RAPPORT DE STAGE TECHNICIEN Dans la société - E

République Tunisienne
Ministère de l’Enseignement Supérieur
de la Recherche Scientifique
et de la Technologie
Université du 7 Novembre à Carthage
RAPPORT DE STAGE
TECHNICIEN
Effectuer le 01 juillet au 01 aout 2010
Dans la société KAFIK
Rue Garet Hadid 9100 Sidi Bouzid.
Réalisé par :
HAMDI Wassim
Encadré par :
Mr. SNIHA Kamel
Année Universitaire
2010 - 2011
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Sommaire
Remerciement ........................................................................................... 3
Chapitre I Introduction........................................................................... 4
Chapitre II Présentation du stage .......................................................... 5
1. Objectifs ................................................................................ 5
2. Déroulement ......................................................................... 5
3. Présentation de la société .................................................... 6
Chapitre III Réalisation de l’armoire électrique ..................................... 7
1. Schémas électriques ............................................................. 7
2. Choix & description du matériel ......................................... 10
Chapitre IV Les types de démarrage .................................................... 16
1. Démarrage direct ................................................................ 16
2. Démarrage étoile-triangle .................................................. 16
Chapitre V Elaboration de l’armoire .................................................... 18
1. Armoires.............................................................................. 18
2. Préparation du Châssis : ..................................................... 18
3. Câblage : .............................................................................. 19
4. Essai :................................................................................... 19
Conclusion................................................................................................ 20
Annexe ..................................................................................................... 21
Bibliographie ............................................................................................ 22
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Remerciement
Avant de rédiger ce rapport, je tiens à remercier toutes les personnes
ayant contribuées au bon déroulement de mon stage.
Au terme de ce travail je tiens à remercier vivement mon encadreur Mr.
SNIHA Kamel: pour son encadrement, son disponibilité et ses précieux conseils
qu’il m’a prodigué le long de mon stage malgré ses occupations. Qu’il trouve ici
l’expression de ma haute considération et mon respect.
Il est indispensable de ne pas rater cette occasion pour exprimer ma
gratitude et mon respect à tous professeurs de l’Ecole Supérieur de
Technologie et d’Informatique au Charguia 2 Tunis Carthage qui ont
contribué à ma formation solide. J’espère que serai à la hauteur de la confiance
et je les remercie vivement pour la sollicitude qu’ils m’ont procurée et pour
l’intérêt qu’ils ont accordé à mon travail.
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Chapitre I
Introduction
Etant en 2ème année Licence Appliquée en électronique, automatisme et mécatronique
et face aux exigences de la vie professionnelle, j’ai été conduit à accomplir un stage
d’initiation, pour concrétiser ma formation. J’ai effectué ce stage dans la société KAFIK.
Ce stage avait pour but de me permettre d’entrer en contact avec mon futur métier, de
me découvrir de manière pratique et, de ce fait, de se rendre compte de ce que représente
concrètement le travail dans une entreprise.
Dans ce rapport, je tiens à présenter la société où j’ai effectué mon stage, ses activités
et son fonctionnement et dans lequel j’essaie de bien définir le cadre de mon travail et de
couvrir le déroulement de mon stage en décrivant les activités et les tâches que j’ai
effectuées.
Chapitre : Introduction
L’élaboration de ce rapport a pour principale source les différents enseignements tirés
de la pratique journalière des tâches auxquelles j’étais affecté. Enfin, les nombreux
entretiens que j’ai pu avoir avec mon encadreur de la société m’ont permis de donner une
cohérence à ce rapport.
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Chapitre II
Présentation du stage
1.
Objectifs
Dans le cadre de la formation de deuxième année de licence applique en automatisme
et mécatronique, chaque étudiant doit effectuer un stage en entreprise.
Ce stage a pour but :
De permettre au professeur d’acquérir une expérience professionnelle.
De tester ses possibilités d’adaptation personnelle.
De mettre en pratique et de développer ses connaissances.
Pour ma part, l’objectif principal de mon stage était l’étude des différents types des
moteurs, le démarrage direct et étoile-triangle et les composants des armoires.
Déroulement
Chapitre : Présentation du stage
2.
Mon stage s’est effectué sur une durée de quatre semaines durant le mois de juillet
2010. J’ai travaillé au sein de l’entreprise KAFIK située au Rue Garet Hadid 9100 Sidi Bouzid.
Au cours de ce stage, j’ai pu m’intéresser à réaliser les armoires électriques. Pour me
permettre de travailler dans de bonnes conditions, il a été mis à ma disposition le matériel
nécessaire à mon étude, dans un laboratoire d’essais en électrotechnique. Plus largement, ce
stage a été l’opportunité pour moi d’appréhender des compétences pratiques pour les
exploiter dans ma vie professionnelle, les meilleurs méthodes de câblage, le principe de
régulation et la nécessité de travailler en groupe et s’intégrer dans le staff de la société pour
une qualité de travail meilleur.
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Durant ces quatre semaines, mon stage s’est fait suivant la progression suivante :
Semaine 1 : Observation des relations professionnelles.
Semaine 2 : Assistance aux différentes étapes de fabrication.
Semaine 3 : Application d’un exemple d’armoire de commande.
Semaine 4 : Installation d’une armoire de commande d’un système de démarrage
direct et étoile-triangle.
3.
Présentation de la société
Chapitre : Présentation du stage
KAFIK est une société de conception, réalisation et maintenance des armoires
électriques, jusqu’à l’installation, la mise en route et le service après-vente.
Raison sociale : KAFIK
Adresse : Rue Garet Hadid 9100 Sidi Bouzid.
Nom et qualité du responsable due la société : SNIHA Kamel, gérant.
Téléphone : (+216) 98 41 74 88.
Email : [email protected]
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Chapitre III
Réalisation de l’armoire électrique
Chapitre : Réalisation de l’armoire électrique
Pour réaliser une armoire électrique, on doit faire la conception avant de passer à la
confection (voir figure 1). La conception, c’est la planification de l’armoire et la
schématisation du plan électrique (circuit de puissance, circuit de commande et circuit de
signalisation…). La confection, c’est l’assemblage de composants dans le châssis de l’armoire
à partir des plans et schémas.
Figure 1 : Les étapes d’élaboration de l’armoire
1.
Schémas électriques
L’hors de la validation d’une affaire, les ingénieurs passent à la réalisation du schéma
selon les besoins du client et en respectant les normes internationales de traçage par
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ordinateur à l’aide du logiciel de graphique « QElectroTech-0.22-1» qui peut tracer les
différents circuits :
Circuit de puissance.
Circuit de commande.
Circuit de signalisation.
a. Circuit de puissance
Figure 2 : circuit de puissance de démarrages
direct
Chapitre : Réalisation de l’armoire électrique
Ce plan électrique démontre la liaison entre les composants électrique à partir de
l’alimentation comme le disjoncteur général, les disjoncteurs moteurs, les fusibles et les
contacteurs… . La figure 2 c’est le plan de démarrage direct de moteur M2. La figure 3 c’est le
plan de démarrage étoile-triangle de moteur M1.
Figure 3 : circuit de puissance de démarrage
étoile-triangle
b. Circuit de commande & signalisation :
La commande est effectuée par des boutons poussoirs (S01, S02, S11, et S12).
Une impulsion sur le bouton poussoir MARCHE (S12) met la bobine de KM4 sous
alimentation qui démarre en direct le moteur de tapis roulant M2. Une surcharge sur F2 ou
une impulsion sur S11 met le moteur au repos.
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Chapitre : Réalisation de l’armoire électrique
Une impulsion sur le bouton poussoir MARCHE (S02) active KM1 qui démarre en
étoile-triangle le moteur du broyeur M1. La temporisation travail de KM1 laisse KM2
alimenté pendant quelques secondes (KM2 couple le moteur en étoile) A la fin de la
temporisation, KM2 est mis au repos et KM3 au travail (KM3 couple le moteur en triangle).
Une surcharge sur F1, ou une impulsion sur le bouton poussoir S01, met toutes les bobines
du contacteur au repos qui entraine l’arrêt du moteur.
L’arrêt d’urgence : Elle est reliée par la bobine mixte de disjoncteur général. L’action
sur le bouton d’arrêt d’urgence va déclencher le disjoncteur général qui coupe
l’alimentation dans toutes le circuit met les deux moteurs au repos.
Nous pouvons noter qu'un contact de KM3 interdit la mise sous tension de KM2 (ce
dispositif est un ou exclusif appelé verrouillage électrique).
Figure 4 : Circuit de commande & signalisation.
Les voyants lumineux « V11, V12, V21 et V22 » : Chaque bouton poussoir allumer
par l’un des voyant et elles sont aussi indiquer la mise sous tension de l’installation.
Les voyants VM1 et VM2 : Le voyant VM1 s’allument lorsque KM1 déclencher elle indique
que le moteur de broyeur fonctionne. Le voyant VM2 s’allument lorsque KM4 déclenche elle
indique que le moteur de tapis roulant fonctionne.
Les voyants de sécurité V01 et V02 : Un voyant oranger V01 indique que la porte de
l’armoire fermer (fonctionnement en sécurité). Et un voyant rouge V02 indique que la porte
ouvert.
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2.
Choix & description du matériel
a. Fusibles
En électricité et électronique, un fusible est un organe de sécurité dont le rôle est
d'interrompre le courant électrique dans le circuit électrique qu'il protège en cas de défaut.
Le courant demandé par le circuit électrique traverse entièrement le fusible, lorsque le
courant dépasse une valeur spécifique pendant un temps précis, la partie conductrice du
fusible fond et ouvre le circuit. L'ouverture interrompt de courant protégeant le circuit
contre les conséquences néfastes de la surintensité (échauffement allant facilement jusqu'à
l'inflammation des matériaux inflammables au contact ou à proximité du circuit) provoquant
couramment des incendies. Par contre, il ne protège en aucun cas les personnes contre les
électrocutions, un courant trop faible pour être surveillé par un fusible peut être dangereux
pour une personne ou un animal. Étant relativement lent, le fusible ne protège généralement
pas les semi-conducteurs qui, plus fragiles, sont détruits avant que le fusible ne se déclenche.
Cependant, il limite efficacement la propagation de la panne.
Quelques fusibles
utilisés
dans les appareils
électroniques
fusible HT 16
A
Chapitre : Réalisation de l’armoire électrique
Fusible verre
Figure 5 : des fusibles
Il existe principalement 3 types de fusibles :
Le fusible à usage général (fusible gG) offrant une protection contre les surcharges
et les courts-circuits.
Le fusible accompagnement moteur (fusible aM) qui est utilisé pour la protection
contre les courts-circuits uniquement.
Le fusible à fusion ultra-rapide pour la protection des semi-conducteurs.
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b. Contacteurs & contacts auxiliaires
Un contacteur est un appareil électrotechnique destiné à établir ou interrompre le
passage du courant, à partir d'une commande électrique ou pneumatique. Ils sont utilisés
afin d'alimenter des moteurs industriels de grande puissance (plus de 0,5 kW) et en général
des consommateurs de fortes puissances. Ils possèdent un pouvoir de coupure important.
Ils sont aussi utilisés en milieu domestique pour alimenter des appareils électriques
comme le chauffage ou le chauffe-eau, car les organes de commande (thermostat,
interrupteur horaire et autres contacts de commande) risqueraient d'être rapidement
détériorés par le courant trop important.
Un contacteur est constitué par :
Des pôles principaux de puissance.
Des contacts Une armature fixe et un autre mobile.
Un ressort de rappel.
Un circuit magnétique feuilleté de manière à réduire les pertes par courant de
Foucault.
Une bobine.
Une "spire de frager" ou "bague de déphasage" qui évite les.
Chapitre : Réalisation de l’armoire électrique
Figure 6 : Symbole d'un contacteur
Il est possible d'adjoindre des contacts auxiliaires supplémentaires aux contacteurs, via
le montage d'un bloc additif. Ce bloc peut comporter des contacts NO, NC (voir figure 7) ou
temporisés (voir figure 9). On trouve en général une association de 2 NC + 2 NO par bloc
additif. Les blocs de contacts temporisés comportent en général deux contacts : NC et NO.
Figure 7 : Blocs de contacts auxiliaires temporisés
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Le choix d'un contact auxiliaire est fonction de la nature (temporisés ou instantanés), le
nombre des contacts (NC + NO ou 2 NC + 2 NO) et de la valeur de la tension du réseau, de la
puissance installée.
c. Sectionneurs
Le sectionneur est un appareil de connexion qui permet d'isoler un circuit pour
effectuer des opérations de maintenance, de dépannage ou de modification sur les circuits
électriques qui se trouvent en aval. Il peut être considéré comme un appareil de connexion
et/ou de raccordement mais jamais comme un appareil de protection. Il ne faut pas
confondent "le sectionneur" et "le sectionneur porte fusibles". Ce dernier assure les
fonctions d'isolement par le sectionneur et de protection par les fusibles.
Figure 8 : Sectionneur
Figure 9 : Symbole d'un sectionneur
Chapitre : Réalisation de l’armoire électrique
Le sectionneur est caractérisé par :
Le nombre de pôles.
La valeur de la tension assignée.
Le courant assigné.
Le ou les contacts auxiliaires.
La nature de la commande.
Le terme de pôle peut être remplacé dans certains ouvrages par :
Les pôles de puissance.
Les contacts de puissance.
Les contacts principaux.
Le sectionneur peut être verrouillé par un cadenas
en position ouverte. C’est une sécurité lorsque des
personnes travaillent sur un circuit, en aval du sectionneur.
Figure 10 : Sectionneur verrouillé
par un cadenas
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d. Disjoncteurs générales & différentiels
Le disjoncteur est un appareil électromagnétique capable d’établir, de supporter et
d’interrompre des courants. Dans des conditions normales, mais surtout dans celles dites
”anormales”, c’est-à-dire : surcharge ou court-circuit. Après élimination du défaut, il suffit de
le réarmer par une action manuelle sur la manette.
Le choix d'un disjoncteur général :
Le pouvoir de coupure.
Le courant nominal.
De par ses caractéristiques, un disjoncteur est
l’appareil de protection essentiel d’un réseau à haute
tension, car il est seul capable d'interrompre un
courant de court-circuit et donc d'éviter que le
matériel soit endommagé par ce court-circuit.
Le disjoncteur différentiel à courant résiduel
Figure 11 : Disjoncteur différentiel
c’est l’assemblage d’un disjoncteur
magnétothermique et d’un bloque différentiel
utilisée pour la protection combinée :
Chapitre : Réalisation de l’armoire électrique
Protection du circuit contre les surintensités dues aux surcharges ou aux courts
circuits.
Protection du l’être humain contre les contacts indirects (fuites de courants à la
terre).
Son fonctionnement est très simple : chaque conducteur passe dans un tore
magnétique, formant ainsi des champs électromagnétiques de force identique et en
opposition qui s'annulent. En cas de différence, d'où son nom de différentiel, le champ
électromagnétique résultant actionne un dispositif qui coupe immédiatement le courant. En
fonctionnement normale, les courants de toutes les phases sont égaux.
Si une installation présente un défaut d'isolement, le courant qui entre dans
l'installation n'a pas la même intensité que celui qui en sort. Si le courant de fuite est plus
faible que la valeur de fonctionnement des disjoncteurs placés dans le circuit, le défaut
d'isolement n'est pas éliminé et peut provoquer la mise sous tension de masses métalliques
avec risques d'incendie et d'électrocution des usagers. L’emploi de disjoncteurs différentiels
permet d’éliminer ce risque, dès que la phase touche la carcasse, il disjoncte et il n'y plus de
risque d'électrocution.
C'est pour cela qu'il faut toujours brancher la terre sur les appareils métalliques sinon
le disjoncteur ne détectera pas la fuite de courant et risque de ne pas sauter. Il protège
l'installation contre les courts circuits.
Pour choisir le disjoncteur convenable pour notre machine, on choisi selon le pouvoir
de coupure, pour cela il faut connaitre d’abord la tension et le courant de fonctionnement
nominale.
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e. Transformateur
Un transformateur électrique est un convertisseur
permettant de modifier les valeurs de tension et d'intensité
du courant délivrées par une source d'énergie électrique
alternative, en un système de tension et de courant de
valeurs différentes, mais de même fréquence et de même
forme. Il effectue cette transformation avec un excellent
Figure 12 : Transformateur
rendement.
Dans le cas où toutes les pertes et les fuites de flux sont négligées, le rapport du nombre de
spires primaires sur le nombre de spires secondaires détermine totalement le rapport de
௎
ே
ூ
transformation du transformateur. మ ൌ మ ൌ భ
௎భ
ேభ
ூమ
Les circuits de commande et de signalisations sont alimentés par une tension de 24V,
cette tension est fournie par un transformateur abaisseur de tension (230_24V) ou
(380_24V). Le choix de transformateur dépend de la puissance absorbée par l'armoire, les
puissances des différents actionneurs et la puissance d'appel maximale.
f. Relais thermiques :
1) Bouton de réglage Ir.
2) Bouton Test L'action sur le bouton
Test permet :
le contrôle du câblage du circuit
de commande.
la simulation du déclenchement
du relais.
3) Bouton Stop. Il agit sur le contact "O"
et est sans effet sur le contact "F"
4) Bouton de réarmement et sélecteur
de choix entre réarmement manuel et
automatique.
Chapitre : Réalisation de l’armoire électrique
Le relais thermique est un appareil de protection capable de protéger contre les
surcharges. Il coupe le circuit de commande par l'intermédiaire de son contact auxiliaire. En
effet, les bilames détectent l'augmentation de chaleur et donnent l'information au contact
auxiliaire de s'ouvrir. Ce contact étant convenablement placé dans le circuit de commande va
couper l'alimentation de la bobine du contacteur qui va ouvrir ses pôles de puissances et
interrompre le passage de l'énergie électrique au travers du récepteur. Ce n'est donc pas le
relais thermique qui coupe le circuit de puissance mais elle est un appareillage de
commande...
Figure 13 : schéma simplifier d'un relais
thermique
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5) Visualisation du déclenchement.
6) Verrouillage par plombage du capot.
Le relais thermique se choisit en fonction de la classe désirée et/ou du courant nominal
du récepteur à protéger.
Classe 10 A : temps de déclenchement compris entre 2 et 10 s.
Classe 20 A : temps de déclenchement compris entre 6 et 10 s.
Lorsqu’ un contacteur est muni d’un relais thermique, l’ensemble constitue un
discontacteur.
Chapitre : Réalisation de l’armoire électrique
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Chapitre IV
Les types de démarrage
1.
Démarrage direct
Le moteur est branché directement sur le réseau. Ce type de démarrage est réservé aux
moteurs de faible puissance devant celle du réseau, ne nécessitant pas une mise en vitesse
progressive. Le couple est énergique, l'appel de courant est important (4 à 8 fois le courant
nominal).
a. Avantages
Simplicité de l’appareillage
Couple important
Temps de démarrage minimal pour un moteur à cage.
b. Inconvénient
Appel de courant de démarrage très important (Id=4à8In)
Démarrage brutal.
Démarrage étoile-triangle
Chapitre : Les types de démarrage
2.
Ce procédé ne peut s’appliquer qu’aux moteurs dont toutes les extrémités
d’enroulements sont sorties sur la plaque à bornes, et dont le couplage triangle correspond à
la tension du réseau. (La tension composée du secteur correspond à la tension nominale de
chaque enroulement).
a. Principe :
Le moteur est dans le 1er temps alimenté avec ses enroulements branchés en étoile.
Ceux-ci sont alors soumis à la tension du réseau divisé par √3. Dans le 2ème temps, la
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suppression du couplage étoile est suivie du couplage triangle. Chaque enroulement est
alimenté par la pleine tension du réseau : le moteur rejoint ses caractéristiques originales.
b. Avantage :
Appel du courant de démarrage réduit au tiers du courant de démarrage direct.
c. Inconvénient :
Chapitre : Les types de démarrage
La vitesse de fin du cycle étoile peut être très bas et proche du décrochage si le
couple de la charge est élevé
Courant transitoire important lors du passage de l’étoile au triangle
Le moteur doit avoir les six fils des bobinages sortis dans la boîte de connexion
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Chapitre V
Elaboration de l’armoire
1.
Armoires
Le choix de l’armoire se fait en fonction
de ‘’Hauteur * Longueur * Largeur’’ et aussi
le volume du vide au moins 30%.
2.
Figure 14 : Vue de l’armoire de commande
Chapitre : Elaboration de l’armoire
Les armoires les plus utilisée sont
dimensionnées comme suit :
500*400*250
500*400*250
700*500*250
800*700*300
900*300*700
1200*800*300
1600*800*300
P6 : 2000*800*400
2P6 : 2000*1600*400
3P6 : 2000*2400*400
Préparation du Châssis :
Ce travail avant d’être un travail technique c’est un peu de l’art vue d’un autre angle car
en plaçant les équipements dans l’armoire il faut qu’elle soit bien organisé, cohérente… .
Les techniciens préparent la coque interne de l’armoire en coupant des cornières et
des rails pour préparer la place des équipements et composants ensuite ils les associent par
des boulons, écrous, vis… et ils placent des goulottes pour les fils, tout en respectant les
dimensions des équipements de contrôles et en maintenant un 30% de vide dans chaque
armoire.
Ils préparent la porte pour située la place des équipements de signalisation en faisant
les mesures pour avoir un espacement égale entre les voyants.
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Et enfin, ils mettent les étiquettes sur chaque équipement installé pour faciliter le
câblage en se référant au plan électrique.
3.
Câblage :
Après l’installation de tout l’équipement, on se met à les câbler, en se guidant par les
schémas électriques et en respectant la section des fils déjà définies dans les tableaux de
chaque schéma et utilisant des embouts à chaque extrémité.
A chaque section de fils, on associe un embout de même section mais souvent pour les
points reliant trois composants en utilise un embout double ; c’est à deux entrées.
Au cours du câblage, le câbleur coupe les fils selon la distance séparant les deux
équipements en poursuivant le chemin le plus court et en passant envers les goulottes. Pour
bien organisé ses liaisons et minimisé l’encombrement des fils.
4.
Essai :
Chapitre : Elaboration de l’armoire
Dans cette phase, on passe à tester le fonctionnement de l’armoire. D’abord en se
base sur la réponse des voyants de signalisation et si elles indiquent un défaut ou ne
s’allument pas convenablement, on passe à tester les équipement et les composants avec le
Multimètre.
On commence par broncher l’alimentation de l’armoire et on observe les voyant de
la présence tension et attend qu’elles signalisent si non on examine les fusibles et le
disjoncteur général. Puis, on fait la vérification de la partie puissance et la partie commande
en passant par tout les équipements; il faut déclencher le disjoncteur général . On test les
voyants marche manuellement à partir des contacteurs.
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Figure 15 : circuit de démarrage étoile-triangle
Conclusion
Ce stage a été une première expérience professionnelle très enrichissante sur tous
les plans : aussi d’un point de vue de l’approfondissement de mes connaissances en
électronique et électricité que du point de vue relationnel. Pendant ce stage de quatre
semaines au sein de la société KAFIK, j’ai donc pu exploiter mes connaissances dans la coté
pratique et plus spécifiquement la réalisation des armoires, dans le but de me préparer pour
mon projet de fin d’étude et pour ma vie professionnel. Ce stage, m’a aussi permis
d’approfondir mes connaissances dans un domaine très vaste et aléatoire suivant les
application, et sur lequel des recherches ne cessent d’être effectuées.
Enfin, cet apport de connaissance ne peut être que bénéfique pour moi, puisqu’
étant un domaine étudier que depuis quelques années, il prend une part de plus en plus
importante dans les concours de recrutement tels.
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Annexe
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Bibliographie
• ELECTROTECHNIQUE 4ième
4
EDITION
• www.volta-electricite.info
electricite.info
• www.lesitemsma.net
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