CNC 2023 MP Sciences industrielles : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Sciences industrielles du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2023, filière MP. Thème : Système 4Control (Active Drive) de roues arrière directrices d'une automobile.

À savoir sur cette copie. Copie incomplète, faite de photos : elle va de la page 2 à la page 19 sur 25. La page de garde, les annexes et les documents réponses (pages 20 à 25) manquent, ce qui empêche de traiter certaines questions. Quelques pages portent des annotations manuscrites d'un candidat. Elle sera remplacée dès que nous aurons une copie complète. Rien sur cette copie n'indique la filière : le même sujet a aussi été posé en PSI.

Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie 1 : exercice préliminaire. Diagrammes SysML et exigences, torseurs cinématiques et d'actions transmissibles des liaisons, liaison équivalente, vecteurs rotation et vitesses sur un schéma cinématique à glissière et pivot, puis masse et moment d'inertie d'un modèle simplifié de la roue (théorème de Huygens).
• Partie 2 : analyse du comportement en braquage. Chaînes fonctionnelles d'information et de puissance à partir du diagramme de blocs internes, puis chronogramme des sens de braquage des roues arrière selon la vitesse du véhicule.
• Partie 3 : choix de l'actionneur. Mécanisme qui transmet le mouvement du vérin électrique à la roue arrière : loi entrée-sortie par fermeture géométrique, énergies cinétiques, puissances extérieures et intérieures, et effort du vérin par le théorème de l'énergie cinétique.
• Partie 4 : influence du mouvement des roues. Prototype à une roue montée sur un double bras : vitesse et accélération du centre de la roue, moments cinétique et dynamique, théorème du moment dynamique, puis vitesse de braquage qui annule le moment de basculement transmis par la liaison entre les deux bras.
• Partie 5 : vérin électrique. Moteur, réducteur à train épicycloïdal et système vis-écrou : formule de Willis et rapport de transmission, inertie équivalente ramenée sur l'arbre moteur, puissance perdue et couple moteur par le théorème de l'énergie cinétique.
• Partie 6 : asservissement de l'angle de braquage. Schéma fonctionnel, modèle du moteur à courant continu et identification d'un premier ordre, fonctions de transfert, diagrammes de Bode, correction proportionnelle puis proportionnelle intégrale face au cahier des charges (temps de réponse, dépassement, précision, marge de phase).

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Ingénierie système : besoin, exigences et diagrammes SysML
• Architecture fonctionnelle et structurelle : chaînes d'information et de puissance
• Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique
• Cinématique du solide : paramétrage, vitesse, taux de rotation et torseur cinématique
• Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures
• Transmetteurs de puissance et trains d'engrenages
• Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens
• Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente
• Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage

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