Mines-Ponts 2025 PSI Sciences industrielles de l'ingénieur : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Sciences industrielles de l'ingénieur du Concours commun Mines-Ponts, France, session 2025, filière PSI, en 4 heures. Thème : Goniomètre SmarGon à actionneurs piézo-électriques pour la radiocristallographie.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie 2 : modélisation des chaînes fonctionnelles. Chaîne de puissance d'un axe de rotation du goniomètre à partir d'un diagramme de blocs internes.
  À revoir : Ingénierie système : besoin, exigences et diagrammes SysML, Architecture fonctionnelle et structurelle : chaînes d'information et de puissance
• Partie 3 : validation de la structure parallèle. Graphe des liaisons, degré d'hyperstatisme de la structure parallèle à deux actionneurs linéaires et son rôle dans la rigidité, puis déplacements des actionneurs pour deux mouvements types.
  À revoir : Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique, Mobilité, hyperstatisme et petits déplacements
• Partie 4 : choix des actionneurs. Fermeture géométrique donnant une équation du second degré pour la course des actionneurs et le domaine atteignable, puis effort de maintien en position obtenu par le PFS sur des solides isolés.
  À revoir : Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures, Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• Partie 5 : validation des exigences de stabilité et de précision. Matrice d'inertie, énergie cinétique et masse équivalente ramenée à l'actionneur, linéarisation de la loi entrée-sortie, modèle électromécanique de l'actionneur piézo-électrique en schéma-blocs, pôles et stabilité, valeur finale, diagrammes de Bode et amplification à la résonance.
  À revoir : Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens, Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente, Énergétique : puissances, théorème de l'énergie cinétique, rendement, Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures, Modélisation des systèmes asservis : structure, SLCI, transformée de Laplace, schéma-blocs
• Partie 6 : synthèse, précision et rapidité. Lecture de simulations du mode d'approche par stick-slip et du mode scan : valeur finale, temps de réponse à 5 % et vérification des exigences.
  À revoir : Modélisation des systèmes asservis : structure, SLCI, transformée de Laplace, schéma-blocs

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
• Mobilité, hyperstatisme et petits déplacements
• Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures
• Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens
• Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente
• Énergétique : puissances, théorème de l'énergie cinétique, rendement
• Modélisation des systèmes asservis : structure, SLCI, transformée de Laplace, schéma-blocs

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