M9-STE - ChloroFil

Document
d’accompagnement
du référentiel
de formation
Inspection de l'Enseignement Agricole
Diplôme :
Baccalauréat technologique STAV
Module :
M9 : Sciences et technologies des équipements
Objectif général du module :
Appréhender les bases nécessaires à la compréhension des
technologies utilisées dans les équipements.
Indications de contenus, commentaires,
Recommandations pédagogiques
Ce module s’appuie sur les Sciences et Techniques des Équipements. L’activité repose sur l’étude de systèmes
techniques en rapport avec les équipements agricoles au sens large (agricoles, viticoles, horticoles, aménagements
hydrauliques, équipements des aménagements…) liés au territoire. L’enseignement se base principalement sur
l’observation de systèmes techniques présents dans l’établissement ou dans son territoire proche afin que ce module
soit abordé de manière concrète en liaison avec le stage collectif.
Ce module vise à donner aux élèves une culture technologique leur permettant d’effectuer une analyse du
fonctionnement des équipements.
Il doit permettre aux élèves :
– de raisonner la place des équipements dans une chaîne technologique,
– d’appréhender les problématiques énergétiques (production, consommation, bilan…)
– de s’approprier une culture technique
L’élève doit pouvoir donner un avis technique éclairé sur une problématique liée aux équipements.
Objectif 1 -
Caractériser les équipements dans leur territoire
La finalité de cet objectif est de doter les élèves de capacités à observer puis problématiser. L’enseignement qui suit
doit utiliser cette problématique comme ligne directrice. Cette problématique doit rester accessible et permettre de
constater l’importance des équipements. Les pistes de réponses servent de supports pour introduire les thèmes de
l’objectif 2.
Objectif 1.1 - Analyser la place d’un système technique dans son contexte
La finalité de cet objectif est d’avoir pour l’apprenant, une vision globale du système dans son environnement.
L’enseignement doit s’appuyer sur des situations concrètes, des visites, des rencontres avec des professionnels des
équipements, il s’agit dans un premier temps de déterminer l’intérêt du système étudié. Dans un second temps, il est
nécessaire d’identifier les relations entre le système en question et son environnement ainsi qu’entre les différents
éléments qui le composent.
Objectif 1.2 - Identifier les problématiques technologiques
La finalité de cet objectif est de dégager une problématique face à une situation technique.
Dans ce contexte défini, il s’agit d’identifier, d’observer et de placer l’utilisation des équipements, l’objectif étant, à partir de ces
observations, de dégager une problématique et d’analyser la façon dont les équipements peuvent y répondre. (Par exemple :
pourquoi et comment gérer l’ambiance d’un abri horticole ? pourquoi et comment optimiser la chaîne d’alimentation d’un atelier
de production animale ? Pourquoi et comment limiter et maîtriser la consommation énergétique d’une exploitation ?…) L’objectif
2 doit permettre d’apporter les éléments de réponse à la problématique définie.
Objectif 1.3 - Identifier les aspects économiques et sociaux liés aux équipements
Les dimensions économiques et sociales constituent un aspect important dans les prises de décision liées aux
équipements.
Ce sous-objectif vise à apporter un éclairage sur les dimensions économiques et sociales de deux points de vue :
– macroéconomique, d’une part : poids et organisation économiques de la production des équipements agricoles,
échanges internationaux, enjeux nationaux et internationaux ;
– microéconomique, d’autre part :nécessité de prendre en compte dans les choix technologiques la dimension
financière (financement, rentabilité, coûts générés) ; il peut y avoir opposition entre faisabilité technologique et
faisabilité économique (du fait par exemple des coûts potentiels générés par tel type de choix technologique)
Objectif 2 - Appréhender la diversité des réponses technologiques dans le
secteur des équipements à partir de situations concrètes
La finalité de l’objectif 2 est de donner aux apprenants les outils et les bases technologiques pour effectuer l’analyse
d’un équipement dans son contexte.
Objectif 2.1 - Caractériser un mouvement de rotation
La finalité de cet objectif est d’étudier un mouvement de rotation. Ces notions sont mises en évidence à partir
d’exemples concrets.
Le mouvement de rotation est caractérisé par sa trajectoire et sa vitesse angulaire. Cette dernière est reliée aux
vitesses linéaires. On insiste sur les ordres de grandeur des vitesses linéaires au travers de l’étude d’exemples.
L’accélération d’un mouvement circulaire uniforme fait l’objet de calculs.
On définit le couple de forces. La formule reliant le couple de forces, la vitesse angulaire et la puissance associée est
présentée.
Document d'accompagnement - Inspection de l'Enseignement Agricole
Diplôme : Baccalauréat technologique STAV
Module : M9-STE : Sciences et Technologies des Équipements
Date : 27 février 2013
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Objectif 2.2 - Appréhender le mode de production d’un courant électrique monophasé sinusoïdal
La finalité de cet objectif est d’introduire la production de courant alternatif sinusoïdal en faisant construire une fonction
sinus en fonction du temps à partir de la trajectoire d’un point M animé d’un mouvement circulaire uniforme et par la
visualisation à l’oscilloscope de la tension obtenue aux bornes d’une bobine devant laquelle on fait tourner un aimant à
vitesse constante.
Les caractéristiques d’une tension et d’une intensité alternative sinusoïdale seront définies. Les mesures de valeurs
maximales et efficaces d’un tel courant sont présentées. La fréquence est mise en relation avec la vitesse de rotation
du rotor de l’alternateur de production et son nombre de pôles. Le déphasage entre tension et intensité peut être
montré sur un oscillogramme mais ne conduira à aucun calcul. Dans les systèmes embarqués, on remarque que ce
qui est appelé alternateur est en fait un alternateur au sens physique du terme associé à une « boîte noire » assurant le
redressement et le lissage dont on montre les effets.
Objectif 2.3 - Aborder les grandeurs énergétiques mises en œuvre dans les équipements dans
une perspective d’optimisation et dans un contexte de durabilité
La finalité de cet objectif est de mettre en évidence les grandeurs énergétiques de type puissance en expliquant
comment elles sont obtenues et mises en œuvre dans les équipements.
Les notions de puissance mécanique sont à mettre en relation avec les notions de travail, de force, de couple (de
forces), de déplacement linéaire et angulaire, du temps. On privilégie une approche concrète associée à des contextes
locaux.
La puissance hydraulique est identifiée à partir d’exemples concrets permettant de faire comprendre les notions de
débit et de pression. La notion de perte de charge doit être abordée à partir d’abaques ou visualisée à partir de
supports concrets.
Les apports de sciences physiques liés aux puissances électriques sont abordés à partir d’exemples associés à des
contextes locaux.
Les critères d’optimisation sont abordés sous l’angle de la notion de rendement des équipements et de leurs
caractéristiques propres. Des éléments techniques de comparaison pourront être donnés afin d’éveiller le sens critique
des élèves tant sur l’optimisation des matériels que sur la durabilité.
Objectif 2.4 - Distinguer les composants élémentaires d’un système technique en analysant leurs
fonctions
La finalité de cet objectif est de faire distinguer et de faire comprendre l’interaction entre les différents éléments
présents sur le système technique.
Dans un premier temps, une phase de reconnaissance et d’identification des composants doit être effectuée. Ensuite, il
convient de faire comprendre aux élèves les liaisons entre les différents composants afin d’appréhender le
fonctionnement d’un système technique voir pluri technique d’origine mécanique ou hydraulique. Pour atteindre cet
objectif, on privilégie l’utilisation d’outils d’analyse fonctionnelle.
Objectif 2.5 - Identifier des éléments de dimensionnement des matériels
La finalité de cet objectif est de donner aux élèves des éléments leur permettant de comprendre le dimensionnement
d’un ensemble issu du domaine technique.
Les exemples sont pris dans les domaines de la mécanique et/ou de l’électricité et/ou de l’hydraulique. A partir d’une
analyse fonctionnelle, on fait réfléchir les élèves sur la dimension des objets (ex : relation moteur / pompe à partir d’un
cahier des charges). Des notions de résistance mécanique, de sollicitations simples (torsion, cisaillement, flexion,
compression…) peuvent être abordées au travers de cet objectif sans aller jusqu’à des calculs de résistance des
matériaux. L’élève doit comprendre que le choix doit répondre à une logique de dimensionnement issue d’une réflexion
basée sur les performances attendues en fonction des montages et des matériaux utilisés.
Document d'accompagnement - Inspection de l'Enseignement Agricole
Diplôme : Baccalauréat technologique STAV
Module : M9-STE : Sciences et Technologies des Équipements
Date : 27 février 2013
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Objectif 2.6 - S’approprier le langage technologique
La finalité de cet objectif est d’aborder à partir de documents techniques la représentation normalisée d’un dessin, d’un
schéma et les symboles les plus représentatifs dans les domaines mécanique, électrique et/ou hydraulique.
Une première phase d’apprentissage des symboles les plus représentatifs est à privilégier. Des exemples du domaine
technologique et/ou des bâtiments peuvent être utilisés et servir de support pour aborder la lecture et la compréhension
de plans et de schémas.
Les notions d’échelle, de positionnement des vues, de perspectives, de cotation, les bases de la représentation
normalisée, et les principaux principes de montage, de liaisons (pivot, glissière, rotule,…) et d’assemblages (gorges,
méplat, épaulement, cannelures…) doivent être abordés à partir d’exemples concrets.
In fine, l’élève doit comprendre le pourquoi et le comment de certains choix technologiques à partir de l’étude de plans
et/ou de schémas.
Objectif 2.7 - Appréhender les bases technologiques des systèmes automatisés et régulés
La finalité de cet objectif est de faire comprendre aux élèves comment est construit un système automatisé.
Dans un premier temps, il convient de faire reconnaître aux élèves les différents composants présents sur un système
automatisé. L’apprentissage doit être graduel. On commence par un système automatisé simple pour aboutir à des
systèmes plus complexes (asservissement…) tirés d’exemples pris dans le contexte local. Il est souhaitable qu’un
exemple d’automate soit pris : pour cela il convient de replacer l’automate dans son contexte, de justifier sa présence,
de présenter les fonctions réalisées par celui-ci. Des exemples domestiques liés à la domotique peuvent être pris
notamment pour expliquer les bases de la régulation afin d’effectuer une transposition sur un cas lié au contexte local.
La logique séquentielle de type GRAFCET peut être abordée selon les exemples étudiés.
Objectif 3 -
Raisonner la faisabilité technique d’un système
La finalité de cet objectif est, pour l’apprenant, de mobiliser les contenus abordés dans les objectifs précédents afin de
mettre en place de façon autonome une (ou des) méthode(s) d’analyse et ainsi permettre une réponse cohérente et
structurée à une problématique.
Objectif 3.1 - Identifier les relations entre un système technique et une production agricole
La finalité de cet objectif est définir la place d’un système technique dans une production agricole au sens large.
Dans une situation concrète et à partir des contenus abordés dans les objectifs 1 et 2, l’apprenant doit être capable de mettre en
œuvre une méthode d’analyse et de réflexion pertinente afin de situer l’équipement au sein d’un système de production.
Objectif 3.2 - Mettre en évidence la pertinence des choix technologiques mis en œuvre dans les
situations observées
La finalité de cet objectif est de faire formuler un diagnostic sur un système technique en relation avec les éléments
dans le but d’effectuer un choix et/ou de l’optimiser.
A partir de la situation concrète dégagée dans l’objectif 1, des apports technologiques de l’objectif 2, l’élève doit mettre
en évidence les atouts et les contraintes des choix technologiques à l’aide des outils de descriptions et de décisions
(Evaluation des besoins, hiérarchisations des critères techniques, cahier des charges, calculs des coûts, performances
technologiques et énergétiques ….).
Objectif 3.3 - Formuler un avis sur un système technique étudié
La finalité de cet objectif est d’amener l’élève à formuler un avis sur la pertinence des choix technologiques à partir du
diagnostic précédent.
L’apprenant doit pouvoir apporter une appréciation objective sur la réponse à une problématique. La mise en œuvre de
la réponse ou la résolution concrète de la problématique n’est pas obligatoire.
Document d'accompagnement - Inspection de l'Enseignement Agricole
Diplôme : Baccalauréat technologique STAV
Module : M9-STE : Sciences et Technologies des Équipements
Date : 27 février 2013
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Activités pluridisciplinaires
Thèmes proposés :
Physique / STE (l’énergie électrique dans les équipements)
Thème : Électricité de puissance et sécurité électrique.
Compréhension des phénomènes électriques permettant de faire fonctionner un moteur électrique asynchrone
Puissance(s), cos ϕ
Branchement(s), dimensionnement
Plaque signalétique
Dispositifs de sécurité électrique associés
Sécurité des personnes et des biens (norme NFC 15-100)
Document d'accompagnement - Inspection de l'Enseignement Agricole
Diplôme : Baccalauréat technologique STAV
Module : M9-STE : Sciences et Technologies des Équipements
Date : 27 février 2013
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