Présentation du L1 - Licence de Sciences et Technologies
Première année - Cycle d'intégration

Ingénierie 3 : systèmes mécaniques et électroniques : concepts et illustrations.

Code de l'UE : 1AE01 - (9 ECTS)

Nature de l'UE : Au choix pour les parcours MIPI et PCGI - Semestre 2.

Responsable de l'UE : Annick DEGARDIN et Anne MONTGRUEL

Email : annick.degardin@upmc.fr

Email : anne.mongruel@upmc.fr

Secrétariat : Naima MAKHLOUFI

Tour 55/65, 2ème étage - Bureau 210

Téléphone : 01 44 27 42 81

Email : naima.makloufi@upmc.fr

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1. Objectifs de l'UE :

L’unité a pour objectif de présenter aux étudiants la démarche de l’ingénieur à travers des objets d’étude et d’introduire des concepts de base pour l’analyse de systèmes mécaniques et électroniques. Des illustrations sont faites autour de deux thèmes associant mécanique et électronique :

- Le corps humain : modélisation et surveillance médicale automatique. Modélisation de la circulation sanguin (modèle 1D d’écoulement, effet de la gravité). Analyse des signaux biologiques (capteurs, électrocardiogramme, notion de fréquence et de signal aléatoire).
- La robotique : robotique exploratoire (Curiosity sur Mars). Considérations énergétiques (motorisation, batterie : notions de puissance/énergie), déformation du bras effectuant les prélèvements sur le robot (illustration de la théorie des solides déformables), mesure de la position du bras (aspects capteurs, sensibilisation à l’association de systèmes).

2. descriptif général de l'UE et principaux points abordés :

Introduction à la démarche de l’ingénieur - Objets d’étude, notion de systèmes, exemples de systèmes électro-hydro-mécaniques avec analyse des différentes fonctions.
- Modélisation, dimensionnement, optimisation, simulations, expérimentations et mesures.

Systèmes mécaniques (solide rigide, fluide, thermique) - Statique des fluides : notion de pression, loi fondamentale de la statique des fluides, principe d'Archimède, hydrostatique.
- Solides rigides : description et modélisation des actions mécaniques, notions de centre de masse et de gravité, présentation de quelques liaisons  (hypothèse parfaites), efforts transmissibles. Analyse de l’effet du frottement sur un cas simple. Principe fondamental de la statique du solide, d'un système de solides et applications.
- Solides déformables : déformation et contraintes, application au comportement des poutres droites élastiques soumises à des charges (traction compression voire flexion).
- Thermique : notion de température et flux de chaleur, introduction aux trois modes de transfert (conduction, convection, rayonnement), coefficients d’échange. Ex. d’applications en régime stationnaire : échangeurs de chaleur.

Systèmes électroniques - Electrostatique : notion de charge, générateurs et grandeurs électriques (tension, courant), conductivité.
- Lois fondamentales de l’électronique : loi d’Ohm et de Kirchhoff, théorème de superposition et de Thévenin/Norton.
 - Composants de l’électronique : modélisation des composants électroniques élémentaire (tension/courant, régime harmonique, impédance), association de composants (parallèle/série, calculs des impédances équivalentes). Application sur des circuits électroniques élémentaires.
- Théorie du signal : notion d’information et de bruit, classification des signaux (dimensionnelle, phénoménologique, énergétique, morphologique), représentation temporelle (signaux élémentaires, régime transitoire et permanent), fréquentielle (introduction aux séries de Fourier). Exemples d’application en télécommunications.
- Caractérisation des systèmes électroniques : notion de capteurs, classification des systèmes (analogique et numérique, linéaire et non-linéaire, invariance), caractéristique de transfert entrée/sortie et fréquentielle (introduction aux réponses en fréquence, notion de filtre). Applications au traitement des signaux audio et des images.

3. Barème :

Ecrit : 100.