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Sciences de l'Ingénieur : une définition ...

Le métier d'ingénieur est assez bien défini par la CTI (Commission des Titres d'Ingénieurs) :

Le métier de base de l'ingénieur consiste à poser et résoudre de manière toujours plus performante des problèmes souvent complexes liés à la conception, à la réalisation et à la mise en œuvre, au sein d'une organisation compétitive, de produits, de systèmes ou de services, éventuellement à leur financement et à leur commercialisation.
A ce titre, l'ingénieur doit posséder un ensemble de savoirs techniques, économiques, sociaux et humains, reposant sur une solide culture scientifique.
L'activité de l'ingénieur s'exerce notamment dans l'industrie, le bâtiment et les travaux publics, l'agriculture et les services. Elle mobilise des hommes et des moyens techniques et financiers, souvent dans un contexte international. Elle reçoit une sanction économique et sociale, et prend en compte les préoccupations de protection de l'Homme, de la vie et de l'environnement, et plus généralement du bien-être collectif.

L'approche des SI qui est offerte dans la suite ne prétend pas être la seule, ni même la bonne. Pour une vision plus complète, lisez les programmes de PCSI et MPSI, de PSI ainsi que la présentation des SI au colloque des Mines 2005.


Dans la "solide culture scientifique", évoquée par la CTI, on trouve évidemment les grands chapitres de la physique théorique (mécanique, thermodynamique, électricité, optique, électromagnétisme, chimie ...) et de bonnes bases en mathématiques.
Mais l'ingénieur n'a pas pour objectif de faire progresser les sciences fondamentales : il les met en oeuvre pour réaliser un produit. On parle donc de Sciences de l'Ingénieur lorsque ces connaissances théoriques sont étayées par des compétences techniques et orientées vers la résolution de problèmes concrets.

Le programme de classe préparatoire, en SI, est ainsi divisé en 5 pôles d'inégale importance (la mécanique du solide et les asservissements linéaire occupant à eux seuls plus des 2/3 du temps imparti. Les savoirs et méthodes sont acquis durant des cours magistraux, des travaux dirigés et des travaux pratiques (la répartition est théoriquement 1/4, 1/4 et 1/2 mais varie au gré des besoins et de l'avancement des cours). Contrairement à ce qui peut être fait en physique, les travaux pratiques ne sont pas seulement là pour illustrer les cours, mais bien pour construire de la compétence et acquérir des connaissances.

Analyse fonctionnelle

  • Définition du besoin
  • Recherche et classification des fonctions
  • Outils de représentation (SADT, FAST ...)
Qu'est ce qu'un produit industriel et comment à partir d'un besoin, élabore t-on le cahier des charges fonctionnel auquel devra répondre le produit fini.

Représentation des systèmes

  • Constituant des chaînes fonctionnelles
  • Fonction de ces constituants et performances
  • Représentation
Qu'est ce qu'un produit industriel et comment à partir d'un besoin, élabore t-on le cahier des charges fonctionnel auquel devra répondre le produit fini.
Grossièrement, tout système complexe et automatisé est constitué de chaînes de puissance (transmission de puissance et de mouvements), de chaînes de commande (élaboration et transmission d'une consigne) et de chaînes de retour (mesure de certaines grandeurs représentatives du comportement).

Mécanique du solide

  • modélisation, schémas mécaniques
  • cinématique
  • statique
  • dynamique
  • énergétique

L'objectif est de dimensionner les chaînes de puissance afin de répondre aux critères imposés dans le cahier des charges (résistance, rapidité, durée de vie ...). La mécanique, vue des sciences de l'ingénieur, est la théorie qui permet, appliquée à un modèle, de déterminer :

  • les efforts subis par un système afin de choisir ou de valider des choix d'architecture, de composants, de matériaux
  • les équations de mouvement régissant le système afin de choisir les actionneurs fournissant l'énergie au système (moteurs électrique ou hydrauliques, vérins ...)

Asservissements linéaires

  • modélisation, schémas blocs
  • systèmes linéaires du 1er et du 2eme ordre
  • système bouclés
  • réponses temporelles et fréquentielles
  • précision et stabilité
  • correction

L'objectif est de dimensionner les chaînes de commande afin d'obtenir des réponses conformes aux critères imposés par le cahier des charges (précision, stabilité, rapidité ...). L'automatique regroupe donc l'ensemble des disciplines (systèmes linéaires, théorie du signal ...) qui permettent :

  • de prévoir les réponses transitoire et permanente d'un système soumis à une consigne
  • d'introduire dans la chaîne de commande la correction qui permettra d'obtenir la réponse souhaitée

Commande séquentielle

  • logique
  • grafcet
L'objectif est de représenter et de programmer les différentes actions que doit effectuer un système complexe, leur éventuel parallélisme, ainsi que les conditions de passage d'une tâche à une autre.

Les étudiants de PTSI ont une formation beaucoup plus conséquente en Sciences de l'Ingénieur : il faut ajouter à ce qui vient d'être cité :

  • La résistance des matériaux : Traction, Torsion, Flexion des poutres
  • La conception mécanique : dessin d'ensembles et de sous ensemble (en CAO et à la planche).
  • La fabrication : étude et réalisation de pièces simples (commande numérique et machine traditionnelle).
On parle indifféremment de SI (sciences de l'ingénieur) ou de SII (sciences industrielles pour l'ingénieur). L'idée est sans doute que les sciences industrielles pour l'ingénieur sont restreintes à l'application industrielles des sciences fondamentales : on distingue ainsi par exemple la mécanique du physicien et celle de l'ingénieur.
Mis à jour ( Dimanche, 19 Octobre 2008 17:02 )  

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