Programmes du lycée

Réforme du lycée général et technologique

Consultation nationale sur les projets de programmes

Dans le cadre de la réforme du lycée général et technologique, des projets de programmes ont été élaborés pour la classe de première ou pour le cycle terminal, dans la continuité des nouveaux programmes de seconde, publiés au Bulletin officiel spécial n°4 du 29 avril 2010. Par ailleurs, un projet de programme d'éducation civique, juridique et sociale a été élaboré pour la classe de seconde et un programme de français, pour les classes de seconde et de première. Tous ces programmes seront applicables à la rentrée 2011. L'ensemble de ces projets est mis en consultation du lundi 3 mai 2010 au vendredi 28 mai 2010.

Sciences de l'ingénieur cycle terminal S (PDF-146.39 Ko)

email : Sciences de l'ingénieur

BO N°3 du 30 août 2001: Le programme complet au format PDF 56ko

BO N°27 du 27 juin 2002 : Modalité du bac 2003

A Analyse Fonctionnelle

B - Fonctions du produit

C - Principes et comportement

D - Représentation des produits pluritechniques

A1 Le cahier des charges fonctionnel

• Besoin à satisfaire, finalité du produit, contraintes.

• Analyse fonctionnelle externe ou expression fonctionnelle du besoin (étude limitée à la phase d’utilisation du produit) :

  • fonctions de service (fonctions d’usage et fonctions d’estime),

  • frontière de l’étude,

  • caractéristiques des fonctions de service (critères, niveaux et flexibilité).

A.2 L’analyse fonctionnelle interne

• Fonctions techniques associées aux fonctions d’usage.

• Ordonnancement des fonctions (FAST).

• Nature des éléments transformés par le produit (matière, énergie, information).

• Architecture d’une chaîne fonctionnelle ou d’un produit sous forme de schéma-blocs : flux physique, d’énergie et d’information.

B Fonctions du produit

B.11 Les actionneurs

• Fonction globale et caractéristiques d’entrée et de sortie. Effort et vitesse en régime permanent. Espaces de fonctionnement.

• Conditions d’implantation et de mise en œuvre. Pour les solutions constructives électriques :

  • machines asynchrones,

  • machines à courant continu avec et sans balai.

Pour les solutions constructives hydrauliques et pneumatiques : vérins.

B.12 Les circuits de puissance

B.121 L’alimentation en énergie

• Alimentation électrique et pneumatique.

• Alimentation autonome (pile, batterie, accumulateurs).

B.122 La commande de puissance

• Fonction globale, caractéristiques d’entrée et de sortie.

• Sécurité des biens et des personnes. Pour les solutions constructives électriques :

  • commande tout ou rien (contacteur, relais et relais statique),

  • commande par modulation d’énergie (variateur).

Pour les solutions constructives pneumatiques : distributeurs.

B.21 Les liaisons mécaniques : assemblages et guidages

• Mobilité des mécanismes.

• Solutions constructives d’assemblage, éléments standards.

• Conditions et surfaces fonctionnelles, approche qualitative de leur influence sur la précision et la tenue aux efforts : efforts et vitesses admissibles, jeux, rigidités, états de surface, lubrification.

• Adéquation pièce-procédé-matériau. Pour les solutions constructives :

  • Assemblage démontable.

  • Guidage en rotation par glissement et par éléments roulants.

  • Guidage en translation par glissement et par éléments roulants.

B.22 Les composants mécaniques de transmission

• Loi de mouvement : relation entrée-sortie ;

• Puissances d’entrée et de sortie, rendement ;

• Conditions d’installation et de bon fonctionnement.

Pour les solutions constructives suivantes :

B.221 Sans transformation de mouvement

• Sans modification de la vitesse angulaire : accouplement d’arbres, embrayage, limiteur de couple, frein.

• Avec modification de la vitesse angulaire : poulies-courroie, engrenages. Application aux réducteurs et aux boîtes de vitesse.

B.222 Avec transformation de mouvement

• Systèmes vis-écrou et systèmes plans.

B.31 Les capteurs

• Fonction de base et structure fonctionnelle de la chaîne d’acquisition.

• Caractéristiques d’entrée (grandeur à mesurer dans son milieu) et de sortie (donnée fournie).

• Caractéristiques métrologiques (étendue de mesure, sensibilité, résolution, répétabilité).

• Temps de réponse.

• Conditions de montage, réglage. Pour les solutions constructives :

  • détecteurs avec ou sans contact,

  • capteurs de position, de pression, d’effort.

   

B.32 Le conditionnement du signal

• Le signal et son évolution temporelle (chronogramme).

• Principales fonctions de conditionnement de signal (amplification, filtrage, mise en forme, conversion).
  Pour les solutions constructives :

  • détecteurs avec ou sans contact,

  • capteurs de position, de pression, d’effort.

   

B.41 Le système de traitement intégré dans la chaîne d’information

• Fonction de base et caractéristiques des entrées et des sorties de la chaîne d’information.

• Architecture matérielle, contraintes de montage, de connexion et de configuration.

• Pour les solutions constructives :

  • chaîne intégrant un automate programmable industriel (API),

  • chaîne intégrant un système à base de microcontrôleur.

   

B.42 Les systèmes programmables

B.421 Structure fonctionnelle et matérielle

• Fonction de base et caractéristiques des entrées et des sorties du système de traitement de l’information.

• Structure fonctionnelle et architecture matérielle (microprocesseurs, mémoires, bus, cartes d’E/S et coupleurs).

• Caractéristiques de fonctionnement : espace adressable, temps d’exécution.

• Paramètres de configuration pour une application donnée (logiciels et matériels).

B.422 Structure logicielle

• Structure et mise en œuvre de la chaîne de développement (éditeur, compilateur, débogueur).

• Structuration d’un programme d’application (utilisation de modules logiciels réutilisables tels que :

  • fonctions et bloc fonctionnels pour les API,

  • bibliothèques de composants logiciels (pour les microcontrôleurs).

• Pour les solutions constructives :

  • automate programmable industriel (API),

  • systèmes à base de microcontrôleur.

   

B.51 Les périphériques

Dialogue homme-machine :

• saisie d’informations binaires ou numériques,

• affichage d’informations binaires ou numériques,

• modes de transmission série et parallèle (format, paramètres).

• Pour les solutions constructives :

  • périphériques de positionnement d’un pointeur sur un écran, de saisie d’images, de lecture de codes, de saisie de consignes opérateurs ;

  • afficheurs alphanumériques, écrans, imprimantes, traceurs.

  • Stockage des données :

    • par procédé magnétique,

    • par procédé optique. Pour les solutions constructives :
      Périphériques de stockage des données sur disques magnétiques et optiques.

B.52 Les réseaux

• Fonction globale (concept de mise en réseau local et étendu).

• Architecture matérielle (cartes réseau, concentrateurs, câbles, connecteurs, modems).

• Modes d’accès au média et envoi des données sur le réseau (trame).

• Notion de protocole. :

  • Paramètres de configuration d’une suite de protocoles TCP-IP dans un système d’exploitation multitâches (adresse IP, masque de sous-réseau).

  • Pour les solutions constructives :

    • Ethernet

    • Bus de terrain

    • Internet

C - Principes et comportement

C.11 Comportement mécanique des structures et des mécanismes

C.111 Liaisons mécaniques

• Liaisons normalisées (limitées aux solutions constructives étudiées).

• Mouvements relatifs et actions mécaniques associées.

C.112 Transmission des efforts, statique des mécanismes

• Actions à distance, actions de contact.

• Actions mutuelles, isolement d’un solide ou d’un ensemble de solides.

• Principe fondamental de la statique.

• Efforts transmis par les liaisons (sur des étude de cas).

C.113 Transmission des mouvements, cinématique des mécanismes

• Graphe des liaisons (ou de structure).

• Schéma cinématique et paramétrage d’un mécanisme.

• Mouvements de translation et de rotation autour d’un axe fixe.

• Mouvement plan.

• Mouvement hélicoïdal.

C.114 Frottement entre solides, résistance au mouvement

Glissement, roulement.

C.115 Mouvement d’un solide indéformable

• Isolement d’un solide.

• Principe fondamental de la dynamique appliqué à un solide : application aux solides en mouvement de translation rectiligne et de rotation autour d’un axe fixe central d’inertie.

C.116 Comportement du solide déformable À partir d’études de cas et d’essais (traction, torsion, flexion), faire émerger les notions :

• de sollicitation de traction, flexion et torsion ;

• de limite élastique et de module d’élasticité longitudinal (module de Young) dans le cas de l’essai de traction.

C.12 Comportement énergétique des systèmes

C.121 Énergie, puissance

• Énergie et puissance électrique ;

• Travail et puissance d’une force et d’un couple.

C.122 Conversion électromécanique d’énergie

• Principe physique de base utilisé dans les actionneurs électriques (application de la loi de Laplace aux moteurs à courant continu);

• Conversion et transmission de puissance : rendement d’un actionneur ou d’un mécanisme (puissance électrique absorbée, puissance mécanique utile).

C.123 Espace de fonctionnement en régime permanent

• Caractéristique force-vitesse et couple-vitesse ;

• Notion de point de fonctionnement;

• Réversibilité d’une source, d’un actionneur, d’une chaîne de transmission.

• Dans le cas du moteur à courant continu : entraînement et freinage d’une charge, dissipation de l’énergie, notion de quadrant.

C.124 La sécurité des biens et des personnes

• Notions de risques et de phénomènes dangereux;

• Dangers du courant électrique :

  • sécurité des personnes,

  • sécurité des biens (surcharge, court-circuit).

C.21 L’information

• Nature de l’information (logique, analogique, numérique).

• Les systèmes de numération (base 2, base 10, base 16).

• Les codes (binaire pur, BCD, GRAY, ASCII).

C.22 Comportement des systèmes logiques combinatoires

• Définition d’un système logique combinatoire.

• Variable logique, opérateurs logiques OU, ET, NON (application du théorème de De Morgan) et expressions logiques.

• Outils de description (table de vérité, équation logique, logigramme).

C.23 Comportement des systèmes logiques séquentiels

• Définition d’un système logique séquentiel.

• Le concept d’état.

• Les fonctions : mémoire, comptage et retard.

• Le modèle comportemental Grafcet (IEC60848) :

• frontière de description et bilan des entrées/sorties,

  • descriptions structurées,

  • syntaxe et sémantique du modèle Grafcet, règles d’évolution (1 à 4).

   

C.24 Comportement des systèmes numériques

• Définition d’un système numérique.

• Variable numérique, mot binaire.

• Les opérateurs sur mots (décalage, OU, ET, NON, transfert, comparaison, addition et soustraction d’entiers).

• Les outils de description comportementale :

  • algorigramme, appel de procédures,

  • spécification littérale structurée : expressions, énoncés d’affectation et d’itération (SI ... ALORS ...SINON ..., FAIRE ... JUSQU’À ..., TANT QUE ... FAIRE ..., POUR ... FAIRE ...).

D - Représentation des produits pluritechniques

D.1 Schématisation

• Schémas mécaniques (cinématique, technologique).

• Schémas normalisés : électriques, électroniques et pneumatiques (symboles et règles de représentation).

D.2 Représentation géométrique du réel

• Dessin et croquis à main levée pour exprimer une idée, esquisser une solution, décrire graphiquement une observation.

• Représentation en 3D par modeleur volumique paramétré variationnel :

  • différents modes de création des pièces,

  • arbres de construction,

  • relations entre paramètres géométriques et conditions fonctionnelles,

  • assemblage sous contrainte ; arbre d’assemblage.

• Outils d’animation et de simulation : déplacements et interférences...

• Exploitation de bases de données de composants. Relation 3D-2D : mise en plan, coupes et sections.

• Fonctionnalités d’habillage.