SOMMAIRE A1.1 Définition de l`électrotechnique

APPROCHE THEORIQUE
INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE
A1 ELECTROTECHNIQUE - ELECTRONIQUE
SOMMAIRE
A1.1
A1.2
A1.3
A1.4
A1.5
A1.6
Définition de l'électrotechnique
Electrotechnique et nuisances
Définition de l'électronique
Information et signal électrique
Capteurs, Transducteurs et actuateurs
Bibliographie
(Les renvois entre crochets [*] y font référence)
Pour bien souligner l'importance d'un langage technique commun, nécessaire à toutes discussions ou
échanges à propos de l'électronique, la plupart des définitions proposées dans ces pages sont tirées du même
ouvrage : F. DE COULON et M.JUFER Introduction à l'électrotechnique TRAITE D'ELECTRICITE VOLUME 1 ( 7e éd.)
LAUSANNE PPUR 1995. Les passages repris sont mis en évidence par une écriture en italique.
A1.1 Définition de l'électrotechnique
En plus de la science qui étudie les phénomènes électriques et les lois qui s'y rapportent, le terme
d'électrotechnique peut être compris dans un sens plus moderne signifiant : Utilisation technique de
l'électricité, soit en tant que support d'énergie, soit en tant que support d'information
(…)
L'électrotechnique est d'un développement relativement récent puisqu'elle remonte (…) au milieu du XIXe
siècle. (…) De nos jours, ce développement est extrêmement rapide et conditionne de nombreux secteurs de
l'activité humaine. Il faut reconnaître que peu de domaines ont été aussi fertiles en réalisations en ayant
autant d'influence sur l'économie des pays et le comportement social des individus. [1]
IMAGE A1.1 [1] PPUR
Dès la révolution industrielle, la consommation de l'énergie électrique à doublé tous les dix ans jusqu'à la
crise énergétique de 1973. Il est vrai que l'électricité est produite de façon simple et relativement
économique, qu'elle se transporte, se transforme et se divise pratiquement sans limites. Ces facultés
expliquent en partie cet extraordinaire développement.
Après la deuxième guerre mondiale, le développement des télécommunications et de la radioélectricité ont
été très conséquents. Ils se traduisent aujourd'hui par la mise en oeuvre d'équipements de communication et
d'interaction de plus en plus sophistiqué entre l'être humain et la machine. L'électronique et l'informatique en
sont les derniers développements parmi les plus spectaculaires.
EPSIC.ch / Site Technique Electronique / Fichiers A*.pdf - Version août 2000 - Date conversion : 18/09/01
PAGE 1 / 6
APPROCHE THEORIQUE
INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE
A1 ELECTROTECHNIQUE - ELECTRONIQUE
A1.2 Electrotechnique et nuisances
L'influence positive des applications de l'électricité dans la vie économique, scientifique et culturelle, ainsi
que dans l'organisation des loisirs est évidente. Toutefois, cette évolution soulève de nombreux problèmes
comme atteinte à la vie privée, pouvoir contraignant des individus, centralisation excessive ou encore
changements trop rapide pour être assimilés sans heurs.
IMAGE A1.2
Toute activité industrielle contient elle-même les germes de nuisances (…) et l'électrotechnique n'échappe
pas à cette règle. Si l'électricité n'est pas directement une forme d'énergie polluante, sa production massive,
en revanche, requiert la transformation d'une énergie primaire, comme le charbon, la chute d'eau, le gaz, le
pétrole ou l'uranium, grâce à des installations (…) dont la multiplication pose de sérieux problèmes
écologiques.
La prolifération des gadgets électroniques et l'explosion des moyens électroniques d'information, qui rendent
pourtant de grands services, risquent malheureusement de contribuer, s'il n'y prend garde, à
l'asservissement de l'être humain. [1]
Espérons que les futurs développements technologiques liés à l'électricité soient orientés vers les aspects
fondamentaux, utiles au bien être de l'humain et à l'amélioration de son milieu.
A1.3 Définition de l'électronique
La commission de l'électrotechnique internationale (CEI) définit l'électronique comme : La partie de la
science et de la technique qui étudie les phénomènes de conduction dans le vide, dans les gaz ou dans les
semi conducteurs et qui utilise les dispositifs basés sur ces phénomènes.
Par extension, nous pouvons dire que l'électronique est l'ensemble des techniques qui utilisent des signaux
électriques pour capter, transmettre et exploiter une information. Une exception est l'électronique de
puissance utilisée pour la conversion électrique-électrique de l'énergie. [1]
Le champ d'application des dispositifs électroniques est vaste. Le tableau ci-dessous en donne un aperçu :
Télécommunications
Systèmes de détection
Electroacoustique
Traitement de l'information
Electronique industrielle
Instruments de mesures
Machines de bureau
Electronique biomédicale
Horlogerie électronique
Télégraphie, téléphonie,
Transmission de données
Radiodiffusion, télévision
Télémesure, télécommande
Radar, sonar, télédétection
Enregistrement et reproduction des sons
Ordinateurs, calculatrices, périphériques
Commandes et réglages automatiques
installations de surveillance
Equipements industriels
Equipements scientifiques
Ordinateur, fax, …
Pace Maker, prothèses, …
Horloge atomique, montres, …
EPSIC.ch / Site Technique Electronique / Fichiers A*.pdf - Version août 2000 - Date conversion : 18/09/01
PAGE 2 / 6
APPROCHE THEORIQUE
INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE
A1 ELECTROTECHNIQUE - ELECTRONIQUE
Lors de la maintenance nous simplifions encore la définition de l'électronique, en utilisant ce terme pour
désigner tous les appareils, réalisés avec des circuits électroniques eux même constitués de composants
électroniques. Tous les appareils ont besoin d'une source d'énergie qui est appelée alimentation.
ALIMENTATION
APPAREIL - MACHINE
CIRCUITS - ETAGES
INFORMATION
D'ENTREE
SIGNAL
INFORMATION
DE SORTIE
IMAGE A1.3
A1.4 Information et signal électrique
Il n'est pas aisé de donner une définition simple et univoque du mot information, car il touche notre
perception de la connaissance "des choses" qui nous entourent. Ce terme est utilisé dans un grand nombre de
domaines et (…) peut être envisagé sur plusieurs niveaux : Formel, mathématique, sémantique,
psychologique ou philosophique.
Le niveau formel ne prend en compte que la nature du support de l'information, donc son apparence. Cette
apparence, pour un technicien de l'électronique, est une grandeur électrique transportant un flux continu ou
discret de messages [1], codés ou non.
Le niveau mathématique s'intéresse à une mesure objective du débit réel de l'information et aux moyens
d'améliorer l'efficacité de celui-ci, de le sécurisé, de le stocker, …
Le niveau sémantique, qui touche à la signification d'un message, le niveau psychologique, qui concerne
l'effet émotionnel (donc subjectif) de l'information, et le niveau philosophique, qui trait à l'origine de la
connaissance et de l'intelligence, ne sont pas interprétables en termes technique [1], et ne sont donc pas pris
en considération ici.
L'électronique répond aux besoins posés par les problèmes relatifs à l'information qui sont d'ordre
d'acquisition, de transmission, de traitement et de l'exploitation de celle-ci.
IMAGE A1.4
EPSIC.ch / Site Technique Electronique / Fichiers A*.pdf - Version août 2000 - Date conversion : 18/09/01
PAGE 3 / 6
APPROCHE THEORIQUE
INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE
A1 ELECTROTECHNIQUE - ELECTRONIQUE
Une solution efficace aux problèmes demandés, grâce aux circuits ( montages ou appareils) électroniques, est
avant tout due aux facteurs suivants :
La rapidité de propagation des phénomènes électromagnétiques
Le fait que cette propagation est possible avec ou sans support matériel
La facilité avec laquelle la plupart des grandeurs physiques peuvent être traduites sous forme
électrique
La rapidité d'exécution des dispositifs électroniques
L'extrême variété des fonctions électroniques réalisables
La miniaturisation offerte par les nouvelles technologies microélectroniques (bientôt nano?)
Le flux d'informations traité en électronique provient de sources différentes. Il concerne principalement
l'observation (mesure) de phénomènes physiques et le dialogue (communication) entre êtres humains, entre
l'être humain et la machine ou entre les machines elles-mêmes.
Les sources primaires d'informations peuvent se grouper en quatre catégories :
L'être humain
La machine
Les banques d'informations
L'environnement naturel
-->
-->
-->
-->
Voix, image, geste, ...
Informations de contrôle, résultats de calculs, ...
Livres, disques, bandes magnétiques, mémoires, ordinateurs, ...
Phénomènes physiques observés, ...
Ces informations se présentent initialement sous des formes très diverses : Optique, acoustique, mécanique,
magnétique, thermique, etc. Leur traitement par des moyens électriques implique une traduction (parfois
transduction) préalable. [1]
Pour un technicien, un signal électrique est la représentation physique d'une information qui transite de sa
source jusqu'à son destinataire.
IMAGE A1.5
Nous parlons de signal analogique lorsque l'information produite par la source dispose d'une variation ou
d'une gamme continue de nuances. Il peut prendre une infinité de valeurs différentes dans une plage donnée
et se transmet continuellement dans l'axe temps.
Nous parlons de signal numérique lorsque l'information produite par la source est représentée par un système
conventionnel de signes distincts, ou de grandeurs électriques fixées à l'avance et limitées à très peu de
valeurs (0V et 5V, par exemple). A chaque information correspond un état propre du signal. Un signal
numérique, généralement binaire, peut être transmis de manière séquentielle. Cela permet, par exemple, de le
"mélanger" à d'autres informations comme les corrections d'erreurs, ou autres.
EPSIC.ch / Site Technique Electronique / Fichiers A*.pdf - Version août 2000 - Date conversion : 18/09/01
PAGE 4 / 6
APPROCHE THEORIQUE
INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE
A1 ELECTROTECHNIQUE - ELECTRONIQUE
A1.5 Capteurs, Transducteurs et actuateurs
Ces termes désignent d'une manière générale des dispositifs permettant la conversion d'une forme d'énergie
en une autre forme d'énergie. Les signaux traités dans les systèmes électroniques proviennent de diverses
sources d'informations telles que la température, la lumière, le son, etc. Chaque source représentant en fait un
phénomène physique propre.
IMAGE A1.6
Un transducteur est un dispositif de conversion d'énergie dont au moins l'une des deux est électrique, alors
qu'un capteur est un transducteur qui transforme un phénomène physique (obligatoirement) en une grandeur
électrique.
Un actuateur, appelé également actionneur, est un transducteur assurant la transformation inverse du capteur.
Souvent les phénomènes impliqués sont semblables aux deux conversions, l'une près de la source et l'autre
près du destinataire, nous disons que les phénomènes sont réversibles.
Les capteurs emploient en majorité des effets électromécaniques, électromagnétiques, électroacoustiques,
optoélectroniques ou électrothermiques. Nous pouvons distinguer plusieurs sortes de capteurs selon leur
mode de fonctionnement, soit des capteurs à variation de résistance, de capacité, d'inductance, de tension, de
courant, …
Le tableau ci-dessous donne un aperçu des différents capteurs que l'on peut rencontrer.
IMAGE A1.7 [1] PPUR
Pour une chaîne de mesure ainsi que pour tout autre système de traitement et de transmission d'informations,
les capteurs en sont les composants initiaux.
EPSIC.ch / Site Technique Electronique / Fichiers A*.pdf - Version août 2000 - Date conversion : 18/09/01
PAGE 5 / 6
APPROCHE THEORIQUE
INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE
A1 ELECTROTECHNIQUE - ELECTRONIQUE
A1.6 Bibliographie
Niveau étudiant:
ALBERT PAUL MALVINO
Principes d'électroniques
Paris
McGraw-Hill
1988 (3e éd.)
C. CIMELLE & R.BOURGERON Guide du technicien en électronique
Paris
Hachette
1995
Collection ETAPES:
ISBN: 2-7042-1176-0
ISBN: 2-01-16-6868-9
R.MERAT, R.MOREAU, L.ALLAY, J.-P.DUBOIS, J.LAFARGUE, R.LE GOFF
Electronique analogique
Paris
Nathan
1992
ISBN: 2.09.176893.6
Electronique numérique
Paris
Nathan
1993
ISBN: 2.09.176117.6
Electronique de puissance
Paris
Nathan
1992
ISBN: 2.09.176079
1994
ISBN T1: 2.09.176-895-3
ISBN T2: 2-09-176704-2
C.SERMONDADE, A.TOUSSAINT
Régulation tome 1&2
Paris
Nathan
Niveau ingénieur:
Collection TRAITE D'ELECTRICITE: (Presses Polytechniques et Universitaires Romandes)
Site web: http//www.ppur.org
FREDERIC DE COULON & MARCEL JUFER
[1] Introduction é l'électrotechnique
Lausanne
PPUR
1995 (7e éd.)
ISBN: 2-88074-041-X
HANSRUEDI BÜHLER
Electronique de réglage et de commande
Lausanne
PPUR
1990 (3e éd.)
ISBN: 2-88074-056-8
Electronique de puissance
Lausanne
PPUR
ISBN: 2-604-00017-2
1978 (1ère éd.)
Réglage de systèmes d'électronique de puissance Volumes 1, 2 et 3
Lausanne
PPUR
1997
ISBN: 2-88074-341-9 Vol.1
ISBN: 2-88074-342-7 Vol.2
ISBN: 2-88074-397-4 Vol.3
Convertisseurs statiques
Lausanne
PPUR
1991
ISBN: 2-88074-230-7
EPSIC.ch / Site Technique Electronique / Fichiers A*.pdf - Version août 2000 - Date conversion : 18/09/01
PAGE 6 / 6