre un logiciel de supervision et un automate programmable;
Distinction des types de réseaux, de leur topologie, des protocoles, des règles d’accès et des standards industriels;
Branchement opérationnel des liens de communication;
Énumération et justification des techniques de détection d’erreur et d’immunisation au bruit;2 Configurer les liens de communication entre le réseau d’information et le système de supervision.

(6 heures)

2.1 Interprétation juste de la documentation technique.
2.2 Analyse juste des besoins de communication.
2.3 Détermination correcte des données à échanger avec le réseau d’information.
2.4 Configuration correcte des modules et des logiciels de communication du système de supervision.
2.5 Application correcte des droits d’accès.
2.6 Utilisation appropriée des logiciels.
2.7 Vérification et réglage appropriés des valeurs des paramètres de transfert de données.Description générale du réseau Ethernet, de son architecture, son adressage, sa technologie, ses branchements et ses droits d’accès;
Configuration de l’archivage de données en temps réel;
Justification des besoins d’échange de données en milieu industriel;3 Produire les pages graphiques.

(9 heures)

3.1 Interprétation juste des croquis et des schémas.
3.2 Choix et utilisation appropriés des banques de symboles.
3.3 Application correcte des normes de représentation.
3.4 Programmation correcte des fenêtres de tendance et des alarmes.
3.5 Création correcte des liens entre les objets et la base de données.
3.6 Disposition correcte des commandes d’aide et de dépannage destinées à l’utilisateur.
3.7 Application correcte des droits d’accès.
3.8 Respect des standards de programmation.
3.9 Utilisation appropriée des macro commandes.
3.10 Utilisation appropriée du logiciel.Dessin complet de la partie opérative et intégration de symboles extraits d’une banque;
Création de fenêtres de tendance, d’alarmes, de menus, de représentations symboliques ou réalistes animées;
Élaboration de scripts permettant d’améliorer les animations, de simuler la partie opérative ou de soulager l’automate de certaines tâches;
Acquisition de données, historique et liaison des objets avec une base de données rudimentaire;4 Rédiger le guide d’utilisation.

(3 heures)

4.1 Description claire de la configuration des réseaux.
4.2 Description claire du fonctionnement de l’interface opérateur.
4.3 Utilisation du vocabulaire approprié.
4.4 Respect des exigences de présentation.Tableau complet de la correspondance des différentes désignations des variables échangées;
Production d’un manuel d’utilisation clair de l’interface opérateur;43G - Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.2 Diagnostiquer le problème de fonctionnement.

(3 heures)

2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
2.3 Vérification appropriée de l’état des composants.
2.4 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.5 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance, de la partie commande, des appareils de la chaîne de mesure, des éléments finals de contrôle et des réseaux.
2.6 Utilisation appropriée du guide de dépannage.
2.7 Utilisation appropriée des commandes de dépannage des logiciels.
2.8 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
2.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification méthodique de programmes en utilisant des outils de simulation et de débogage;
Interprétation juste des grafcets, des tables de vérité des équations booléennes et des langages;
Identification des signaux d’entrée ou de sortie manquants et des composants défectueux associés;
Production des signaux d’entrée manquants au moment opportun pour permettre l’évolution subséquente du programme;
Interprétation juste de la séquence des opérations et de la combinaison des entrées nécessaires;
Estimation des valeurs attendues et comparaison avec les valeurs mesurées;
Observation sensible des changements suspects et analyse des symptômes;
Vérification complète des alimentations;4 Faire les réglages nécessaires.

(3 heures)

4.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
4.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure et des outils.
4.3 Pertinence et précision des réglages effectués sur les appareils de la chaîne de mesure et les éléments finals de contrôle.
4.4 Pertinence des modifications apportées aux programmes et à la configuration des réseaux.
4.5 Utilisation appropriée des logiciels.
4.6 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Modifications pertinentes de certains paramètres des programmes, de différents paramètres de configuration :
table d’adressage,
représentation des nombres dans la chaîne de mesure,
valeurs des compteurs et des temporisateurs, etc.43H - Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.2 Déterminer les stratégies de contrôle-commande à utiliser.

(2 heures)

2.1 Interprétation juste de la documentation technique.
2.2 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.3 Analyse juste du niveau d’intégration de la production.
2.4 Analyse juste des caractéristiques des systèmes de contrôle-commande.
2.5 Prise en considération des exigences liées à la sécurité.
2.6 Prise en considération de la compétence du personnel en place et du soutien technique exigé.
2.7 Prise en considération des exigences d’entretien du système de contrôle-commande.
2.8 Clarté des croquis et des schémas.
2.9 Choix judicieux et justifié des stratégies de contrôle-commande.
2.10 Respect des contraintes budgétaires.Identification juste des stratégies d’échange d’information;
Interprétation juste du cahier des charges et détermination :
des entrées et des sorties nécessaires;
de l’algorithme de traitement;
des variables nécessaires;
Description exacte des séquences et des combinaisons logiques dans des représentations, évoluées et normalisées, telles que grafcets, équations, etc.
Analyse descendante modulaire des tâches de programmation;
3 Déterminer les besoins matériels.

(3 heures)

3.1 Interprétation juste de la documentation technique.
3.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
3.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
3.4 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
3.5 Choix judicieux et justifié du matériel de distribution électrique.
3.6 Choix judicieux et justifié des parties commande, des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
3.7 Respect des contraintes budgétaires.Choix du système de contrôle :
automate programmable,
microcontrôleur,
bases d’extension,
cartes de l’automate,
alimentation de l’automate,
Bilan des entrées et sorties;
Bilan de l’alimentation;
Distribution de la partie contrôle;
Choix d’interfaces opérateurs;
Matériels de communication entre les organes de contrôle.4 Développer des programmes de contrôle-commande.

(12 heures)

4.1 Interprétation juste de la documentation technique.
4.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
4.3 Utilisation appropriée des outils de développement de programmes.
4.4 Simulation correcte du fonctionnement des programmes.
4.5 Respect des normes de programmation.
4.6 Documentation correcte des programmes.
4.7 Conformité des programmes avec les stratégies de contrôle-commande.Élaboration de programmes avancés, structurés et modulaires pour automate programmable;
Élaboration des grafcets de niveau 1 et 2 à partir d’un cahier des charges ou de directives;
Implémentation de grafcet de surveillance et de synchronisation;
Conversion systématique du grafcet en langage textuel évolué;
Adaptation de programmes simples en langage textuel évolué pour microcontrôleurs;
Description générale de l’architecture d’un microcontrôleur : le cpu, la mémoire, l’oscillateur, les bus, les ports d’entrée – sortie;
Description du cycle d’exécution des instructions;
Utilisation de pointeurs, adressage des registres, fonctions analogiques.
5 Élaborer l’interface opérateur.

(3 heures)

5.1 Interprétation juste de la documentation technique.
5.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
5.3 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
5.4 Analyse juste des besoins d’acquisition de données, de visualisation et d’opération du procédé.
5.5 Détermination correcte des éléments constitutifs de l’interface opérateur.
5.6 Programmation correcte de l’interface opérateur.
5.7 Simulation correcte du fonctionnement de l’interface opérateur.Mise au point d’une interface opérateur personnalisée en utilisant :
un matériel spécifique (écran et clavier) compatible spécialement conçu pour cette tâche;
un ordinateur personnel équipé d’un logiciel de supervision;
Conception des pages graphiques;
Choix judicieux des symboles, des noms et des types de variables, des animations et des actions associées;
Création d’un lien DDE et des liens vers la partie commande et les entrées - sorties déportées;
Branchement conforme de l’interface opérateur;
Ériture de scripts simples pour bonifier l’interface opérateur;
Démarche pédagogique
Pour ce cours, on privilégiera l’approche systémique. On présentera d’abord une vue d’ensemble du système avant de l’analyser en détail. On s’intéressera en premier lieu à l’utilité du système et au besoin auquel il répond. On insistera d’abord sur l’utilisation et la fonction des sous-systèmes. On évitera de dilapider le temps de formation en des descriptions fines des performances des constituants internes et de leur assemblage. En dernier lieu, on pourra analyser le fonctionnement des composants si nécessaire. On poussera l’analyse des détails lorsque ceux-ci auront des conséquences importantes sur le fonctionnement du système. On analysera certaines configurations internes sélectionnées pour leur universalité ou pour assurer le réinvestissement des compétences touchées par d’autres cours.
On analysera les automatismes dans une perspective d’usine complète reliée en réseau plutôt que d’un poste de travail autonome isolé. Une partie de la démarche consistera à bâtir un petit réseau dans lequel un ordinateur et un automate serviront de poste de commande et de supervision pour plusieurs automatismes à distance.

On choisira des problèmes d’automatisme concrets et pertinents en fonction des ressources, du temps alloué, du niveau de maîtrise et de l’intérêt des élèves. Les élèves devront d’abord rédiger leurs propres programmes. Une partie des programmes pourra leur être fourni. Ils auront alors à les modifier ou les compléter. En laboratoire, ils pourront tester leurs propres programmes ou utiliser un programme déjà fonctionnel fourni par le professeur pour gagner du temps. Les programmes seront documentés. Ils comprendront des grafcets, des descriptions appropriées des variables internes, des entrées et des sorties.

Les périodes théoriques serviront surtout à préparer les activités de laboratoire qui consisteront quelquefois en de mini projets s’échelonnant sur deux ou trois semaines. Des devoirs consisteront à préparer des programmes et à dessiner des grafcets et des schémas qui seront ensuite réalisés et testés en laboratoire. Les laboratoires devront être préparés par écrit.

La séquence des laboratoires imitera les étapes de réalisation d’un petit projet industriel. On pourra faire rédiger quelques comptes-rendus de laboratoire expliquant le fonctionnement des programmes, du matériel et les résultats obtenus.

Évaluation finale
L’évaluation pourra se faire par quelques examens écrits mais surtout par des tests en laboratoire avec les équipements ou de petits projets, problèmes et devoirs. Les activités de laboratoire seront évaluées par leur préparation écrite, leur fonctionnalité et par les comptes-rendus.
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Réaliser par programmation d’automates le traitement de variables combinatoires, séquentielles, analogiques, numériques, continues et discontinues;
Programmer, brancher et dépanner les éléments d’un automatisme industriel;
Produire des grafcets judicieux respectant la norme :
grafcets de mode de marche,
grafcets de synchronisation,
grafcets de documentation (niveau 1),
grafcets de réalisation (niveau 2);
Programmer dans un langage évolué et interfacer un microcontrôleur réalisant une application industrielle simple;
Décrire la structure d’un microcontrôleur et celle d’un automate programmable;
Choisir, configurer et installer des logiciels, des ordinateurs et des automates en réseau;
Réaliser des transferts d’information par liens de communications numériques;
Brancher, configurer et dépanner des liens de communication série industriels;
Utiliser adéquatement des logiciels de mise en réseau d’automates et de développement d’interface opérateur;
Distinguer les différentes topologies de réseaux industriels ainsi que les standards de communication les plus utilisés.
Fabriquer minutieusement des câbles permettant de mettre des automates programmables industriels en réseau;
Élaborer correctement un système de supervision incluant :
historique et acquisition de données,
utilisation d’un ordinateur comme pupitre de supervision,
utilisation d’une interface opérateur dédiée;
Documenter judicieusement et intégralement les programmes, l’interface opérateur les entrées et les sorties;

Voici quelques critères d’évaluation généraux :
Degré de fonctionnalité des automatismes en conformité avec le cahier des charges initial;
Correspondance des montages avec les schémas;
Conformité des grafcets et des schémas avec les normes;
Structure de la programmation et efficacité du code;
Intégralité de la documentation du programme et de l’interface opérateur;
Rigueur de la démarche et observation de méthodes judicieuses;
Validité et pertinence des explications;
Autonomie et professionnalisme;




Médiagraphie

Réseaux
PUJOLLE, Guy, Olivier Salvatori et Jacques Nozick. Les réseaux, éd. 2005, Paris, Eyrolles, 2004, 1094 p.
PUJOLLE, Guy et Olivier Salvatori. Cours réseaux et télécoms avec exercices corrigés, 2e éd., Paris, Eyrolles, 2004, 548 p.
DEAN, Tamara. Réseaux informatiques, 2e éd., Repentigny, R. Goulet, 2002, 949 p. TK5105.5D42614 2002.
JAMALI, Hassan et Yves Coutu. Communication numérique et réseaux : théorie et applications, Repentigny, R. Goulet, 1998, 267 p. TK5103.7J352 1998.
DERFLER, Frank J. et Les Freed. Les réseaux… Comment ça marche?, Paris, Dunod, 1994, 180 p. TK5105.5D47314 1994.
TANENBAUM, Andrew. Réseaux, 4e éd., Paris, Pearson education France, 2003, 908 p. ISBN : 2-7440-7001-7.
MERISSE, Jean-Patrick. Réseaux : Architecture des réseaux de communication, 2e éd., Valance éditeur, 2000, 266 p.
GUINDON, Michel. Les normes de communication série, Saint-Laurent, Multi-Média du 21e, 1998, TK5105G846 1998.

PLC communication
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MARSHALL, Perry S. et John S. Rinaldi. Industrial Ethernet, 2e éd., Research Triangle Park, NC., The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2005, 129 p. ISBN: 1-55617-892-1.
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Microcontrôleurs
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KUHNEL, Claus et Klaus Zahnert. BASIC Stamp : An Introduction to Microcontrollers, 2e éd., Newnes, 2000, 400 p. ISBN: 0750672455.
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Réseaux protection
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MARDIGUIAN, Michel. EMI Troubleshooting Techniques, McGraw-Hill Professional, 1999, 300 p. ISBN : 0071344187.











243-543-SH Planifier le projet
Compétences :
433- Planifier des activités de travail.
43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

Pondération :
1-2-1
1,33 unités

Préalable relatif: Installer des systèmes de contrôle-commande (243-346-SH) Réguler un procédé (243-426-SH)
Préalable absolu à : Projet d’électronique industrielle (243-649-SH)


CompétenceContexte de réalisation433- Planifier des activités de travail.

PartielleÀ l’aide du manuel d’opération et de procédures de travail de l’entreprise.
À l’aide :
de la loi sur la santé et la sécurité du travail;
de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés;
du code de sécurité des travaux;
du code de l’électricité classification des endroits dangereux.;
À l’aide des plans de prévention.
À l’aide d’un logiciel de gestion et de planification du travail.
En collaboration avec des personnes-ressources et des corps de métier.43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

PartielleEn collaboration avec des personnes-ressources.
À l’aide de la documentation technique.
A l’aide de logiciels.
A l’aide de simulateurs.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
Les projets industriels en génie électrique touchent souvent des équipements dont la continuité de service est vitale au sens propre et dans le sens économique du terme. Des appareils de maintien de la vie reposent parfois sur la fourniture continue d’électricité. Pour plusieurs procédés industriels, les coûts d’un arrêt non planifié sont faramineux. Des délais de livraison peuvent entraver sérieusement la réussite d’un projet dans le calendrier prévu. C’est pourquoi une bonne planification d’un projet est indispensable en électronique industrielle.
Le cours Planifier le projet arrive en cinquième session et appartient au fil conducteur des cours de synthèse. Comme son nom l’indique, ce cours est voué à la préparation du Projet d’électronique industrielle auquel il est préalable absolu. Ce dernier se tient à la sixième session et tient lieu d’épreuve synthèse. Le cours Planifier le projet consistera donc à former les équipes, choisir le projet, établir le cahier des charges, faire des recherches documentaires, des études préliminaires et commander à l’avance les principales pièces et les équipements manquants. Les projets seront choisis parmi un ensemble de projets intégrateurs qui comprennent un volet dans chacun des trois fils conducteurs du programme d’électronique industriel, soit : les automatismes, l’utilisation de l’énergie électrique, et la régulation de procédé continus.

Le cours Installer des systèmes de contrôle-commande (243-346-SH) qui arrive en troisième session est le premier cours qui atteint une compétence terminale intégrative. Il est donc naturel qu’il soit préalable au cours de Planifier le projet. Comme la majorité des projets comprendront un volet de régulation de procédé, le cours Réguler un procédé (243-426-SH) sera également préalable à ce cours.

Les trois autres cours de spécialité de la cinquième session doivent être suivis en même temps ou avant Planifier le projet de façon à ce que l’élève ne s’inscrive en projet que s’il prévoit terminer ce programme d’études à la session suivante. En effet, les projets sont intégrateurs et ils requièrent généralement des compétences avancées dans les trois fils conducteurs du programme. C’est pourquoi les cours de cinquième session sont également préalables au cours Projet d’électronique industrielle qui est la continuité de celui-ci à la sixième session.

Le cours Planifier le Projet est central dans le programme d’électronique industrielle car il en prépare l’épreuve synthèse. Les autres cours servent en quelque sorte à outiller l’élève pour qu’il puisse réussir son projet intégrateur et démontrer ainsi son atteinte des compétences terminales. Le projet se veut une réplique la plus fidèle possible de projets d’automatisation industrielle, en ce qui concerne tant les objets sur lesquels il porte, la méthode de mise en oeuvre et le en contexte de réalisation qui doit être simulé en vu d’imiter des contraintes industrielles.

Bien sûr, les projets renforcent les habilités d’analyse et de synthèse ainsi que les habiletés de communication. Plus spécifiquement les projets retenus pourront stimuler la curiosité et l’imagination. Ils favoriseront l’esprit d’initiative, l’autonomie, la persistance et la minutie dans l’accomplissement. Ils permettront de développer l’esprit d’équipe à travers des approches efficaces dans l’organisation du travail. Finalement, le projet sert de ciment pour lier et renforcer les diverses compétences que l’élève aura acquises au cours des sessions précédentes.

Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage433 - Planifier des activités de travail.1 Analyser le travail à effectuer.

(4 heures)


1.1 Consultation appropriée des corps de métier.
1.2 Estimation correcte des différentes tâches et de leur séquence d’exécution.
1.3 Détermination correcte des priorités.
1.4 Utilisation appropriée d’un logiciel de gestion et de planification.Étude des différents cahiers des charges et choix d’un projet en rapport avec ses capacités et ses affinités;2 Reconnaître des situations à risques pour la santé et la sécurité au travail et en évaluer les conséquences.

(1 heures)

2.1 Relevé des risques dus aux produits chimiques, aux contraintes thermiques, aux appareils électriques, aux machines et aux outils, aux rayonnements et au travail en hauteur.
2.2 Interprétation juste de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.
2.3 Interprétation juste des lois, des normes et de la réglementation.
2.4 Interprétation juste du plan de prévention.
2.5 Évaluation juste des conséquences pour la santé et la sécurité au travail.Règlements de santé et sécurité en vigueur dans les laboratoires et dans les entreprises clientes.
Port des équipements de protection personnelle.3 Dresser la liste de l’équipement requis.

(4 heures)

3.1 Utilisation appropriée de la documentation technique.
3.2 Détermination correcte et complète des outils, des instruments et des matériaux à utiliser.
3.3 Vérification appropriée de la disponibilité des outils, des instruments et des matériaux.
3.4 Utilisation appropriée d’un logiciel de gestion et de planification.Production d’une liste de pièces et d’équipements à commander en priorité.4 Estimer des temps de travail.

(3 heures)

4.1 Consultation appropriée de personnes-ressources.
4.2 Détermination correcte du personnel nécessaire.
4.3 Détermination correcte du temps d’exécution des tâches.
4.4 Utilisation appropriée d’un logiciel de gestion et de planification.Production d’un échéancier montrant clairement la séquence des opérations et la division des tâches.5 Rédiger un rapport de planification du travail.

(3 heures)
5.1 Présentation détaillée de l’information.
5.2 Clarté des recommandations concernant la santé et la sécurité au travail.
5.3 Rédaction du rapport conforme aux exigences.Production d’un cahier des charges.43H - Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.1 Analyser la demande.

(6 heures)

1.1 Relevé des budgets.
1.2 Analyse juste des méthodes de travail en cours dans l’entreprise.
1.3 Détermination correcte des besoins.
1.4 Détermination correcte des normes applicables.
1.5 Planification correcte des étapes de développement du projet.Étaiement du cahier des charges;
Vérification de la faisabilité;
Planification des étapes de réalisation du projet;
Production et validation de l’échéancier.2 Déterminer les stratégies de contrôle-commande à utiliser.

(6 heures)

2.1 Interprétation juste de la documentation technique.
2.2 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.3 Analyse juste du niveau d’intégration de la production.
2.4 Analyse juste des caractéristiques des systèmes de contrôle-commande.
2.5 Prise en considération des exigences liées à la sécurité.
2.6 Prise en considération de la compétence du personnel en place et du soutien technique exigé.
2.7 Prise en considération des exigences d’entretien du système de contrôle-commande.
2.8 Clarté des croquis et des schémas.
2.9 Choix judicieux et justifié des stratégies de contrôle-commande.
2.10 Respect des contraintes budgétaires.Essais de validation des stratégies retenues;
Études préliminaires de diverses solutions. Analyse des avantages et des inconvénients;
Prise en considération des ressources disponibles, du calendrier scolaire et du niveau technique des élèves;
Production de croquis, de schémas synoptiques et de grafcets.3 Déterminer les besoins matériels.

(6 heures)

3.1 Interprétation juste de la documentation technique.
3.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
3.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
3.4 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
3.5 Choix judicieux et justifié du matériel de distribution électrique.
3.6 Choix judicieux et justifié des parties commande, des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
3.7 Respect des contraintes budgétaires.Élaboration de la liste du matériel à commander en priorité pour éviter les inconvénients dus aux délais de livraison.4 Développer des programmes de contrôle-commande.

(6 heures)

4.1 Interprétation juste de la documentation technique.
4.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
4.3 Utilisation appropriée des outils de développement de programmes.
4.4 Simulation correcte du fonctionnement des programmes.
4.5 Respect des normes de programmation.
4.6 Documentation correcte des programmes.
4.7 Conformité des programmes avec les stratégies de contrôle-commande.Production du grafcet de niveau 1;
Élaboration de la structure du programme;
Définition des principales variables du programme;5 Élaborer l’interface opérateur.

(3 heures)

5.1 Interprétation juste de la documentation technique.
5.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
5.3 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
5.4 Analyse juste des besoins d’acquisition de données, de visualisation et d’opération du procédé.
5.5 Détermination correcte des éléments constitutifs de l’interface opérateur.
5.6 Programmation correcte de l’interface opérateur.
5.7 Simulation correcte du fonctionnement de l’interface opérateur.Détermination des besoins matériels de l’interface opérateur;6 Finaliser les plans et les devis et les faire approuver.

(3 heures)

6.1 Liste complète et détaillée du matériel.
6.2 Détermination correcte des étapes de réalisation des travaux.
6.3 Estimation correcte des coûts.
6.4 Utilisation du vocabulaire approprié.
6.5 Clarté des plans et des devis.
6.6 Respect des exigences de présentation.
6.7 Respect des échéances.
6.8 Correction appropriée des plans et des devis.Production d’un schéma bloc.
Production d’un schéma de principe général.
Démarche pédagogique
Dans les lignes qui suivent, seule la démarche de préparation du projet sera décrite. Pour prendre connaissance de l’ensemble de la démarche des projets, référez vous au plan cadre du cours Projet d’électronique industrielle. Les projets seront gérés selon un modèle d’entreprise de production industrielle ou de génie conseil. Tout en respectant les contraintes liées aux ressources, au calendrier scolaire et aux capacités des élèves, on encouragera la réalisation de projets en collaboration avec des partenaires industriels. Pour les projets qui ne seront pas l’objet d’une collaboration directe avec l’entreprise, le professeur jouera tour à tour les rôles d’ingénieur, de superviseur, de client, de vérificateur, d’inspecteur etc. Les élèves agiront tour à tour comme responsable de l’équipe et comme exécutant.

Les projets se font en équipe de deux. Lorsque le nombre d’élèves est impair on pourra constituer une équipe de trois ou exceptionnellement réaliser un projet individuel, dans le cas d’une reprise, par exemple.

Au tout début de la session, une liste de projets intégrateurs sera constituée par les professeurs. Des projets pourront être suggérés par les élèves mais ils devront être approuvés par les professeurs. Les projets seront présentés sommairement aux élèves par les professeurs. Les élèves se constitueront en équipe et ils écriront une liste de leurs choix priorisée selon leur préférence. Les professeurs attribueront les projets aux élèves selon la priorité de leur choix, en tenant compte des forces de chacun et de la difficulté relative des projets.

Après le choix du projet, chaque équipe doit effectuer les études préliminaires ainsi que la recherche documentaire qui permettront de prouver la faisabilité du projet ou tout le moins, d’en orienter la conception. Les professeurs pourront agir comme personnes ressources pour les aider activement durant cette phase initiale de conception. Cette première partie du travail permettra de débuter la rédaction d’un cahier des charges incluant des schémas synoptiques, des grafcets de niveau 1 et une liste de matériel à commander.

Chaque équipe doit produire un échéancier comprenant un calendrier raisonnable des opérations et montrant explicitement la répartition des tâches. Cet échéancier doit être réajusté ou corrigé selon les indications du professeur.
Les tâches doivent être divisées de façon équitable. Il doit être reconnu que la réalisation d’une partie du projet par l’un prive l’autre de l’acquisition d’une certaine expertise. Cela sera minimisé par une bonne communication au sein de l’équipe. Cependant l’efficacité passe par la division des tâches et le travail en « frères siamois » ne sera pas valorisé. Chaque élève sera jugé individuellement selon cette division acceptée et formulée dès le début du projet.

En tant que responsable, chaque élève devra :
Planifier le travail, l’utilisation des ressources et l’achat du matériel;
Participer à l’élaboration de l’échéancier et compléter le cahier des charges;
Respecter des normes de santé et de sécurité;
Relever les difficultés et les analyser;
Participer activement à la conception en faisant preuve d’initiative;
Communiquer efficacement avec son coéquipier, avec le professeur qui supervise le projet et avec tous les autres intervenants impliqués.
En tant qu’exécutant, chaque élève devra :
Rechercher et interpréter de la documentation technique sur internet ou ailleurs;
Effectuer précisément les essais préliminaires et analyser les résultats avec un bon esprit critique;
Lister et spécifier précisément les pièces, les outils ou les équipements à commander en priorité.
Dessiner les schémas synoptiques et les grafcets de niveau 1 selon les règles de l’art;
Présenter son avant-projet aux autres élèves et aux professeurs de façon claire et vivante;

Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Estimer l’ampleur d’un projet de contrôle-commande et sa faisabilité;
Rédiger un cahier des charges sommaire;
Planifier la répartition du travail et produire un échéancier raisonnable;
Évaluer correctement les priorités;
Rechercher efficacement et utiliser judicieusement de la documentation technique sur internet ou ailleurs;
Commander et spécifier précisément les pièces et les appareils nécessaires;
Réinvestir les notions acquises dans les cours précédents et transférer ses connaissances théoriques sur des cas pratiques s’approchant de la réalité industrielle;
Effectuer précisément des essais et des recherches préliminaires nécessaires à la mise en œuvre du projet;

Voici les des critères généraux d’évaluation :
La pertinence des essais préliminaires et la précision des résultats;
L’autonomie dans la recherche documentaire;
La rigueur dans l’analyse de faisabilité;
L’imagination créatrice et l’esprit d’initiative;
Le niveau d’achèvement du cahier des charges;
Le réalisme de l’échéancier et l’équité dans la répartition des tâches;
Le professionnalisme et l’esprit d’équipe;
Le respect des normes, des règlements et de la démarche;
La qualité des productions écrites et des communications orales;



Médiagraphie

Projets
REIS, Ronald A. et Jacques Raymond. Projets en électrotechnique : conception et fabrication, Repentigny, Qc., Éditions Reynald Goulet, 1996, 464 p. TK7815R456 1996.
REIS, Ronald A. et Jacques Raymond. Projets en électronique : conception et fabrication, Repentigny, Qc., Éditions Reynald Goulet, 1996, 464 p. TK7818R44314 1996.
ROUILLARD, Jean. Création d'un environnement pour le développement de projet en électrotechnique, Sainte-Thérèse, Collège Lionel-Groulx., 1989, 137 p. TK153R682 1989 RD.
ROE, Lionel B. Practical electrical project engineering, Saint-Laurent, Qc., McGraw-Hill., 1978, 347 p. TK151R69
Black & Decker. Les travaux d'électricité : des petites réparations jusqu'aux grands projets, coll. Guide complet du bricoleur, Montréal, Editions de l'Homme, 2001, 302 p. TK9901C65614 2001.
CAZAUBON, Christian, Gino Gramacia et Gérard Massard. Management de projet technique : méthodes et outils, coll. Technosup, Paris, Ellipses-Marketing, 1997, 176 p. T56.8C395 1997.
TUBBS, Stephen P. Electrical Power Projects and Facts, 2e éd., Stephen P. Tubbs,1998, 148 p.
SACRÉ, Régis. Manager efficacement un groupe projet en conception, Paris, Association française de normalisation, 2001, 49 p. TS156.8S225 2001.
BEAUFILS, Gilles Jean-Pierre Bisiaux et Michaël Valleix. Applications industrielles et énergie electrique, Coll. Les métiers de l'electrotechnique, Éditeur : Foucher, 2004, 192 p.

Estimation
SPAIN, Bryan J. D. Spon's Estimating Costs Guide to Electrical Works: Project Costs at a Glance (Spon's Contractors' Handbooks), 2e éd., SPON Press, 2003, 304 p.


Sixième sessionFormation spécifique243-615-SHQualité de l’alimentation électrique3-2-22,33243-616-SHPlanifier une installation électrique3-3-22,66243-626-SHRégulation et asservissements3-3-33,00243-649-SHProjet d’électronique industrielle0-9-44,33Formation générale601-HAN-04Français (FGP)2-2-22,00





































243-615-SH Qualité de l’alimentation électrique
Compétences :
437- Vérifier des équipements de puissance.
43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.
43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.
43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

Pondération :
3-2-2
2,33 unités

Préalable relatif : Production transport et distribution de l’énergie électrique (243-516-SH) Électronique de puissance (243-416-SH)
Préalable à : Aucun


CompétenceContexte de réalisation437- Vérifier des équipements de puissance.

FinaleÀ l’aide de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide de codes de sécurité des travaux.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide de logiciel.
À l’aide d’étalons de mesure.43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.

FinaleEn équipe.
À l’aide de diagrammes opérationnels et de plans.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de la documentation des programmes.
À l’aide d’instruments de mesure et de générateurs de signaux.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43F- Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.

FinaleEn équipe.
À partir de procédures d’entretien préventif.
À l’aide de plans et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’outils manuels.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.

FinaleÀ la suite d’un appel de services.
À l’aide de plans, de schémas, de guides de dépannage et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

FinaleEn collaboration avec des personnes-ressources.
À l’aide de la documentation technique.
A l’aide de logiciels.
A l’aide de simulateurs.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
De nos jours, on assiste à un déploiement massif des dispositifs à semi-conducteurs tant au niveau résidentiel, commercial que industriel. Comme ces dispositifs travaillent souvent en commutation, ils entraînent inévitablement une détérioration de la qualité de l’onde de l’alimentation électrique. Cette détérioration engendre des problèmes de fonctionnement des charges sensibles et le parasitage des signaux utiles. Le cours Qualité de l’alimentation traitera entre autres de l’analyse de cette qualité et des correctifs les plus immédiats qui peuvent l’améliorer. Ce cours traitera également de l’isolation du système, de sa mise à la terre, de l’entretien des systèmes de contrôle-commande et de leur alimentation.

Le cours Qualité de l’alimentation survient en sixième session et il appartient au fil conducteur de l’utilisation de l’énergie électrique. Il se donne en même temps que Planifier une installation électrique qui appartient au même fil conducteur et que Projet d’électronique industrielle qui est porteur de l’épreuve synthèse.

La planification des installations électriques implique le choix d’équipements qui ont un effet sur la qualité de l’alimentation. Le cours Qualité de l’alimentation traitera en profondeur des déformations de l’onde, des harmoniques, des variations de tension et des parasites. Le cours Planifier une installation électrique touchera aux chutes de tension dans la mesure où elles sont reliées directement à la charge prévue. Les titulaires de ces cours auront à se concerter pour éviter les redondances inutiles à la même session.

La plupart des compétences visées par le cours Qualité de l’alimentation ne seront pas nécessaires au Projet d’électronique industrielle, même si ce dernier cours tient lieu d’épreuve synthèse. En effet, une bonne part des compétences de Qualité de l’alimentation visent plutôt l’entretien alors que les projets visent surtout l’aide à la conception et l’installation. Cependant, il arrivera exceptionnellement qu’un diagnostic de mauvaise qualité de l’alimentation et l’isolation des circuits coupables qui s’en suit, soit utile à certains projets à haute teneur en commutation de puissance.

Lors des activités du cours Qualité de l’alimentation, l’élève aura à mesurer un grand nombre de variables diverses avec des instruments spécialisés de grande qualité. Ce sera l’occasion pour lui de développer la rigueur et la précision dans l’application de méthodes particulières. Ses facultés d’analyse seront également mises à l’épreuve dans les nombreuses activités de dépannage nécessitant un diagnostic fiable basé sur l’examen des symptômes et sur les relations causales d’entrée à sortie;


Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage437 - Vérifier des équipements de puissance.1 Préparer la prise de mesure ou l’acquisition de données.

(6 heures)


1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Interprétation juste des caractéristiques électriques et mécaniques des équipements de puissance.
1.3 Détermination des points de mesure appropriés.
1.4 Détermination correcte de la fréquence et de la durée des relevés.
1.5 Choix approprié des logiciels d’acquisition de données.
1.6 Estimation correcte des valeurs attendues.
1.7 Choix approprié de l’appareillage.
1.8 Vérification et étalonnage corrects de l’appareillage.Définition des termes caractérisant la qualité de l’alimentation :
facteur de puissance;
déséquilibre de tension et de courant de phases;
distorsion harmonique totale;
facteur de crête;
tension de tenue aux chocs (BIL);
facteur de service;
résistance de mise à la terre;
facteur K des transformateurs, etc.
Énumération sommaire des principaux standards définissant la qualité de l’alimentation électrique;
Énumération des principales sources courantes de parasitage de l’alimentation;
Description des modes de production du parasitage de l’alimentation et identification des types de charge mis en cause;
Modélisation simple du comportement des circuits sous excitation non sinusoïdale;
Division, détournement ou annulation du courant harmonique;
Description du phénomène de résonance et calcul approché de la fréquence de résonance d’un système d’alimentation industriel;
Conception simple d’un filtre de réjection passif accordé;2 Prendre les mesures ou procéder à l’acquisition de données.

(9 heures)

2.1 Interprétation juste du code de sécurité des travaux.
2.2 Vérification appropriée des mises à la terre.
2.3 Installation correcte et sécuritaire de l’appareillage de mesure.
2.4 Mesures précises et complètes des formes d’ondes.
2.5 Utilisation appropriée de l’appareillage de mesure.
2.6 Sauvegarde correcte des données.Mesure du contenu harmonique de l’alimentation à l’aide d’un analyseur d’harmoniques;
Acquisition et interprétation juste de la forme d’onde de l’alimentation;
Mesure de courants, de tensions et de puissances électriques;
Mesure de résistances d’isolation, de conduction et de mise à la terre;
Vérification d’un transformateur ou d’une inductance de mise à la terre;
Élimination des harmoniques par certaines configurations de montage de transformateurs, de convertisseurs ou de machines;
Utilisation d’enregistreurs de perturbations et de systèmes d’acquisition de données spécifiques à la qualité de l’alimentation;
Interprétation des mesures et comparaison avec les valeurs assignées et les standards de qualité de l’alimentation, d’isolation et de conduction;3 Analyser les données.

(12 heures)

3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Traçage précis des formes d’ondes.
3.3 Interprétation juste des caractéristiques des harmoniques.
3.4 Analyse juste de la coordination des protections électriques.
3.5 Analyse juste du fonctionnement des composants de puissance.
3.6 Analyse juste des phénomènes électriques en régime transitoire et permanent.
3.7 Détermination correcte de la moyenne, de la médiane et de l’écart type des données.
3.8 Utilisation appropriée des logiciels.
3.9 Sauvegarde correcte des résultats.
3.10 Critique de la vraisemblance des résultats.
3.11 Justesse du verdict sur la conformité des équipements.Délimitation des plages de fluctuation normales des variables de l’alimentation électrique;
Calcul de la distorsion harmonique totale;
Distinction entre surintensité, surtension et sous-tension transitoire ou momentanée, soudaine ou graduelle;
Description de l’état de résonance possible du système d’alimentation de puissance;
Calcul exact et distinction précise entre le facteur de puissance et le facteur de déphasage cos (;
Description des effets de la qualité de l’alimentation sur les moteurs et les transformateurs;
Calcul du déclassement des transformateurs en fonction du contenu harmonique;4 Rédiger un rapport de non-conformité.

(3 heures)
4.1 Utilisation du vocabulaire approprié.
4.2 Présentation claire de la méthode utilisée et des résultats obtenus.
4.3 Respect des exigences de présentation.Tenue d’un cahier de laboratoire et/ou d’un rapport de laboratoire;43E - Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.2 Effectuer des tests hors tension.

(3 heures)
2.1 Interprétation juste des plans.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure et des générateurs de signaux.
2.3 Vérification appropriée de l’emplacement et de l’identification des câbles, des conduites et des appareils du système de contrôle-commande.
2.4 Mesure correcte de la conduction et de l’isolation des câbles.
2.5 Vérification appropriée des composants électromécaniques et des dispositifs de sécurité.
2.6 Pertinence des corrections effectuées.
2.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Utilisation méthodique d’un mégohmmètre pour vérifier l’intégrité de l’isolation des moteurs, des génératrices, des câbles, des transformateurs et d’autres équipements électriques;
Utilisation d’un microhmmètre et de la méthode voltampèremétrique pour vérifier la conduction des câbles de leurs joints et de leurs terminaisons;
Utilisation minutieuse d’un testeur de rigidité diélectrique à forte tension (« hi-pot »);
Mesure du facteur de puissance, du facteur de dissipation diélectrique, de l’index de polarisation et des courants de fuite;43F - Effectuer l’entretien préventif des équipements d’un système de contrôle-commande.1 Participer à la planification des travaux d’entretien.

(2 heures)
1.1 Interprétation juste de la procédure d’entretien préventif.
1.2 Reconnaissance des situations à risques pour la santé et sécurité au travail.
1.3 Détermination correcte de l’équipement requis.
1.4 Coordination correcte du travail avec le personnel d’entretien et de production.Caractéristiques de l’équipement requis;
Définition des principaux types d’entretien et leur planification;
préventif,
prédictif;
qualité totale;
maintenance productive totale;
Calendrier des opérations;
Intervalle de fiabilité;
Interprétation des analyses d’huile des transformateurs;2 Procéder à l’entretien des équipements de puissance.

(14 heures)
2.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés de l’appareillage.
2.3 Vérification appropriée des mises à la terre.
2.4 Nettoyage approprié des équipements.
2.5 Vérification appropriée des protections électriques.
2.6 Analyse thermographique complète.
2.7 Vérification correcte de l’isolation et des courants de fuite.
2.8 Vérification appropriée de l’état des éléments d’électronique de puissance.
2.9 Vérification appropriée du fonctionnement des indicateurs et des instruments fixes.
2.10 Application correcte des procédures de remplacement et de réglage.
2.11 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Origine et effets de :
des surtensions,
des surintensités,
des surchauffes,
des harmoniques,
des problèmes environnementaux;
Vérification à l’aide d’instruments de :
l’isolation,
la conduction;
de la qualité de l’alimentation,
de la mise à la terre,
des instruments fixes;
Mesure et interprétation de la résistance de mise à la terre à l’aide d’un tellurohmmètre;
Interprétation juste des relevés de thermographie infrarouge;
Description graphique de l’évolution de la résistance de l’isolation dans le temps;
Test de l’isolation par augmentation de la tension en échelons;
Choix des tensions d’essai en conformité avec les standards;
Test d’absorption diélectrique et index de polarisation;
Description claire des origines et des effets des courants de fuite capacitifs ou de polarisation moléculaire d’un matériau diélectrique;
Effets de l’humidité de surface et de la température sur la mesure d’isolation;
Correction de la résistance d’isolation des machines tournantes en fonction de la température;
Attention spéciale à porter aux équipements électroniques sensibles à la qualité de l’alimentation;6 Réparer les appareils défectueux.

(6 heures)
6.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
6.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
6.3 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
6.4 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
6.5 Évaluation juste de la pertinence d’exécuter la réparation.
6.6 Application correcte des procédures de remplacement et de réglage.
6.7 Mise à jour correcte de l’historique de l’appareil.Correction ou réduction du parasitage causé par :
éclairage fluorescent;
fournaises à l’arc;
chargeurs de batteries;
convertisseurs statiques;
variateurs de vitesse;
bloc d’alimentation commutée;
Identification sûre des bris causés par la mauvaise qualité de l’alimentation.
Changement de prise d’un transformateur;
Changements de la configuration de l’alimentation des charges.
Techniques de réduction du courant de neutre;
Efficacité de la mise à la terre : évitement des boucles de masse, fil de terre isolé, etc.
Description objective du phénomène de la foudre;
Caractérisation des parafoudres et parasurtenseurs;7 Rédiger le rapport d’entretien.

(2 heures)
7.1 Notation claire et exhaustive du travail effectué.
7.2 Formulation claire de recommandations en ce qui a trait aux modifications à apporter aux procédures d’entretien préventif.
7.3 Mise à jour correcte de l’inventaire.
7.4 Respect des exigences de présentation.Estimation des effets de la qualité de l’alimentation sur la durée de vie des équipements;
Prédiction du bris d’isolation par étude de l’évolution de la résistance d’isolation;
Rapport d’analyse thermographique;
Interprétation du rapport d’analyse d’huile d’un transformateur;43G - Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.1 Recueillir l’information sur la défectuosité et l’analyser.

(3 heures)
1.1 Interprétation juste de l’appel de service.
1.2 Collaboration appropriée avec le personnel de production et d’entretien.
1.3 Utilisation appropriée de l’historique des pannes.
1.4 Détermination correcte des urgences et des priorités.Relevé de la fréquence des occurrences de surtensions, de sous-tensions et de surintensités;
Mesure du contenu harmonique et détermination de la distorsion harmonique totale;
Mesure des tensions et des courants de phase et du neutre;
Mesure des puissances, du facteur de puissance et de l’appel de puissance;
Analyse des schémas de liaison à la terre des systèmes d’alimentation :
Flottant;
MALT solide;
MALT par faible résistance;
MALT par haute résistance;2 Diagnostiquer le problème de fonctionnement.

(5 heures)
2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
2.3 Vérification appropriée de l’état des composants.
2.4 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.5 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance, de la partie commande, des appareils de la chaîne de mesure, des éléments finals de contrôle et des réseaux.
2.6 Utilisation appropriée du guide de dépannage.
2.7 Utilisation appropriée des commandes de dépannage des logiciels.
2.8 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
2.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Inspection visuelle des connexions, de l’isolement, des indices de surchauffe, du serrage des connexions, etc.
Énumération des causes et des effets les plus communs de la dégradation de l’alimentation;
Distinction claire entre les différents types de perturbations et d’interruption de service;
Identification de la provenance de la distorsion harmonique, des surtensions, des sous-tensions et des surintensités;
Appréciation concrète des effets du contenu harmonique de l’alimentation sur les équipements de puissance et sur les réseaux de communication;
Identification méthodique d’un défaut dans un système d’alimentation flottant ou mis à la terre à travers une résistance;
Échauffement anormal des disjoncteurs et chute de tension associée;3 Remplacer les composants ou les appareils défectueux.

(3 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Choix des composants ou des appareils appropriés.
3.3 Choix et utilisation approprié des outils.
3.4 Installation correcte des composants ou des appareils.
3.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Remplacement des composants et appareils assurant la qualité de l’alimentation :
génératrice,
transformateur,
conducteurs, électrode,
parafoudre, parasurtenseur,
condensateur, bobines, etc;
Caractérisation des composants de protection contre la foudre et les surtensions;
Estimation des niveaux d’énergie typiques d’endommagement des semi-conducteurs;6 Faire le suivi du dépannage.

(1 heures)
6.1 Mise à jour correcte de l’historique des pannes.
6.2 Formulation claire de recommandations visant à prévenir la récurrence des pannes.
6.3 Rédaction du rapport de services conforme aux exigences.Mesures d’atténuation et de correction des harmoniques;
distribution à dérivations séparées et transformateurs multiples;
augmentation du calibre du conducteur neutre;
filtres passifs ou actifs;
transformateurs à impédance interne réduite (K-rated);
configurations de transformateurs à déphasage fixe;
convertisseur statique à 12 impulsions;
correcteur actif du F.P.43H - Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.3 Déterminer les besoins matériels.

(6 heures)
3.1 Interprétation juste de la documentation technique.
3.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
3.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
3.4 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
3.5 Choix judicieux et justifié du matériel de distribution électrique.
3.6 Choix judicieux et justifié des parties commande, des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
3.7 Respect des contraintes budgétaires.Détermination des équipements liés à la correction de la qualité de l’alimentation.
Correcteurs harmoniques;
Transformateurs;
Grosseur des conducteurs;
Parasurtenseurs;
Description des tarifs de consommation électrique industrielle;
Démarche pédagogique

Pour ce cours, on privilégiera une approche par problèmes.

Un volet important de la qualité de l’alimentation concerne les déformations permanentes de l’onde. L’étude de ces déformations repose essentiellement sur l’analyse harmonique. Il est essentiel pédagogiquement de garder à l’esprit que l’objectif du cours n’est pas de modéliser mathématiquement des déformations mais simplement de réduire le contenu harmonique pour rétablir la qualité de l’alimentation. Il ne s’agit pas de modéliser systématiquement toute déformation de l’onde sous forme d’expressions algébriques symboliques mais de caractériser simplement le contenu harmonique des principales sources de problèmes, en vue de reconnaître leur contribution dans une approche symptomatique, d’éliminer ces sources, de les isoler ou de mitiger leurs effets.
Le développement harmonique sera considéré sous l’angle d’un concept utile pour qualifier la pureté de l’onde du système d’alimentation électrique. Ce concept peut être illustré graphiquement, donner lieu à des considérations empiriques basées sur des normes (IEEE 519), faire l’objet de mesures directes et donner prise à des méthodes de correction pratiques. On évitera absolument de pousser la théorie des harmoniques dans ses recoins spéculatifs les plus obscurs et abstraits, tels que le développement systématique de fonctions périodiques en séries de Fourrier ou l’étude d’algorithmes opérationnalisant la transformée de Fourrier en temps réel.

Le développement systématique de fonctions périodiques en série de Fourrier peut servir d’illustration du concept mais il n’est absolument pas nécessaire dans la démarche d’amélioration de la qualité de l’alimentation. L’étude d’algorithmes qui opérationnalisent la transformée de Fourrier en temps réel est utile à la conception des instruments d’analyse harmonique, mais elle n’est absolument pas nécessaire à une démarche de correction de la qualité de l’alimentation.

Durant les périodes de théorie, on énumérera les principales sources de courants harmoniques et on décrira différentes méthodes pour corriger le problème ou pour mitiger ses effets. On procédera également à des études de cas qui seront choisis pour leur pertinence, leur simplicité ou l’universalité de leur application. Les problèmes choisis feront l’objet d’une mise en contexte de pratique professionnelle. On proposera des lectures et des exercices pertinents aux élèves.

En laboratoire, on mesurera le contenu harmonique dans différentes situations courantes à l’aide d’un analyseur d’harmonique industriel et on appliquera les méthodes appropriées de correction sur de petits systèmes didactiques.
Les activités de laboratoire consisteront surtout à utiliser des instruments de mesure spécialisés et à pratiquer des méthodes éprouvées qui peuvent faire l’objet de normes. Ces instruments étant coûteux, on travaillera en équipe de deux. On répartira le temps d’utilisation équitablement et on soutiendra la participation active de chacun. On s’assurera du bon usage des instruments en vérifiant les montages et en exigeant des préparations individuelles par écrit, incluant des schémas de branchement et des réponses à des questions sur des descriptions procédurales.

Évaluation finale

À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Définir les principaux concepts liés à la distorsion harmonique.
Identifier les impacts de la distorsion harmonique et en prédire les symptômes;
À l’aide d’un analyseur d’harmoniques, mesurer les courants, les tensions et les puissances des harmoniques et déterminer les critères de performance tels que la distorsion harmonique totale, le facteur de puissance, et le facteur de déplacement.
Calculer précisément les principaux critères numériques de qualité de l’alimentation;
Distinguer la provenance des distorsions harmoniques et isoler les systèmes qui en sont les causes de ceux qui en subissent les effets.
Identifier le parcours des courants harmoniques;
Réduire les courants harmoniques à la source;
Estimer la fréquence naturelle d’un système d’alimentation simple;
Comparer les différentes méthodes de correction harmonique;
Identifier les sources de parasitage, les réduire ou en mitiger les effets;
Caractériser les composants de protection contre les surtensions et les parasites;
Quantifier les effets d’un coup de foudre;
Estimer les effets de la qualité de l’alimentation sur la durée de vie des équipements électriques;
Utiliser correctement une caméra thermographique infrarouge et interpréter judicieusement les images obtenues;
Mesurer l’isolation d’un équipement ou d’un système en suivant les normes prescrites et anticiper le besoin de remplacement de l’équipement;
Comparer les résultats obtenus et les différentes méthodes de mesure de l’isolation;
Interpréter un rapport d’analyse d’huile d’un transformateur;
Mesurer la conduction de connexions à l’aide :
de la méthode voltampèremétrique,
d’un mili-ohmmètre,
d’un microhmmètre;
Resserrer des connexions selon le couple de serrage prescrit;
Interpréter correctement les défauts liés aux schémas de liaison à la terre;
Mesurer la résistance de la misse à la terre et interpréter le résultat au regard des normes;
Énumérer les diverses causes de défaillance des équipements et situer leur origine;
Distinguer les principaux types d’entretien;
Cibler les équipements dont l’entretien est critique et établir des intervalles d’inspection raisonnables;
Estimer la durée de vie normale d’un équipement électrique;
Rédiger un rapport de non-conformité et remplir une fiche d’entretien;

Voici quelques critères généraux d’évaluation :
La justesse des diagnostics et des interprétations;
La pertinence et la rigueur de l’analyse et des choix;
La justesse des réponses aux questions;
L’adéquation des méthodes de mesure;
La précision des mesures et des calculs;
La cohérence et la pertinence de la démarche;
Le degré de préparation des travaux;
La fonctionnalité et la qualité des montages;
Le professionnalisme.






Médiagraphie

Acheté par les élèves
WILDI, Théodore. Électrotechnique, 4e édition, Québec, Les presse de l’Université Laval, ©2005, 1215 p., ISBN 2-7637-8185-3, TK145.W542 2005.

Etretien, maintenance
ELECTRICITY FORUM. The Canadian guide to electrical maintenance and equipment repair, 2 vol., Ontario, The Canadian Electricity Forum, 1994-1998. TK11C354
ELECTRICITY FORUM. Electrical testing and maintemance handbook, vol. 5, Ajax, Ontario, The Canadian Electricity Forum, 2005, 100+ p.
TURKEL, Stan, edited by John Paschal. Practical guide to troubleshooting, installation, and maintenance of variable frequency drives, Overland Park, Kansas, EC&M Books, 2001, 78 p.
HÉNG, Jean. Pratique de la maintenance préventive : mécanique, pneumatique, hydraulique, électricité, froid, Paris, Dunod , L'Usine nouvelle, 2002, 388 p.
MONCHY, François, Maintenance : méthodes et organisations, 2e éd., Paris, Dunod, Éditions de l'Usine nouvelle, 2003, 513 p. TS192M665 2003.
GILL, Paul. Electrical power equipment maintenance and testing, New York : M. Dekker, 1998, 600 p.
Zwingelstein, Gilles. Diagnostic des défaillances : théorie et pratique pour les systemes industriels, Paris : Hermès, 1995, 601 p.
IETA. Maintenance testing specifications : for electric power distribution equipment and systems, Morrison, CO, International electrical testing association, 1997, 174 p.
SMEATON, Robert W. Motor application and maintenance handbook, 2e éd., Saint-Laurent, McGraw-Hill., 1986, pag. var.
PATTON, J. D. jr. Preventive Maintenance, 3e éd., Research Triangle Park, NC., The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2004, 186 p.
FRANCASTEL, Jean-Claude. Ingénierie de la maintenance : de la conception à l'exploitation d'un bien, Paris, Dunod ; Paris, Éditions de l'Usine nouvelle, 2003, 494 p. TS192F724 2003.
MOBLEY, R. Keith. Root cause failure analysis, Woburn, MA, Butterworth-Heinemann, 1999, 308 p. TS192M627 1999.
HAND, Augie. Electric Motor Maintenance And Troubleshooting, McGraw-Hill Professional, 2002, 428 p. ISBN : 0071363599.




Qualité de l’alimentation
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Electricity Forum. The canadian guide to power quality and power harmonics, Volume 2, Pickering, Ontario, The Canadian Electricity Forum, ©1997, 96 p. TK11C356 1997 v.2.
Electricity Forum. The canadian guide to power quality and power harmonics, Volume 3, Pickering, Ontario, The Canadian Electricity Forum, ©2000, 84 p. TK11C356 2000 v.3.
Electricity Forum. Practical solutions to power system quality problems, Volume 4, Ajax, Ontario, Electricity Forum, 2002, 96 p. TK1005P723 2002 
ELECTRICITY FORUM. Power quality and grounding handbook, vol. 5, Ajax, Ontario, The Canadian Electricity Forum, 2004, 108 p.
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BORKOWSKI, Angie et Ray M. Waggoner. Practical guide to quality power for sensitive electronic equipment, 3e éd., Overland Park, KS, Primedia Business Magazines & Media, EC&M Books, 2002, 144 p. TK7868P6P722 2002.
PASCHAL, John. Practical guide to power factor correction and harmonics---and your electric bill, Overland Park, Kansas, EC&M Books, 2001, 87 p. TK1010P376 2001. Simple et pratique
AVO. "Getting down to earth..." : a manual on earth resistance testing for the practical man : electrical ground systems, earth resistivity, 5e éd., Dallas, AVO international, 1998, 52 p. TK311G477 1998.
HOLT, Michael C. Understanding harmonic currents and voltages,1994 ed. Tamarac, Floride, Mike Holt Enterprises inc., ©1993, 98 p. TK531H648 1993.
PAICE, Derek A. Power electronic converter harmonics : multipulse methods for clean power, New York, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 1995, 202 p. TK7868P6P356 1995.
HEYDT, G.T. Electric power quality, 2e éd., Scottsdale, Az., Stars In a Circle Publications, 1991, 462 p. TK1005H493 1991.
OLIVIER, Guy. Les harmoniques: mythes et réalités, 3e éd., Le génie sans frontière, Montréal, École Polytechnique de Montréal, 1996, 92 p. Reliure spirale.
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FLUKE corp. Power quality troubleshooting, Application note, Everett, WA, Fluke, 1999, 32 p.
FLUKE corp. Insulation resistance testing, Application note, Everett, WA, Fluke, 2000, 8 p.
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SANTOSO, Surya, H. Wayne Beaty, Roger C. Dugan et Mark F. McGranaghan. Electrical Power Systems Quality, 2e éd., Montréal, McGraw-Hill Professional, 2002, 528 p. ISBN: 007138622X.
BOLLEN, Math H. J. Understanding Power Quality Problems: Voltage Sags and Interruptions, Wiley-IEEE Press, 1999, 672 p.
DUGAN, Roger C. et al. Electrical power systems quality, 2e éd., New York, McGraw-Hill, 2003, 528 p. ISBN : 0-07-138622-X.

Nouvelles parutions
BROWN, David, David Harold et Roger Hope. Control System Power and Grounding Better Practice, Toronto, Elsevier, 2004, 128 p. ISBN : 0-7506-7826-7.
Vijayaraghavan, G. Mark Brown et Malcolm Barnes. Practical Grounding, Bonding, Shieilding and Surge Protection, Butterworth Heinemann, 2004, 256 p. ISBN: 0-7506-6399-5.
PIRIOU, Francis. Matériaux du génie électrique, MGE 2000, (décharges partielles), Paris, Hermès ; Paris, Technique et documentation-Lavoisier, 2002, 392 p. TK453M373 2002.
TROTIGNON, J.P. et al. Précis de matières plastiques : structures-propriétés, mise en oeuvre et normalisation, 5e éd., Paris, Association française de normalisation. ; Paris, Nathan., 1996, 216 p. TP1120P732 1996.
ASTM. Annual book of ASTM standards : electrical insulation and electronics, 2 vol. Philadelphia, American Society for Testing and Materials, 2001, TK3401A432 2001.

Câblage de puissance
HEINHOLD, Lothar. Power cables and their application, Part 1, 3e éd., Berlin et Munich, Siemens Aktiengesellschaft, 1990, 464 p. ISBN: 3-8009-1535-9.
ELECTRICITY FORUM. Wire and cable handbook, vol. 1, Ajax, Ontario, The Electricity Forum Inc., 2005, 96 p.  HYPERLINK "http://www.electricityforum.com" www.electricityforum.com
SAVAGE, Michel. Électricité et filage : techniques d'installation étape par étape, Montréal, Modus Vivendi, 2005, 79 p. TK3285W5714 2005.
SMITH, Robert L. et Stephen L. Herman. Electrical wiring, industrial, Albany, N.Y., Delmar, 1996, 238 p. TK3283S653 1996.
AVO. Cable and wire terminations : participant text, Dallas, Texas, AVO international training institute, 1996, 254 p.
KIRCHNER, Harold B. Wiring installation and maintenance, Montréal, McGraw Hill Ryerson ltd, 1978, 175 p.


Normes
CSA. Code Canadien de l’Électricité, première partie et modifications du Québec, 19è édition, C22.10-04, Toronto, Association canadienne de normalisation (CSA), juin 2002, 597 p., Publié également par la régie du bâtiment du Québec, sous le titre : Code de construction du Québec – Chapitre V, Électricité.

IEEE Std 519-1992. IEEE recommended practices and requirements for harmonic control in electrical power systems, New York, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 1993, 100 p. TK145I588 1993.
ANSI/IEEE Std C37.90.1-1974. IEEE guide for surge withstand capability (SWC) tests, 1974.
ANSI/ IEEE Std C57.110-1998. IEEE recommended practice for establishing transformer capability when supplying nonsinusoidal load currents, 1999.
ANSI/ IEEE Std C62.41-1991. IEEE recommended practice on surge voltages in low-voltage AC power circuits, 1991.
IEEE Std 142-1991. “The green book”, IEEE recommended practice for grounding of industrial and commercial power systems, 1992. TK145I582 1982.
IEEE C62.31-1987. IEEE Standard Test Specifications For Gas-Tube Surge-protective Devices, 1987, 21 p.
IEEE Std 446-1995. “The orange book”, IEEE Recommended Practice For Emergency And Standby Power Systems For Industrial And Commercial Applications, 1996, 310 p.
IEEE Std 1100-1992. IEEE recommended practice for powering and grounding sensitive electronic equipment, 1992.
IEEE Std 141-1993. IEEE recommended practice for electric power distribution for industrial plants, “The red book”, 1994, 388+ p. TK145I581 1976
PASCHAL, John M. Understanding NEC rules on grouding & bonding : based on the 2002 NE Code, 2e éd., Overland Park, KS, Primedia Business Magazines & Media, 2002, 190 p. TK3227P378 2002.
International electrical testing association. Maintenance testing specifications : for electric power distribution equipment and systems, Morrison, CO., International electrical testing association, 1997, 174 p. TK3081I575 1997.
ITI (CBEMA). CURVE APPLICATION NOTE, Washington DC, Information Technology Industry Council (ITI), 2005. 3 p.
Hydro-Québec. Caractéristiques et cibles de qualité de la tension fournie par les réseaux moyenne et basse tension d’Hydro-Québec, Vice-présidence Distribution, Direction Plans et Stratégies d’affaires, Orientations du réseau, 2001, 39 p.
 HYPERLINK "http://www.hydroquebec.com/distribution/fr/publications/publications.html" http://www.hydroquebec.com/distribution/fr/publications/publications.html


Vidéos
FLUKE corp. Understanding & managing harmonics, Everett, WA, Fluke, 1996, VHS, 26m 30s. TK7876U523 1996 VIDEO.
FLUKE corp. Managing Electrical power system, Everett, WA, Fluke corporation, 1995, VHS, 20min.
FLUKE corp. Managing harmonics in power distributioin system, Everett, WA, Fluke corporation, 1994, VHS, 17min.
FLUKE corp. Understanding harmonics in power distribution system, Everett, WA, Fluke corporation, 1992, VHS, 17 min.

Sites web
 HYPERLINK "http://www.fluke.com" www.fluke.com
 HYPERLINK "http://www.electricityforum.com" www.electricityforum.com
 HYPERLINK "http://.www.itic.org/technical/iticurv.pdf" www.itic.org/technical/iticurv.pdf





































243-616-SH Planifier une installation électrique
Compétences :
431- Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.
433- Planifier des activités de travail.
434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.
438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.
43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

Pondération :
3-3-2
2,66 unités

Co-requis à : Projet d’électronique industrielle (243-649-SH)
Préalable relatif : Production transport et distribution de l’énergie électrique (243-516-SH)
Préalable à : Aucun


CompétenceContexte de réalisation431- Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.

FinaleÀ l’aide d’un système d’exploitation, de logiciels de bureautiques et de logiciels d’électronique industrielle.
À l’aide des périphériques utilisés dans les systèmes de contrôle-commande.
À l’aide de la documentation technique.433- Planifier des activités de travail.

FinaleÀ l’aide du manuel d’opération et de procédures de travail de l’entreprise.
À l’aide :
de la loi sur la santé et la sécurité du travail;
de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés;
du code de sécurité des travaux;
du code de l’électricité classification des endroits dangereux.
À l’aide des plans de prévention.
À l’aide d’un logiciel de gestion et de planification du travail.
En collaboration avec des personnes-ressources et des corps de métier.434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.

FinaleÀ partir de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide du code électrique et de normes d’installation.
À l’aide d’outils manuels et de machines outils.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.

FinaleÀ partir du schéma fonctionnel d’un procédé.
À partir de plans ou de relevés des mécanismes.
À l’aide de données de fonctionnement.
À l’aide de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

FinaleEn collaboration avec des personnes-ressources.
À l’aide de la documentation technique.
A l’aide de logiciels.
A l’aide de simulateurs.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.

Note préliminaire
Le cours Planifier une installation électrique appartient au fil conducteur de l’utilisation de l’énergie électrique. Il fait suite au cours Production, transport et distribution de l’énergie électrique qui lui est préalable. Il survient en sixième session en même temps que les cours Qualité de l’alimentation électrique, qui appartient au même fil conducteur, et Projet d’électronique industrielle (l’épreuve synthèse) auquel il est corequis.

La croissance de l’utilisation de l’énergie électrique est en lien étroit avec la sécurité énergétique et la production des gaz à effet de serre, sujet de l’heure pour notre société de consommation. Des efforts importants sont consentis pour augmenter l’efficacité énergétique. Par exemple en Amérique du nord des lois nouvelles (EPACT 2005) favorisent le remplacement à grande échelle des ballasts pour fluorescent par des nouveaux plus efficaces énergétiquement, grâce à des réductions de taxe aux utilisateurs. Selon un calendrier qui s’échelonne de 2005 à 2010, les anciens ballasts ne pourront plus êtres manufacturés ni vendus, ce qui forcera leur remplacement massif. La planification des installations électriques d’éclairage jouera un rôle important à cet égard.

Ce cours permettra aux élèves de planifier la réalisation d’une installation d’alimentation électrique. L’installation électrique peut appartenir au domaine résidentiel, commercial ou industriel. Elle peut servir à l’alimentation de l’éclairage, du chauffage, de la climatisation et de la force motrice. Elle peut être sécurisé par une alimentation d’urgence et un système d’alarme. La planification permettra entre autres, de définir la séquence des opérations d’installation et de mise en route, tout en fournissant à temps le matériel, les outils et la main d’œuvre nécessaire.

Ce cours est en lien avec le cours Qualité de l’alimentation électrique car le choix de l’équipement de distribution est responsable en partie de la fourniture d’une tension stable et d’une forme d’onde pure. Le cours Planifier une installation électrique traitera du choix des équipements électriques surtout en regard de la charge et des normes tandis que le cours Qualité de l’alimentation traitera en profondeur et spécifiquement des déformations de l’onde, des variations de tension et des méthodes d’amélioration de sa qualité.

Ce cours apportera aussi une contribution aux Projets d’électronique industrielle auquel il est corequis. En effet, la plupart des projets utiliseront des installations d’alimentation électriques pour la force motrice, l’éclairage ou le chauffage. Ce cours permettra aux élèves de bien choisir l’équipement d’alimentation et de réaliser efficacement leur installation.

Dans ce cours, les élèves renforceront leur capacité à travailler en équipe, grâce à une division des tâches bien planifiée. Ils seront sensibilisés à certaines questions environnementales et éthiques liées directement au choix d’équipements en fonction de leur efficacité énergétique et du degré de protection qu’ils offrent. De plus, le respect des normes, des lois et des échéances sera au cœur des préoccupations de la planification des installations électriques. Le cours contribuera donc à développer des qualités comme le jugement, l’initiative, l’assiduité et la ponctualité de l’élève.



Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage431 - Gérer et utiliser un poste de travail informatique en milieu industriel.5 Produire des tableaux et des graphiques.

(5 heures)
5.1 Choix du mode de représentation approprié.
5.2 Utilisation appropriée des fonctions de base du logiciel.
5.3 Respect des normes de création d’un tableau ou d’un graphique.
5.4 Sauvegarde et impression correctes des tableaux et des graphiques.Production des listes de matériel électrique incluant les coûts, à l’aide d’un tableur;
Calculs de charge, d’éclairage ou autres à l’aide d’un tableur;6 Configurer et consulter une base de données.

(4 heures)
6.1 Utilisation appropriée des fonctions de base du logiciel.
6.2 Création correcte de liens avec un réseau de production industrielle.
6.3 Utilisation appropriée des outils de requêtes.
6.4 Sauvegarde et impression correctes des rapports.Consultation d’une base de données d’un distributeur de matériel électrique en vue d’estimer des besoins et des coûts.433 - Planifier des activités de travail.1 Analyser le travail à effectuer.

(6 heures)
1.1 Consultation appropriée des corps de métier.
1.2 Estimation correcte des différentes tâches et de leur séquence d’exécution.
1.3 Détermination correcte des priorités.
1.4 Utilisation appropriée d’un logiciel de gestion et de planification.Production de l’échéancier des travaux d’un petit projet d’installation électrique à l’aide d’un logiciel de gestion et de planification.2 Reconnaître des situations à risques pour la santé et la sécurité au travail et en évaluer les conséquences.

(3 heures)
2.1 Relevé des risques dus aux produits chimiques, aux contraintes thermiques, aux appareils électriques, aux machines et aux outils, aux rayonnements et au travail en hauteur.
2.2 Interprétation juste de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.
2.3 Interprétation juste des lois, des normes et de la réglementation.
2.4 Interprétation juste du plan de prévention.
2.5 Évaluation juste des conséquences pour la santé et la sécurité au travail.Description des emplacements dangereux d’une installation électrique en rapport avec la section 16 et 18 du code de l’électricité.
Classification des circuits en fonction de l’énergie et de la tension et contraintes d’installation liées.
Planification des besoins ayant trait aux alarmes d’incendie et aux alimentations d’urgence;3 Dresser la liste de l’équipement requis.
(5 heures)
3.1 Utilisation appropriée de la documentation technique.
3.2 Détermination correcte et complète des outils, des instruments et des matériaux à utiliser.
3.3 Vérification appropriée de la disponibilité des outils, des instruments et des matériaux.
3.4 Utilisation appropriée d’un logiciel de gestion et de planification.Planification sommaire des besoins en quincaillerie;
Prévision de tous les outils nécessaires et du moment où ils sont utilisés;4 Estimer des temps de travail.

(5 heures)
4.1 Consultation appropriée de personnes-ressources.
4.2 Détermination correcte du personnel nécessaire.
4.3 Détermination correcte du temps d’exécution des tâches.
4.4 Utilisation appropriée d’un logiciel de gestion et de planification.Étude de cas réels judicieusement choisis pour leur pertinence et leur simplicité;5 Rédiger un rapport de planification du travail.

(6 heures)
5.1 Présentation détaillée de l’information.
5.2 Clarté des recommandations concernant la santé et la sécurité au travail.
5.3 Rédaction du rapport conforme aux exigences.Rédaction d’un rapport incluant des plans d’installation électrique, des devis et un échéancier rudimentaire. 434 - Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.1 Assembler le panneau de contrôle-commande.

(6 heures)
1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Sélection des composants appropriés.
1.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
1.4 Identification correcte des composants et des câbles.
1.5 Positionnement précis des composants.
1.6 Interconnections conformes aux plans.
1.7 Fixation correcte du panneau de contrôle-commande.
1.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
1.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
1.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Assemblage d’un panneau d’alimentation monophasé 120V/240V branché à des charges élémentaires de chauffage et d’éclairage;
Assemblage d’un panneau d’alimentation triphasé 120V/208V branché à des charges élémentaires de chauffage et d’éclairage;
Vérification des exigences du code de l’électricité du Québec;2 Procéder à l’installation des alimentations électrique.

(3 heures)
2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Sélection des composants appropriés.
2.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
2.4 Fixation et raccord correcte des câbles et des conduites de fluides.
2.5 Identification correcte des câbles et des conduites de fluides.
2.6 Conduction et isolation des câbles et des raccords électriques.
2.7 Étanchéité des conduites et des raccords pneumatique et hydraulique.
2.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
2.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
2.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Installation et vérification des alimentations électriques des panneaux de distribution;
Vérification des exigences du code de l’électricité du Québec;
Détermination des courants admissibles conducteurs d’artères et de dérivation;
Choix du type de conducteurs, de leur nombre, de leur disposition, de leur branchement;
Description des fonctions de la mise à la terre.3 Procéder à l’installation des protections électriques.

(6 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Sélection des éléments de protection appropriés.
3.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
3.4 Fixation correcte des éléments de protection électrique.
3.5 Raccord correct des câbles.
3.6 Identification correcte des câbles et des éléments de protection électrique.
3.7 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
3.8 Respect du code électrique et des normes d’installation.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Sélection judicieuse des fusibles des sectionneurs et des disjoncteurs pour une alimentation de chauffage et d’éclairage;
Montage et câblage des éléments de protection électrique;
Vérification des exigences du code de l’électricité du Québec en ce qui a trait aux dispositifs de protection.438 - Analyser le fonctionnement d’un procédé.3 Indiquer les transformations physiques et chimiques présentes dans un procédé.

(6 heures)
3.3 Analyse juste du fonctionnement des dispositifs de sécurité.Analyse, montage et essai d’un système d’alarme d’incendie;
Analyse des données photométrique des luminaires;
Conformité aux standards IESNA, IEEE ou NEMA43H - Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.1 Analyser la demande.

(6 heures)
1.1 Relevé des budgets.
1.2 Analyse juste des méthodes de travail en cours dans l’entreprise.
1.3 Détermination correcte des besoins.
1.4 Détermination correcte des normes applicables.
1.5 Planification correcte des étapes de développement du projet.Analyse des besoins d’alimentation électrique pour des installations industrielles :
transformateur,
protection,
câblage,
éclairage,
alimentation d’urgence,
alarme d’incendie, etc.
Production d’un échéancier.3 Déterminer les besoins matériels.

(16 heures)
3.1 Interprétation juste de la documentation technique.
3.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
3.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
3.4 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
3.5 Choix judicieux et justifié du matériel de distribution électrique.
3.6 Choix judicieux et justifié des parties commande, des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
3.7 Respect des contraintes budgétaires.Production d’une liste partielle de matériel électrique en vue de la réalisation d’une partie d’une installation électrique incluant du chauffage et de l’éclairage;
Spécification précise d’équipements électriques de distribution et d’éclairage;6 Finaliser les plans et les devis et les faire approuver.

(13 heures)
6.1 Liste complète et détaillée du matériel.
6.2 Détermination correcte des étapes de réalisation des travaux.
6.3 Estimation correcte des coûts.
6.4 Utilisation du vocabulaire approprié.
6.5 Clarté des plans et des devis.
6.6 Respect des exigences de présentation.
6.7 Respect des échéances.
6.8 Correction appropriée des plans et des devis.Estimation correcte des coûts d’une partie significative d’une installation électrique;
Production des plans électriques d’une installation incluant du chauffage et de l’éclairage.
Démarche pédagogique
Il est entendu que la responsabilité de planifier et de distribuer les tâches dans une entreprise n’est pas confiée à un finissant au seuil d’entrée sur le marché du travail. Cependant, il est fortement souhaitable pour l’intégration harmonieuse du finissant à une équipe de travail qu’il soit au fait des méthodes de travail, de la démarche de planification et des autres déterminismes qui régiront en partie la répartition des tâches, le calendrier des opérations et ses relations de travail.
Dans ce cours, une approche par problème et par petits projets sera privilégiée. Lors des périodes de théorie, on procédera à des études de cas soigneusement sélectionnés pour leur pertinence et leur niveau réduit de complexité. Le professeur présentera la problématique à résoudre. Il fournira les ressources nécessaires, tant documentaires, logicielles et matérielles. Puis il exemplifiera chaque étape de la démarche en laissant l’élève en compléter des parties. L’élève spécifiera du matériel électrique, il complètera des listes, des plans et des échéanciers. Finalement, il réinvestira l’ensemble de cette démarche dans des mini-projets répartis tout au long de la session, incluant des réalisations physiques en atelier, des plans, des devis et des analyses à l’aide de logiciels.
Pour faire les montages en atelier, on travaillera en équipe de deux. Les dessins et les devis se feront individuellement. Pour la partie du cours qui traite des calculs d’éclairage, on travaillera avec un logiciel spécialisé d’analyse et d’optimisation.

La réalisation physique d’une distribution électrique résidentielle et de son schéma pourra servir de tremplin pour passer d’un système familier à d’autres systèmes de distribution moins accessibles, plus spécialisés et complexes. On pourra ensuite produire le schéma et les calculs d’une distribution électrique d’un immeuble d’habitation à plusieurs logements. Puis suivront des études de distributions électriques commerciales et industrielles simples dans l’ordre croissant de complexité. Les activités de laboratoire viseront l’appropriation de méthodes de recherche et d’analyse.

Des visites industrielles pourront être organisées. On pourra profiter de la visite et des plans de certaines installations électriques du Cégep comme l’entrée électrique du pavillon 2 ou le système d’alarme d’incendie des résidences, par exemple.

Évaluation finale
L’évaluation se fera par des examens théoriques, des études de cas, de petits projets, et par la production de plans et devis.
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Déterminer précisément les courants admissibles nécessaires des conducteurs d’artères et de dérivations et de mise à la terre dans une installation électrique;
Choisir les conducteurs d’une installation électrique, leur type, leur nombre, leur configuration, leurs dimensions, leur branchement, les chemins de câbles, les canalisations, etc.;
Calculer la chute de tension le long d’une dérivation ou d’une artère;
Déterminer les équipements de protection et de sectionnement d’une installation électrique simple;
Interpréter avec justesse et appliquer correctement les principales normes du code de l’électricité et du code du bâtiment concernant les installations d’alimentation électrique;
Dessiner les plans et produire les devis d’une installation d’alimentation électrique simple, à l’aide de logiciels;
Spécifier précisément des équipements d’alimentation électrique :
transformateurs;
condensateurs;
banc de batteries;
dispositifs de sectionnement;
dispositifs de protection;
Estimer la charge d’une petite installation électrique simple;
Consulter une base de données d’équipements électriques en vue de faire de l’estimation et de la planification;
Participer à l’élaboration d’un cahier des charges;
Distinguer correctement les principales variables physiques concernant l’éclairage qui influence le confort visuel;
Interpréter correctement les données photométriques d’un luminaire.
Choisir des luminaires, leur type, leur nombre, ainsi que leur emplacement et leur disposition à l’aide d’un logiciel;
Valider le choix des luminaires par une mesure appropriée du niveau d’éclairement;
Comparer différents types d’alimentation d’urgence et les types d’alarmes d’incendie;
Planifier l’installation d’un système d’alarme d’incendie selon les normes;
Reconnaître la nécessité des systèmes d’alarme d’incendie, leur type, leur fonction et leur symbolisation;



Voici quelques critères généraux d’évaluation :
La conformité des plans et devis avec les règles de l’art, les normes et les règlements en vigueur;
La justesse de l’interprétation des normes;
La validité et la précision des calculs et des spécifications;
La pertinence des choix;
La justesse des réponses aux questions;
La fonctionnalité et la qualité des montages;
La précision des mesures;
Le professionnalisme.


Médiagraphie
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PUTZ, Herb. IPT’s electrical trainig manual, Edmonton, IPT Publishing and Taining Ltd, ©1994, 508 p.
MCPARTLAND, Bryan J et Joseph F McPartland. Handbook of practical electrical design, 3e éd., Montréal, McGraw-Hill, 1998, 723 p. ISBN 0070466424
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Éclairage

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IESNA, Lighting Handbook Reference 2000, 9th Edition, IESNA, livre + cdrom, Item #: 9712K, ISBN: HBPKG
REA, Mark S. Lighting Handbook Reference, 2000 9th Edition, IESNA, Item #: 2627-00, ISBN: 0879951508
VANDEPLANQUE, Patrick. L'éclairage : notions de base, projets d'installations, 4e éd., Paris, Lavoisier, ©1993, 192p. TK4161V363 1993.
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Estimation
POGGI, Antoine. Estimation en électricité, 4e édition française 2001, Montréal, Corporation des maîtres électriciens du Québec, 2001, 380 p. ISBN : 2-921715-25-2.
SPAIN, Bryan J. D. Spon's Estimating Costs Guide to Electrical Works: Project Costs at a Glance (Spon's Contractors' Handbooks), 2e éd., SPON Press, 2003, 304 p.
EXPERT ESTIMATEUR, logiciel, manuel et cd-rom de démonstration  HYPERLINK "http://www.eewin.com/" http://www.eewin.com/

Installation
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SEIP, Günter G. Electrical Installations Handbook: Power Supply and Distribution, Protective Measures, Electromagnetic Compatibility, Electrical Installation Equipment and Systems, Application Examples for Electrical Installation Systems, Building Management, 3e éd., John Wiley & Sons, 2000, 728 p. ISBN: 0471494356.
SCLATER, Neil et John E. Traister. Handbook of Electrical Design Details, 2e éd., Montréal, McGraw-Hill, 2003, 450 p. ISBN : 0-07-137751-4.
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FRAYSSE, R. Les installations électriques, Paris, A. Casteilla, 1985, 207 p.
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BESSON, René. Électricité domestique, 2e éd., Paris, Éditions techniques et scientifiques françaises, 1999, 144 p. ISBN : 2-10-004262-9.

Simple et pratique
MAZUR, Glen A. et Peter A. Zurlis, Electrical principles and practices, Homewood, Ill., Américan Technical Publishers, 1997, + 1 guide de l'instructeur de 47 p. TK3001M393 1997.
MAZUR, Glen A. et Peter A. Zurlis, Electrical principles and practices workbook, Homewood, Ill., Américan Technical Publishers, 1997 TK3001M393s 1997.
ROCKIS, Garry et Glen A. Mazur. Electrical motor controls, Alsip, Ill., American Technical Publishers, 1997, 490 p. + 1 livre d'exercices de 200 p. + 1 guide de l'instructeur de 45 p.

Nouveau
VANDEPLANQUE, Patrick. L'éclairage : notions de base, projets d'installations, exercices corrigés, 5e éd., Paris, éditions tec & doc Lavoisier, ©2005, 280p.ISBN 2-7430-0799-0
NEY, Henri. Technologie d’électrotechnique habitat et tertiaire, 2e BEP; livre de l’élève, Paris, Nathan, 2002, 256 p., ISBN : 2091790605, aussi : livre du professeur (80 p.) + une disquette.  HYPERLINK "http://www.nathan.fr" www.nathan.fr
NEY, Henri. Schémas d’électrotechnique BAC PRO – BAC STI, Paris, Nathan, 2002, 96 p., ISBN : 2091790664.  HYPERLINK "http://www.nathan.fr" www.nathan.fr
LINSLEY, Trevor. Basic electrical installation work, Newnes, 2005, 224 p. ISBN: 0-7506-6624-2.
LINSLEY, Trevor. Advanced Electrical Installation Work, Newnes, 2005, 192 p. ISBN: 0-7506-6626-9.
BOTTRILL, Geoffrey, Derek Cheyne et G Vijayaraghavan. Practical electrical equipment and installations in hazardous areas, Newnes, 2005, 424 p. ISBN: 0-7506-6398-7.

Sites sur internet
 HYPERLINK "http://www.lighting-technologies.com" www.lighting-technologies.com logiciels d’éclairage Simply Lighting et Lumen Micro.
 HYPERLINK "http://www.advancetransformer.com" http://www.advancetransformer.com fabricant d’équipement d’éclairage.
 HYPERLINK "http://www.lighting.philips.com" www.lighting.philips.com fabricant d’équipement d’éclairage.

243-626-SH Régulation et asservissement
Compétences :
438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.
439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.
43A- Programmer des unités de commande.
43C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.
43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.
43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

Pondération :
3-3-3
3,00 unités

Co-requis à : Projet d’électronique industrielle (243-649-SH)
Préalable relatif : Réguler un procédé (243-426-SH) Commande électronique (243-526-SH)

CompétenceContexte de réalisation438- Analyser le fonctionnement d’un procédé.

PartielleÀ partir du schéma fonctionnel d’un procédé.
À partir de plans ou de relevés des mécanismes.
À l’aide de données de fonctionnement.
À l’aide de l’information relative sur les matières dangereuses et les produits contrôlés.439- Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.

FinaleÀ l’aide de schémas opérationnels.
À l’aide de logiciels de contrôle-commande.43A- Programmer des unités de commande.

FinaleÀ l’atelier ou sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique et d’ouvrages de référence.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de programmes de contrôle-commande.
À l’aide des pilotes de communication.
À l’aide de logiciel de programmation et de configuration.43C- Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.

FinaleÀ l’atelier et sur le site de production.
À l’aide de la documentation technique.
À l’aide d’instruments de mesure et de simulateurs de charge.
À l’aide de logiciels.
À l’aide d’étalons de mesure.
À l’aide d’outils manuels.43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.

PartielleEn équipe.
À l’aide de diagrammes opérationnels et de plans.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de la documentation des programmes.
À l’aide d’instruments de mesure et de générateurs de signaux.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

PartielleEn collaboration avec des personnes-ressources.
À l’aide de la documentation technique.
A l’aide de logiciels.
A l’aide de simulateurs.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
Le cours Régulation et asservissement est le dernier cours du fil conducteur de l’instrumentation et de la régulation des procédés continus. Plusieurs procédés industriels courants utilisent des méthodes de contrôle et de réglage spéciales ou avancées. Les chaînes de production en continu utilisent de plus en plus des asservissements de position et de mouvement précis et programmés. Ce cours se veut une introduction à ces technologies modernes.

Après avoir traité les signaux dans le cours Chaîne de mesure, puis avoir appris les méthodes de base de réglage dans le cours Réguler un procédé et avoir exploré l’électronique de commande en Commande électronique, on abordera ici des méthodes de réglage avancées telles que la régulation en cascade, la régulation de rapport, la régulation prédictive et la réponse en fréquence. On y apprendra également à réaliser des asservissements de position modernes à l’aide de servomoteurs, de moteurs pas à pas et de leurs contrôleurs programmables. On y étudiera aussi les conditions d’instabilité d’une boucle de contrôle.

Ce cours survient à la sixième session en même temps que le cours Projet d’électronique industrielle qui est porteur de l’épreuve synthèse. Certains projets pourraient mettre à profit certaines compétences couvertes dans ce cours. L’échéancier de ces projets devra alors tenir compte du calendrier des activités du cours de façon à synchroniser la réalisation des opérations reliées.
Pour ce cours, on privilégiera l’approche système. Elle consiste à étudier le système globalement dans son ensemble avant d’entrer dans les détails de fonctionnement des composants. Elle favorise aussi la mise en contexte des apprentissages en utilisant les mêmes procédures et les mêmes équipements que le technologue utilisera en industrie, tout en insistant sur les tâches que l’élève aura à accomplir.

Ce cours étant le plus avancé dans l’analyse des stratégies de commande ainsi que dans la synthèse de solutions modernes à des problèmes de contrôle-commande, il est naturel qu’il contribue fortement au développement des capacités d’analyse et de synthèse des élèves. L’utilisation de méthodes de réglage avancées favorise le réinvestissement et l’intégration des connaissances acquises dans les cours antérieurs.

Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage438 - Analyser le fonctionnement d’un procédé.1 Élaborer le schéma opérationnel d’un procédé.

(Théorie : 3 heures)
(Laboratoire : 3 heures)

1.1 Interprétation juste du schéma fonctionnel.
1.2 Interprétation juste des données de fonctionnement.
1.3 Relevé des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
1.4 Analyse juste de la circulation des fluides et des déplacements d’objets ou de substances.
1.5 Application correcte des normes de la représentation symbolique.
1.6 Clarté du schéma.Réalisation du diagramme fonctionnel d’un procédé de régulation avancé tel que :
régulation en cascade,
action prédictive,
régulation de rapport, etc.
Utilisation correcte des symboles du standard ISA;
Réalisation du schéma bloc d’un système asservi;
Distinction claire des variables et des composants;
Interprétation des relations causales entre les variables représentées dans le schéma;
Identification conforme des constituants d’un système de régulation : partie opérative, transmetteur, contrôleur, actuateur, référence, etc.2 Caractériser le fonctionnement des mécanismes dans un procédé.

(Théorie : 3 heures)
(Laboratoire : 3 heures)

2.1 Analyse juste du fonctionnement des dispositifs de sécurité.
2.2 Analyse juste des forces et des mouvements en présence.
2.3 Détermination correcte des grandeurs physiques.
2.4 Description claire de l’action des mécanismes.Caractérisation du fonctionnement des servomoteurs et des moteurs pas à pas;
Détermination correcte des variables : couple, position, vitesse, accélération, puissance.439 - Faire fonctionner des systèmes de contrôle-commande.1 Analyser le fonctionnement du système de contrôle-commande.

(Théorie : 9 heures)
1.1 Interprétation juste du schéma opérationnel.
1.2 Localisation précise des éléments de la chaîne de mesure.
1.3 Localisation précise des éléments finals de contrôle.
1.4 Localisation précise des parties commande.
1.5 Distinction juste de l’algorithme de contrôle utilisé.
1.6 Analyse juste des technologies utilisées dans les parties commandes.
1.7 Analyse juste de la fonction de chacun des éléments du système de contrôle-commande.Analyse des stratégies de commande évoluées :
régulation en cascade;
action prédictive;
régulation de rapport;
régulation adaptative;
Justification de l’utilisation industrielle de l’action prédictive et distinction de ses différents types;
Simulation logicielle de la réponse temporelle à l’échelon ou à l’impulsion pour un système du premier ordre;
Initiation sommaire à la méthode de réponse en fréquence à l’aide d’un logiciel de simulation;
Évaluation de la stabilité et des effets des perturbations sur l’état d’un procédé;
Explication claire des causes d’instabilité d’un système en boucle fermée.2 Conduire le système de contrôle-commande.

(Laboratoire : 6 heures)

2.1 Utilisation appropriée de la documentation technique du fabricant.
2.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
2.3 Interprétation juste de l’information transmise par les indicateurs et les autres instruments fixes.
2.4 Analyse juste des effets d’une perturbation.
2.5 Utilisation appropriée des logiciels de contrôle-commande.
2.6 Réglage correct des paramètres de fonctionnement.
2.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Détermination des paramètres du modèle équivalent de Ziegler et Nichols;
Réglage des paramètres avancés d’un régulateur :
PID, anti-blocage,
gain variable ou adaptatif,
valeur de soutien,
filtre du dérivateur,
alarmes, limites et options,
consignes multiples;
Utilisation de méthodes avancées de réglage;
oscillations ultimes;
réponse en fréquence;
méthode itérative convergente.
Détermination et interprétation de la robustesse, des marges de gain et de phase en utilisant un logiciel de simulation;3 Vérifier la réponse du procédé.

(Laboratoire : 6 heures)
3.1 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
3.2 Détermination correcte de problèmes de fonctionnement du système de contrôle-commande.Branchement exact de la boucle de régulation;
Observation et enregistrement de la réponse du système à des perturbations :
échelon de consigne,
changement de charge;
Interprétation des critères de qualité :
erreur finale,
temps de stabilisation,
dépassement,
marge de bruit.43A - Programmer des unités de commande.3 Tester le fonctionnement des programmes.

(Laboratoire : 6 heures)

3.1 Transfert complet des programmes et des données.
3.2 Détermination correcte des variables à tester.
3.3 Choix et utilisation appropriés des utilitaires de diagnostic.
3.4 Interprétation juste des ordinogrammes et des autres modes de représentation des programmes.
3.5 Interprétation juste des langages de programmation.
3.6 Interprétation juste des stratégies de contrôle-commande.
3.7 Analyse juste du déroulement des programmes.
3.8 Détermination correcte de problèmes de fonctionnement.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification de programmes contrôlant des séquences de déplacements produits par des entraînements de :
Servomoteurs et robots;
moteurs pas à pas;
Asservissements de position et de vitesse;
Déplacements relatifs ou absolus;
Recherche de l’origine;
Vérification précise des effets escomptés du programme :
position, déplacement,
vitesse,
accélération;
Vérification minimale du fonctionnement de l’automate.4 Apporter les corrections nécessaires aux programmes.

(Laboratoire : 3 heures)

4.1 Interprétation juste de la documentation technique et des ouvrages de référence.
4.2 Détermination correcte des modifications à apporter aux programmes et aux données.
4.3 Choix et utilisation appropriés des modes de fonctionnement de la partie commande.
4.4 Utilisation appropriée des langages de programmation.
4.5 Fonctionnement correct du programme.
4.6 Modification appropriée de la documentation des programmes.
4.7 Sauvegarde complète des données et des programmes.Utilisation correcte des langages particuliers et des logiciels de développement propres aux entraînements électroniques de moteurs et aux robots;
Distinction des modes trapézoïdal et registration;
Distinction des modes direct ou mémoire;
Adaptation de programmes à des applications semblables;
Modification des rampes d’accélération et de décélération.43C - Régler le fonctionnement des éléments finals de contrôle.1 Analyser le fonctionnement du convertisseur et de l’actionneur.
(Théorie : 2 heures)

1.1 Interprétation juste de la documentation technique.
1.2 Distinction juste des types de signaux et de leurs fonctions.
1.3 Distinction juste du champ d’application de la technologie.
1.4 Estimation correcte de la valeur du signal de sortie pour une entrée donnée.Analyse du fonctionnement des entraînements de :
servomoteurs,
moteurs pas à pas;
Description des signaux produits par les encodeurs et par les entraînements électroniques;
Description sommaire de la construction des servomoteurs et des moteurs pas à pas;2 Configurer le convertisseur et l’actionneur.

(Théorie : 2 heures)
(Laboratoire : 1 heure)

2.1 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
2.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
2.3 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des simulateurs de charge, des logiciels et des outils manuels.
2.4 Détermination correcte des options et des valeurs des paramètres de fonctionnement du convertisseur et de l’actionneur.
2.5 Fonctionnement correct du convertisseur et de l’actionneur.Branchement du système asservi incluant :
capteur, encodeur,
entraînement électronique,
moteur et alimentation;
Réglage des paramètres de l’entraînement tels que :
rigidité
filtre, gain,
limites de vitesse, de couple et de courant, etc.
Conduite des essais permettant de valider les configurations;3 Étalonner l’élément final de contrôle.

(Théorie : 2 heures)
(Laboratoire : 1 heure)

3.1 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
3.2 Choix et utilisation appropriée d’une procédure d’étalonnage.
3.3 Interprétation juste de la courbe d’étalonnage.
3.4 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure, des simulateurs de charge, des logiciels et des outils manuels.
3.5 Simulation correcte des signaux d’entrées.
3.6 Réglage correct du convertisseur et de l’actionneur.
3.7 Prise de notes claire et détaillée des réglages effectués.
3.8 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Étalonnage précis des déplacements, des vitesses et des débits;
Simulation des signaux d’entrée des entraînements électroniques et des régulateurs;
Configuration des paramètres de fonctionnement des entraînements électroniques et des régulateurs.4 Vérifier le fonctionnement de l’élément final de contrôle.

(Théorie : 2 heures)
(Laboratoire : 1 heure)

4.1 Utilisation juste de la documentation technique.
4.2 Interprétation juste des données de fonctionnement du procédé.
4.3 Détermination correcte d’un problème de fonctionnement.
4.4 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification précise des déplacements, des vitesses et des débits;
Observation des signaux de commande et de mesure;
Dépannage du système asservi.43E - Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.5 Optimiser le fonctionnement du procédé.

(Théorie : 3 heures)
(Laboratoire : 3 heures)

5.1 Analyse juste du fonctionnement du procédé en mode de marche normal.
5.2 Pertinence et précision des modifications apportées aux programmes.
5.3 Pertinence et précision des réglages effectués sur le système de contrôle-commande.
5.4 Pertinence et précision des réglages effectués sur les protections électriques.Réglage des paramètres d’un régulateur avancé selon des critères de performance précis :
rapidité,
précision,
dépassement,
stabilité;
Utilisation de méthodes de réglage avancées :
oscillations ultimes;
réponse en fréquence;
itérative convergente;
Utilisation de l’autoréglage, description des principes sous-jacents et de ses limites;
Prédiction par logiciel du comportement d’un système en boucle fermée à partir des tests en boucle ouverte.43H - Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.2 Déterminer les stratégies de contrôle-commande à utiliser.

(Théorie : 10 heures)
(Laboratoire : 6 heures)

2.1 Interprétation juste de la documentation technique.
2.2 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.3 Analyse juste du niveau d’intégration de la production.
2.4 Analyse juste des caractéristiques des systèmes de contrôle-commande.
2.5 Prise en considération des exigences liées à la sécurité.
2.6 Prise en considération de la compétence du personnel en place et du soutien technique exigé.
2.7 Prise en considération des exigences d’entretien du système de contrôle-commande.
2.8 Clarté des croquis et des schémas.
2.9 Choix judicieux et justifié des stratégies de contrôle-commande.
2.10 Respect des contraintes budgétaires.Analyse et choix judicieux d’une stratégie de régulation avancée :
régulation en cascade;
système prédictif;
rapport de variables;
Analyse et choix judicieux d’une stratégie d’asservissement de position ou de vitesse de faible puissance;
Analyse comparée des performances d’une stratégie régulation classique PID avec une stratégie plus évoluée;
Comparaison des types de régulateurs PID :
idéal,
série,
parallèle;
Présentation sommaire du concept de logique floue.3 Déterminer les besoins matériels.

(Théorie : 3 heures)
(Laboratoire : 2 heures)

3.1 Interprétation juste de la documentation technique.
3.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
3.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
3.4 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
3.5 Choix judicieux et justifié du matériel de distribution électrique.
3.6 Choix judicieux et justifié des parties commande, des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
3.7 Respect des contraintes budgétaires.Choix judicieux d’un système d’asservissement de vitesse et de position :
entraînement de moteur pas à pas;
entraînement de servomoteur ou robot;
encodeur de position;
capteur de vitesse;
Choix judicieux d’un système de régulation avancé :
transmetteur,
régulateur,
actionneur.4 Développer des programmes de contrôle-commande.

(Théorie : 6 heures)
(Laboratoire : 4 heures)

4.1 Interprétation juste de la documentation technique.
4.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
4.3 Utilisation appropriée des outils de développement de programmes.
4.4 Simulation correcte du fonctionnement des programmes.
4.5 Respect des normes de programmation.
4.6 Documentation correcte des programmes.
4.7 Conformité des programmes avec les stratégies de contrôle-commande.Mise au point des programmes contrôlant des séquences de mouvements produits par des entraînements de servomoteurs ou de moteurs pas à pas, dont la position, la vitesse et l’accélération sont asservies;
Programmation de la durée ou du nombre de pas nécessaires à un déplacement;
Programmation des rampes d’accélération et de décélération nécessaires pour obtenir les vitesses de déplacement désirées;
Programmation d’une séquence de manipulation robotisée.
Démarche pédagogique
Les concepts, les méthodes et les dispositifs qui sont abordés dans ce cours pourraient faire l’objet de développements très poussés et d’une grande complexité, qui sont à éviter. C’est pourquoi on privilégiera l’approche systémique appuyée par des exemples de problèmes concrets, des mises en situation, et des manipulations significatives effectuées sur des systèmes représentatifs de la réalité industrielle. On présentera d’abord une vue d’ensemble du système. On décrira les liens fonctionnels entre les différentes parties à l’aide de schémas synoptiques. On élaguera toute source de complexité non nécessaire.

En classe, on présentera la problématique en insistant sur les méthodes de résolution de problème tout en simulant un contexte de réalisation industriel plausible. On utilisera un logiciel de simulation comme Expertune ou SimulPID sur un modèle de procédé limité au premier ordre. On évitera les longs développements mathématiques. On favorisera la réalisation de démonstrations pratiques.

On permettra le travail en équipe de deux en laboratoire, tout en s’assurant de la participation de chacun des coéquipiers. On exigera que les laboratoires soient préparés par écrit. On fera réaliser divers schémas aux élèves On utilisera une partie des heures de théorie pour décrire les manipulations et les résultats attendus du laboratoire. On pourra vérifier l’acquisition des compétences pratiques par des tests de laboratoires basés sur des mises en situation concrètes qui pourraient se vivre en industrie. Des rapports de laboratoire pourront stimuler une réflexion approfondie sur les résultats et sur la démarche. On exigera de la rigueur et de la minutie dans les branchements car les équipements utilisés sont sensibles et coûteux.


Évaluation finale
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Interpréter le modèle du premier ordre d’un procédé simple;
Comparer des stratégies évoluées de commande de procédés continus;
Régler correctement des boucles de contrôle de procédés continus en utilisant des méthodes appropriées :
la régulation en cascade,
la régulation de rapport;
la régulation prédictive (feed foward);
Régler les paramètres PID d’un régulateur en utilisant les méthodes suivantes :
Ziegler-Nichols en boucle fermée;
Ziegler-Nichols en boucle ouverte;
Réponse en fréquence à l’aide d’un logiciel;
Utiliser des fonctions avancées des régulateurs industriels et généraliser leur emploi :
définition d’alarmes;
configuration d’un filtre d’entrée;
retour à des valeurs par défaut en cas de panne de secteur;
autoréglage et préréglage;
consigne à distance;
consignes multiples;
entrées numériques;
Configurer les éléments d’une boucle de régulation;
Paramétrer la fonction PID d’un automate programmable;
Brancher les constituants de boucles de régulation en cascade;
Dessiner des schémas blocs, des schémas ISA, et des schémas de branchement;
Indiquer et corriger les causes d’instabilité en boucle fermée;
Déterminer les paramètres d’un régulateur à partir de la marge de phase et de la marge de gain;
Définir correctement les variables couple, position, vitesse, accélération et puissance;
Programmer, paramétrer et simuler des séquences de mouvements simples utilisant des robots ou des modules de positionnement;
Caractériser les entraînements à base de servomoteurs et de moteurs pas à pas et analyser leurs performances;
Brancher des systèmes de contrôle de positionnement;
Interpréter les fiches techniques des systèmes de positionnement;
Prédire grossièrement et mesurer correctement l’effet d’un changement de paramètre sur les critères de performance;
Étalonner précisément les capteurs de positionnement, de vitesse et de débit;
Voici une liste partielle des critères généraux d’évaluation :
La fonctionnalité des montages et leur conformité aux plans et devis;
La validité et la précision des calculs, des mesures et des réglages;
La justesse et la pertinence des réponses aux questions;
L’achèvement des travaux dans des temps raisonnables;
La qualité de la langue écrite et orale;
Le professionnalisme.

Médiagraphie

Les classiques
RUEL, Michel. Introduction à l'instrumentation et à la régulation de procédé, Lévis, M. Ruel, 1993, 584 p. TJ213R835 1993.
RUEL, Michel. Instruments d’analyse d’usage industriel, Sainte-Foy, Qc, Editions Griffon d’Argile inc., 1988, 462 p. TS156.8R834 1987
RUEL, Michel. Réponses en fréquence en régulation, Lévis, M. Ruel, 1993, 527 p. TJ213R838 1992
RUEL, Michel. Régulation de procédé, 2e éd., Lévis, Qc, M. Ruel, 1992, 472 p. TJ213R837 1992.
RUEL, Michel, Introduction à la logique floue, Lévis, Qc, M. Ruel, 1993, 170 p.
CÔTÉ, Marc. La sélection des vannes de contrôle, St-Nicolas, Qc, Marc Côté, 323 p.
BSATA, Abdalla. Instrumentation et automation dans le contrôle des procédés, 2e éd., Sainte-Foy, Qc., Les Éditions Le Griffon d’Argile, 1994, 855 p.
BATESON, Robert N. Introduction to control system technology, 3e éd., Toronto, Merrill Publishing Company, 1989, 693 p. TJ213B384 1989.
WILDI, Théodore. Électrotechnique, 3e édition, Québec, Les presse de l’Université Laval, ©2000, 1161 p., ISBN 2-7637-7593-4.
PIGERON, B., H. Mullot, A. Chaix et al. Boucles de régulation, Étude et mise au point, 3e éd., Arles, France, Bhaly Autoédition, 1996, 347 p.



Suggérés par M. Ruel
ISA, Instruments Symbols and Identification, S5.1, Research Triangle Park, North Carolina, Instrument Society of America, 1988, 64 p.
ISA, Graphic Symbols for Process Displays, S5.5, Research Triangle Park, North Carolina, Instrument Society of America, 1986, 44 p.
MCMILLAN, Gregory K. Tuning and Control Loop Performance, 2e édition, Research Triangle Park, North Carolina, ISA publication, 1990, 355 p.
CORRIPIO, Armando B. Tuning of Industrial Control System, Research Triangle Park, North Carolina, Instrument Society of America, 1990, 281 p.
ASTROM, K. J. et T. Hagglund. Automatic Tuning of PID Controlers, Research Triangle Park, North Carolina, Instrument Society of America, 1988, 146 p. TJ223P55A872 1988
ANDERSON, Norman A. Instrumentation for Process Measurement and Control, 3e éd., Radnor, Pensylvania, Chilton Book Company, 1980, 498 p. TS156.8A524 1980.
BARNEY, George C. Intelligent Instrumentation, 2e éd., U.K., Prentice Hall International, 1988, 459 p.
GILLE, Jean-Charles, P. DeCaulne et M. Pélegrin. Dynamique de la commande linéaire, 5e édition, Paris, Dunod, 1973, 478 p.
MOORE, Ralph L. Measurements Fundamentals, Vol. 1 et 2, 3e éd., Research Triangle Park, North Carolina, Instrument Society of America, 1982, 180 p. et 115 p.
SMITH, Ernest. Principles of Industrial Measurement for Control Application, Research Triangle Park, North Carolina, Instrument Society of America, 1984, 437 p.
SPITZER, David W. The Application or Variable Speed Drives, Research Triangle Park, North Carolina, Instrument Society of America, 1987, 196 p.
Autres
VALANCE. Le Carnet du régleur, 11e éd., Éditions Valance, 2004, 344 p. ISBN :2905057106
GROUT, Michel. Instrumentation industrielle : Spécification et installation des capteurs et des vannes de régulation, Paris, Dunod, 2002, 544 p. ISBN :2100057316.
Bühler, Hansruedi. Conception de systèmes automatiques, Lausanne, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, 1988, 558 p. TK145T724.
BORNE, Pierre et Mekki Ksouri. Régulation industrielle - Problèmes résolus, Paris, Editions Technip, 1997, 248 pages, 213 figures, 63 tableaux ISBN : 2710807149.
BORNE, Pierre et al. Analyse et régulation des processus industriels, Tome 1 : Régulation continue, 1993, 504 p., 429 fig., 20 tabl.; Tome 2 : Régulation numérique, 320 p., 207 fig., 17 tabl.; Paris, Editions Technip.
OGATA, Katsuhiko. Modern Control Engineering, 4e éd., Prentice Hall, 2001, 970 p. ISBN: 0130609072.
DORF, Richard C. et Robert H Bishop. Modern Control Systems, 10e éd., Prentice Hall, 2004, 912 p. ISBN: 0131457330.
BOILLOT, Elisabeth. Asservissements et régulations continus, 2 Tomes, Collection Sciences et Technologies, Tome 1 : Édition 2000, 216 pages - 168 figures, 3 tableaux; Tome 2 : Edition 2002, 240 pages - 73 figures, Paris, Editions Technip, ISBN 2710807823, ISBN 2710808226.

Moteurs pas à pas
OQYIC, Patrice. Moteurs pas-à-pas et PC, 2e éd., Editions techniques et scientifiques françaises (ETSF), 2004, 174 p. ISBN : 2-10-007174-2.
KENJO, Takashi. Stepping motors and their microprocessor controls, Oxford, Angleterre, Clarendon Press, 1983, 244 p. TK2785K468 1983
MAYÉ, Pierre. Moteurs Electriques pour la Robotique, Paris, Dunod, 2000, 278 p.
JUFER, Marcel. Traité d’électricité – Volume IX – Transducteurs électromécaniques, 2e éd., École polytechnique fédérale de Lauzanne, St-Saphorin, Suisse, Éditions Georgi, 1979, 307 p. TK145T724 V.9
SALEEM, M.M. et M.S. A Smart Technique for Micro-Stepping using Modern Digital Systems, Acta press, 2004.

Disponibles à la bibliothèque
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GUYENOT, P. et T. Hans. Régulation et asservissement : éléments de cours, problèmes résolus, 3e éd., Paris, Eyrolles, 1990, 180 p. TJ213G897 1990.
SELL, Nancy J. Process control fundamentals for the pulp and paper industry, Atlanta, TAPPI Press, 1995, 612 p. TS1109S446 1995.
BORNE, Pierre et al. Commande et optimisation des processus, Paris, Technip, 1990, 303 p. TJ213C655 1990.
PARR, E. A. Industrial control handbook, Vol. 1,2 et 3, New York, Industrial Press, 1987, v.1. Transducers; v.2. Techniques; v.3. Theory and applications. TS156.8P374 1987.
MURRILL, Paul W. Application concepts of process control, Research Triangle Park, Car. du N., Instrument Society of America., 1988, 287 p. TS156.8M872 1988.
ASTRÖM, Karl Johan et Tore Hagglund. Automatic tunning of PID controllers, Research Triangle Park, Car. du N., Instrument Society of America, 1988, 141 p. TJ223P55A872 1988.
CROSNIER, André et al. Ingénierie de la commande des systèmes : techniques de base, Paris, Ellipses-Marketing, 2001, 251 p. TJ213I533 2001.


Logique floue
SCHOLTEN, Henk. Logique floue et régulation PID, théorie et pratique de la régulation active avec interfaces à réaliser soi-même et programmes d'expérimentation : fuzzy, mode d'emploi, Nieppe, France, Publitronic, 1994, 246 p. TJ223P55 S36714 1994.
RUEL, Michel, Introduction à la logique floue, Lévis, Qc, M. Ruel, 1993, 170 p.

Servo
OMRON. OMNUC W AC servomotors / servo drivers user’s manual, Mishima-city, Japon, Omron corporation, © 2000, 6 chp. cat no. 1531-E1-1.
OMRON. SYSMAC C200HW-NC113/NC213/NC413 position control unit operation manual, rev. 2000, Mishima-city, Japon, Omron corporation, © 1997, 11 chp. cat no. W334-E1-3.
LACROUX, G. Les actionneurs électriques pour la robotique et les asservissements, Paris, Technique et documentation-Lavoisier, 1985, 247 p. TJ214L337.
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DOTE, Yasuhiko. Servo Motor and Motion Control: Using Digital Signal Processors, Book and Disk, Prentice Hall and Texas Instruments Digital Signal Processing Series, Prentice Hall, 1990, 282 p. ISBN: 0138070253.
HANSELMAN, Duane C. Brushless Permanent Magnet Motor Design, 2e éd., The Writers' Collective, 2003, 392 p. ISBN: 1932133631.
MORETON, Peter. Industrial Brushless Servomotors, Newnes, 1999, 208 p. ISBN: 0750639318.
HENDERSHOT, J. R. et T. J. E. Miller. Design of Brushless Permanent-Magnet Motors, Monographs in Electrical and Electronic Engineering, 37, Magna Physics Pub, 1994, 536 p. ISBN: 1881855031.

Robotique

Lallemand, Jean-Paul, Zeghloul, Saïd. Robotique, Paris, Masson, 1994, 312 p. TJ211.L347 1994.
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BERGE, James M. Automating the welding process, New York, Industrial Press , 1994, 198 p. TS227.2.B472 1994.
MAYÉ, Pierre. Moteurs électriques pour la robotique, 2e éd., Paris, Dunod, 2006, 285 p. ISBN: 2100495771.
Predko, Myke. Programming robot controllers, Toronto, McGraw-Hill, 2003, 456 p. + 1 cdrom, ISBN 0-07-141098-8.
LUNT, Karl, Build your own robot!, Natick, Mass., A K Peters , 2000, 574 p. ISBN 1-56881-102-0.
Giralt, Georges, La robotique un exposé pour comprendre, un essai pour réfléchir, Paris, Flammarion , 1997, 125 p. ISBN 2-08-035499-X.
LIEGEOIS, Pascal. La robotique à la portée de tous : Ludique, simple, évolutive, Paris Dunod, 2006, 115 p. ISBN: 2100483498.
Khalil, Wisama. Modélisation identification et commande des robots, 2e éd., Hermes Sciences Publicat., 1999, 495 p. ISBN: 2746200031.
JONES, Joe, Daniel ROTH. Robot Programming : A Practical Guide to Behavior-Based Robotics, McGraw-Hill/TAB Electronics, 2003, 288 p. ISBN: 0071427783.
PIRES J. Norberto, Altino Loureiro et Gunnar Bolmsjö. Welding Robots: Technology, System Issues and Application,


Cd-rom
COLIBRI, Colibri est un outil pédagogique permettant à l’utilisateur de maîtriser rapidement le réglage de boucles PID. Ce logiciel didactique réalise la simulation de boucles de régulation simple, cascade ou avec prise en tendance sur différents types de procédés. Famille AKIRA, IRA,  HYPERLINK "http://www.poleira.com/" http://www.poleira.com/

Sites web
HYPERLINK "http://www.compumotor.com/"Compumotor.com CD disponible intéressant, logiciel pour choisir un moteur.
 HYPERLINK "http://www.Idcmotion.com" Idcmotion.com Idem plus table linéaire, cylindre électrique, réducteur de vitesse, Notes d’application.
 HYPERLINK "http://omron.com/" Omron.ca Servo moteur ca et drive. automate programmable, régulateur PID,
 HYPERLINK "http://www.poleira.com/" http://www.poleira.com/ Institut de régulation et automation, formation dans le domaine du contrôle commande, pays d’Arles.
 HYPERLINK "http://www.galilmc.com" http://www.galilmc.com Galil motion control.
 HYPERLINK "http://www.a-m-c.com/" http://www.a-m-c.com/ Advanced motion control.
 HYPERLINK "http://www.controltechniques.com/index.asp" http://www.controltechniques.com/index.asp control techniques.
 HYPERLINK "http://www.baumueller.com/" http://www.baumueller.com/ Baumüeller, servomoteurs et variateurs
 HYPERLINK "http://www.tolomatic.com/" http://www.tolomatic.com/ Axidyne motion control.
 HYPERLINK "http://www.w-m-c.de/" http://www.w-m-c.de/ Wittenstein motion control.
 HYPERLINK "http://www.boschrexroth.com/corporate/en/index.jsp" http://www.boschrexroth.com/corporate/en/index.jsp Rexroth Bosch Group.
 HYPERLINK "http://www.abb.com/robotics" http://www.abb.com/robotics ABB manufacturier de robots.
 HYPERLINK "http://www.fanucrobotics.com/" http://www.fanucrobotics.com/ Fanuc manufacturier de robots.










































243-649-SH Projet d’électronique industrielle
Compétences :
434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.
43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.
43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.
43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

Pondération :
0-9-4
4,33 unités

Co-requis : Planifier une installation électrique (243-616-SH) Régulation et asservissement (243-626-SH)
Préalable absolu : Planifier le projet (243-543-SH) Préalable relatif : Production, transport et distribution de l’énergie électrique (243-516-SH) Commande électronique (243-526-SH) Automatismes en réseau (243-536-SH)


CompétenceContexte de réalisation434- Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.

PartielleÀ partir de plans, de schémas et de la documentation technique.
À l’aide du code électrique et de normes d’installation.
À l’aide d’outils manuels et de machines outils.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.43E- Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.

PartielleEn équipe.
À l’aide de diagrammes opérationnels et de plans.
À l’aide d’ordinogrammes et d’autres modes de représentation des programmes.
À l’aide de la documentation des programmes.
À l’aide d’instruments de mesure et de générateurs de signaux.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43G- Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.

PartielleÀ la suite d’un appel de services.
À l’aide de plans, de schémas, de guides de dépannage et de la documentation technique.
À l’aide d’appareillage tel :
instruments de mesure;
générateurs de signaux;
simulateurs de signaux et de charges;
collecteurs de données.
À l’aide d’outils manuels.
À l’aide de logiciels.43H- Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.

PartielleEn collaboration avec des personnes-ressources.
À l’aide de la documentation technique.
A l’aide de logiciels.
A l’aide de simulateurs.
Selon le champ de compétence défini par les lois et les règlements en vigueur.


Note préliminaire
Le cours Projet d’électronique industrielle qui arrive en sixième session est porteur de l’épreuve synthèse du programme de Technologie de l’électronique industrielle. À ce titre, il doit faire la synthèse des trois fils conducteurs du programme soit : la puissance, l’instrumentation et les automatismes. Il consiste à concevoir, installer, dépanner et mettre en service un système de contrôle-commande comprenant des automatismes industriels qui utilisent de l’énergie électrique et qui régulent des procédés.

Sauf dans des cas exceptionnels, le cours Projet d’électronique industrielle doit se faire à la dernière session du cheminement de l’élève. Il est fortement souhaitable que l’élève ait complété tous les cours des sessions précédentes et qu’il soit inscrit à tous ceux de la session d’hiver qui lui reste à compléter au moment où il s’inscrit au cours Projet en électronique industrielle puisque celui-ci représente l’épreuve synthèse de tout le programme. C’est ce qui explique les nombreux préalables de cinquième session et les corequis de sixième session déjà cités.

Le projet d’électronique industrielle se déroule à la session d’hiver, mais il est préparé à la session d’automne dans le cours Planifier le projet où l’on exécutera les étapes préliminaires de conception et de planification les plus urgentes requises pour débuter le projet et le mener à terme dans le temps imparti. Cet arrangement permet entre autre à l’élève, de profiter d’une période plus longue pour commander le matériel, de faire la recherche documentaire, de dresser l’échéancier et de faire les essais préliminaires établissant la faisabilité et les stratégies de contrôle retenues. Le cours Planifier le projet est donc préalable absolu au cours Projet d’électronique industrielle.

Ainsi, lorsque débute le projet à l’hiver, le sujet est déjà choisi, le cahier des charges est normalement complété, l’échéancier est dressé, des grafcets et des schémas de principe ont été produits et les études préliminaires menées ont été présentées au groupe ainsi qu’aux professeurs.

Les autres cours de sixième session peuvent apporter une contribution à certaines parties de certains projets, dans la mesure où un échéancier raisonnable peut être prévu pour arrimer l’achèvement de ces parties au moment où les matières correspondantes sont traitées dans ces cours. Cet arrimage, si nécessaire, doit être prévu formellement dans l’échéancier dès le début du projet, lors de l’élaboration du cahier des charges à la cinquième session.
Le cours Projet d’électronique industrielle est d’une importance centrale dans le programme d’électronique industrielle. Les autres cours servent en quelque sorte à le préparer. Il se veut une réplique la plus fidèle possible de projets d’automatisation industrielle, en ce qui concerne tant les objets sur lesquels il porte, la méthode de mise en oeuvre et le en contexte de réalisation qui doit être simulé en vu d’imiter des contraintes industrielles.

Bien sûr, les projets renforcent les habilités d’analyse et de synthèse ainsi que les habiletés de communication. Plus spécifiquement les projets retenus pourront stimuler la curiosité et l’imagination. Ils favoriseront l’esprit d’initiative, l’autonomie, la persistance et la minutie dans l’accomplissement. Ils permettront de développer l’esprit d’équipe à travers des approches efficaces dans l’organisation du travail. Finalement, le projet sert de ciment pour lier et renforcer les diverses compétences que l’élève aura acquises au cours des sessions précédentes.

Le projet d’électronique industrielle nécessite la rédaction de rapports substantiels et des présentations orales devant les autres élèves, devant les professeurs et devant le grand public lors d’une exposition. À ce sujet, le cours de formation générale propre en français, Langue et communication, qui arrive à la même session et qui porte sur la production de discours oraux et écrits, pourra contribuer à l’élévation de la qualité de ces productions.



Éléments de compétencesCritères de performancesContenu–activités d’apprentissage434 - Installer des appareils dans un système de contrôle-commande.1 Assembler le panneau de contrôle-commande.

(8 heures)
1.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
1.2 Sélection des composants appropriés.
1.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
1.4 Identification correcte des composants et des câbles.
1.5 Positionnement précis des composants.
1.6 Interconnections conformes aux plans.
1.7 Fixation correcte du panneau de contrôle-commande.
1.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
1.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
1.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Fixation des composants, des boîtiers, des borniers, des rails et des goulottes;
Respect du schéma de disposition;
Câblage méthodique;
Identification des composants, des conducteurs, des borniers et des câbles;
Mise à la terre des masses.2 Procéder à l’installation des alimentations électrique, pneumatique et hydraulique.

(8 heures)
2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Sélection des composants appropriés.
2.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
2.4 Fixation et raccord correcte des câbles et des conduites de fluides.
2.5 Identification correcte des câbles et des conduites de fluides.
2.6 Conduction et isolation des câbles et des raccords électriques.
2.7 Étanchéité des conduites et des raccords pneumatique et hydraulique.
2.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
2.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
2.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Sélection, fixation et raccord des blocs d’alimentation;
Sélection appropriée et installation des câbles électriques, des conduits pneumatiques et hydrauliques;
Respect du courant admissible des câbles et des conducteurs électriques;
Respect des pressions et des débits admissibles des conduites;
Installation des systèmes de sécurité et d’arrêt d’urgence;
Branchement de la mise à la terre conforme aux normes;3 Procéder à l’installation des protections électriques.

(3 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Sélection des éléments de protection appropriés.
3.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
3.4 Fixation correcte des éléments de protection électrique.
3.5 Raccord correct des câbles.
3.6 Identification correcte des câbles et des éléments de protection électrique.
3.7 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
3.8 Respect du code électrique et des normes d’installation.
3.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Choix et installation des fusibles, des disjoncteurs, des relais de surcharge et de surintensité conforme au code de l’électricité et assurant la sélectivité;
Installation de parasurtenseurs;
Estimation juste de la charge raccordée;
Prise en compte des particularités des équipements à protéger et des contraintes environnementales;
Estimation des courants d’appels des transformateurs et des courants de démarrage des moteurs;4 Procéder à l’installation des éléments de la chaîne de mesure.

(6 heures)
4.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
4.2 Sélection des capteurs et des transmetteurs appropriés.
4.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
4.4 Positionnement et fixation corrects des capteurs et des transmetteurs.
4.5 Raccordement correct des capteurs et des transmetteurs aux alimentations électriques et pneumatiques.
4.6 Raccordement correct des câbles de communication et de contrôle.
4.7 Identification correcte des capteurs et des transmetteurs.
4.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
4.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
4.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Sélection appropriée et fixation solide des capteurs des transmetteurs;
Choix des types de câbles et des méthodes de câblage assurant l’immunité au bruit;
Interprétation juste du schéma d’interfaçage des capteurs et des transmetteurs avec les contrôleurs et les automates programmables;
Branchement méthodique et conforme aux normes;
Ajustement précis de la position des capteurs;
Identification précise des capteurs, des transmetteurs, des câbles et des borniers;
Distinction des dispositifs source et « sink »;5 Procéder à l’installation des éléments finals de contrôle.

(6 heures)
5.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
5.2 Sélection des convertisseurs et des actionneurs appropriés.
5.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
5.4 Positionnement et fixation corrects des convertisseurs et des actionneurs.
5.5 Raccordement correct des alimentations électriques, pneumatiques et hydrauliques.
5.6 Raccordement correct des câbles de communication et de contrôle.
5.7 Identification correcte des convertisseurs et des actionneurs.
5.8 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
5.9 Respect du code électrique et des normes d’installation.
5.10 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Choix des moteurs et des autres actionneurs, de leur type, de leurs caractéristiques, et de leurs valeurs assignées en correspondance avec la charge;
Installation et alignement des distributeurs, des vérins, des valves et des moteurs;
Installation des équipements de commande de la force motrice;
Fixation solide des convertisseurs et des actionneurs;
Branchement méthodique des circuits de contrôle;
Identification précise des convertisseurs, des actionneurs, des borniers et des câbles;
Installation de démarreurs et/ou d’entraînements électroniques de moteurs;
Détermination des courants admissibles des conducteurs;6 Procéder à l’installation de cartes et de modules d’extension.

(3 heures)
6.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
6.2 Sélection des cartes et modules appropriés.
6.3 Choix et utilisation appropriés des outils.
6.4 Configuration correcte des cartes et des modules.
6.5 Insertion et branchement correct des cartes et des modules.
6.6 Utilisation d’une méthode de vérification appropriée.
6.7 Respect des normes d’installation.Sélection, installation et configuration des modules de commande et des cartes d’extension;
Insertion soignée des cartes d’automate programmable;
Branchement méthodique des modules et des cartes;7 Consigner l’information.

(6 heures)
7.1 Notation claire et exhaustive du travail effectué.
7.2 Mise à jour correcte des plans.Dessin des schémas de branchement, de disposition et d’assemblage;
Mise à jour des plans et de la liste de matériel en conformité avec le montage réel;
Description des procédures de montage, de démontage, d’accès;
Identification unique et cohérente de tous les éléments;43E - Participer à la mise en service d’un système de contrôle-commande.1 Préparer la mise en route.

(1 heure)
1.1 Interprétation juste du plan d’urgence.
1.2 Interprétation juste des diagrammes opérationnels et des plans.
1.3 Consultation appropriée des corps de métier et du personnel de production.
1.4 Vérification et dégagement de l’espace de travail.
1.5 Application correcte des procédures de verrouillage.
1.6 Planification correcte du travail à effectuer.Planification écrite d’une procédure de mise en route méthodique et sécuritaire;
Verrouillage, blocage et étiquetage systématique de toutes les sources d’énergie dangereuses;
Obtention des permissions et transmission des avertissements d’usage;
Délimitation et dégagement du périmètre de sécurité;
Respect de la séquence prévue des opérations;
Port des équipements de protection personnelle;2 Effectuer des tests hors tension.

(6 heures)
2.1 Interprétation juste des plans.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure et des générateurs de signaux.
2.3 Vérification appropriée de l’emplacement et de l’identification des câbles, des conduites et des appareils du système de contrôle-commande.
2.4 Mesure correcte de la conduction et de l’isolation des câbles.
2.5 Vérification appropriée des composants électromécaniques et des dispositifs de sécurité.
2.6 Pertinence des corrections effectuées.
2.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification d’usage sur réception du matériel neuf;
Vérification individuelle de tous les équipements constituant le projet;
Vérification des branchements et de la mise à la terre en conformité avec les plans;
Vérification de la liberté de mouvement des actionneurs;
Vérification des dispositifs de protection et de leur agencement;3 Mettre en service la partie commande.

(6 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des ordinogrammes et de la documentation des programmes.
3.2 Vérification appropriée des signaux et des alimentations très basse tension.
3.3 Vérification appropriée du fonctionnement des réseaux.
3.4 Vérification appropriée du fonctionnement des interfaces opérateurs.
3.5 Conduite correcte de la partie commande en mode manuel.
3.6 Vérification appropriée du fonctionnement de la partie commande en mode de marche normal.
3.7 Vérification appropriée du fonctionnement des séquences d’arrêt d’urgence.
3.8 Pertinence des corrections effectuées.Vérification des alimentations, des signaux de mesure et de commande, des communications réseau et de l’interface opérateur;
Vérification locale en manuel de tous les actionneurs;
Vérification en manuel de la détection des capteurs de proximité et des interrupteurs de fin de corse;
Vérification des modes, des options et des configurations;
Vérification des consignes, des afficheurs et des indicateurs;
Vérification des séquences de démarrage, d’arrêt normal et de l’arrêt d’urgence;4 Procéder au démarrage du système de contrôle-commande.

(6 heures)
4.1 Application correcte de la procédure de mise sous charge.
4.2 Vérification appropriée de fuites dans les conduites de fluide.
4.3 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance.
4.4 Vérification appropriée des circuits de protection électrique et des dispositifs de sécurité.
4.5 Vérification appropriée du système de sauvegarde et de recouvrement.
4.6 Pertinence des corrections effectuées.
4.7 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Mesure des caractéristiques en charge des actionneurs;
Vérification de la pression des fluides;
Retrait des dispositifs de verrouillage;
Conduite du système en mode normal;
Vérification du déroulement des séquences d’opération;
Vérification des modes de marche;5 Optimiser le fonctionnement du procédé.

(6 heures)
5.1 Analyse juste du fonctionnement du procédé en mode de marche normal.
5.2 Pertinence et précision des modifications apportées aux programmes.
5.3 Pertinence et précision des réglages effectués sur le système de contrôle-commande.
5.4 Pertinence et précision des réglages effectués sur les protections électriques.Optimisation de la vitesse des vérins;
Optimisation des temps de d’accélération et d’arrêt des moteurs;
Optimisation des paramètres de régulation P, I, D et de la valeur de soutien;
Amélioration du temps de réponse, de l’erreur finale et de la stabilité;
Réglage fin de la position des capteurs;6 Compléter la documentation.

(3 heures)
6.1 Description claire des problèmes rencontrés et des solutions apportées.
6.2 Correction appropriée des plans.
6.3 Rédaction claire des consignes de fonctionnement.
6.4 Utilisation du vocabulaire appropriée.Maintien de l’échéancier à jour;
Consignation les données et les performances mesurées lors des essais par écrit dans le journal de bord;
Mise à jour des plans en fonction des modifications apportées;7 Former du personnel.

(2 heures)
7.1 Pertinence de l’information donnée au personnel de production et au personnel d’entretien.
7.2 Réalisation d’exercices pratiques appropriés.
7.3 Clarté des propos.
7.4 Manifestation d’attitudes et de comportements d’écoute.Explication de son projet à des néophytes et à des gens qualifiés lors d’une exposition au grand public;
Présentation orale de son projet aux professeurs et aux autres élèves;
Formation de ses coéquipiers sur les éléments qui ont été développés individuellement;43G - Effectuer le dépannage d’un système de contrôle-commande.1 Recueillir l’information sur la défectuosité et l’analyser.

(6 heures)
1.1 Interprétation juste de l’appel de service.
1.2 Collaboration appropriée avec le personnel de production et d’entretien.
1.3 Utilisation appropriée de l’historique des pannes.
1.4 Détermination correcte des urgences et des priorités.Reconnaissance de la modularité du système;
Observation attentive du comportement du système;
Prise de mesure précise et pertinente;
Utilisation judicieuse des instruments communs et spécialisés;
Relevé des informations dans les manuels et sur les plaques signalétiques;
Consignation par écrit des faits, des mesures et des symptômes dans le journal de bord;2 Diagnostiquer le problème de fonctionnement.

(12 heures)
2.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
2.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure.
2.3 Vérification appropriée de l’état des composants.
2.4 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.5 Vérification appropriée du fonctionnement de l’équipement de puissance, de la partie commande, des appareils de la chaîne de mesure, des éléments finals de contrôle et des réseaux.
2.6 Utilisation appropriée du guide de dépannage.
2.7 Utilisation appropriée des commandes de dépannage des logiciels.
2.8 Détermination correcte de la nature et de la cause du problème de fonctionnement.
2.9 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Vérification systématique des alimentations et des dispositifs de protection;
Observation fine et identification des conditions suspectes;
Analyse et vérification des relations causales des signaux d’entrée à sortie;
Identification des signaux manquants et production provisoire de ceux-ci.
Comparaison des mesures avec des valeurs assignées ou estimées par calcul;
Identification des modes de couplage des parasites et minimisation des perturbations;
Suivi des opérations de dépannage conforme à la charte de dépannage éventuellement fournie;
Interprétation judicieuse des symptômes;
Isolation méthodique du composant ou du module en défaut;
Diagnostic rapide par substitution;
Interprétation juste des grafcets, des tables de vérité des équations booléennes et des langages;
Vérification méthodique de programmes en utilisant des outils de simulation et de débogage;3 Remplacer les composants ou les appareils défectueux.

(3 heures)
3.1 Interprétation juste des plans, des schémas et de la documentation technique.
3.2 Choix des composants ou des appareils appropriés.
3.3 Choix et utilisation approprié des outils.
3.4 Installation correcte des composants ou des appareils.
3.5 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Détermination des caractéristiques de composants équivalents;
Remplacement des composants d’une alimentation, des organes de mesure, de consigne, de commande, des capteurs, des transmetteurs, des actionneurs, des voyants, des afficheurs, des cartes électroniques etc.;
Minimisation des grandeurs d’influence, et des causes usuelles de perturbation;
Détermination des causes profondes de l’endommagement et mesures préventives contre les récidives;4 Faire les réglages nécessaires.

(10 heures)
4.1 Interprétation juste des plans et de la documentation technique.
4.2 Choix et utilisation appropriés des instruments de mesure et des outils.
4.3 Pertinence et précision des réglages effectués sur les appareils de la chaîne de mesure et les éléments finals de contrôle.
4.4 Pertinence des modifications apportées aux programmes et à la configuration des réseaux.
4.5 Utilisation appropriée des logiciels.
4.6 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Modification des réglages, des modes, des options, des consignes et des paramètres;
Modifications pertinentes aux programmes et à l’interface opérateur;
Réglages des capteurs et des actionneurs;
Étalonnage des transmetteurs;
Réglage des paramètres des boucles de régulation;
Configuration fonctionnelle des réseaux;5 Remettre en service le système de contrôle-commande.

(3 heures)
5.1 Application correcte de la procédure de démarrage.
5.2 Vérification appropriée du fonctionnement du procédé.
5.3 Pertinence des directives données au personnel de production.
5.4 Respect des règles sur la santé et la sécurité au travail.Voir compétence 43E ci-haut;6 Faire le suivi du dépannage.

(1 heure)
6.1 Mise à jour correcte de l’historique des pannes.
6.2 Formulation claire de recommandations visant à prévenir la récurrence des pannes.
6.3 Rédaction du rapport de services conforme aux exigences.Mise à jour de la documentation en fonction des correctifs apportés au projet.
Tenue à jour des plans, du cahier de bord et de l’échéancier;43H - Participer à la conception d’un projet de contrôle-commande.1 Analyser la demande.

(2 heures)
1.1 Relevé des budgets.
1.2 Analyse juste des méthodes de travail en cours dans l’entreprise.
1.3 Détermination correcte des besoins.
1.4 Détermination correcte des normes applicables.
1.5 Planification correcte des étapes de développement du projet.Production et suivi d’un échéancier;
Planification crédible et division équitable des tâches;
Rédaction d’un cahier des charges;
Estimation juste des coûts de réalisation.2 Déterminer les stratégies de contrôle-commande à utiliser.

(2 heures)
2.1 Interprétation juste de la documentation technique.
2.2 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
2.3 Analyse juste du niveau d’intégration de la production.
2.4 Analyse juste des caractéristiques des systèmes de contrôle-commande.
2.5 Prise en considération des exigences liées à la sécurité.
2.6 Prise en considération de la compétence du personnel en place et du soutien technique exigé.
2.7 Prise en considération des exigences d’entretien du système de contrôle-commande.
2.8 Clarté des croquis et des schémas.
2.9 Choix judicieux et justifié des stratégies de contrôle-commande.
2.10 Respect des contraintes budgétaires.Recherche de documentation technique en rapport avec le projet;
Utilisation efficace des différentes sources d’information;
Étude approfondie de la faisabilité du projet;
Élaboration du schéma bloc;
Réalisation des essais de validation des stratégies de contrôle choisies;
Détermination chiffrée des performances escomptées, par des modèles théoriques ou à l’aide de prototypes provisoires;3 Déterminer les besoins matériels.

(6 heures)
3.1 Interprétation juste de la documentation technique.
3.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
3.3 Utilisation appropriée des outils de recherche.
3.4 Utilisation appropriée d’un banc d’essais.
3.5 Choix judicieux et justifié du matériel de distribution électrique.
3.6 Choix judicieux et justifié des parties commande, des appareils de la chaîne de mesure et des éléments finals de contrôle.
3.7 Respect des contraintes budgétaires.Calcul des valeurs assignées des équipements, des appareils et des pièces nécessaires.
Commande des équipements, des appareils et des pièces manquantes pour réaliser le projet.
Production des listes de matériel et des coûts associés;4 Développer des programmes de contrôle-commande.

(9 heures)
4.1 Interprétation juste de la documentation technique.
4.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
4.3 Utilisation appropriée des outils de développement de programmes.
4.4 Simulation correcte du fonctionnement des programmes.
4.5 Respect des normes de programmation.
4.6 Documentation correcte des programmes.
4.7 Conformité des programmes avec les stratégies de contrôle-commande.Élaboration des grafcets de niveau 1 et 2.
Écriture et mise au point des programmes de contrôle en langage d’automate programmable;
Production des listings documentés;5 Élaborer l’interface opérateur.

(5 heures)
5.1 Interprétation juste de la documentation technique.
5.2 Consultation appropriée de personnes-ressources.
5.3 Analyse juste du fonctionnement du procédé.
5.4 Analyse juste des besoins d’acquisition de données, de visualisation et d’opération du procédé.
5.5 Détermination correcte des éléments constitutifs de l’interface opérateur.
5.6 Programmation correcte de l’interface opérateur.
5.7 Simulation correcte du fonctionnement de l’interface opérateur.Élaboration d’une interface opérateur à l’aide d’un logiciel de supervision;
Configuration et utilisation d’un terminal d’interface opérateur; (Operator Control Station)
Production d’un tableau de correspondance des noms des variables et de leurs adresses;6 Finaliser les plans et les devis et les faire approuver.

(6 heures)
6.1 Liste complète et détaillée du matériel.
6.2 Détermination correcte des étapes de réalisation des travaux.
6.3 Estimation correcte des coûts.
6.4 Utilisation du vocabulaire approprié.
6.5 Clarté des plans et des devis.
6.6 Respect des exigences de présentation.
6.7 Respect des échéances.
6.8 Correction appropriée des plans et des devis.Schémas blocs et schémas de principe;
Schéma synoptique;
Schémas unifilaires;
Schémas de régulation de procédé ISA.
Schémas de disposition;
Schémas de branchement;
Schémas mécaniques, pneumatiques, s’il y a lieu;
Démarche pédagogique
Les projets seront gérés selon un modèle d’entreprise de production industrielle ou de génie conseil. Tout en respectant les contraintes liées aux ressources, au calendrier scolaire et aux capacités des élèves, on encouragera la réalisation de projets en collaboration avec des partenaires industriels. Pour les projets qui ne seront pas l’objet d’une collaboration directe avec l’entreprise, le professeur jouera tour à tour les rôles d’ingénieur, de superviseur, de client, de vérificateur, d’inspecteur etc. Les élèves agiront tour à tour comme responsable de l’équipe et comme exécutant.
Les projets se font en équipe de deux. Lorsque le nombre d’élèves est impair on pourra constituer une équipe de trois ou exceptionnellement réaliser un projet individuel, dans le cas d’une reprise, par exemple. Les tâches doivent être explicitement divisées dans l’échéancier. Chaque élève sera jugé individuellement selon cette division acceptée et formulée dès le début du projet.
Les projets retenus doivent être intégrateurs. Dans la mesure du possible, chaque projet doit comprendre un volet dans chacun des trois fils conducteurs du programme d’électronique industrielle :
La programmation et l’installation d’automatismes;
L’utilisation et le contrôle de l’énergie électrique et de la force motrice;
La régulation d’un procédé continu;
La première étape de la démarche consistera à revoir la planification du projet et à valider les choix qui ont été faits dans le cours Planifier le projet. Il faudra aussi compléter le cahier des charges et dessiner les schémas électriques, pneumatiques et hydrauliques, au besoin.
En tant que responsable, chaque élève devra :
Planifier le travail, l’utilisation des ressources et l’achat du matériel;
Suivre l’évolution du projet et réviser l’échéancier;
Contrôler la qualité du travail;
Assurer le respect des normes de santé et de sécurité;
Relever les difficultés et les analyser;
Suggérer des solutions aux problèmes;
Faire preuve d’initiative;
Tenir un journal de bord;
Communiquer efficacement avec son coéquipier, avec le professeur qui supervise le projet et avec tous les autres intervenants impliqués.
En tant qu’exécutant, chaque élève devra :
Participer activement et avec rigueur à la conception du projet;
Rechercher et interpréter de la documentation technique sur internet ou ailleurs;
Effectuer précisément les essais nécessaires et analyser les résultats avec un bon esprit critique;
Dessiner les schémas, les grafcets et les plans selon les règles de l’art;
Effectuer soigneusement et sécuritairement les montages requis;
Rédiger des programmes bien documentés;
Élaborer l’interface opérateur.
Dépanner méthodiquement le système de contrôle-commande;
Mettre en service le système de façon ordonnée et faire les ajustements finaux avec précision;
Rédiger un manuel d’utilisation et/ou de service complets et bien structurés.
Présenter son projet aux autres élèves, aux professeurs, et au public lors d’une exposition, de façon vivante;
Les professeurs travaillent en équipe. Chaque projet est supervisé par un professeur en particulier qui agit comme tuteur pour cette équipe. Durant la réalisation au jour le jour, tous les professeurs assistent tous les élèves dans tous les projets, à titre de personnes ressources et de premiers répondants en cas de problème. L’équipe de professeurs assure la gestion des ressources matérielles, logicielles et documentaires. Chacun surveille le respect des règles de santé et sécurité;
Le professeur tuteur assiste substantiellement les équipes qui lui sont assignés dans la phase de conception. Il s’assure de la faisabilité et suggère les modifications aux devis et à l’échéancier. Il est responsable du calendrier de l’évaluation continue, ainsi que de l’évaluation fine de la démarche et de la fonctionnalité. Il s’assure de la qualité de la rétroaction et de l’équité dans la division du travail au sein de l’équipe. Il corrige le rapport et évalue les manuels selon des critères prédéfinis. Le professeur observe, questionne et suggère des pistes de solution mais ne dépanne pas le système à la place des élèves.


Évaluation finale
Tant la démarche que la fonctionnalité et la qualité de réalisation sont évaluées. La démarche est évaluée de façon continue tout au long de la session et lors de séances de rétroaction. Certaines productions écrites et certains relevés de la fonctionnalité et de la qualité de réalisation peuvent être notés durant la réalisation. C’est surtout à la fin du projet que l’on jugera de la fonctionnalité et de la qualité globale. Les rapports et les manuels seront évalués vers la fin.
À la fin de ce cours, l’élève devra être en mesure de :
Réinvestir les notions acquises dans les cours précédents et transférer ses connaissances théoriques sur des cas pratiques s’approchant de la réalité industrielle;
Effectuer précisément des essais et des recherches préliminaires nécessaires à la mise en œuvre du projet;
Installer des systèmes électriques et mécaniques selon les règles de l’art;
Dépanner méthodiquement un système contrôle-commande industriel;
Mettre au point et effectuer la mise en service d’un système industriel de contrôle-commande, de façon ordonnée, sécuritaire et efficace;
Énoncer et observer les règles de santé et de sécurité;
Rédiger avec rigueur des manuels techniques de service et d’utilisation d’un système de contrôle-commande industriel;
Présenter un projet technique de façon vivante à un public non averti et le présenter à ses pairs et à des professionnels;
Travailler de façon autonome, responsable et sécuritaire;
Prendre des initiatives et travailler en équipe :
respecter les autres et s’entraider;
entretenir des relations cordiales;
être ponctuel et assidu;
répartir les tâches de façon équitable;
maintenir l’ordre et la propreté;
Prendre toutes les précautions nécessaires pour préserver le bon ordre de marche du matériel qui leur est confié;
Dessiner des schémas soignés et des plans exacts représentant des systèmes électriques et mécaniques;
Programmer de façon structurée un automate et décrire en grafcet des applications de systèmes industriels de contrôle-commande;
Documenter extensivement un programme.
Élaborer une interface opérateur conviviale et efficace d’un système de contrôle-commande industriel.

Les critères généraux d’évaluation sont :
La fonctionnalité et la qualité des montages;
Le niveau d’achèvement des travaux, des plans et devis;
Le professionnalisme;
Le respect des normes, des règlements, de la démarche et des échéanciers;
La qualité des productions écrites et des communications orales;

Épreuve synthèse de programme
Le plan d’évaluation du présent cours constitue l’épreuve synthèse de programme. Sa réussite constitue une condition à la sanction des études de ce programme en conformité avec la politique institutionnelle des apprentissages.

Médiagraphie

Les classiques
WILDI, Théodore. Électrotechnique, 4e édition, Québec, Les presse de l’Université Laval, ©2005, 1215 p., ISBN 2-7637-8185-3, TK145.W542 2005.
CHAMPENOIS, André. Alimentations, thyristors et optoélectronique, Electronique industrielle, Montréal, Éditions du Renouveau pédagogique, 1988, 621 p.
TRUSSART, Louis. L'électronique, Montréal, Éditronique, 2000, 500 p.
RUEL, Michel. Introduction à l'instrumentation et à la régulation de procédé, Lévis, M. Ruel, 1993, 584 p.
FLOYD, Thomas L., Fondements d’électronique, 4e éd. rev., Les éditions Reynald Goulet inc., Repentigny, 2003, 960 p. ISBN : 2-89377-288-9
FLOYD, Thomas L., Systèmes numériques, 7e éd., Les éditions Reynald Goulet inc., Repentigny, 2003, 948 p. ISBN : ISBN : 2-89377-287-0
FLOYD, Thomas L., Électronique composants et systèmes d'application, Les éditions Reynald Goulet inc., Repentigny, 2003, 1054 p. ISBN : 2-89377-171-8

CSA. Code Canadien de l’Électricité, première partie et modifications du Québec, 19è édition, C22.10-04, Toronto, Association canadienne de normalisation (CSA), juin 2002, 597 p., Publié également par la régie du bâtiment du Québec, sous le titre : Code de construction du Québec – Chapitre V, Électricité.

Projets
REIS, Ronald A. et Jacques Raymond. Projets en électrotechnique : conception et fabrication, Repentigny, Qc., Éditions Reynald Goulet, 1996, 464 p. TK7815R456 1996.
REIS, Ronald A. et Jacques Raymond. Projets en électronique : conception et fabrication, Repentigny, Qc., Éditions Reynald Goulet, 1996, 464 p. TK7818R44314 1996.
ROUILLARD, Jean. Création d'un environnement pour le développement de projet en électrotechnique, Sainte-Thérèse, Collège Lionel-Groulx., 1989, 137 p. TK153R682 1989 RD.
ROE, Lionel B. Practical electrical project engineering, Saint-Laurent, Qc., McGraw-Hill., 1978, 347 p. TK151R69
Black & Decker. Les travaux d'électricité : des petites réparations jusqu'aux grands projets, coll. Guide complet du bricoleur, Montréal, Editions de l'Homme, 2001, 302 p. TK9901C65614 2001.
CAZAUBON, Christian, Gino Gramacia et Gérard Massard. Management de projet technique : méthodes et outils, coll. Technosup, Paris, Ellipses-Marketing, 1997, 176 p. T56.8C395 1997.
TUBBS, Stephen P. Electrical Power Projects and Facts, 2e éd., Stephen P. Tubbs,1998, 148 p.
SACRÉ, Régis. Manager efficacement un groupe projet en conception, Paris, Association française de normalisation, 2001, 49 p. TS156.8S225 2001.
BEAUFILS, Gilles Jean-Pierre Bisiaux et Michaël Valleix. Applications industrielles et énergie electrique, Coll. Les métiers de l'electrotechnique, Éditeur : Foucher, 2004, 192 p.



Estimation
SPAIN, Bryan J. D. Spon's Estimating Costs Guide to Electrical Works: Project Costs at a Glance (Spon's Contractors' Handbooks), 2e éd., SPON Press, 2003, 304 p.

Programmable controler
KISSELL, Thomas E. Industrial Electronics: Applications for Programmable Controllers, Instrumentation and Process Control, and Electrical Machines and Motor Controls, 3e éd. Prentice Hall, 2002, 928 p. ISBN: 0130602418

Mise en service
HARRIS, Diane. Start-Up: A Technician's Guide, Research Triangle Park, NC., The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2000, 217 p. ISBN: 1-55617-677-5.

Dépannage
MOSTIA, William L. Troubleshooting: A Technician's Guide, Research Triangle Park, NC., The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2000, 195 p. ISBN: 1-55617-705-4.
MATSUDA, Don. Dépannage en électronique, Repentigny, Éditions Reynald Goulet inc., 1995, 484 p. TK7870.2M372 1995.
LOVEDAY, Georges. Le dépannage des circuits électroniques, 3e éd., Paris, Eyrolles, 1985, 186 p. TK7870L69314 1985.
MAZUR, Glen. Troubleshooting electrical/electronic systems, Alsip, Ill. American Technical Publishers, 1995, 476 p. + 1 Instructor's guide TK7870.2M397 1995.
D’AMATO, Carmine. Dépannage d'appareils et systèmes électroniques, Québec, Les Publications du Québec, 1988, 342 p. QUEBEC E3C6 E43/8025 1988.
D’AMATO, Carmine. Techniques avancées de dépannage, Québec, Les Publications du Québec, 1990, 304 p. QUEBEC E3F59 E44/8035 1990
HAMEL, Marc. Électromécanique de systèmes automatisés : module 32 . Dépannage d'un système automatisé, Sherbrooke, Centre d'élaboration des moyens d'enseignement du Québec, 1994, TJ213H352 1994.
MOSTIA, William L. Troubleshooting : a technician's guide, Research Triangle Park, Car. du N., Instrument Society of America, 2000, 195 p. ISBN : 1-55617-705-4.
DAVIDSON, Homer L. Troubleshooting and repairing consumer electronics, 3e éd., New York, Mc Graw-Hill, 2004, 461 p. ISBN : 0-07-142181-5.


Rapports d’anciens projets



 Tiré de TECHNICIENNE, TECHNICIEN EN ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLE – ÉLECTRODYNAMIQUE - RAPPORT D’ANALYSE DE SITUATION DE TRAVAIL, La formation professionnelle et technique, Gouvernement du Québec, Ministère de l’Éducation, 2000 – 00-0572 - ISBN 2-550-36416-3 et
TECHNICIENNE, TECHNICIEN EN ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLE – INSTRUMENTATION ET AUTOMATISATION- RAPPORT D’ANALYSE DE SITUATION DE TRAVAIL, La formation professionnelle et technique, Gouvernement du Québec, Ministère de l’Éducation, 2000-00-0573 – ISBN 2-550-36418-X

* La section sur la formation générale est extraite du document suivant : Collège de Sherbrooke, Programme d’études en formation générale, février 2002.

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Cégep de Sherbrooke
(TECHNOLOGIE DE L’ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLE



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09- 0437 Équipements de puissance

243-615-SH Qualité de l’alimentation

Session 4

Session 5

























Session 6

Session 2

Session 3

Session 1

A

C

E

201-195-SH Éléments de mathématique tge

203-395-SH Physique mouvement chaleur 3-2-3

201-294-SH Mathématique 2 2-2-2

243-317-SH Électrotechnique 4-3-3

B

243-416-SH Électronique de puissance 3-3-2

243-615-SH Qualité de l’alimentation 3-2-2

243-516-SH Production transport distribution 4-2-3

243-616-SH Planifier une installation électrique 3-3-2

243-649-SH Projet d’électronique industrielle 0-9-4

E

Abs

243-543-SH Planifier le projet 1-2-1

243-44S-SH Stage en électronique industrielle 0-5-0









243-443-SH Santé et sécurité au travail 3-0-1

243-346-SH Installer des systèmes de contrl-commande 2-4-2

243-216-SH Entraînements de machines électriques 3-3-3

243-626-SH Régulation et asservissements 3-3-3

243-526-SH Commande électronique 3-3-3

243-426-SH Réguler un procédé 3-3-3

243-434-SH Commande des actionneurs 2-2-2

243-536-SH Automatismes en réseau 3-3-3

243-236-SH Programmer des automatismes 3-3-2

243-165-SH Fondements de l’électronique numérique 2-3-2

243-156-SH Fondements de l’électronique analogique 3-3-2

B

243-226-SH Électronique 3-3-3

A

243-327-SH Chaîne de mesure 4-3-3

201-195-SH Éléments de Mathématique du génie électrique 3-2-3

243-143-SH Initiation à l’électronique industrielle 1-2-1

C

Tous les préalables sont relatifs sauf indication contraire. L’élève ne peut suivre Planifier le projet sans avoir réussi ou être inscrit aux cours de 5e session qui sont préalables à Projet d’électronique industrielle. L’élève doit compléter tous ses cours de première année avant de suivre ceux de troisième année.

PROGRAMME D’ÉTUDES TECHNIQUES

mai 2007

DIPLÔME D’ÉTUDES COLLÉGIALES

Axe puissance

19- 043H Participer à la conception

17- 043F Entretien préventif d’un sys ctrl-com.

16- 043E Participer à la mise en service

Synthèse

Formation générale

Axe électronique

Axe automatisme

Axe régulation

Commun

02- 042Z Atelier

01- 042Y Profession et milieu du travail EI

03- 0431 Gérer un poste informatique

04- 0432 Produire des plans

07- 0435 Mathématiques

05-0433 Planifier le travail

08- 0436 Signaux basse tension

13- 043B Régler la chaîne de mesure

09- 0437 Équipements de puissance

14- 043C Élément final de contrôle

15- 043D Supervision

13- 043B Régler la chaîne de mesure

12- 043A Programmer

11- 0439 Faire fonctionner des sys ctrl-com.

14- 043C Élément final de contrôle

11- 0439 Faire fonctionner des sys ctrl-com.

10- 0438 Fonctionnement d’un procédé

13- 043B Régler la chaîne de mesure

14- 043C Élément final de contrôle

09- 0437 Équipements de puissance

06- 0434 Installer

18- 043G Dépannage d’un syst. cntrl.-com.

10- 0438 Fonctionnement d’un procédé


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