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Bac 2005 : Ascenseur sans local de machine

Juin - Métropole

samedi 14 avril 2007, par M. Klein


Dans ce sujet, le candidat devait étudier un ascenseur actionné par un moteur synchrone triphasé. Ce type de moteur est très compliqué. En fait, c’est à peine s’ils sont au programme ! (il y a juste une mention à la machine synchrone autopilotée page 18 du BO n°8 du 31 Août 2000)

On ne peut attendre de candidats au Bac qu’ils maîtrisent le fonctionnement de ce genre de machine comme ils maîtrisent celui d’une machine à courant continu (beaucoup plus simple parce que justement en courant continu !) c’est pourquoi il n’y avait presque aucune question autour du moteur. Les seuls questions concernant le moteur pouvaient être traitées rien qu’avec ce qui était dit dans le sujet, même si le candidat n’avait jamais entendu parler d’un moteur dans sa scolarité. En fait il en allait de même avec l’ensemble de la partie génie électrique.

Mais ce sujet mérite d’être traité. En effet, les candidats sont rapidement dérouté dès qu’ils voient du nouveau, même si les réponses sont données dans les questions. Et ils n’ont pas tellement l’habitude non plus de travailler en courant alternatif.

Voyons les question concernant l’électricité :

Partie 1 : Description du système

La description du système, axée sur l’électricité. On trouve ici :
- (A) Une question concernant les échanges d’informations avec la carte de commande
- (B) Un schéma fonctionnel à remplir en indiquant dans la chaîne d’énergie le type d’énergie que l’on trouve aux différents niveaux (après distribuer, convertir et transmettre)
- (C) Une chaîne cinématique à dessiner
- (D) La seule question concernant le moteur : Pourquoi y a-t-il un variateur ? Regardez bien, tous les éléments de réponses sont donnés dans le sujet !

Partie 2 : Positionnement de la cabine

On étudiait ici le positionnement de la cabine aux différents étages. On commençait avec des capteurs TOR puis on poursuivait avec un positionnement numérique avant de terminer sur le protocole de communication du système.

- (A) Un algorithme à compléter. Il n’a peut être pas l’air mais il est extrêmement simple. En fait, on doit faire 3 ou 4 fois la même chose et il n’y a pas la moindre subtilité. Pour vous aider, la difficulté réside dans la maîtrise de l’info ISD : Après le passage de ISD à 0, il faut laisser passer deux impulsions ISD avant de passer en petite vitesse, et attendre encore le retour de ISD à 1 pour arrêter la cabine.

- (B, C, D) Les 3 questions suivantes étaient mécanique, plus précisément cinématique. Il s’agissait d’étudier des courbes de vitesses et de faire des calcul concernant le bon positionnement de la cabine : En gros, à partir de quel moment faut-il ralentir pour ne pas avoir trop à freiner en arrivant à l’étage ?

- (E) Encore de la cinématique. Aucun calcul, juste un peu de bon sens.

- (F) Mécanique toujours, de la RDM. La question n’est pas très claire. Il faut bien comprendre que les câbles s’allongent du simple fait du poids de la cabine et que cet allongement augmente si des personnes montent dans la cabine, et que c’est de cet allongement supplémentaire dont il est question ici. Ne tombez pas non plus dans le piège : Il y a 8 câbles !

- (G) On parle maintenant du capteur qui va indiquer la position de la cabine. Les capteurs TOr de la partie précédente sont en effet un peu rudimentaires. On utilise ici un capteur numérique de position, c’est à dire un codeur fonctionnant par l’incrémentation ou la décrémentation d’une valeur numérique. Ici il ne fallait pas se mélanger en voyant CAN qui n’était pas un convertisseur analogique numérique mais un standard de bus de communication. Cela n’avait rien avoir avec la question, mais quand on mélange les choses... On voyait ici que la résolution du codeur était de 4096 points/tour. Ce n’est pas difficile à condition d’avoir bien lu ce qui précédait. En effet, pour répondre à cette question, il faut d’abord savoir comment le mouvement de l’ascenseur est relié au codeur. tous les éléments de réponse sont dans l’explication suivant 2.2

- (H) Une simple conclusion sur les questions F et G. Si vous avez su faire ces deux questions, la réponse est évidente. Pensez que le codeur ne mesure pas vraiment la position de la cabine mais la longueur de câble déroulée. Or d’après la question F, on voit qu’il y a une difficulté avec cette longueur.

- (I) Un classique désormais dans la plupart des sujets de bac. On vous donne en DT2 tous les détails de la communication entre différents organes du système. On vous demande dire à quoi ressemblera la communication dans un cas particulier. En général, ces questions supposent de faire quelques conversions décimal - binaire - hexadécimal.

Partie 3 : Sécurité

- (A, B, C, D) Cinématique et statique. Un ensemble de questions visant à vérifier si le système de freinage répond bien aux exigences de sécurité.

- (E) On passait sur le document DT1 et on cherchait à comprendre ce qui se passait dans le cas d’une survitesse. En toute logique il faut s’attendre à ce que le moteur soit coupé et à ce que les freins s’activent. C’est bien le cas mais l’élève anxieux risque d’être dérouté en découvrant qu’en fait, FR n’étant plus alimenté, alors les électrofreins ne sont plus alimentés aussi, et dans ce cas, est ce que cela freine ou pas ? Ces élèves perdraient un temps précieux s’ils cherchaient à trouver l’information dans les différents documents. Personnellement je ne l’ai pas trouvé. Mais dans ces cas là, mieux vaut faire preuve de bon sens : Que doit-il se passer en cas de coupure de courant ? (Et donc si les électrofreins ne sont plus alimentés, pas plus que les moteurs) De tout évidence, il faut que les freins soient actionnés. Par conséquent, il faut s’attendre à ce que les électrofreins soient enclenchés par défaut et que c’est quand il reçoivent du courant électrique qu’ils se désactivent.

Cette question, et d’ailleurs la suivante aussi manque d’intérêt mais est d’un type assez fréquent au bac. En effet, le système de commande est certainement complexe et vous n’avez pas beaucoup de temps pour l’étudier. On ne peut donc que vous demander de bricoler un peu autour du système en vous donnant quelques informations qui vous permettent de répondre à la question mais pas de comprendre en détail le fonctionnement du système.

- (F) Très simple si on a compris un peu le principe de ce qu’est ’un courant électrique.

Partie 4 : Comprehension globale

- L’esprit de ces questions est : Dans les partie 3 et 2, on transmet plusieurs info au système au lieu d’une seule. A votre avis pourquoi ?

Parties du cours liées :

- 1D : Variateur
- 2A : Algorithmes
- 2G : Codeur
- 2I : Transmission
- 2E et 2F : Difficile à situer. Un jeu de relais jouant sur du courant alternatif et une fonction capteur TOR


Documents

Bac 2005 : Ascenseur
(PDF - 1.9 Mo)

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