méthode par scénarios · Génie électrique
Les 30 scénarios de l’épreuve de technique (partie génie électrique)
Chaque exercice du bac déroule une trajectoire logique récurrente. Reconnaître le scénario aide à choisir une démarche : idée directrice, exercice modèle corrigé, automatismes et pièges pour chacun.
chapitres
7
scénarios
30
MAS
Moteur asynchrone triphasé
5 scénariosMAS-AGlissement, couple utile et bilan de puissances
Sur un moteur asynchrone, on enchaîne : glissement , couple utile , couple électromagnétique avec pertes mécaniques, puissance transmise au rotor , pertes Joule rotor…
Signature : Glissement ; couple utile ; bilan ; rendement moteur asynchrone
MAS-BPuissance absorbée et rendement
En triphasé, (tensions entre phases). La puissance utile suit : . Le glissement se lit sur le point de fonctionnement .
Signature : ; ; glissement au point de fonctionnement
MAS-CChoix moteur catalogue — , et bilan
Le catalogue se lit avec deux critères : demandée et proche de la vitesse de charge. Ensuite on calcule et à partir de , , .
Signature : Choix catalogue ; ; glissement nominal
MAS-DCircuits de puissance et de commande : protections, auto-maintien, verrouillage, inversion de sens, démarrage étoile-triangle
Un moteur asynchrone se commande par deux circuits : le circuit de puissance (sectionneur porte-fusibles, contacteur, relais thermique, moteur) et le circuit de commande en très basse tension (contact 95-96 du relais, arrêt, marche…
Signature : « Compléter le schéma du circuit de puissance composé d'un sectionneur à portes fusibles, d'un contacteur et d'un relais thermique » ; « Compléter le schéma du circuit de commande à arrêt prioritaire » ; « donner la fonction de chacun des éléments suivants » ; « Choisir la référence des appareils de la chaîne de commande et de protection » ; « Le procédé de démarrage utilisé est le démarrage étoile-triangle »
MAS-EÉtude complète du moteur au format bac : catalogue, couplage, ns-2p-g, tableau de bilan, deux wattmètres, point de fonctionnement
L'épreuve pose le moteur asynchrone comme une seule chaîne ordonnée : choisir le moteur au catalogue d'après la charge, en déduire le couplage sur le réseau, puis , et , remplir le tableau « expression / valeur avec unité…
Signature : « Indiquer le couplage des enroulements du stator sur le réseau disponible, justifier » ; « Déterminer la vitesse de synchronisme (ns) et le nombre de pôles au stator (2p) » ; « Remplir le tableau par l'expression et la valeur avec son unité » ; « la mesure de la puissance par la méthode de deux wattmètres a donné » ; « Quels calibres d'intensité et de tension doit-on utiliser »
CPL
Couplage étoile / triangle
3 scénariosCPL-APlaque 230/400 V — couplage étoile sur réseau 400 V
Plaque : chaque enroulement est dimensionné pour . Sur un réseau entre phases ( phase-neutre), on couple en étoile (chaque bobine entre phase et…
Signature : Plaque 230/400 V ; couplage étoile ; plaque à bornes
CPL-BPlaque à bornes — repérer le couplage étoile
Sur la plaque à bornes, le couplage étoile relie trois extrémités des enroulements en un point neutre ; les trois autres bornes reçoivent les phases du réseau.
Signature : Plaque à bornes ; couplage étoile ; point neutre
CPL-CDeux réseaux — triangle 230/400 et étoile 400/690
Selon le réseau, le même moteur plaque ou impose triangle ou étoile pour que chaque enroulement voie sa tension nominale. Le glissement reste .
Signature : Couplage triangle/étoile ; deux réseaux ; glissement 4 %
GRA
GRAFCET et automatisme
4 scénariosGRA-ALire un GRAFCET de conduite — transitions et actions
Le GRAFCET structure la partie commande : étapes, transitions (logique booléenne sur capteurs , ), actions sur préactionneurs (, , …). On relie toujours le paragraphe « mise en œuvre » du dossier au…
Signature : GRAFCET ; réceptivité ; préactionneur ; temporisation
GRA-BGRAFCET de conduite — tâches et rendez-vous
Le GRAFCET de conduite orchestre les tâches (1, 2, 3…) : chaque étape de conduite lance une tâche ; le rendez-vous attend la fin de toutes les tâches avant de boucler.
Signature : GRAFCET de conduite ; tâches ; rendez-vous
GRA-CCompléter les GRAFCET de tâches d’un système synchronisé (point de vue partie commande)
Au bac, l’exercice 1 de la partie génie électrique fait presque toujours compléter des GRAFCET d’un point de vue partie commande.
Signature : « compléter les grafcets d’un point de vue partie commande » ; « compléter le GRAFCET de coordination et les Grafcets de tâches » ; « compléter les GRAFCET PC des tâches 1, 2, 3… » ; « en se référant au tableau du choix technologique »
GRA-DDu GRAFCET au programme : équations d’activation/désactivation, variables d’étape, sorties, traduction MikroC
Quand un GRAFCET est confié à un microcontrôleur, chaque étape devient une variable de type
bit et s’écrit par une équation : activation = étape(s) amont · réceptivité amont, désactivation = étape(s) aval, mémoire…Signature : « Déterminer l’équation d’activation et l’équation de désactivation de l’étape… » ; « Traduire ces deux équations en instructions MikroC » ; « compléter les lignes d’instructions du programme » ; « les broches non utilisées d’un port doivent être configurées en entrées »
PIC
Automatisme — PIC et mikroPascal
5 scénariosPIC-APIC — TMR0 compteur, ADC et affichage LCD
Sur PIC 16F876A en mikroPascal, on configure TMR0 en compteur d’impulsions (OPTION_REG, entrée RA4), le CAN/ADC (
ADC_INIT, adc_read), puis on affiche avec lcd_out(ligne, colonne, texte).Signature : PIC 16F876A ; TMR0 ; ADC ; lcd_out ; mikroPascal
PIC-BmikroPascal — menu LCD, variable prog et durée de cuisson
Hors TMR0/ADC, le bac Technique demande souvent de compléter un programme mikroPascal qui pilote un LCD :
LCD_init, LCD_out(ligne, colonne, texte), une variable byte (prog, C1) et des sbit sur le port A.Signature : « mikroPascal » ; « LCD_out » ; « LCD_init » ; « byte / TRIS »
PIC-CProgramme d'acquisition analogique en MikroC : CAN 10 bits, mise à l'échelle, affichage LCD et décision à seuils
Une grandeur analogique (vitesse, température, tension de batterie…) arrive sur une broche ANx du PIC.
Signature : « Compléter les instructions manquantes du programme en MikroC » ; « Lecture de la valeur M fournie par le CAN » ; « La relation entre Tc et N s'écrit sous la forme » ; « déterminer l'équation du segment de droite » ; « Commande du contacteur KA »
PIC-DProgramme de comptage d'impulsions : interruption RB0/INT ou TMR0 sur RA4, consigne BCD, afficheurs 7 segments et commande des contacteurs
Des impulsions (une par allée, par pas, par pièce) doivent être comptées sans en perdre une seule, pendant que le programme fait autre chose.
Signature : « Pourquoi a-t-on relié le capteur S2 à l'entrée RA4 du PIC 16F876A ? » ; « //Procédure interruption » ; « //lecture position choisie No » ; « //Mise en service par appuie sur le bouton START » ; « //Déclaration d'une fonction interruption »
PIC-EMême fonction analogique en solution câblée (A.L.I) puis programmée (CAN) : reporter dans le programme les seuils et les zones du montage
Les sessions récentes posent la même fonction deux fois : une carte à A.L.I comparateurs, puis un PIC qui lit la même grandeur par son CAN. Les seuils du montage câblé deviennent les bornes des tests du programme.
Signature : « on propose deux montages simplifiés, l’un à base d’A.L.I et l’autre à base d’un microcontrôleur » ; « déterminer les valeurs des tensions de basculement V_B et V_H » ; « La résistance chauffante est mise sous tension pour Te < Tc - 5 » ; « Pour une tension U_bat = 380 V, calculer le niveau de la charge des batteries »
ELE
Électronique numérique (mise en forme, comptage, conversion)
7 scénariosELE-ACircuit de mise en forme : mailles et Vs(α)
Le conditionnement d'un capteur (thermistance) passe par des A.L.I. : écriture des mailles, simplification , puis proportionnelle à la grandeur mesurée.
Signature : « Circuit de mise en forme » ; « expression de » ; « thermistance »
ELE-BComptage, modulo et circuits 74190 / 4516
Les compteurs (temporisation, position) fixent un modulo à partir d'un nombre d'impulsions , configurent CTEN, D/U, LOAD, et enchaînent des CI (74190, 4516) en cascade.
Signature : « Circuit de comptage » ; « modulo » ; « CTEN » ; « 74190 »
ELE-CConditionnement du signal : VRX, suiveur et étage inverseur
Le conditionnement du signal part de , identifie le montage (suiveur), puis calcule l'étage inverseur .
Signature : « conditionnement du signal » ; « VRX = S × WRX » ; « suiveur de tension »
ELE-DCâbler un compteur intégré d'après le document constructeur : mode, validation, RAZ ou chargement, cascade synchrone ou asynchrone
Au bac, le compteur intégré ne se « calcule » pas : il se câble d'après le document constructeur.
Signature : « relier en cascade asynchrone les deux circuits intégrés » ; « Relier aux niveaux logiques correspondant les entrées de commande » ; « la désactivation de l'entrée de programmation » ; « le câblage de l'autorisation du chargement des données par le bouton poussoir » ; « compléter les chronogrammes des sorties » ; « répondre par vrai ou faux »
ELE-EComptage à consigne : compteur, comparateurs 4 bits en cascade, équation d'horloge et de validation, décision
Un comptage n'a de sens que comparé à une consigne : on traduit la grandeur voulue (course ÷ pas, durée × fréquence) en nombre d'impulsions, on le code en BCD sur des switchers, et un comparateur logique 4 bits (7485, 4585) confronte…
Signature : « Déterminer le nombre d'impulsions » ; « la comparaison entre les sorties de la roue codeuse et celles du compteur » ; « la configuration des entrées de mise en cascade du comparateur » ; « le branchement en cascade les deux circuits intégrés 7485 » ; « L'entrée d'horloge de chaque compteur en fonction de la variable de l'étape »
ELE-FPositionnement numérique d'un moteur : la même fonction en solution câblée (compteur/décompteur, comparateur, multiplexeur) puis programmée
Pour amener un moteur à une position choisie, on compte les impulsions d'un codeur dans un compteur/décompteur qui tient la position , et un comparateur la confronte à la consigne . Le comparateur décide de tout à la fois…
Signature : « Compléter le circuit ci-contre par les liaisons assurant » ; « Fonctionnement du C.I 74LS168 (compte / décompte / bloqué) » ; « déterminer les équations de KM1 et KM2 en fonction de MA » ; « analyser le fonctionnement du circuit 74LS151 » ; « Déterminer les équations logiques des entrées UP et DOWN »
ELE-GCircuits MSI combinatoires : additionneur BCD avec correction, multiplexeur réalisant une fonction — table, équation, niveaux logiques
Un circuit MSI combinatoire se lit toujours de la même façon : sa table (document constructeur ou table de vérité) donne la sortie pour chaque combinaison d'entrées, on en tire l'équation simplifiée, puis les niveaux logiques broche par…
Signature : « Donner les mots binaires aux broches suivantes » ; « Déterminer l'équation logique de la retenue » ; « analyser le fonctionnement du circuit 74LS151 et compléter le tableau » ; « Unité arithmétique et logique »
MCC
Moteur à courant continu et variation de vitesse
3 scénariosMCC-AMoteur à courant continu : schéma équivalent, E' = U − RaI, constante K, bilan des puissances, couples, point de fonctionnement
Tout le moteur à courant continu tient en deux relations : la maille de l'induit et, à flux constant, et . La tension fixe la vitesse, la charge fixe le courant.
Signature : « Compléter le schéma équivalent de l'induit » ; « Déterminer la force contre-électromotrice E' » ; « Montrer que E' = K.Ω » ; « Tracer la caractéristique du couple résistant » ; « En déduire les coordonnées du point de fonctionnement » ; « pertes par effet joule dans l'inducteur »
MCC-BHacheur série : rapport cyclique, valeur moyenne, oscillogramme, vitesse du moteur et commande MLI
Un hacheur série découpe une tension continue fixe : l'induit reçoit pendant et, grâce à la diode de roue libre, le reste de la période. Sa tension moyenne règle la vitesse, puisque à flux constant…
Signature : « alimenté par un hacheur série » ; « compléter le schéma équivalent à l'induit et le symbole de la diode DRL » ; « déterminer la valeur du rapport cyclique α » ; « Donner l'expression de la tension moyenne en fonction de α » ; « représenter, à l'échelle, le graphe de la tension »
MCC-CRégulation de vitesse d'un moteur à courant continu et génération de la MLI à A.L.I : schéma fonctionnel, ε = uC − ur, formule de Black, trigger et intégrateur
Rarement au bac (une boucle de régulation en contrôle 2019, un générateur à A.L.I en contrôle 2016 et 2022), mais insisté en cours : la vitesse mesurée par une dynamo tachymétrique revient, par un diviseur et un suiveur, se comparer à la…
Signature : « compléter le schéma fonctionnel par la valeur de chacune des constantes » ; « montrer que ε(t) = uC(t) − ur(t) » ; « en appliquant la formule de Black » ; « Indiquer le régime de fonctionnement de chaque A.L.I » ; « Quelle est la fonction des trois montages »
ALI
Électronique analogique : conditionnement à A.L.I
3 scénariosALI-AComparateur à un seuil : régime saturé, Vréf par diviseur, tableau et tracé de la sortie
Un A.L.I sans contre-réaction compare deux tensions : sa sortie ne connaît que deux niveaux, fixés par son alimentation.
Signature : « Donner le régime de fonctionnement de l'A.L.I. Justifier » ; « Exprimer Vréf puis calculer sa valeur » ; « Compléter l'oscillogramme de Vx » ; « Quelle est la fonction réalisée par l'A.L.I ? »
ALI-BDétection de niveaux par plusieurs comparateurs : chaîne de résistances, tableau des sorties et des voyants, seuils physiques
Plusieurs A.L.I comparateurs partagent une même référence et reçoivent chacun une fraction différente de la grandeur mesurée (ou, à l'inverse, une même tension comparée à une échelle de références).
Signature : « Exprimer chacune des tensions Ve1, Ve2, Ve3 et Ve4 » ; « analyser le fonctionnement du circuit en complétant le tableau » ; « les états des différentes diodes (allumée ou éteinte) » ; « Compléter le tableau par les états logiques des voyants »
ALI-CChaîne de conditionnement complète : loi du capteur, A.L.I linéaire, comparateurs, transistors et contacteurs
Au bac, l'exercice analogique suit presque toujours la même chaîne : une loi de capteur donne une tension image, un A.L.I linéaire la met à l'échelle (non inverseur ou soustracteur, formules fournies), un ou deux comparateurs la…
Signature : « Calculer les tensions V_pH pour les deux valeurs de pH » ; « En exploitant les relations données pour les montages fondamentaux » ; « déduire la température de basculement » ; « Tracer l'allure de Vs1(t) et Vs2(t) selon la variation de Vs(t) »
Scénarios et épreuves du bac
Les liens confirmés et les repères à vérifier sont distingués ci-dessous.Bac Technique — session principale 2019 (génie électrique)repère confirmé
Bac Technique — session principale 2021 (génie électrique)repère confirmé
Bac Technique — session principale 2022 (génie électrique)repère confirmé
Bac Technique — contrôle 2021 (GRAFCET + couplage)repère confirmé
Bac Technique — PIC (2019 comptage / 2022 ADC)repère confirmé