Activité 1

TRAVAUX PRATIQUES
SCIENCES INDUSTRIELLES POUR L’INGENIEUR
CI1 Ingénierie système et communication
TP8-S1
Problématique
PILOTE
Comment un ingénieur parle-t-il d'un système pluritechnologique ?
Présentation
Un pilote automatique est un système dont le but est de maintenir le cap du bateau.
Le TP18000 (solution hydraulique) équipe les pilotes automatiques des bateaux de taille importante
car la manœuvre d’un safran requiert un couple élevé.
Le pilote automatique TP32 (solution électrique) permet à une embarcation de suivre un cap bien
défini. Sa chaine d’énergie électrique et compacte nécessite peu de maintenance. Les plaisanciers
peuvent installer ce type de pilote sur tous types de voiliers.
Objectifs




Identifier les constituants réalisant les fonctions : acquérir, traiter, communiquer, alimenter,
moduler, convertir, transmettre et agir.
Identifier la nature (électrique, mécanique, pneumatique, thermique ou hydraulique) des flux
échangés (Matière, Énergie, Information) et préciser leurs caractéristiques (variable de potentiel,
variable de flux).
Proposer et justifier un modèle de liaison entre deux solides à partir de l'analyse des surfaces de
contact ou des degrés de libertés.
Etablir un schéma cinématique.
Activité 1
Vous prenez en charge l’analyse fonctionnelle et structurelle du pilote TP8000.
Activité 2
Vous êtes chargé de valider en partie le cahier des charges du TP8000 par des mesures.
Activité 3
Vous proposez et justifiez des modèles de liaison pour établir le schéma cinématique du TP 32.
Activité 1
Responsabilité : Vous prenez en charge l’analyse fonctionnelle et structurelle du pilote TP8000.
Documents
Questions
 Procédure de mise en service
 Diagrammes Sysml
Q1 Mettre en œuvre le système en respectant la procédure.
Attention : ne pas faire fonctionner la pompe pour redescendre la charge : couper l'alimentation, le by-pass
met en communication les deux chambres, la charge descend.
Q2 A quel besoin répond ce système ?
Q3 Compléter le document réponse DR1 activité 1 en identifiant les constituants qui assurent chacune des
fonctions.
Q4 Compléter les documents réponse DR2 CE et CI en caractérisant les constituants (préciser les unités pour la
chaîne d’énergie, et le type -logique, analogique, numérique- pour le chaîne d’information).
Q5 Comment est réglée la vitesse du vérin ?
Q6 Tracer le circuit du fluide sur le DR3 à la rentrée du vérin et dans une position stable.
Denis Guérin / Frédéric Poulet
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TSI Eiffel Dijon
Activité 2
Responsabilité : Vous êtes chargé de valider en partie le cahier des charges du TP8000 par des mesures.
Documents
 Procédure de mise en service
 Dessin d’ensemble du vérin

Q1 Relever les pressions dans la chambre avant et dans la chambre arrière du vérin lorsqu'il déplace une
charge de 800N.
Attention : ne pas faire fonctionner la pompe pour redescendre la charge : couper l'alimentation, le bypass met en communication les deux chambres, la charge descend.
Q2 Relever la pression dans la chambre avant et dans la chambre arrière du vérin lorsque la charge est
immobilisée.
Q3 Évaluer l’effort encaissé par le vérin dans la phase de montée de la charge.
Q4 Évaluer l’effort encaissé par le vérin dans la phase d’arrêt de la charge.
Q5 Expliquer la différence constatée entre les pressions lorsque la tige est à l'arrêt et lorsque la tige rentre.
Q6 Expliquer brièvement pourquoi la charge ne redescend pas quand la pompe est arrêtée
Activité 3
Responsabilité : Vous proposez et justifiez un modèle de liaisons pour établir un schéma cinématique du pilote
TP32.
Documents
Questions
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
 Plan d’ensemble et perspective éclatée du pilote TP 32
 Tableau des liaisons
Observer le système puis repasser en couleur les différentes classes d’équivalence présentes sur le schéma
cinématique du pilote automatique de bateau (document « DR1 Activité 3 Pilote »)
Compléter le tableau du document « DR Activité 3 Pilote ». en apportant les informations nécessaires à la
compréhension des liaisons mécaniques présentes.
Pour chacune des 5 liaisons mécaniques (L 1, L2, L3, L5 et L6), retrouver la solution technique retenue sur le
plan d’ensemble et sur la perspective éclatée puis l’entourer (suivre l’exemple de la liaison L 1).
Observer le système, déchiffrer les plans puis en déduire la liaison notée L 4. La représenter sur le schéma
cinématique.
Quel type de transformation de mouvement cette liaison associée à L3 réalise-t-elle ?
Dans quel sens doit tourner le moteur pour sortir la barre (nez de vérin) ? le système vis écrou à billes
possède un pas à droite.
-1
A partir d’une fréquence de rotation du moteur donnée (Nmoteur en tr.min ), démontrer que la vitesse de
sotie de la tige du pilote (Vtige/bâti en mm.s ) s’écrit : 𝑉𝑡𝑖𝑔𝑒/𝑏â𝑡𝑖 =
-1
𝑍12
𝑍18
𝑝
× 𝑁𝑚𝑜𝑡𝑒𝑢𝑟 × 60
Données : nb de dents de la poulie motrice : Z12, nb de dents de la poulie réceptrice : Z18 et le pas du système
vis – écrou à billes : p.
Q8 Déterminer Vtige/bâti si Z12 = 20 dents, Z18 = 71 dents et p = 3 mm.
Q9 Proposer un protocole de mesures permettant de déterminer expérimentalement V tige/bâti en fonction de
Nmoteur. Le faire valider par un professeur.
Q10 Le mettre en œuvre et conclure sur les écarts possibles constatés.
Denis Guérin / Frédéric Poulet
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DR3 Activité 1
Q6-1 rentrée du vérin
Q6-2 Position stable
Denis Guérin / Frédéric Poulet
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DR1 Activité 3 Pilote
L3
y
L2
L4
L6
Schéma cinématique du pilote
automatique TP32
L1
N° Liaison
L5
Ddl
Symbole
L1
Poulie/corps
Nom de la Liaison
Tx
Ty
Tz
Rx
Ry
Rz
0
0
0
1
0
0
Liaison PIVOT
d’axe…..
L2
L3
L5
L6
Tableau des liaisons du pilote automatique
Denis Guérin / Frédéric Poulet
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Denis Guérin / Frédéric poulet
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Denis Guérin / Frédéric poulet
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