Bulletin Officiel de l'

	Bulletin Officiel de l'Education Nationale N°6 du 9 juillet hors-série Organisation et programmes
www.education.gouv.fr/bo/1998/hs6/rappel.htm - [email protected]

RAPPEL DES TEXTES PARUS
SÉRIE STI, SPÉCIALITÉ GÉNIE OPTIQUE
STRUCTURE HORAIRE DES ENSEIGNEMENTS
CLASSES DE PREMIERE ET TERMINALE

Réf. A. du 15-9-1993 (B.O. spécial n°4 du 23-9-1993) mod. par arrêtés du 28-7-1995 (B.O. n° 33 du 14-9-1995) et du 13-3-1997 (B.O. n° 16 du 17-4-1997) ; A. du 1-8-1997 (B.O. n° 33 du 25-9-1997) mod. par A. du 8-6-1998 (B.O. n° xx du xx1998).

(a) L'horaire entre parenthèses correspond à des travaux pratiques.
(b) L'horaire de 1 + (4) en étude des constructions est destiné aux élèves n'ayant pas suivi l'option "technologie des systèmes automatisés"en classe de Seconde.
(c) En analyse et mise en oeuvre de systèmes optiques, l'horaire entre parenthèses correspond à des activités technologiques (enseignement par groupes d'atelier). Il se répartit de la manière qui est indiquée ci-après :
en classe de première, les six heures entre parenthèses se répartissent ainsi :
- 3 h. de système optique,
- 1 h. 30 de production mécanique,
- 1 h. 30 de production optique.
En classe terminale, les sept heures entre parenthèses se répartissent ainsi :
- 3 h. de système optique
- 2 h. de production mécanique,
- 2 h. de production optique.
(d) L'horaire en parenthèses correspond à des travaux dirigés
(e) Module portant sur les mathématiques à raison d'une heure hebdomadaire. Le choix du ou des enseignements obligatoires sur lesquels porte la seconde heure est laissé à l'initiative de l'établissement dans les conditions prévues à l'article 5 de l'arrêté du 15 septembre 1993 modifié, susvisé.

Le tableau horaire qui figure pour mémoire page 41 du B.O. n° 8 hors série du 2 octobre 1997 est caduque.

CLASSE DE PREMIERE D'ADAPTATION
(PROPOSITIONS D'AMÉNAGEMENT DES HORAIRES PAR RAPPORT À LA CLASSE DE PREMIÈRE)

Réf. Circulaire n° 94-165 du 25-5-1994 (B.O. n° 22 du 2-6-1994 : paragraphe 5 du chapitre I)
- Circulaire n° 97-197 du 11-9-1997 (B.O. n° 33 du 25-9-1997) mod. par la circulaire n° 98-137 du 1-7-1998 (B.O. n° 28 du 9-7-1998)

Remarques :
(a) Cf. arrêté du 1er août 1997 modifié par l'arrêté du 8 juin 1998, relatif aux horaires des enseignements des classes de première et terminale dans la spécialité génie optique de la série STI. (B.O. N° 33 du 25 septembre 1997 et B.O. n°28 du 9-7-1998).
(b) Pour les autres matières enseignées en classe de première STI, spécialité génie optique, les horaires fixés par l'arrêté du 1er août 1997 modifié, précité, restent inchangés pour la classe de première d'adaptation de la spécialité.
(c) La première heure de module est attribuée aux mathématiques. L'horaire restant est à partager durant l'année, également ou inégalement entre les autres matières. Une attention toute particulière doit être portée au traitement des besoins des élèves en expressions écrite et orale.
NB
TD : enseignement sous forme de travaux dirigés
TP : enseignement sous forme de travaux pratiques
AT : enseignement sous forme d'activités technologiques (enseignement par groupes d'atelier)

Le tableau horaire qui figure pour mémoire page 43 du B.O. n° 8 hors série du 2 octobre 1997 est caduque.

PROGRAMMES
DES CLASSES DE PREMIERE ET TERMINALE

Mathématiques
Arrêté du 1er août 1997 (Voir B.O. n° 8 hors série du 2 octobre 1997)
Sciences physiques appliquées
Arrêté du 1er août 1997 (Voir B.O. n° 8 hors série du 2 octobre 1997)

PROGRAMMES

SÉRIE STI, SPÉCIALITÉ GÉNIE OPTIQUE
ÉTUDE DES CONSTRUCTIONS
ÉTUDE DES SYSTÈMES TECHNIQUES INDUSTRIELS
CLASSES DE PREMIÈRE ET TERMINALE

A. du 8 -6- 1998 ; JO du 19-6-1998
NOR : MENE9801577A
RLR : 524-0e ; 524-0f
MEN - DESCO A3

Vu Code de l'ens. tech. ; L. n° 71-577 du 16-7-1971 ; L. n° 75-620 du 11-7-1975 ; L. n° 83-663 du 22-7-1983, compl. L. n° 83-8 du 7-1-1983 mod. et compl. par L. n° 85-97 du 25-1-1985 ; L. de progr. n° 85-1371 du 25-12-1985 ; L. n° 88-20 du 6-1-1988 ; L. d'orient. n° 89-486 du 10-7-1989 mod. ; D. n° 59-57 du 6-1-1959 mod. not. par D. n° 65-438 du 10-6-1965 et n° 68-639 du 9 -7-1968 ; D. n° 76-1304 du 28-12-1976 mod. not. par D. n° 92-57 du 17-1-1992 ; D. n° 77-521 du 18-5-1977 mod. portant applic. de L. n° 75-620 du 11-7-1975 ; D. n° 85-924 du 30-8-1985 modi. par D. n° 90-978 du 31-10-1990 ; D. n° 90-484 du 14-6-1990 mod. ; D. n° 93-1093 du 15-9-1993 mod. ; A. du 17-1-1992 mod. not. par A. du 13-3-1997 ; A. du 17-1-1992 mod. ; A. du 17-1-1992 mod. not. par A. du 13-3-1997 ; A. du 15-9-1993 mod. par arrêtés du 13-3-1997 et du 1-8-1997 ; A. du 15-9-1993 mod. ; A. du 10-7-1992 mod. ; Arrêtés du 1-8-1997 ; Avis de la CPC compétente des 27-5-1997 et 4-12-1997 ; Avis du CNP des 2-7-1997 et 29-1-1998 ; Avis du CSE du 5-3-1998

Article 1 - Le programme d'enseignement en étude des constructions et en étude des systèmes techniques industriels des classes de première et terminale préparant la spécialité génie optique de la série "sciences et technologies industrielles (STI)", est fixé en annexe du présent arrêté.

Article 2 - Les dispositions du présent arrêté entrent en application à compter :

- de l'année scolaire 1997-1998, en ce qui concerne la classe de première ;
- de la rentrée de l'année scolaire 1998-1999, en ce qui concerne la classe terminale.

Article 3 - Le directeur de l'enseignement scolaire est chargé de l'exécution du présent arrêté, qui sera publié au Journal officiel de la République française.

Fait à Paris, le 8 juin 1998
Pour le ministre de l'éducation nationale,
de la recherche et de la technologie
et par délégation,
Le directeur de l'enseignement scolaire
Bernard TOULEMONDE

Annexe SOMMAIRE Préambule aux contenus d'enseignement

A - ÉTUDE DES CONSTRUCTIONS

A.1 - Mécanique

A. Objectifs du programme
B. Programme
C. Aspects méthodologiques
D. Compétences attendues
E. Spécification des niveaux d'acquisition
F. Commentaires

A.2 - Construction

A. Objectifs du programme
B. Programme
C. Aspects méthodologiques
D. Compétences attendues
E. Spécification des niveaux d'acquisition
F. Commentaires

B - ÉTUDE DES SYSTÈMES TECHNIQUES INDUSTRIELS

B.1 - Automatique, Informatique Industrielle, Électronique

A. Objectifs du programme
B. Programme
C. Aspects méthodologiques
D. Compétences générales attendues
E. Spécification des niveaux d'acquisition
F. Commentaires

B.2 - Analyse et mise en œuvre de systèmes optiques (AMOSO)

Partition horaire
A. Objectifs du programme
B. Programme
C. Aspects méthodologiques
D. Compétences générales attendues
E. Spécification des niveaux d'acquisition
F. Commentaires

CONNAISSANCES ASSOCIÉES (Étude des systèmes techniques industriels/Sciences physiques appliquées)

PRÉAMBULE AUX CONTENUS D'ENSEIGNEMENT

Écoles d'été systèmes optiques
(1/13 juillet 1991)
Institut d'Études Scientifiques de Cargèse (France)
Meysonnette (IOTA-ESO, Orsay)

Évolution de l'optique instrumentale

L'optique instrumentale s'ouvre actuellement à un nombre de plus en plus important d'applications dans lesquelles l'oeil de l'observateur humain n'est plus directement associé à l'appareil et la conception des systèmes optiques actuels (ou optroniques). Elle fait intervenir, en plus des considérations essentielles en optique et en mécanique, des parts grandissantes d'électronique, d'informatique, et de visualisation. Le schéma de la figure 1, représentatif de l'optique instrumentale dans le spatial ou le militaire, permet d'identifier certains des composants de base entrant dans la constitution de nombreux systèmes optiques.

De façon générale, on peut dire que la conception de tout système optique s'articule autour de quatre fonctions :
- l'émission du signal lumineux,
- sa transmission,
- sa réception
- et son mode d'exploitation,
avec le souci d'optimiser l'ensemble de la chaîne .

Suivant la mission imposée au système sous forme d'un ensemble de spécifications, on s'attachera à définir, entre autres choses, les propriétés spatiales, spectrales et temporelles de la source, les caractéristiques des milieux et surfaces rencontrés par la lumière et leurs effets sur le signal lumineux à détecter, de même que les paramètres de l'optique (champs, ouverture, qualité...) en relation avec le détecteur associé.

Suivant le mode d'exploitation utilisé, on peut distinguer trois classes de systèmes optiques :
- Les systèmes visuels, au travers desquels un observateur humain regarde la scène (jumelles, périscopes ...).
- Les systèmes automatiques, traitant l'information par eux-mêmes, sans intervention humaine (systèmes d'observation de la terre, instrumentation, télécommunications...).
- Les systèmes dits à "visualisation" (imagerie télévision de jour et de nuit, imagerie infrarouge ...).
Le bloc diagramme de la figure 2 montre les éléments essentiels de ces différents types de systèmes

schéma

Les enseignements dispensés pendant les deux années de formation doivent permettre aux élèves d'acquérir l'ensemble des compétences définies dans le programme ; mais aussi, et en complémentarité, de se situer dans une logique de formation personnelle les conduisant à envisager, analyser, puis choisir des perspectives professionnelles.

Dans cet esprit, les équipes pédagogiques responsables des enseignements veilleront avec un soin particulier à :
- Choisir, sur l'ensemble des deux années de formation, des supports techniques représentatifs des différentes applications de l'optique dans l'environnement industriel de notre société (éclairage, contrôle industriel, signalétique, médical, optronique, industries mécaniques, communication, spectacles....).
- Situer socialement et historiquement les évolutions des principales applications présentées en analysant les causes et les effets caractéristiques de celles-ci (première application industrielle des lasers, incidence du développement des fibres optiques, évolution des matériels photo-cinéma, ....).
- Favoriser auprès des élèves une première approche des milieux industriels à l'occasion de visites d'entreprises et d'interventions dans le cadre de la formation, de professionnels reconnus pour leurs compétences ; cette stratégie s'appuyant sur des thèmes retenus pour leur pertinence dans le cadre des enseignements dispensés.

Le texte des pages suivantes, caractérise l'évolution de l'optique instrumentale par la mise en évidence de la dimension pluri-technologique des systèmes optiques modernes. Il est donc indispensable qu'au delà de la transmission des contenus de la formation ce caractère soit fortement marqué par la mise en place de stratégies pédagogiques clairement perçues par les élèves comme une réelle synergie des équipes enseignantes autour d'un projet global de formation.

Dans cette optique, à des périodes privilégiées des deux années de formation, la cohérence et la nécessaire complémentarité des enseignements doivent être affirmées par l'étude commune, d'un même support technique, s'articulant de manière disciplinaire dans une dynamique de projet.

De plus, dépassant la liaison sciences-technologies, l'interdisciplinarité nécessaire à une formation complète peut s'appuyer, par exemple, sur :
- l'identification, le choix et l'utilisation de manière pertinente des outils de calcul nécessaires à la résolution de problèmes techniques ;
- l'utilisation de documents techniques, en langues étrangères, traduit en fonction des besoins au cours de la formation ;
- la mise en évidence de l'origine et des caractéristiques étymologiques des termes techniques et professionnels utilisés ;
- la définition commune de méthode d'analyse, de travail et de procédures d'évaluation ;
- l'utilisation, à des fins différenciées de matériels et outils communs (informatiques essentiellement) ;
- la prise en compte du respect des consignes de sécurité (courant électrique, rayonnement lasers....) et d'un comportement respectant l'environnement (rejet de produit de polissage, de manipulation de matériaux du domaine de l'infrarouge...).

La prise en compte des exigences de la formation au regard des capacités acquises par les élèves, et des possibilités offertes par cet outil, implique que l'utilisation des moyens informatiques sera privilégiée et notamment dans les activités relevant de l'analyse, de la modélisation, et bien évidemment de la résolution.

D'autre part, les enseignants responsables de cette formation veilleront à développer et prendre en compte l'autonomie des élèves lors de la réalisation des activités demandées et plus particulièrement à promouvoir une démarche de travail personnel (et de groupe) dans le cadre d'acquisition de connaissances, de réflexion sur les contenus dispensés, par la demande de recherches documentaires sur un thème ou un produit donné (utilisation de cédéroms, réseaux informatiques locaux, nationaux et internationaux).

Dans cet esprit, une attention particulière sera portée sur la nécessité de donner aux élèves, lors de la présentation de leurs recherches par exemple, les premières bases des techniques de communication écrites et orales enfin, à l'entrée dans cette formation, nos élèves sont en possession d'un ensemble de compétences (Collège, classe de seconde). Il importe que les professeurs s'informent de l'ensemble des contenus préalablement dispensés afin de construire leurs stratégies pédagogiques en s'appuyant sur les connaissances déjà acquises, reconnaissant ainsi à leurs élèves, dans une démarche valorisante, les compétences dont ils sont déjà porteurs.

A - ÉTUDE DES CONSTRUCTIONS - PREMIÈRE ET TERMINALE

S'appuyant sur l 'étude générale des constructions, de la mécanique et de l'optique, l'enseignement de la construction des systèmes optiques permet d'aborder les problèmes liés à l'optique dans les systèmes techniques. Lors de l'analyse des solutions industrielles, l'accent sera mis tout particulièrement sur les solutions constructives spécifiques aux systèmes optiques.
Le développement des différents chapitres qui figurent aux programmes d'étude des constructions tiendra compte des besoins spécifiques à l'optique. Ce souci implique un choix attentif des supports d'enseignement, pour la construction comme pour la mécanique, qui permettront de mettre en évidence les solutions à privilégier.
Ce programme d'étude des constructions nécessite une association forte des enseignements de la mécanique et de la construction qui ne peut s'obtenir que si ces enseignements sont confiés à un même professeur.
Le programme doit être développé en étroite collaboration avec les professeurs d'Étude des systèmes techniques industriels (ESTI) et les professeurs de physique et de sciences physiques appliquées.

A.1 - Mécanique

A - OBJECTIFS DU PROGRAMME DE MÉCANIQUE

La mécanique est la science des lois du mouvement et de l'équilibre. Elle est la base du dimensionnement des mécanismes, des structures et ouvrages.
L'enseignement de la mécanique vise à donner aux élèves, à travers l'étude de systèmes réels, les connaissances et les méthodes leur permettant :
- la compréhension du comportement de tout ou partie du système ;
- le développement de capacités transversales (méthode, rigueur, analyse du réel et modélisation, validation expérimentale).
Il prend en compte le programme de physique de la classe de seconde.

B - PROGRAMME DE MÉCANIQUE

Le programme de mécanique décrit ci-dessous est présenté dans un ordre qui ne doit pas être nécessairement traduit par un déroulement chronologique.
Malgré tout, le chapitre 1. "Modélisation des liaisons et des actions mécaniques" parait être un préalable nécessaire.

1. Modélisation des liaisons et des actions mécaniques (25 heures environ)

1.1 Modélisation des liaisons
1.1.1 Solide
- Définition : solide - systèmes de solides.
- Repérage d'un solide par rapport à un autre solide.
1.1.2 Cinématique des liaisons entre solides dans le cas de liaisons sans jeu
- Cinématique du contact :
. contact ponctuel, contact linéique, contact surfacique ;
. surfaces en contact, repères locaux associés ;
. degrés de liberté - paramétrage des mouvements possibles.
- Liaisons élémentaires :
. définition, centre de liaison et repères locaux associés ;
. déplacements possibles et paramétrage ;
. schématisation normalisée (plane et spatiale).

1.2 Modélisation des actions mécaniques
1.2.1 Actions mécaniques sur un solide
- Notion de force :
. caractérisation d'une force ;
. moment en un point, calcul vectoriel du moment ;
. variation du moment d'un point à un autre.
- Système de forces :
. torseur associé ;
. éléments de réduction du torseur en un point.
- Actions mécaniques à distance :
. champs de forces volumiques ;
. effet de gravitation ;
. effets magnétiques et électromagnétiques,
modélisation par un torseur des actions à distance.
- Actions mécaniques de contact :
. champs de forces surfaciques ;
. actions d'un fluide sur la surface d'un solide ;
. actions d'un solide sur un autre solide :
actions ponctuelles : hypothèses simplificatrices, modélisation par un torseur, loi du frottement
actions linéiques et surfaciques.
1.2.2 Actions mécaniques dans les liaisons entre solides :
- Liaisons parfaites.
- Action mécanique transmissible par une liaison élémentaire parfaite :
. modélisation : torseur mécanique de liaison

. application aux liaisons : ponctuelle, plane, pivot, glissière, linéaire, pivot glissant, rotule ;
. composantes du torseur dans le repère local associé ;
. réciprocité avec les mouvements possibles.
1.2.3 Principe des actions mutuelles

1.3 Isolement d'un système de solides
- Graphe des liaisons.
- Frontière d'isolement.
- Identification des actions extérieures s'exerçant sur le système.
- Identification des actions intérieures au système par déplacement de la
frontière d'isolement.
* Remarque : l'analyse ne portera pas uniquement sur des mécanismes conduisant à une résolution par glisseurs coplanaires.

2 - Cinématique (30 heures environ)

2. Mouvement relatif de deux solides en liaison glissière ou pivot
2.1 Rappels
- définition de mouvements (rotation et translation) ;
- repère fixe, repère mobile ;
- paramétrage ;
- points coïncidants à un instant donné ;
- trajectoire des points d'un solide par rapport à un repère donné.

2.2 Caractérisation du mouvement d'un point d'un solide par rapport à un repère donné
- représentants vectoriels de la position, de la vitesse et de l'accélération ;
- champ des vecteurs vitesse d'un solide :
. en mouvement de translation,
. en mouvement de rotation autour d'un axe fixe ;
- pour un mouvement résultant de l'association de mouvements uniformes et uniformément variés ;
- représentation graphique (graphe des déplacements et des vitesses) ;
- expression analytique (relations entre déplacement, vitesse et accélération).

3 - Statique (25 heures environ)

3.1 Principe fondamental de la statique

- Traduction vectorielle du principe fondamental de la statique :
. théorème de la résultante ;
. théorème du moment.

3.2 Résolution d'un problème de statique
3.2.1 Hypothèses sur :
- le mécanisme ou la structure ;
- le mouvement ;
- les liaisons (géométriquement parfaites sans prise en compte du frottement).
3.2.2 Algorithme de résolution
- identification des inconnues ;
- ordonnancement des isolements ;
- possibilité de résolution du problème (isostatisme) ;
- choix d'une méthode de résolution (analytique ou graphique) et des moyens de calcul (assistance informatique ou non).
3.2.3 Méthode analytique de résolution
- avec ou sans assistance informatique.
3.2.4 Méthode graphique de résolution
- traduction graphique du principe fondamental dans le cas d'un solide soumis à deux ou trois actions modélisées par des glisseurs.

4. Cinématique optique (60 heures environ)

Ce chapitre sera traité en parallèle avec le cours d'optique géométrique et physique. Les résultats du cours d'optique géométrique et physique (réfraction, réflexion, association réfraction-réflexion) seront directement exploités dans ce chapitre.

4.1 Analyse et modélisation des systèmes optiques
- composants ;
- systèmes, systèmes centrés (dioptriques et catadioptriques) ;
- chéma optique ;
- marche des faisceaux ;
- diaphragme d'ouverture, pupille d'entrée et de sortie du système ;
- champs ;
- repère objet, repère image ;
- grandissement, nombres de réflexions.

4.2 Cinématique optique
4.2.1 Vecteur position
- liaison position objet-image.
4.2.2 Torseur cinématique
- caractérisation d'un petit déplacement.
4.2.3 Relations de bases
- entre le déplacement du plan objet et du plan image ;
- entre le déplacement du système optique et le déplacement du plan image.
4.2.4 Relations générales
- relation entre le déplacement du plan objet et du plan image pour le
déplacement d'un élément optique suivant un axe quelconque.

5 - Résistance des matériaux (10 heures environ)

5.1 Hypothèses de la Rdm
- sur le solide déformable ;
- sur les actions exercées.

5.2 Étude d'une poutre
- coupure, isolement d'un tronçon de poutre :
. torseur des efforts extérieurs sur le tronçon isolé,
. torseur des efforts de cohésion au barycentre de la coupure,
. relation entre le torseur des efforts extérieurs et le torseur des efforts de cohésion sur un tronçon de poutre isolé,
. dénomination des projections de la résultante et du moment ;
- actions locales dans une coupure, vecteur contrainte, projections du vecteur contrainte (contrainte normale et tangentielle).

5.3 Identification de la nature des sollicitations
- traction - compression.

5.4 Étude des sollicitations simples (traction - compression)
Exploitation et interprétation des résultats d'un essai de traction
(réalisé en construction) :
- Relation entre effort et déformation : loi de Hooke.
- Notion de contrainte.
- Module d'élasticité longitudinale (E).
- Limites élastique et de rupture.

6. Dynamique (10 heures environ)

Les études en dynamique se limiteront au cas des solides en mouvement uniforme ou uniformément varié dans le cas d'une translation rectiligne.
Expression vectorielle du principe fondamental de la dynamique dans le cas d'un solide en translation

C - ASPECTS MÉTHODOLOGIQUES

L'enseignement de la mécanique repose sur :
- l'analyse détaillée du comportement d'un solide ou d'un système de solides face à un ensemble de facteurs favorisant ou modifiant :
. son équilibre (statique),
. son mouvement (cinématique et dynamique),
. sa forme (résistance des matériaux) ;
- le passage de la réalité physique à la modélisation vectorielle par une utilisation progressive d'outils mathématiques communs à l'ensemble du cycle de formation et permettant une conceptualisation et une quantification fine des phénomènes qui interviennent dans les mécanismes, structures et ouvrages ;
- la résolution des modèles vectoriels (analytique ou graphique) ;
- l'interprétation des résultats mathématiques obtenus, et leur confrontation avec la réalité technologique ;
- la maîtrise du système international d'unités ;
- l'approche expérimentale de phénomènes permettant aux élèves une concrétisation des connaissances et concepts mis en évidence (approche de découverte et de validation) ;
- l'utilisation de moyens modernes de traitement des données (logiciels de calcul et de simulation) ;
- la rigueur dans la saisie des données et l'analyse méthodique des résultats issus d'un calculateur.
L'enseignement de la mécanique et de l'optique se doit :
- de ne pas dissocier aspects technologiques et résolution des problèmes ;
- de développer chez les élèves l'aptitude à :
. analyser les données disponibles,
. comprendre et interpréter les phénomènes observés,
. modéliser à partir d'hypothèses justifiées,
. choisir la méthode de résolution la plus adaptée,
. choisir les moyens de calcul ou d'assistance au calcul,
. interpréter les résultats obtenus ;
- d'être rigoureux quelle que soit la complexité du système étudié ;
- enfin le bachelier technologique doit au cours de sa formation bénéficier d'une synergie des enseignements de construction, de mécanique, d'optique, d'étude des systèmes techniques industriels (ESTI), de sciences physiques appliquées et prendre conscience de cette nécessaire complémentarité.

D - COMPÉTENCES ATTENDUES

On trouvera dans ce chapitre, pour chacun des paragraphes du programme, la compétence que l'on attend des élèves à l'issue du cycle de formation de première et terminale préparant au baccalauréat technologique STI, spécialité "Génie Optique".

1. Modélisation des liaisons et des actions mécaniques

En possession de :
- dessins d'ensembles ou/et de schémas,
- catalogues ou notices techniques,
- structures et/ou mécanismes réels :
. isoler un système ;
. dresser le bilan des actions mécaniques extérieures qui s'exercent sur le système matériel isolé (caractère plan ou spatial) ;
. modéliser les actions mécaniques subies par le système (hypothèses fournies).

2. Cinématique

À partir d'un dessin de mécanisme et/ou de fiches techniques :
a) un solide étant lié à un autre solide par une liaison glissière ou pivot parfaitement définie, l'un des solides étant fixe :
- le graphe des vitesses étant donné :
. établir la loi du mouvement,
. déterminer les caractéristiques de ce mouvement ;
- une loi de mouvement étant donnée, et une caractéristique spécifiée (course, Vmax) :
. établir les expressions algébriques du mouvement ;
. tracer les graphes associés.
b) un mécanisme dont le traitement peut être effectué au moyen d'une projection sur un plan défini :
- construire le graphe des liaisons ;
- le paramétrage étant donné, déterminer graphiquement (ou analytiquement) les champs des vecteurs vitesse des solides et les relations entre les mouvements.

3. Statique

À partir d'un système réel ou des dessins et notices le définissant :
- justifier les hypothèses simplificatrices (données) au niveau des liaisons ;
- vérifier que le problème est résoluble ;
- élaborer un ordonnancement des isolements ;
- déterminer analytiquement ou graphiquement les actions de liaison ;
- interpréter les résultats obtenus par un retour à la technologie mise en œuvre : performances, validation de solutions constructives.

4. Cinématique optique

À partir d'un système réel ou et des dessins, des schémas et notices le définissant :

4.1 Analyse et modélisation des systèmes optiques (dioptriques et catadioptriques)
- modéliser le système optique par ses éléments cardinaux et les pupilles d'entrée et de sortie (cas limité à un système comportant un seul diaphragme identifié comme diaphragme d'ouverture) ;
- déterminer les conjugués du plan image ou objet ;
- déterminer la position et la nature des pupilles ;
- rechercher la position, la nature et le sens des images ;
- construire la marche d'un rayon qui traverse le système :
. en marche réelle,
. en marche paraxiale ;
- tracer la marche d'un faisceau qui traverse le système ;
- déterminer le grandissement ;
- déterminer le champs.

4.2 Cinématique optique
- écrire les relations de base pour un élément optique du système centré ;
- analyser et exploiter les relations générales pour un défaut de centrage, de focalisation, de basculement ;
- interpréter les résultats obtenus sur la nécessité ou non d'un réglage usine.

5. Résistance des matériaux

Connaissant les actions mécaniques exercées sur un solide :
- déterminer le torseur de cohésion au barycentre d'une coupure
- en déduire :
. la nature des sollicitations,
. la valeur des contraintes et de la déformation dans le cas de poutres sollicitées en traction, ou en compression,
. la valeur de la déformation en traction ou compression.

6. Dynamique

Pour un élément d'actionneur ou d'un mécanisme entièrement défini (dessins, fiches techniques, ...), en mouvement de translation :
- dentifier et analyser :
. les actions extérieures ou de liaison permettant d'obtenir une vitesse spécifiée ;
. les actions de liaison et la vitesse de déplacement pour une action extérieure imposée.
* Remarques :
En classe de première et de terminale, des logiciels de calcul assisté par Ordinateur devront permettre de traiter les applications concernées par l'ensemble des chapitres précédents. Et tout particulièrement pour les notions définies ci-dessous qui ne donneront pas lieu à des compétences exigibles, mais dont l'approche permettra de compléter utilement l'étude d'un système.
Transmission de l'énergie lumineuse :
· évaluation de l'évolution du flux lumineux à travers un système optique ;
· notion de quantité d'énergie lumineuse nécessaire.

E - SPÉCIFICATION DES NIVEAUX D'ACQUISITION

Afin de préciser le niveau des différentes questions à traiter dans le programme, en relation avec les compétences attendues, le tableau ci-après spécifie les niveaux d'acquisition à attendre à l'issue de la classe de terminale.
Il doit permettre de guider le professeur dans le développement de son enseignement. À chaque point du programme est associé un niveau repéré de 1 à 4.

1 2 3 4

1. Modélisation des liaisons et des actions mécaniques

1.1. Modélisation des liaisons. *

1.2. Modélisation des actions mécaniques. *

1.3. Isolement d'un système de solides. *

2. Cinématique

2. Mouvement relatif de deux solides en liaison glissière ou pivot. *

3. Statique

3.1. Principe fondamental de la statique. *

3.2. Résolution d'un problème de statique. *

4. Cinématique optique

4.1. Analyse et modélisation des systèmes optiques. *

4.2. Cinématique optique.

4.2.1. Vecteur position. *

4.2.2. Torseur cinématique. *

4.2.3. Relations de base. *

5. Résistance des matériaux

5.1. Hypothèses de la Rdm. *

5.2. Étude d'une poutre. *

5.3. Identification de la nature des sollicitations. *

5.4. Étude des sollicitations simples (traction-compression). *

6. Dynamique

6. Expression vectorielle du principe fondamental de la dynamique
dans le cas d'un solide en translation. *

F - COMMENTAIRES

Chapitre 1 - Modélisation des liaisons et des actions mécaniques

L'expérience de l'enseignement dans les classes de BTS a permis de constater que les élèves de terminale avaient dans le domaine de la mécanique acquis des connaissances et des méthodes qui privilégient le procédé de résolution aux dépends de démarches structurées d'analyse.
L'ambition de ce chapitre est d'obtenir très tôt une grande rigueur dans la démarche de modélisation. Il vise à partir d'assemblages réels à :
- identifier la liaison, le modèle cinématique de l'assemblage ;
- modéliser les actions mécaniques par le torseur des actions mécaniques.
Les conditions et hypothèses conduisant à ces modélisations seront toujours fournies aux élèves.
Dans le cas où la modélisation présente des difficultés, le modèle mathématique représentant l'action mécanique devra lui aussi être fourni. Ce qui importe et paraît prépondérant c'est que la démarche de modélisation soit explicite pour l'élève.
D'autre part, sur des exemples soigneusement choisis, il sera intéressant de faire percevoir et donc d'analyser avec les élèves l'incidence du choix du modèle sur les résultats obtenus.
En ce qui concerne le torseur mécanique de liaison, il s'agit exclusivement de définir, et cela procède de la rigueur du vocabulaire, un modèle mathématique caractérisé par une résultante et un moment sans entrer dans les propriétés de ce modèle (au sens des mathématiques). Aucune représentation de ce modèle (vectorielle, coordonnées dans une base de donnée) n'est à privilégier.
Par contre, l'utilisation du produit vectoriel nécessitera une aide du professeur de mathématiques (cf. BO Spécial n°2 du 2 novembre 1991, page 15).
En ce qui concerne les compétences attendues, si les deux premiers alinéas ne posent pas de problème particulier, la modélisation des actions subies par le système impose :
- que cette exigence ne concerne que les cas ou la modélisation est simple (glisseur) compte tenu des hypothèses qui seront toujours fournies ;
- que les modèles dont l'écriture est difficile soient fournis.
Des travaux pratiques illustrant les phénomènes de contact entre surfaces (frottement, adhérence,...), la géométrie des liaisons et la dualité entre mouvement possible et efforts transmissibles, devront être mis en place.

Chapitre 2 - Cinématique

Ce chapitre s'appuie sur des connaissances acquises en seconde.
Il appelle peu de commentaires dans la mesure où il reprend les grandes lignes des programmes antérieurs.
Il convient de préciser que comme toute représentation schématique, le graphe des liaisons n'a de raison d'être que s'il apporte une aide à la compréhension du système ou si son exploitation est de nature à aider à la résolution.
Les supports d'étude seront choisis de manière à lier l'étude cinématique à des caractéristiques de fonctionnement de systèmes optiques (par exemple : commande d'objectif à focale variable).
Il est important de noter que pour certains exemples l'utilisation de logiciels de simulation peut s'avérer particulièrement judicieuse (recherche de positions particulières, visualisation de trajectoires, ...).

Chapitre 3 - Statique

Les connaissances identifiées dans ce chapitre appellent quelques commentaires :
- Le théorème de la résultante et celui du moment doivent être présentés comme la traduction vectorielle du principe fondamental afin que les élèves n'associent pas, comme c'est le cas très souvent, le seul théorème de la résultante à une situation d'équilibre du système isolé.
- La démarche proposée dans le paragraphe 3.2.2. (Algorithme de résolution) doit permettre d'effectuer, pour la résolution, un choix raisonné entre la méthode graphique et la méthode analytique.
- Dans le cadre de l'utilisation d'une méthode analytique de résolution, l'aide informatique doit trouver la place qui lui revient. Cet outil doit être privilégié dès lors que le nombre des actions est important et obligatoirement utilisé si les modèles associés aux actions mécaniques ne sont pas des glisseurs coplanaires.
- Les supports d'étude seront choisis de manière à lier l'étude statique à des caractéristiques de fonctionnement de systèmes optiques (par exemple : compensateur de niveau utilisé en topographie).

Chapitre 4 - Cinématique Optique

L'expérience de l'enseignement dans les classes de BTS a permis de constater que les élèves de terminale avaient dans le domaine de l'optique acquis des connaissances et des méthodes qui privilégient le procédé de résolution aux dépends de démarches structurées d'analyse.
L'ambition de ce chapitre est d'obtenir très tôt une grande rigueur dans la démarche de modélisation.
Il vise à partir de réalisations industrielles à :
- identifier la fonction optique ;
- modéliser les composants ;
- modéliser le système étudié.
Les conditions et hypothèses conduisant à ces modélisations seront toujours fournies aux élèves.
Dans le cas où la modélisation présente des difficultés, le modèle mathématique représentant les relations générales devra lui aussi être fourni. Ce qui importe et paraît prépondérant c'est que la démarche de modélisation soit explicite pour l'élève.
En ce qui concerne le torseur cinématique, il s'agit exclusivement de définir, et cela procède de la rigueur du vocabulaire, un modèle mathématique caractérisé par une résultante et un moment sans entrer dans les propriétés de ce modèle (au sens des mathématiques). Aucune représentation de ce modèle (vectorielle, coordonnées dans une base de donnée) n'est à privilégier.
Par contre l'utilisation du produit vectoriel nécessitera une aide du professeur de mathématiques (cf. BOEN Spécial n° 2 du 2 novembre 1991, page 15).
Il est important de noter que pour certains exemples l'utilisation de logiciels de simulation peut s'avérer tout a fait judicieuse (recherche de positions particulières, visualisation de la marche des rayons optiques, détermination des caractéristiques optiques du système.....) et notamment dans le cas d'application visant des études à caractère photométrique.

Chapitre 5 - Résistance des matériaux

Le programme de Résistance des matériaux porte essentiellement sur l'étude d'une sollicitation et l'identification des autres sollicitations simples.
Cette identification passe par la définition du torseur représentant les actions de cohésion.
Ainsi une coupure réalisée dans une poutre dont la ligne moyenne est préalablement orientée (O, x), par exemple, permet d'isoler le tronçon de poutre de gauche (noté 1) et d'identifier les actions du tronçon de droite (noté 2) sur le tronçon de gauche. Ces actions représentent les actions de cohésion.
On note :

L'étude de la sollicitation de traction sera assez complète avec une étude expérimentale indispensable.

Chapitre 6 - Dynamique

Ce chapitre dont les ambitions sont particulièrement modestes est limité à l'étude de solides en mouvement de translation.
Il importe que l'écriture vectorielle du principe fondamental de la dynamique se traduise effectivement par deux relations même si la résolution du problème n'exige que l'exploitation d'une seule des deux relations. De la même façon le cas des mouvements uniformes permettra de montrer de manière cohérente la relation entre principe fondamental de la dynamique et principe fondamental de la statique.

A.2 - Construction

A. OBJECTIFS DU PROGRAMME DE CONSTRUCTION

La construction est l'art d'appliquer de manière pondérée les connaissances fondamentales de mécanique d'optique et de physique à la réalisation de systèmes optiques, de mécanismes et d'ouvrages, répondant à un cahier des charges fonctionnel.
Le programme de construction s'inscrit dans le prolongement de l'enseignement de Technologie des Systèmes Automatisés (TSA) de la classe de seconde.
A travers l'étude de produits industriels réels et actuels, l'enseignement de la construction vise à faire acquérir aux élèves les connaissances, les méthodes et les démarches leur permettant :
- l'analyse des fonctions, la compréhension de leur agencement et leurs solutions technologiques dans un contexte industriel précis (marchés, performances, coûts), de tout ou partie d'un système ;
- l'appréhension avec rigueur et méthode des problèmes à variables et critères multiples caractéristiques d'un domaine industriel fortement évolutif et créatif ;
- la découverte, à travers la diversité historique et actuelle des solutions et des moyens, de la permanence des fonctions à assurer ;
- l'utilisation des moyens modernes de la communication technique (méthodes de description et de représentation) ;
- une approche rigoureuse des problèmes de qualité et de maîtrise de la valeur ;
- l'appréhension, à travers la continuité historique du développement technologique, des facteurs susceptibles de provoquer des évolutions ou des ruptures.
Le développement des différents chapitres qui figurent dans le programme tiendra compte des besoins spécifiques de l'optique. Ce souci implique un choix attentif des supports d'enseignement, pour la construction comme pour la mécanique, qui permettront de mettre en évidence les solutions à privilégier.
La cohérence et la progressivité des apprentissages imposent que les programmes d'optique, de construction et de mécanique soient enseignés par le même professeur.

B - PROGRAMME DE CONSTRUCTION

1. Compétitivité des produits industriels (12 heures environ)
Ce chapitre a pour objet d'intégrer l'analyse technologique des produits à une évolution historique et économique marquée par des ruptures (innovations), des changements de contexte, par la prise en compte de besoins nouveaux (personnalisation des produits) par l'interdépendance des techniques (micro-électronique, informatique...).
D'un point de vue méthodologique, on pourra préciser pour chaque produit étudié les éléments caractéristiques de cette approche (date de mise sur le marché, prix de vente, quantités, brevets...).
1.1 Typologie des marchés de produits industriels
1.2 Famille de produits
- nécessité (vis à vis du marché, de l'entreprise ...) ;
- incidence sur la conception, la production, la distribution, la maintenance.
1.3 Cycle de vie d'un produit
- étapes du cycle, durée ;
- fonctions associées au cycle de vie :
. conception et production,
. commercialisation,
. utilisation (fonctions techniques et fonctions d'estime),
. maintenance,
. destruction.
1.4 Composantes de la compétitivité des produits
- les coûts :
. typologie,
. notion de "Conception pour un Coût Objectif" ;
- la qualité :
. définition,
. les performances techniques et les indicateurs de performance,
. fiabilité,
. maintenabilité,
. compromis fiabilité-maintenabilité (cas limites : produits jetables),
. coût de la non qualité ;
- disponibilité du produit pour le client :
. standardisation et personnalisation des produits,
. normalisation ;
- l'innovation :
. les sources de l'innovation,
. les méthodes de l'innovation :
approche systémique,
information et documentation industrielles ;
. la protection industrielle :
brevets : objets et méthodes,
l'Institut National de la Propriété Industrielle.
1.5 Méthodes associées à la recherche de la compétitivité
- l'analyse de la valeur en conception :
. démarche fonctionnelle :
besoins, fonctions, contraintes,
Cahier des Charges Fonctionnel (NF 50-150 et 50-151),
analyse de la répartition des coûts par fonction ;
. moyens et outils (notions),
. l'analyse fonctionnelle (voir chapitre 2).
* Remarques :
D'un point de vue méthodologique, les concepts contenus dans ce premier chapitre pourront être introduits selon deux approches :
- une approche systématique, consistant à indiquer pour chaque produit les
composantes de sa compétitivité ;
- une approche comparative permettant d'apprécier ce produit par l'étude :
. d'une famille de produits de même type et de même génération
. des générations successives d'un produit chez un constructeur.
Dans ce contexte il est indispensable que les supports techniques utilisés pour la formation des élèves soient représentatifs de produits industriels compétitifs et modernes.

2. Analyse fonctionnelle des produits industriels (15 heures environ)

2.1 Identification des fonctions
- milieu environnant le produit ;
- désignation des fonctions, fonctions de service, fonction technique.
2.2 Caractérisation et hiérarchisation des fonctions
- flux de matière d'oeuvre, énergie d'information ;
- informations nécessaires à l'activité ;
- relations entre fonction de service - fonction technique et solutions.
2.3 Outils de l'analyse fonctionnelle et temporelle
2.3.1 Utilisation d'outil pour définir une organisation fonctionnelle
- blocs fonctionnels, entrées/sorties, données de contrôle ;
- décomposition de fonctions en sous fonctions ;
- analyse descendante, notion de niveau d'analyse ;
- arbres de fonctions : FAST.
2.3.2 Utilisation d'outils pour définir l'évolution temporelle
- diagrammes de tâches ;
- chronogrammes ;
- graphes.
2.3.3 Cahier des charges fonctionnel d'un produit industriel (cf.normes)
- but ;
- présentation.

3 - Les outils de communication technique

Cet enseignement ne donnera pas lieu à un développement spécifique mais sera naturellement intégré à l'ensemble des autres chapitres.
3.1 Outils d'analyse et de description fonctionnelle des systèmes
- voir chapitre 2. analyse fonctionnelle des produits industriels.
3.2 Outils de représentation des solutions matérielles
- dessin de projet au crayon et assisté par ordinateur :
. représentation des formes géométriques simples et de leurs combinaisons sur plusieurs vues,
. vues locales,
. représentation conventionnelle des composants et constituants de liaison, normalisation ;
- nomenclature et légendes ;
- notices de montage.

4 - Étude des liaisons mécaniques (50 heures environ)

Le développement de ce chapitre devra tenir compte des spécificités technologiques des systèmes optiques ce qui implique un choix attentif des supports de formation.
4.1 Analyse de la valeur des liaisons
- critères de réalisation ;
- critères d'utilisation ;
- critères de durée de vie ;
- critères de maintenabilité.
4.2 Caractère d'une liaison réelle simple entre solides
- cinématique (mobilité, voir cours de mécanique) ;
- indicateurs de qualité de la liaison.
4.3 Chaînes de liaisons entre solides
- graphe des liaisons ;
- applications du graphe des liaisons à la détermination d'une chaîne de cotes (unidirectionnelle) relative à une condition de fonctionnement.
4.4 Liaisons complètes : solutions constructives
- assemblage par éléments filetés :
. typologie,
. dimensionnent ;
- assemblage par déformation :
. frettage,
. clipsage ;
- assemblage avec élément d'apport :
. collage.
4.5 Guidages en rotation et en translation
- typologie des liaisons par composants à éléments roulants (roulements, butées) ;
- liaisons par paliers lisses ;
- conditions de fonctionnement de ces liaisons.
4.6 Étanchéité et protection des liaisons
- étanchéité entre pièces mobiles ou taxes ;
- applications : joints composites ;
- protection contre l'introduction de corps étrangers.

5 - Chaînes cinématiques (30 heures environ)

Le développement de ce chapitre devra également tenir compte des spécificités technologiques des systèmes optiques ce qui impliquent un choix attentif des supports de formation.
5.1 Constituants des chaînes cinématiques
- actionneurs moteurs électriques et micromoteurs :
. description et applications, en liaison avec les cours d'Analyse et de mise en oeuvre de systèmes optiques (AMOSO) et d'Automatique, d'informatique industrielle et d'électronique (AIIE) ;
. caractéristiques principales (action mécanique développée, vitesse...) ;
- transmetteurs de puissance pour mouvements de rotation :
. transmissions par courroies à rapport constant ;
. réducteurs à engrenages à trains simples ;
- transmetteurs de puissance avec conversion de rotation en translation et réciproquement :
. mécanismes vis-écrou,
. pignon-crémaillère,
. cames ;
- constituants industriels modulaires à guidage intégré.

6 - Les matériaux (15 heures environ)

6.1 Relation produit-fonctions-procédé-matériau
- critères de choix d'un matériau liés à 1'environnement du produit, aux fonctions à assurer, au procédé d'élaboration.
6.2 Étude des matériaux
- matériaux optiques : propriétés fondamentales ;
- matériaux métalliques : acier, fontes, aluminium et ses alliages, cuivre et ses principaux alliages ;
- matériaux plastiques et élastomères : propriétés fondamentales ;
- matériaux composites : notions.
6.3 Étude expérimentale du comportement d'un matériau sous l'effet d'actions mécaniques
- essais de traction ;
- caractéristiques mécaniques principales d'un matériau :
. nature,
. ordre de grandeur pour quelques matériaux (acier, fonte, alliages légers, plastiques, composites et verre).

7 - Conception des systèmes optiques (70 heures environ)

Ce chapitre, en plus des connaissances spécifique abordées, doit conduire à un enseignement de synthèse de l'ensemble du domaine de la construction.
7.1 Principales fonctions optiques
- former une image (objectif) ;
- dévier un faisceau (prismes, miroirs) ;
- filtrer un faisceau ;
- polariser un faisceau ;
- diaphragmer un faisceau ;
- comparer (réticule), mesurer (micromètre) ;
- séparer un faisceau (lames traitées, prismes) ;
- recevoir une image (écran, cellule, dépoli, oeil) ;
- transporter, redresser une image (véhicule, prismes) ;
- observer une image (oculaire, loupe) ;
- traiter une image ;
- transmettre une information (fibre optique...).
7.2 Schéma optique
- transmission optique.
7.3 Structure des systèmes optiques
Les dispositifs de réglages optiques seront traités en parallèle avec le cours de
cinématique optique.
L'accent sera mis sur la différence entre les réglages usine et utilisateur :
- montage et réglage radial (centrage des réticules et des lentilles) ;
- montage et réglage en focalisation (objectifs, oculaires) ;
- montage et réglage en déversement, basculement ;
- montage et réglage en position, orientation (prismes, capteurs, ...).
7.4 Montage des composants optiques
- montage des lentilles ;
- montage des prismes ;
- montage des miroirs ;
- montage des lames à faces parallèles ;
- montage isostatique de composants optiques.
7.5 Incidence des procédés d'obtention et d'assemblage sur les caractéristiques optiques
- moulage ;
- usinage.
7.6 Définition des composants optiques et mécaniques
- cotation dimensionnelle ;
- tolérancement ;
- états de surface.

C - ASPECTS MÉTHODOLOGIQUES

La démarche

L'enseignement de la construction, destiné aux élèves de première et terminale qui préparent un baccalauréat technologique STI, "Génie Optique" vise à leur faire acquérir une démarche analytique qui prend appui sur des produits ou systèmes réels intégrant des fonctions optiques.
Cette analyse doit permettre aux élèves :
- d'appréhender d'une manière non exhaustive les solutions constructives les plus couramment utilisées ;
- de développer leur sens critique et leur jugement, par exemple en comparant diverses solutions en présence du cahier des charges fonctionnel.

La communication technique

Il s'agit de développer chez l'élève sa capacité de communication et en particulier ses aptitudes :
- à présenter par écrit, sous la forme la plus appropriée, le résultat de ses travaux, de ses analyses, de ses recherches ou de ses réflexions (textes, schémas, dessins, croquis...) ;
- à s'exprimer avec rigueur en veillant à l'exactitude du vocabulaire utilisé ;
- à effectuer avec goût un travail bien fait dans le respect des contraintes fixées.

Conséquences sur l'enseignement de la construction

Ainsi, l'enseignement de la construction repose sur la connaissance :
- des concepts et du vocabulaire technique de base ;
- des outils de description et de communication :
. pour analyser des produits ou des systèmes industriels,
. pour élaborer un document de qualité, conforme aux règles de normalisation ;
- de la manière d'exploiter des documentations industrielles.

D - COMPÉTENCES ATTENDUES

1. Compétitivité des produits industriels

3. Outils de la communication technique

À partir : - d'un schéma technologique, du cahier des charges fonctionnel, de documents relatifs aux composants et constituants nécessaires :
- représenter sous forme d'un ensemble de dessins, croquis, une solution constructive pour une liaison (complète, pivot. glissière). L'élève devra pouvoir préciser les critères du cahier des charges exploités ou privilégiés.
À partir d'un plan d'ensemble d'un appareil d'optique :
- représenter un schéma cinématique ;
- représenter un schéma optique.

4. Étude des liaisons mécaniques

Un ouvrage ou un mécanisme industriel actuel étant défini par tout ou partie de son Cahier des Charges Fonctionnel, un ensemble de plans et documents du constructeur, les données nécessaires sur les performances, étant fournis, on demande :
- pour une chaîne de composants et de liaisons relative à une fonction technique spécifiée (et comportant au plus 5 liaisons), de :
. construire le graphe des liaisons associé à cette fonction technique,
. caractériser les surfaces fonctionnelles de chacune des liaisons (nature des liaisons composantes, axes des liaisons, repérage),
. identifier au moins une condition fonctionnelle relative à la fonction technique,
. construire une chaîne de cotes unidirectionnelle associée à une condition fonctionnelle précise (4 à 5 composantes au maximum),
. construire le graphe de montage ou de démontage associé à cette fonction technique ;
- pour un guidage en translation ou en rotation :
. construire le graphe des liaisons composant le guidage,
. caractériser les éléments et les surfaces fonctionnelles du guidage,
. identifier les conditions fonctionnelles relatives à la fonction de guidage.

5. Chaines cinématiques

Une chaîne de commande, réelle ou définie par un plan ou un schéma cinématique accompagnée de données, étant fournie :
- déterminer ses caractéristiques cinématiques.

6. Les matériaux

Étude des matériaux :
En présence :
. d'un produit défini par un dessin de projet,
. d'une nomenclature,
. de tout ou partie d'un Cahier des Charges Fonctionnel,
. des normes de désignation des matériaux :
- identifier et caractériser le (s) matériau (x) utilisé (s).
Pour le produit précédemment défini et connaissant :
. les fonctions techniques à assurer,
. les caractéristiques attendues des liaisons,
. les contraintes de réalisation (techniques et économiques) :
- justifier le choix de la classe du matériaux du matériau.

7. Conception des systèmes optiques

À partir d'un produit défini par :
. un dossier de plans,
. des schémas,
. une nomenclature,
. tout ou partie d'un Cahier des Charges Fonctionnel,
. des normes de désignation des matériaux,
. des caractéristiques des composants optiques :
- identifier les fonctions optiques et les composants associés ;
- construire tout ou partie du schéma optique ;
- identifier les relations fonctionnelles entre les composants ;
- identifier le type de réglage nécessaire ;
- agencer des solutions constructives répondant aux besoins des réglages ;
- concevoir des éléments porteurs pour guider et implanter les composants optiques dans des conditions optimales ;
- analyser et comparer l'incidence des moyens d'obtention ;
- compléter ou établir un dessin de définition d'un composant optique ou mécanique.

E - SPÉCIFICATION DES NIVEAUX D'ACQUISITION

1 2 3 4

1. Compétitivité des produits industriels

1.1 Typologie des marchés des produits industriels. *

1.2 Famille de produits *

1.3 Cycle de vie d'un produit. *

1.4 Composantes de la compétitivité des produits. *

1.5 Méthodes associées à la recherche de la compétitivité. *

3. Les outils de communication technique

3.1 Outils d'analyse et de description fonctionnelle des systèmes. *

3.2 Outils de représentation des solutions matérielles. *

4. Étude des liaisons mécaniques

4.2 Caractère d'une liaison réelle simple entre solides. *

4.3 Chaînes de liaison entre solides. *

4.4 Liaisons complètes : solutions constructives. *

4.5 Guidages en rotation et en translation. *

4.6 Étanchéité et protection des liaisons. *

5. Chaînes cinématiques

5.1 Constituants des chaînes cinématiques. *

6. Les matériaux

6.1. Relation produit-fonctions-procédé-matériau. *

6.2. Étude des matériaux :

- matériaux métalliques ; *

- matériaux plastiques et élastomères ; *

- matériaux composites : notions. *

7. Conception des systèmes optiques
et analyse fonctionnelle des produits industriels

7.1 Principales fonctions optiques. *

7.2 Schéma optique. *

7.3 Structure des systèmes optiques. *

7.4 Montage des composants optiques. *

7.5 Incidence des procédés d'obtention et d'assemblage
sur les caractéristiques optiques. *

7.6 Définition des composants optiques et mécaniques. *

F - COMMENTAIRES

La conception des produits industriels résulte d'un compromis entre des contraintes fonctionnelles et économiques. La compétitivité des produits industriels modernes a pris sa place dans les programmes. Dans ce contexte, il est indispensable que les supports techniques destinés à la formation des élèves soient constitués par des produits industriels compétitifs et modernes répondant à des besoins spécifiés.

Chapitre 1 : Compétitivité des produits industriels

Ce premier chapitre qui fait appel à des concepts nouveaux amène à quelques commentaires. Aucune compétence associée aux informations et connaissances qu'il contient n'est demandée aux élèves.
Cette remarque fondamentale conduit à ne pas faire un cours magistral relatif aux connaissances et concepts listés dans le programme, mais d'intégrer, lors de l'étude de systèmes techniques, à l'analyse technologique des produits, une approche des éléments participant à la compétitivité.
À cet effet, l'étude comparative :
- d'une famille de produits d'une même génération ;
- de générations successives d'un produit chez un constructeur ;
- de produits de même fonction réalisés dans des matériaux différents, devra être privilégiée.
Elle devra permettre d'intégrer aux études techniques, les évolutions historiques, économiques, écologiques, mettant en évidence les innovations, la prise en compte des besoins nouveaux...
Ces études comparatives permettent souvent d'illustrer sur des exemples simples :
- la qualité (avec quelques indicateurs précis comme la fiabilité ou la maintenabilité) ;
- la disponibilité (avec l'importance de la standardisation des composants et la modularité des constituants).
Les problèmes soulevés par la fin de vie d'un produit doivent être abordés tout au long de l'enseignement en "Étude des Constructions". L'importance économique et écologique de cette étape du cycle de vie d'un produit doit être présentée dans toutes les études.
Les solutions proposées devront être recherchées, par les professeurs, auprès des organismes et des industriels du domaine et présentés de manière critique.
L'ensemble du chapitre peut également être illustré par l'étude locale d'une entreprise : exemple de son adaptation au marché et évolution des méthodes de conception et d'élaboration des produits qu'elle fabrique.

Chapitre 3 - Les outils de la communication technique

L'enseignement de ce chapitre nécessite une bonne connaissance des acquis des élèves ayant suivi l'option "TSA".
Il doit conduire à l'élaboration de schémas et de dessin dans les limites précisées dans le chapitre : "D. Compétences attendues".
Pour cette élaboration, l'outil informatique doit être privilégié en étant attentif au fait que son introduction modifie non seulement l'outillage disponible pour la réalisation des représentations graphiques, mais aussi l'approche de la conception par une utilisation d'entités paramétrables (composants standards, bibliothèques de pièces).
En ce qui concerne le dessin de définition du produit, la liaison évidente avec l'enseignement de la métrologie doit conduire à une coordination entre les enseignants concernés afin que les connaissances à acquérir soient abordées dans une même période, avec la même rigueur et avec le souci de montrer que la cotation et la mesure sont associées dans la définition et le contrôle des produits.

Chapitre 4 - Étude des liaisons mécaniques

Ce chapitre aborde les solutions classiques d'assemblage ou de guidage dont la modélisation cinématique est traitée en cours de mécanique.
Au plan méthodologique, il paraît préférable de dégager à partir d'étude de cas suffisamment nombreuses les règles et conditions d'emploi des diverses solutions et d'organiser à partir de ces études de cas des leçons de synthèse qui permettront aux élèves de dégager les connaissances fondamentales et les règles à retenir.
L'utilisation de documents industriels et la validation des solutions proposées à l'aide de logiciels industriels devront être privilégiées.
L'approche concrète dans le cas de travaux pratiques est indispensable.

Chapitre 5 - Chaînes cinématiques

Dans ce chapitre qui aborde les solutions constructives générales, le professeur s'attachera également à mettre en évidence : leurs spécificités dans le domaine des systèmes optiques et l'incidence de la précision des mouvements (espace, temps) en fonction des performances optiques attendues.
Il sera également nécessaire de bien différencier les dispositifs conduisant à des mouvements fonctionnels des dispositifs statiques de réglage.

Chapitre 6 - Les matériaux

L'étude de la relation Matériau - Procédé - Fonction est un ensemble trop vaste pour envisager une étude exhaustive. Il n'y a d'ailleurs pas de compétence exigée dans ce domaine.
Il conviendra de profiter des différentes études de produits pour mettre en évidence :
- les noyaux de propriétés de diverses familles de matériaux ;
- l'importance du choix du matériau en relation avec son procédé d'élaboration et particulièrement lorsqu'il conduit à l'intégration de différentes fonctions.

Chapitre 7 - Conception des systèmes optiques et Analyse fonctionnelle des produits industriels

Il importe dans ce chapitre de bien distinguer les connaissances abordées des compétences attendues. En particulier l'aptitude à identifier une fonction par :
- sa situation ;
- les données qui agissent sur la fonction ;
- le moyen technique qui la réalise requiert des capacités de lecture, et non d'écriture.
En conséquence, la représentation analytique structurée sera fournie aux élèves afin d'aider par une description rigoureuse de l'agencement des fonctions à une identification de celle sur laquelle portera l'étude.
On devra donc s'interdire l'écriture avec les élèves de ce type de description.
Le contenu du programme d'étude des constructions" demande aux professeurs de construction de travailler en étroite collaboration avec les professeurs d'ESTI, de physique appliquée, de façon à s'assurer que le programme est intégralement traité et sans redondance. En particulier, lorsque cela est possible, il est judicieux de procéder à l'analyse fonctionnelle des systèmes optiques en construction en liaison avec les nseignements de travaux pratiques (ESTI).
L'enseignement de la construction se fera à partir de supports optiques permettant d'aborder de manière homogène les différentes parties du programme.
7.1 Principales fonctions optiques
Cette partie du programme invite particulièrement à étudier des systèmes pluritechnologiques.
Un développement judicieux et cohérent implique une liaison très étroite entre le cours et les travaux pratiques (ESTI).
C'est à partir d'étude de cas que certains aspects de la construction optique, abordés par ailleurs, seront approfondis et que sera mis en place la connaissance des principales fonctions optiques.
7.2 Schéma optique
Pour établir les relations entre les informations d'entrée et de sortie, l'appareil d'optique est en général une association de composants optiques, mécaniques, électroniques. La connaissance technologique de ces différents domaines est donc nécessaire.
L'étude des tracés de rayons dans un système optique se fera en liaison avec le cours de sciences optiques.
Les épures et les calculs optiques simples ont pour but d'expliciter les idées et les principes généraux et de mettre en évidence les particularités du problème de construction posé.
Cet enseignement utilisera avec profit les possibilités des logiciels spécialisés permettant de s'affranchir de connaissances mathématiques et physiques non abordées dans les programmes concernés.
7.3 Structure des systèmes optiques
L'enseignement sera construit à partir d'exemples industriels caractéristiques de l'optique.
Pour aborder l'étude, le professeur, à partir du cahier des charges du produit s'attachera à :
- clarifier :
. les notions de performances (relations objet-image, champ, qualité de l'image, rendement photométrique),
. les critères technologiques (milieu physique, milieu humain, milieu économique, milieu technique) ;
- montrer ultérieurement la relation qui existe entre les caractéristiques d'une solution technologique et son contexte donné.
En effet, il est important de mettre en évidence les problèmes relatifs aux tolérances de position des composants et leur impact sur les phénomènes optiques. C'est essentiellement le compromis optique-mécanique qui oriente l'organisation de la construction mécanique et le choix du principe de réglage retenu. À ce niveau il y a imbrication des connaissances liées aux activités théoriques (optique, mécanique, construction) et pratiques (production).
7.4 Montage des composants optiques
Les particularités liées à l'intégration des composants optiques seront développées en cohérence avec le chapitre Etude des liaisons mécaniques.
7.5 Incidence des procédés d'obtention et d'assemblage sur les caractéristiques optiques
7.6 Définition des composants
La détermination des volumes élémentaires constituant les pièces nécessite la prise en compte d'un certain nombre de facteurs notamment des procédés d'obtention et d'assemblage. Il est indispensable que les élèves puissent faire appel à des données acquises en travaux pratiques de fabrication. Il est souhaitable de conduire l'étude de dimensionnement et de tolérancement des composants optiques avec le cours de fabrication optique.
La liaison des activités de réalisation et de contrôle doit faciliter l'approche des problèmes de définition de produit. L'objectif est d'aboutir à des documents rigoureux et respectant la normalisation.

B - ÉTUDE DES SYSTÈMES TECHNIQUES INDUSTRIELS - PREMIÈRE ET TERMINALE

B.1 - Automatique, informatique industrielle, électronique

A - OBJECTIFS DU PROGRAMME

Les systèmes techniques industriels pluritechnologiques à dominante optique font appels à des sous ensembles électroniques et/ou informatiques dans un but d'automatisation et d'amélioration des performances et/ou de la convivialité.
Si l'électronique permet sa détection ou son émission, l'information lumineuse peut circuler en amont et en aval du sous ensemble optique sous une forme électrique (analogique ou numérique) pour subir différents traitements électroniques (convertir, comparer, transmettre, amplifier, mémoriser, etc ...).
Cet enseignement privilégie l'aspect "système" dans les démarches qu'il utilise. Il impose de s'intéresser aux fonctions des objets qui constituent :
- les parties commandes ;
- les parties opératives ;
- les interfaces de commande, de dialogue et de puissance, et aux contraintes physiques, économiques et humaines de l'environnement.
L'informatique industrielle est étroitement associée à l'enseignement de l'électronique dans la réalisation des fonctions de commande et de traitement.
L'enseignement de l'automatique, de l'informatique industrielle et de l'électronique vise essentiellement à faire acquérir aux élèves, par l'assimilation des principaux concepts de base, une formation d'esprit leur permettant de bien appréhender le fonctionnement des systèmes optiques.
Il doit en particulier leur permettre de décrire avec une précision suffisante les relations et les interactions entre le système et le milieu extérieur d'une part, entre les constituants de ce système d'autre part.
Il s'intéresse aux modèles qui décrivent :
- l'évolution temporelle du fonctionnement en réponse aux informations, consignes
qu'il reçoit et aux perturbations qu'il subit ;
- l'organisation structurelle et fonctionnelle du système.
Le bachelier technologique STI, en génie optique doit donc acquérir des savoirs et savoir faire en automatique, informatique industrielle, electronique afin d'être capable dans le cadre de l'analyse et mise en œuvre de systèmes optiques :
- de comprendre le fonctionnement de ces sous-ensembles ;
- de comprendre les relations et interactions entre ces sous-ensembles ;
- de localiser un dysfonctionnement ;
- de communiquer oralement ou par écrit avec les spécialistes ;
- de définir fonctionnellement un besoin électronique ou informatique.

B - PROGRAMME

1. Automatique (62 heures environ)

L'enseignement de l'automatique permet d'acquérir les méthodes et les démarches concernées par l'étude et la réalisation des systèmes optiques automatisés.
1.1 Objectifs de l'automatisation des systèmes
- Coûts et qualité.
- Critères d'exploitation (sécurité, disponibilité, maintenance).
- Flexibilité et évolutivité.
1.2 Structure d'un système automatisé
1.2.1 Décomposition organisationnelle et temporelle d'un système
concept de tâche ;
définition ;
flux associés ;
contraintes ;
moyen (s) associé (s) à une tâche.
1.2.2 Structuration en fonction principale d'automatisme
- fonctions et relations internes aux systèmes automatisés :
fonction "acquérir des informations",
fonction "traiter des informations",
fonction "commander la puissance" ;
- relations entre le système automatisé et son environnement.
1.3 Outils de description du fonctionnement d'un automatisme
1.3.1 Représentation binaire des informations
- Algèbre de Boole :
- Représentation des fonctions logiques (expression algébrique, table de vérité,
logigramme, chronogramme).
1.3.2. Concepts de base
- bloc ;
- alternative ;
- répétition ;
- parallélisme.
1.3.3 Représentations littérales structurées
- structure de base :
SI.....ALORS.....SINON
FAIRE...........JUSQU'À
TANT QUE........FAIRE
POUR..................FAIRE
1.3.4 GRAFCET
Concepts et structures de base :
- trois première règles d'évolution ;
- étapes :
. ordres associés à une étape ,
. variables associées à l'état d'une étape ;
- transition et réceptivité associées :
. variables associées : niveau logique, front ;
- structures de base : aiguillage, parallélisme structural ;
- prise en compte du temps, explicite (t/étape/durée) ou implicite ;
- macro-étape.
* Remarque : on montrera la correspondance entre les concepts GRAFCET et la représentation littérale structurée.
1.3.5 Représentation temporelle
- Chronogrammes :
. exploitation d'un chronogramme.
1.4 Description du fonctionnement des systèmes automatisés
- Description fonctionnelle :
. éléments du Cahier des Charges Fonctionnel.
1.5 Réalisations technologiques
- Fonction dialogue :
. nécessité du dialogue homme/machine : de conduite, de réglage, de maintenance ;
. moyens techniques associés.
1.6 Comportements des systèmes réels
- Comportements des constituants :
. temps de réponses ;
. défaillance des constituants.

2. Informatique industrielle (30 heures environ)

Il s'agit d'aborder l'analyse tant du point de vue logiciel que matériel du traitement numérique de l'information dans les systèmes opto/électroniques.
L'enseignement de l'Informatique industrielle est lié aux contenus définis dans les paragraphes du programme comme suit :
2.1 Organisation fonctionnelle des systèmes de traitement de l'information
- Architecture fonctionnelle d'un dispositif utilisant la logique programmée.
- Séquencement, mémorisation et transmission de l'information.
2.2 Organisation structurelle des systèmes de traitement de l'information
2.2.1 Unité centrale (processeur)
Description d'une documentation constructeur.
2.2.2 Mémoires
Mémoires volatiles, mémoires permanentes.
2.2.3 Interfaçage
Interfaces d'entrées/sorties (séries, parallèles).
2.2.4 Liaisons
Bus de données, bus d'adresses, bus de contrôle.
2.2.5 Périphériques
Interfaçage homme/machine : clavier, écran, souris.
Mémoire de masse.
Transmetteur, modem, imprimante, traceur.
2.3 Organisation logicielle
2.3.1 Les instructions
Structure générale d'une instruction : Opération, opérande, commentaire.
2.3.2 Les langages
Les niveaux de langage (machine, utilisateur).
2.3.3 Les structures algorithmiques de base
Linéaire, itérative, alternative, sous programme, saut.

3. Électronique (100 heures environ)

L'enseignement de l'électronique est lié aux contenus définis dans les paragraphes du programme comme suit :
3.1 Représentation conventionnelle des systèmes électroniques
- Représentation par schémas fonctionnels et structurels
- Règles de représentation symbolique.
3.2 Traitement des signaux électroniques
3.2.1 Caractérisation des signaux
- Signaux analogiques.
- Définition, valeur moyenne, valeur efficace, valeur de crête.
- Signaux binaires.
3.2.2 Traitement des signaux numériques
- Fonctions commutation :
. Dispositifs de commutation électronique de signaux.
. Dispositifs de commutation de puissance.
- Fonctions logiques combinatoires :
. Définition des fonctions combinatoires.
. Opérateurs logiques combinatoires usuels.
. Fonctions complexes : multiplexeur, démultiplexeur, opérateur arithmétique.
- Fonctions logiques séquentielles :
. Définition des fonctions séquentielles.
. Fonctions séquentielles synchrones et asynchrones : Fonction mémoire élémentaire "bascules D, RS, JK", association de mémoire "registre".
. Fonction comptage :
définition de la fonction ;
utilisation de documentation constructeur des compteurs (binaire naturel ou codé décimal, prépositionnable ou non).
3.2.3 Famille technologique
TTL, CMOS (caractéristiques et comptabilité).
3.2.4 Traitement des signaux analogiques
- Fonction de transfert.
- Fonction filtrage :
. Notions de filtre.
. Fréquence de coupures.
. Classification et propriétés des filtres : Passe haut, passe bas, actif du premier ordre.
- Fonction amplification (en tension, en courant)
. Définitions :
Amplification, gain, bande passante.
. Amplificateur linéaire intégré :
Caractéristiques technologiques, lecture d'un document constructeur.
Applications aux opérations algébriques (comparateur, additionneur, soustracteur).
- Fonction conformation de signaux :
. Fonction Mise en forme "Trigger".
. Définition seuil haut, seuil bas, hystéris.
- Fonction transmission de signaux non galvanique
. Transformateur, relais, optocoupleurs.
3.3. Génération de signaux électroniques
Production de signaux sinusoïdaux :
- Oscillateur RC.
- Oscillateur utilisant des circuits spécialisés.
3.4 Conversion de signaux électroniques
3.4.1 Organisation fonctionnelle d'une chaîne de conversion
3.4.2 Conversion numérique/analogique
- Organisation fonctionnelle et principes de fonctionnement.
- Caractéristiques d'un convertisseur.
3.4.3 Conversion analogique/numérique
- Exploitation d'une documentation constructeur.
- Définitions (précision, temps de conversion).
3.5 Conversion et contrôle de l'énergie électrique
3.5.1 Conversion électrique/mécanique
Principes et caractéristiques des actionneurs :
- Moteurs à courant continu à aimants permanents ;
- Moteurs pas à pas.
3.5.2 Conversion électrique/électrique
Transformateur.
3.6 Optoélectronique (40 heures environ)
3.6.1 Étude fonctionnelle générale des capteurs
3.6.2 Détecteurs optiques dans les domaines du visible et l'infrarouge
Photodiode, phototransistors, vidicon, Matrices CCD.
3.6.3 Transducteurs électriques optiques
Diode Electro Luminescente (DEL), à émission dans les domaines du
visible et de l'infra-rouge.
Afficheur sept segments à DEL.
Afficheur sept segments à cristaux liquides.
3.6.4 Transmissions optiques
Optocoupleur.
Fibres optiques.
3.6.5 Restitution d'images
Moniteurs TV.
Écrans plats.
3.7 Asservissement (systèmes bouclés)
Représentation sous la forme de schéma bloc
Cet enseignement, basé sur l'étude de systèmes industriels, vise également à l'acquisition de compétences propres au domaine de l'électronique par une pratique essentiellement construite sur des activités de travaux pratiques. Il est bien évidement dispensé en étroite coordination avec les enseignements de physique appliquée concernés et se caractérise par une approche technologique affirmée de l'analyse du réel, la validation et/ou le choix des solutions constructives relatives aux problèmes posés.
* Nota : L'étude du fonctionnement d'ensemble de systèmes bouclés se fera essentiellement sous l'aspect fonctionnel en mettant en évidence l'influence des divers paramètres (gain, corrections, sensibilité aux perturbations...) chaque fois que ce sera possible mais en excluant tout l'aspect mathématique propre aux asservissements. L'ensemble pourra être validé de façon expérimentale ou par l'intermédiaire de logiciels de simulation.

C - ASPECTS MÉTHODOLOGIQUES

La mise en œuvre du programme implique d'associer étroitement :
- l'observation et la mise en oeuvre de systèmes optiques permettant l'analyse fonctionnelle, la prise en compte des facteurs influents sur le fonctionnement d'un système optique et nécessaires à la conduite et à l'étude du comportement des systèmes réels ;
- des activités pratiques portant sur tout ou partie d'un système optique permettant pour chacune des fonctions caractéristiques l'identification des paramètres fonctionnels ;
- des travaux pratiques utilisant des matériels spécifiques, des maquettes, etc., dédiés à des apprentissages parfaitement identifiés ;
- des séquences permettant :
la présentation et/ou l'approfondissement des connaissances à acquérir,
des leçons de synthèse ;
- des évaluations s'appuyant sur les compétences attendues ou sur les objectifs
intermédiaires que le professeur aura définis.
L'enseignement visera à respecter un équilibre entre les approches à caractère systémique nécessaire à la compréhension des relations internes et externes à un système et les activités centrées sur des connaissances ou des concepts pour lesquels une approche analytique et plus ponctuelle est une garantie d'efficacité.
L'ensemble des activités devra se caractériser par une cohérence interne à chaque cycle de travaux pratiques et par une relation étroite avec le cours. Il peut être efficace de rattacher un cycle de travaux pratiques à un centre d'intérêt à caractère cognitif ou méthodologique, différent de ce que serait un centre d'intérêt orienté sur le matériel ou une famille de solutions techniques. A ce centre d'intérêt s'attachent des éléments de réalisation permettant la confrontation avec le réel.

D - COMPÉTENCES ATTENDUES

La liste des compétences terminales du bachelier technologique STI, en génie optique s'établit comme suit :

Analyser l'organisation fonctionnelle d'un système

- Vérifier que l'ensemble des grandeurs d'entrée et sortie soient disponibles dans l'environnement.
- Identifier pour chaque fonction la nature de la matière d'oeuvre.
- Caractériser les grandeurs d'entrée et de sortie de chaque fonction.
- Montrer que l'agencement des fonctions valide la fonction d'usage.

Analyser le processus de fonctionnement du système

- Caractériser les différentes phases de fonctionnement.
- Représenter le processus de fonctionnement en utilisant l'outil de description le plus pertinent :
. chronogramme ;
. diagramme fonctionnel (GRAFCET, algorigramme) ;
. équations ;
. procédure (textuelle, algorithme).

Identifier les structures réalisant les fonctions représentées dans un schéma fonctionnel

- Repérer le composant ou l'ensemble des composants réalisant la structure associée à chacune des fonctions.

Analyser la réalisation d'une fonction

- Établir, compléter la table de vérité ou les chronogrammes associant les grandeurs d'entrée ou de sortie.
- Utiliser un logiciel de simulation du fonctionnement de la structure.
- Utiliser les relations établies pour choisir un composant, le dimensionner, mettre en évidence ses limites d'emploi.
- Produire une modification partielle du schéma structurel répondant à une évolution.

Produire un dispositif de mesurage et/ou de test

- Choisir une méthode de mesurage et/ou de test et les appareils de mesure.
- Élaborer le mode opératoire adéquat.
- Traduire sous la forme de tableau, graphe... les résultats des mesures.
- Évaluer la précision des mesures effectuées et l'influence des appareils de mesure.
- Éffectuer une maintenance de niveau 1.

E - SPÉCIFICATION DES NIVEAUX D'ACQUISITION

Afin de préciser le niveau des différentes questions à traiter dans le programme, en relation avec les compétences attendues, le tableau ci-après spécifie les niveaux d'acquisition à attendre à l'issue de la classe de terminale. Il doit permettre de guider le professeur dans le développement de son enseignement. À chaque point du programme est associé un niveau de 1 à 4 correspondant au code suivant dans le domaine de la mise en œuvre :

Nota : les textes en caractères italiques sont des recommandations et commentaires.

1. Automatique

FONCTIONS (Structures ou composants associés) 1 2 3 4

1.1. Objectifs de l’automatisation des systèmes *

1.2. Structure d’un système automatisé
1.2.1. Décomposition organisationnelle et temporelle
d’un système.

*

1.2.2. Structuration en fonction principale
d’automatisme. *

1.3. Outils de description du fonctionnement d’un automatisme

1.3.1. Représentation binaire des informations. *

1.3.2. Concepts de base. *

1.3.3. Représentations littérales structurées. *

1.3.4. GRAFCET
Concepts et structures de base :
- trois première règles d’évolution ;
- étapes :
. ordres associés à une étape,
. variables associées à l’état d’une étape ;

*
*
*

- transition et réceptivité associée :
. variables associées : niveau logique, front ;
*

- structures de base : aiguillage, parallélisme structural ;
- prise en compte du temps, explicite (t/étape/durée) ou implicite ;
- macro-étape.
*
*
*

1.3.5. Représentation temporelle. *

1.4. Description du fonctionnement des systèmes automatisés

- Description fonctionnelle. *

1.5. Réalisations technologiques
- Fonction dialogue. *

1.6. Comportements des systèmes réels *

- Comportements des constituants.

2. Informatique industrielle

FONCTIONS (STRUCTURES OU COMPOSANTS ASSOCIÉS) 1 2 3 4

2.1 Organisation fonctionnelle des systèmes de traitement de l'information

- Architecture fonctionnelle d'un dispositif utilisant la logique programmée. *

- Séquencement, mémorisation et transmission de l'information. *

2.2 Organisation structurelle des systèmes de traitement de l'information

2.2.1 Unité centrale (processeur). *

2.2.2 Mémoires. *

2.2.3 Interfaçage. *

2.2.4 Liaisons. *

2.2.5 Périphériques. *

2.3 Organisation logicielle

2.3.1 Les instructions *

Structure générale d'une instruction.

2.3.2 Les langages. *

2.3.3 Les structures algorithmiques de base. *

3. Électronique

3. 3. ELECTRONIQUE

FONCTIONS (Structures ou composants associés) 1 2 3 4

3.1. Représentation conventionnelle des systèmes électroniques *

3.2. Traitement des signaux électroniques

3.2.1. Caractérisation des signaux.
*

3.2.2. Traitement des signaux numériques

- Fonctions commutation :
- Dispositifs de commutation électronique de signaux
- Dispositifs de commutation de puissance
* *

- Fonctions logiques combinatoires :
- Définition des fonctions combinatoires.
- Opérateurs logiques combinatoires usuels.
- Fonctions complexes.
* * *

- Fonctions logiques séquentielles :
- Définition des fonctions séquentielles.
- Fonctions séquentielles synchrones et asynchrones.
- Fonction comptage.
* * *

3.2.3. Famille technologique
*

3.2.4. Traitement des signaux analogiques
*

- Fonction de transfert.

- Fonction amplification (en tension, en courant) :
- Définitions.
- Amplificateur linéaire intégré.
* *

- Fonction conformation de signaux.
*

- Fonction transmission de signaux non galvanique.
*

3.3. Génération de signaux électroniques

- Production de signaux sinusoïdaux :
- Oscillateur RC.
- Oscillateur utilisant des circuits spécialisés.
* *

3.4. Conversion de signaux électroniques

3.4.1. Organisation fonctionnelle d’une chaîne de conversion.
*

3.4.2. Conversion numérique/analogique.
*

3.4.3. Conversion analogique/numérique.
*

3.5. Conversion et contrôle de l’énergie électrique
3.5.1. Conversion électrique/mécanique.
*

3.5.2. Conversion électrique/électrique.
*

3.6. Optoélectronique

3.6.1. Etude fonctionnelle générale des capteurs.
*

3.6.2. Détecteurs optiques dans les domaines du visible et l’infra-rouge.
*

3.6.3. Transducteurs électriques optiques.
*

3.6.4. Transmissions optiques.
*

3.6.5. Restitution d’images.
*

3.7. Asservissement (systèmes bouclés) *

F - COMMENTAIRES

Il est important d'observer que ce programme s'inscrit dans la continuité de celui de l'option "TSA".
L'enseignement en classe de première implique donc la prise en compte des connaissances et des compétences acquises en classe de seconde.
Comme cela est précisé dans le paragraphe traitant des aspects méthodologiques, l'aspect "travaux pratiques" sera privilégié. À cet effet les élèves devront disposer d'un ensemble de systèmes automatisés industriels, maquettes, platines didactiques, simulateurs et composants permettant d'illustrer les différents chapitres du programme. Ces ensembles doivent être caractéristiques du domaine des systèmes optiques (technologie électronique).
Ces différents supports de travaux pratiques sont susceptibles d'une utilisation différente selon les objectifs fixés à la manipulation ou à l'évaluation.
Cet enseignement a pour objectif, partant de l'étude de systèmes optiques automatisés, de faire acquérir aux élèves de façon globale suivant les chapitres concernés les compétences définies en :
- automatique ;
- informatique industrielle ;
- électronique.

1. Automatique

1.1 Objectifs de l'automatisation des systèmes
Il s'agit de montrer que l'automatisation des systèmes répond à des objectifs précis, en prenant en compte un grand nombre de contraintes (sociales, financières, techniques ...).
1.2 Structure d'un système automatisé
Ce chapitre se propose d'aborder un système automatisé suivant deux approches :
a) une approche basée sur la description des tâches et sur l'analyse structurée descendante ;
b) une approche basée sur la description des fonctions principales d'un système automatisé.
Le paragraphe des "compétences attendues" précise que ces approches doivent se faire en présence d'un système automatisé en situation de fonctionnement.
1.3 Outils de description du fonctionnement d'un automatisme
1.4 Description du fonctionnement des systèmes automatisés
Ces chapitres visent à la connaissance d'outils de description et tout particulièrement du grafcet. Il convient de rappeler que seules les trois premières règles d'évolution du grafcet seront traitées.
1.6 Comportement des systèmes réels
Il s'agit de faire prendre conscience aux élèves, dans des cas simples et sur des systèmes en fonctionnement, des éventuelles discordances qui peuvent exister entre la situation de la partie commande et l'état de la partie opérative (par exemple le signal délivré par une cellule inhibition utilisée comme capteur de fin de course n'indique pas "à coup sûr" que le vérin a terminé son déplacement).

2. Informatique industrielle

2.1 Organisation fonctionnelle des systèmes de traitement de l'information
2.2 Organisation structurelle des systèmes de traitement de l'information
2.3 Organisation logicielle
Ces chapitres imposent de bien discriminer les trois modes de commande proposés en identifiant ce qui caractérise chacun d'entre-eux.
En particulier le phénomène de sensibilité des ordres aux entrées pour le traitement combinatoire et la notion d'état réceptif à une entrée (réceptivité) pour le traitement séquentiel devront faire l'objet d'une étude très rigoureuse.
La fonction acquisition de données sera traitée de telle sorte qu'une relation étroite s'établisse entre l'information à acquérir et son exploitation. En particulier la dualité entre : ordre et effet d'une part, compte rendu et état d'autre part, devra être mise en évidence.

3. Électronique

3.1 Représentation conventionnelle des systèmes électroniques
3.2 Traitement des signaux électroniques
3.3 Génération des signaux électroniques
3.4 Conversion des signaux électroniques
Ces chapitres classiques n'appellent que quelques commentaires :
- Il s'agit de bien faire comprendre à l'élève, et cette notion est fondamentale, la différence qui existe entre le phénomène physique et l'image informationnelle que l'on va utiliser.
- L'ensemble des chapitres font appel à des connaissances fondamentales qui doivent être bien identifiées par les élèves.
3.7 Asservissements (systèmes bouclés)
En ce qui concerne la commande en boucle fermée, que l'on rencontre dans de nombreux systèmes industriels, l'approche s'organisera autour de travaux pratiques et ne fera pas appel aux outils mathématiques normalement utilisés pour l'étude des asservissements.
Le schéma fonctionnel du système sera fourni et la manipulation devra permettre d'apprécier les performances globales en relation avec des modifications de paramètres, faisant ainsi apparaître les qualités d'un asservissement.

B.2 - Analyse et mise en œuvre de systèmes optiques (AMOSO)
PARTITION HORAIRE DE L'ENSEIGNEMENT EN AMOSO

Classe de Première

Durée : (1 + 6) h
Technologie Système Optique et Synthèse : 1 h. Classe entière.
Système optique : 3 h.
Production mécanique : 1,5 h.
Production optique : 1,5 h.

Classe de Terminale

Durée : (1 + 7) h.
Technologie Système Optique et Synthèse : 1 h. Classe entière
Système optique : 3 h.
Production mécanique : 2 h.
Production optique : 2 h.

Formation globale

Durée : (2 + 13) h.

Technologie Système Optique et Synthèse 2 h. Classe entière 64 h.

Système optique 6 h. 192 h.

Production mécanique 3,5h. 112 h.

Production optique 3,5 h. 112 h.

Le suivi des élèves dans les différentes activités, les relations fonctionnelles entre les enseignements et la nécessité de former les élèves à une approche globale des problèmes impliquent que pour un même groupe les enseignements de systèmes optiques et de production optique soient assurés par un seul et même professeur.

A - OBJECTIFS DU PROGRAMME DE L'AMOSO

L'AMOSO désigne les méthodes et techniques d'analyse, de réalisation, de réglage, de contrôle, de maintenance et de caractérisation des systèmes dont le fonctionnement utilise les lois et principes de l'optique.
Les systèmes optiques produits par l'industrie sont caractérisés par leur pluritechnologie. Ils exploitent indifféremment et souvent en complémentarité, des solutions optiques, mécaniques, électriques, opto-électroniques, acousto-optiques... Ils peuvent être "entièrement autonomes", répondant ainsi à un besoin identifié, ou être "composant" ou "constituant" d'ensembles complexes.
Leur industrialisation et leur utilisation mettent en oeuvre des méthodes, moyens, procédés et processus nécessitant la maîtrise de phénomènes et d'opérations spécifiques à l'optique.

L'enseignement de l'AMOSO, qui s'inscrit dans le prolongement des options de technologie des systèmes automatisés et de productique de la classe de seconde, a pour objet de faire acquérir les connaissances, méthodes et techniques permettant de :
- comprendre le fonctionnement des systèmes optiques ;
- identifier les principes mis en jeu, tant dans le système que dans son environnement ;
- analyser les solutions technologiques et leur agencement en tenant compte des contraintes économiques et techniques propres aux systèmes optiques ;
- lire et décoder les documents des bureaux du service "Études" et du service "Méthodes" ;
- rédiger des documents de fabrication, de montage, de réglage, de maintenance et de contrôle de conformité au cahier des charges fonctionnel ;
- mettre en œuvre des procédés de fabrications et de contrôle des composants (optiques et mécaniques) ;
- monter, contrôler, régler, assurer la maintenance et caractériser des systèmes optiques ;
- identifier les conditions de la compétitivité des produits optiques.

B - PROGRAMME

La construction, la fabrication et la caractérisation de systèmes optiques nécessitent d'avoir recours fréquemment à l'analyse des systèmes existants.
Cette activité d'analyse amène l'élève à acquérir les méthodes et les connaissances nécessaires à la compréhension du fonctionnement, de la conception, de la fabrication, de la mise en oeuvre et de la maintenance des appareils et systèmes optiques.
Elle vise aussi à faire acquérir aux élèves les savoir-faire de base nécessaires à des opérations de contrôle de conformité, de montage, de réglage et de mise en oeuvre des systèmes optiques.
À l'étude de ces systèmes sont associées des interventions spécifiques nécessitant un environnement de travail adapté (salles blanches).

PROGRAMME - SAVOIRS ET SAVOIR-FAIRE

1. Compétitivité des entreprises et des produits (20 heures environ)

1.1 L'entreprise industrielle de production
Étude structurelle et fonctionnelle de l'entreprise : Décrire les fonctions de l'entreprise et les principaux services (d'une grande entreprise).
- l'entreprise, système de production de biens et de services.
1.2 La démarche qualité
1.2.1 Les conséquences de la non-qualité.
Défaillances internes (rebuts, retouches, réparations). Donner un exemple de non qualité.
Défaillances externes
(garantie, retours, pénalités de retard).
1.2.2 La gestion de la qualité (NFX50-110-122).
Outils et Technique : Interpréter un diagramme simple de causes-effets. Construire un histogramme. Interpréter un diagramme de Pareto.
- diagramme causes-effets ;
- histogrammes ;
- principe de Pareto.

2. Technologie des systèmes optiques (44 heures environ)

2.1 L'oeil, le système visuel

Anatomie :
- Structure. Identifier les différents éléments constitutifs de l'oeil.
- Liaisons (rétine, nerf optique, chiasma, voies optiques, cortex). Identifier les composants et la structure de la transmission des informations visuelles.

Physiologie :
- Propriétés optiques.
- Propriétés sensorielles :
photosensibilité ;
traitement de l'information visuelle.

Optique oculaire : Identifier et exploiter les caractéristiques du système visuel en relation avec un système optique.
- formation des images ;
- défauts de l'oeil.

Perception visuelle :
- luminance ;
- contraste ;
- acuité visuelle ;
- vision nocturne ;
- perception du relief ;
- fusionnement en vision binoculaire.

2.2 Analyse fonctionnelle et structurelle d'un système Les fonctions et les constituants

Identification des ensembles, sous-ensemble et composants optiques et de leur (s) fonction (s) : Identifier les fonctions des ensembles, sous-ensembles ou composants optiques.

Alimenter en énergie électrique : Différencier les principaux modes d'alimentation et identifier leurs domaines d'applications.
- Piles, accumulateurs.
- Secteur.
- Alimentations spécifiques.

Capter, détecter et mesurer : Identifier la grandeur à mesurer.
- Déplacement. Justifier le besoin du capteur dans une application optique.
- Énergie lumineuse.
- Éclairement.

Transmettre :
- Transmissions mécaniques :

Déplacer les composants optiques :
- Chaîne de positionnement optique (mouvement fonctionnel). Identifier les actionneurs de la chaîne cinématique.

- Dispositifs de réglage optique. Identifier les éléments de réglage.

- Transmissions électriques.
- Transmissions optiques (fibres optiques...).
- Connexions (électriques, optiques...) : Justifier le procédé, le support de transmission, les formes et le choix des matériaux
(par rapport aux phénomènes physiques mis en oeuvre, aux moyens de fabrication, à la maintenance...).
Identifier les principaux types et caractériser les performances attendues.

Émettre un flux lumineux : Différencier les principaux types.
- lasers, arc ; Identifier les domaines d'application.
- lampes, diodes. Comparer les performances (grandeurs géométriques, photométriques.).
- Condenser un flux lumineux.
- Former une image (les objectifs dioptriques et catadioptriques : lentilles et miroirs sphériques).
- Orienter un faisceau (prismes, miroirs déviateurs...).
- Séparer un faisceau (lames traitées, prismes). Identifier les types de lames et de prismes. Décrire les technologies employées pour leur réalisation (techniques de dépôts de couches minces sous vide). Comparer leurs performances et identifier leurs domaines d'application.
- Filtrer un faisceau (lames colorées ou traitées). Identifier les composants.
- Diaphragmer un faisceau. Caractériser leurs performances.
- Comparer des positions d'images ou des grandeurs d'images, des orientations d'images (les réticules). Identifier les différents types de réticules et micromètres et identifier leurs domaines d'application.
- Mesurer des images.
- Dimensionner un objet.
- Recevoir (capter) une image (l'oeil, écrans, films, cellules, dépolis, tubes vidéo, matrices CCD). Identifier les types de récepteurs. Comparer leurs performances et identifier leurs domaines d'application.
- Observer une image (oculaire, loupe lentilles sphériques, viseurs) : Identifier les principaux types d'oculaires. Comparer leurs performances et identifier leurs domaines d'application.
- Restituer une image (moniteurs TV, écrans plats). Identifier les principaux types. Comparer leurs performances et identifier leurs domaines d'application.

3. Mise en œuvre des systèmes optiques (192 heures environ)

Préparation - Réalisation -Contrôle - Réglages - Mise en service

3.1 Caractéristiques et qualité de l'image
- Notions sur les différentes aberrations (aberrations de chromatisme, et géométriques du 3 ème ordre). Identifier les types d'images (droites, inverses, renversées...). Distinguer des images aberrantes.

- Critères de qualité d'une image. Caractériser la qualité d'une image

- Transposition d'un système simple sur un logiciel spécialisé. Mettre en œuvre une partie d'un logiciel d'optique ; interpréter les résultats.

3.2 Procédures et moyens de mesurage : Identifier la grandeur à mesurer.
. mesurage d'une grandeur (unité, principe de mesure) ; Effectuer des mesures simples selon des procédures données.
. caractéristiques des instruments
- mesures des grandeurs optiques (distance focale, grossissement, grandissement, indice, déversement des images, défauts de collimation, pouvoir séparateur, champ, facteur de transmission ; pupilles, lucarnes, diaphragmes de champ ; lumière et image parasite). Établir un compte rendu de mesures avec les incertitudes.

3.3 Définition des réglages et contrôles optiques : Identifier le réglage à réaliser afin de répondre au cahier des charges fonctionnel.
- Les focalisations.
- Les collimations (centrage, direction de pointage).
- Les orientations.
- Les centrages (diaphragmation).

Les outillages de contrôle, de mesurage et de réglage optique : Identifier et choisir les outillages de contrôle ou de réglage.
- les collimateurs,
- les lunettes,
- les viseurs,
- les autocollimateurs,
- les outillages spécifiques (lunette dioptrique, bancs spécifiques, goniomètre...).

Procédures de réglage et de contrôle avec outillage optique étalonné : Décrire les procédures, les caractéristiques des réglages obtenus, le domaine d'emploi.
- par comparaison ;
- par autocollimation ;
- par retournement (rotation de 180 ° de l'appareil à régler par rapport à un axe perpendiculaire à l'axe optique) ;
- par défilement ;
- par tourillonnement (rotation autour d'un axe mécanique parallèle à l'axe optique).

3.4 Analyse des contrôles et des réglages : Établir une procédure de contrôle.
- Chronologie des opérations. Établir une gamme des réglages (dans un cas simple) comprenant les charges, les éléments réglables, les effets de leurs déplacements., les procédures de réglage.
- Détermination du défaut final résiduel. Calculer les tolérances de contrôle.
- Etablissement des documents de réglage, de maintenance et de contrôle final. Établir un compte rendu de tout ou partie des opérations effectuées.

3.5 Réalisation du contrôle et des réglages :
- Choix du type d'outillage. Organiser le poste de travail. Réaliser les opérations de préréglage.
- Optimisation du poste adaptée à une méthode de contrôle et de réglage. Mettre en place les outillages nécessaires à une procédure de contrôle et de réglage.
- Contrôle et réglage de l'appareil par le moyen adapté. Réaliser les opérations de contrôle et de réglage. Procéder aux diverses opérations dans le respect des règles de sécurité.

3.6 Mise en service
Procédures et réglementation. Exploiter une procédure de mise en service. Rédiger un compte rendu d'essai.
Documentation. Rédiger une notice (ou partie) d'utilisation et de maintenance d'un système.
Remarque : cet enseignement vise à développer chez l'élève une méthodologie rigoureuse de décomposition fonctionnelle d'un système optique mettant en évidence (pour un niveau d'analyse limitée, du point de vue du concepteur, de l'utilisateur ou du technicien de maintenance) :
. les interactions du système étudié avec l'extérieur ;
. les différents modules fonctionnels ;
. les interactions qui relient chacun de ces modules fonctionnels.

4. Production optique et mécanique (224 heures environ)

4.1 Préparation (50 heures environ)
La normalisation. Utiliser la normalisation en vigueur dans les deux techniques.
La matière d'œuvre. Énoncer les principaux modes d'obtention des bruts. Identifier les principaux constituants et les caractéristiques physiques des matériaux directement liés à l'usinage. Utiliser un catalogue des matériaux bruts. Justifier le choix d'un matériau optique et mécanique à l'aide d'un catalogue. Retrouver dans une documentation les caractéristiques et utilisations des différents matériaux.

Moulage des plastiques :
Connaissance des procédés d'obtention, outillage et machines associés : Décrire le procédé, les caractéristiques des pièces obtenues, le domaine d'emploi, les capacités de production.
- injection des thermoplastiques ;
- compression des thermodurcissables ;
- autres procédés.

Les machines, numérisées ou non, d'usinage des composants optiques (scies, carotteuse, fraiseuse, générateur sphérique, tour d'ébauchage et de surfaçage, machines à doucir et polir, centreuse-débordeuse) et mécaniques (scies, perceuse, tour,fraiseuse, rectifieuse). Utiliser le vocabulaire associé. Choisir en fonction du travail à réaliser et des caractéristiques de lamatière à usiner la machine adéquate. Choisir l'outil en fonction du travail à réaliser.

Étude de fabrication des composants de systèmes optiques. Exploiter les dessins de définition. Interpréter un dossier de fabrication.
Chronologie des opérations. Identifier les éléments caractéristiques d'un outillage. Participer à la conception d'un outillage simple.
Établissement de documents de fabrication. Élaborer une gamme d'usinage, un contrat de phase.

Les montages d'usinage. Exploiter des dessins de définitions et des documents émanant du bureau des méthodes. Identifier et utiliser les principes de mise en position de pièces (isostatisme) et de maintien en position (bridage, collage...). Participer à la conception d'un montage d'usinage.

Fabrications assistées par ordinateur. Mettre en œuvre un logiciel d'assistance pour établir des documents techniques.

Mesures et contrôles :
Principes généraux : Exploiter des dessins de définitions
- mesure d'une grandeur, Identifier la grandeur à mesurer, estimer l'ordre de grandeur de l'unité de mesure
- propriétés des instruments. Choisir l'instrument de mesure ou de contrôle et la procédure à mettre en œuvre.

4.2. Production (74 heures environ)
4.2.1. Réalisation des composants optiques et mécaniques
- Débitage. Exploiter des dessins de définitions et des documents émanant du bureau des méthodes.
- Usinage sur machines conventionnelles et numérisées. Réaliser ou utiliser des montages d'usinage simples. Effectuer les opérations de réglages des machines. Réaliser la fabrication dans le respect des règles d'hygiène et de sécurité. Apporter les corrections nécessaires. Rédiger un compte rendu d'activité.

4.3. Mesures et contrôles (40 heures environ)

Remarque : cet enseignement, après acquisition des concepts de base, trouvera naturellement ses applications à travers l'ensemble des activités de Production.

4.3.1. Métrologie commune aux fabrications optique et mécanique
Métrologie dimensionnelle :
- modèle géométrique des pièces :
. surfaces simples, spécifications dimensionnelles, Exploiter les dessins de définition.
. spécification de position et de forme.

Moyens de mesurage :
- instruments traditionnels (calibres à coulisse, micromètre, comparateurs...) ;
- piges et Vés de mesures ;
- montage de contrôle ;
- état de surfaces : contrôle des états de surface par comparaison viso-tactiles ;
- mesures comparatives ou directes, de flèches (sphéromètres avec ou sans courbe étalon). Identifier les surfaces de référence et les surfaces spécifiées,
en déduire une méthode de mesurage adaptée et définir pour des
spécifications de position la nature de la grandeur à mesurer.

4.3.2. Métrologie des Composants optiques : Établir un protocole de mesure en s'appuyant sur un modèle géométrique de définition (pour une pièce simple).
Mesure et contrôle :
- mesure de rayons de courbure (banc optique) ; Effectuer les mesures.
- mesures comparatives ou directes d'angle par procédés optiques ; Interpréter les résultats. Rendre compte des mesures réalisées.
- métrologie interférentielle : contrôle de planéité, sphéricité et parallélisme à l'aide de calibres étalons et interféromètres.

4.3.3. Métrologie des Composants mécaniques
- moyens opto-mécaniques (projecteur de profil)
- machine à mesurer tri-dimensionnelle. Établir un protocole de mesure en s'appuyant sur un modèle géométrique de définition (pour une pièce simple).
Effectuer les mesures. Interpréter les résultats. Rendre compte des mesures réalisées.

4.4. Traitements des surfaces optiques (30 heures environ)
4.4.1. Préparation
Modélisation, utilisation d'un logiciel de CAO couches minces. Exploiter des cahiers de charges relatifs aux composants à traiter.
Notions élémentaires de technique du vide. Utiliser le vocabulaire spécifique.
Principe des systèmes de pompage.
Principe des appareillages de contrôle des pressions. Identifier les moyens de production des couches minces.
Modes d'évaporation, contrôle en cours d'élaboration. Identifier les outillages de contrôle.

4.4.2. Réalisation
Productions de dépôts de couches minces selon les fonctions suivantes : Utiliser le vocabulaire associé. Choisir en fonction du travail à réaliser et des caractéristiques à obtenir le ou les matériaux à déposer. Réaliser des dépôts de couches minces.
- réfléchissante ;
- antiréfléchissante ;
- séparatrice ;
- filtrante.

4.4.3. Mesures et contrôles
Caractérisation du produit fini (spectrophotométrie). Choisir l'instrument de mesure ou de contrôle et la procédure à mettre en œuvre.
Analyse finale du produit et étude des corrections éventuelles à apporter à la production. Effectuer des mesures selon une procédure établie. Rédiger un compte rendu.

4.5. Montage des composants (30heures environ)
- Réalisation de doublets de lentilles par collage.
- Montage sans contrainte des composants (miroirs).
- Montage de prismes. Choisir et utiliser les procédures et les outillages concernés.
- Contrôle des contraintes (mesure du pouvoir séparateur). Réaliser les opérations demandées en respectant le cahier des charges, les règles d'hygiène et de sécurité.
- Contrôle de la stabilité de l'assemblage opto-mécanique par vibrations et cycles thermiques. Contrôler la conformité des réalisations.
- Réalisation de collage (utilisation de colles usuelles).
- Nettoyage des surfaces optiques.
Remarque : cet enseignement dispensé de manière à bien mettre en évidence les relations fortes liant la conception et la fabrication des composants optiques et mécaniques sur le coût des produits, s'attachera également à identifier les liaisons fonctionnelles optique-mécanique et à mettre en lumière l'incidence des caractéristiques dimensionnelles et géométriques des composants sur les performances et la capacité de réglage des produits.

C - ASPECTS MÉTHODOLOGIQUES

L'enseignement visera à respecter un équilibre entre les approches à caractère systémique nécessaire à la compréhension des relations internes et externes à un système et les activités centrées sur des connaissances ou des concepts pour lesquels une approche analytique et plus ponctuelle est une garantie d'efficacité.
L'ensemble des activités devra se caractériser par une cohérence interne à chaque cycle de travaux pratiques et par une relation étroite avec le cours. Il peut être efficace de rattacher un cycle de travaux pratiques à un centre d'intérêt à caractère cognitif ou méthodologique, différent de ce que serait un centre d'intérêt orienté sur le matériel ou une famille de solutions techniques. A ce centre d'intérêt s'attachent des éléments de réalisation permettant la confrontation avec le réel.
La réalisation, le contrôle, la maintenance et le réglage des systèmes optiques se caractérisent par un ensemble de procédés et de méthodes dont l'appropriation par les élèves est l'un des objectifs fondamentaux de l'enseignement en première et en terminale. L'essentiel de ces méthodes et procédés constitue la démarche de production opto-mécanique et opto-électronique.
La démarche qualité possède un caractère transversal et fédérateur. A tous les stades de l'industrialisation des produits optiques la recherche de la qualité est une préoccupation permanente qui amène à identifier les facteurs de maîtrise de la valeur des produits et des procédés.
L'ESTI met en oeuvre les méthodes d'analyse de la valeur pour optimiser les solutions constructives comme les processus, les procédés et les procédures de montage, de contrôle, de maintenance, de réglage et de production.

La démarche de production, permet de comprendre et maîtriser à terme :
- l'organisation des moyens de production des pièces optiques et mécaniques ;
- leur mise en œuvre ;
- la gestion de la production ;
- le contrôle de conformité des produits.

L'organisation des activités correspondant à l'enseignement de la mise en oeuvre s'appuie sur ces démarches de manière cohérente afin de faire acquérir aux élèves les connaissances et méthodes du domaine des fabrications opto-mécaniques :
- les relations entre chaque élément de la chaîne matière (pièce-porte pièce, machine-porte outil, etc...) ;
- les difficultés induites par les contraintes dimensionnelles des pièces d'optique et d'outillages ;
- les procédés d'usinage et de montage, les machines et les outillages ;
- les techniques de préparation du travail et des méthodes de fabrication ;
- la fabrication des pièces et des outillages.

La formation relève d'une démarche descendante passant progressivement de l'identification globale de l'organisation, des procédés et procédures, à l'exécution de tâches permettant de comprendre les phénomènes fondamentaux de la fabrication des pièces et l'industrialisation des produits. Elle relève, pour partie encore, d'une démarche inductive s'appuyant sur un enchaînement logique des activités autour de supports réels (du domaine du visible et de l'infra-rouge), authentiques et stabilisés aux ambitions adaptées aux moyens techniques disponibles.
L'organisation des activités permet d'appréhender un ensemble d'opérations relatif à la vérification de performance, au réglage, à la maintenance et à la fabrication des composants optiques et mécaniques des systèmes optiques.

La formation se caractérise par une démarche descendante qui, à partir d'un système optique et de son cahier des charges fonctionnel, permet :
- l'identification des fonctions et phénomènes associés (étude des appareils) ;
- l'analyse des solutions constructives retenues à la lumière des performances souhaitées et des moyens de fabrication utilisés ;
- la mise en relation des interactions entre les composants optiques et les composants mécaniques associés, au niveau des performances globales du produit ;
- l'utilisation optimale de l'outillage spécifique à l'optique.

La démarche permet de comprendre et maîtriser à terme :
- le choix du type d'outillage de contrôle, de montage, de maintenance et de fabrication ;
- leur mise en œuvre ;
- le contrôle de la conformité ou des performances des produits.

L'organisation des activités correspondant à l'enseignement de l'analyse et mise en oeuvre de systèmes optiques s'appuie sur ces démarches de manière à faire acquérir aux élèves les connaissances et méthodes du domaine de la spécialité :
- la représentation schématisée du principe d'un système optique ;
- les relations fonctionnelles entre les différents composants du produit ;
- les contraintes de fabrication ;
- le contrôle des performances attendues du produit ;
- le montage, le contrôle, le réglage et la maintenance des systèmes optiques.

D - COMPÉTENCES ATTENDUES

Dans ce chapitre, sont définies les compétences que l'on attend des élèves à l'issue des classes de première et terminale. Ces compétences procèdent des savoirs et des savoir-faire qui sont définis dans le chapitre B - Programme.

1. Compétitivité des entreprises et des produits
À partir notamment :
- d'un appareil ou d'un système optique et du cahier des charges fonctionnel correspondant ;
- des données relatives :
. à ses performances techniques,
. à sa durée de vie prévisionnelle et à son coût,
. à sa situation sur le marché de la concurrence,
. aux méthodes de production,
. à l'entreprise productrice ;
- des rapports et procès verbaux d'exploitation ;
- des informations concernant la production d'un élément de l'ensemble ;

l'élève doit être capable de :
- identifier les éléments participant à la compétitivité du produit et à son éventuelle amélioration.

2. Technologie des systèmes optiques

3. Mise en œuvre des systèmes optiques
À partir notamment :
- d'un appareil optique et de la documentation technique correspondante ;
- de l'outillage spécifique et des moyens de mesures nécessaires ;

l'élève doit être capable de :
- identifier les fonctions ;
- identifier pour tout ou partie des fonctions, les grandeurs physiques associés ;
- analyser les solutions technologiques retenues par le constructeur ;
- effectuer le contrôle de conformité d'une caractéristique en référence à la notice du
constructeur ;
- préparer et effectuer les opérations de montage, contrôle, réglage et de maintenance
d'un système optique ;
- effectuer s'il y a lieu les actions correctives nécessaires ;
- rédiger tout ou partie d'un compte rendu d'intervention, d'une notice d'utilisation ou
de maintenance ;
- identifier les solutions apportées aux contraintes de :
- la sécurité,
- la réglementation,
- l'environnement.

4. Production optique et mécanique
À partir notamment :
- des éléments du dossier de définition d'un système optique ;
- du système optique et de ses composants standards ou non ;
- des éléments de tout ou partie du dossier technico-économique de production ;
- des moyens techniques nécessaires et de la documentation correspondante ;

l'élève doit être capable de :
- décrire tout ou partie du processus de production de l'ensemble, d'un sous-ensemble ou d'un élément du système optique ;
- décrire le principe du procédé d'obtention d'un élément ou d'un réglage demandé ;
- proposer, pour une opération élémentaire du processus de production, de contrôle ou de réglage, une solution technique appropriée ;
- réaliser tout ou partie du dessin de l'outillage de production, de contrôle ou de réglage correspondant ;
- mettre en œuvre, dans le respect des règles de sécurité :
. un moyen de production nécessaire à la réalisation de pièces unitaires (prototypages et outillages de production),
. un outillage stabilisé de production (usinage, assemblage, contrôle), après avoir fait les réglages nécessaires et introduit les paramètres fournis,
. un outillage nécessaire à la réalisation d'un contrôle ou d'un réglage ;
- effectuer, après analyse d'une spécification imposée, tout ou partie d'un contrôle de conformité de l'ensemble, du sous-ensemble ou de la pièce produite ;
- effectuer les actions correctives nécessaires sur les moyens de production ou de réglage ;
- rendre compte et commenter.

E - SPÉCIFICATION DES NIVEAUX D'ACQUISITION

Afin de préciser le niveau des différentes questions à traiter dans le programme, en relation avec les compétences attendues, le tableau ci-après spécifie les niveaux d'acquisition à atteindre à l'issue de la classe de terminale. Il doit permettre de guider le professeur dans le développement de son enseignement. À chaque point du programme est associé un niveau de 1 à 4 correspondant au code suivant dans le domaine de la mise en oeuvre :

Nota : les textes en italique sont des recommandations et des commentaires.

F - COMMENTAIRES

Le programme d'Analyse et de Mise en Œuvre des Systèmes Optiques (AMOSO)
du baccalauréat technologique STI, en Génie optique peut être décomposé en trois parties :

1ère partie
La compétitivité
Cette partie du programme doit permettre aux élèves d'exercer leur réflexion critique sur les systèmes de production et la manière dont ils évoluent. Il est nécessaire de montrer que les contraintes économiques et humaines sont souvent plus importantes pour l'avenir d'une entreprise que l'élégance des solutions techniques. On s'appuiera essentiellement sur des situations réelles.
L'utilisation de banques de données permettra de conduire des études comparatives.
À partir de cas concrets, on analysera les causes de dysfonctionnement (non qualité) amenant une prise de décision permettant de pallier à la situation constatée. Les supports utilisés devront permettre de différencier les différentes notions de qualité, par exemple :
. situer les incidences en matière de production en fonction du choix de qualité ;
. diagnostiquer et analyser les causes de non qualité ;
. exploiter des instructions relatives aux contrôles ;
. participer à des interventions de contrôle et mettre en oeuvre les prescriptions techniques ;
. apprécier l'efficacité d'un contrôle au regard des spécifications.
Les enseignements définis dans les deux parties suivantes reposent de manière générale sur une stratégie de réflexion (préparation) et d'action (réalisation) qui permet de mettre en place une définition transversale des capacités à acquérir :
Pour une réalisation donnée, l'élève doit pouvoir :
Notion d'analyse de la valeur :
- analyser, apprécier et comparer des procédés proposés.
Normalisation et standardisation :
- expliciter et utiliser des documents standardisés et ou normalisés ;
- exploiter ces documents par transposition des directives.
Organisation de la production :
- au cours des séances de travaux pratiques, situer son action dans l'organisation générale de la réalisation d'un produit.
Préparation :
- d'utiliser des banques de données ;
- de compléter les documents techniques nécessaires ;
- de comprendre, d'analyser, de chiffrer, de traduire graphiquement une opération de réalisation.
Réalisation :
- de caractériser l'outil ;
- d'exploiter une banque de données ;
- de respecter la procédure concernée ;
- d'intégrer les règles d'hygiène, d'ergonomie et de sécurité.
Mesurage, contrôle et mise en service :
- de situer les contrôles à effectuer ;
- de choisir pour tout ou partie les instruments nécessaires ;
- de respecter la procédure concernée ;
- de collecter et exploiter des résultats.

2ème partie
Étude fonctionnelle et structurelle des systèmes optiques
L'approche concrète sera privilégiée. Les supports de formation sont des systèmes réels, didactisés ou instrumentés (un soin particulier sera apporté à la cohérence des objectifs de formation visés en fonction de la nature des supports utilisés).
Cette partie du programme sera traitée en étroite liaison avec les enseignements d'étude des construction, d'automatique - informatique industrielle - électronique, de physique et sciences physiques appliquées. En effet les savoirs acquis à l'occasion de ces enseignements seront sans cesse utilisés dans cette seconde partie.
Mise en œuvre de systèmes optiques
- Préparation des interventions
- Réalisation des interventions
Les supports de formation sont des systèmes réels, didactisés ou instrumentés.
Bien que l'acquisition de savoir-faire ne soit pas le seul objectif de cette partie du programme, elle se traduit par des activités concrètes réalisées autour d'une réalité technologique particulièrement motivante pour les élèves. Une véritable pédagogie de l'action sera développée.
Il s'agit d'appliquer les méthodologies et connaissances acquises à l'occasion de l'étude fonctionnelle et structurelle des systèmes optiques.
Les interventions réalisées par les élèves ont essentiellement pour objet la validation de choix et de décisions résultant de l'approche méthodologique d'un problème posé à partir de l'étude et l'analyse de tout ou partie d'un système.

3ème partie
Production optique et mécanique
- Préparation
- Réalisation
La mise en œuvre des moyens et procédés ne vise pas essentiellement à développer un savoir-faire mais elle se traduit par des activités concrètes réalisées autour d'une réalité technologique particulièrement motivante pour les élèves. Une véritable pédagogie de l'action sera développée.
Concernant l'étude des matériaux l'élève doit être en mesure :
- de réaliser des expérimentations dans le respect des moyens utilisés ;
- d'interpréter des résultats, de les exploiter pour élaborer une gamme.
Les réalisations effectuées par les élèves ont essentiellement pour objet la validation de choix et de décisions résultant de l'approche méthodologique d'un problème posé à partir de l'étude et l'analyse de composants d'un système optique.

CONNAISSANCES ASSOCIÉES (ESTI/SCIENCES PHYSIQUES APPLIQUÉES)

PROGRAMME A.I.I.E.
Analyser la réalisation d'une fonction.
Produire un dispositif de mesurage et/ou de test.

CONNAISSANCES ASSOCIÉES DE SCIENCES PHYSIQUES APPLIQUÉES
- Les lois générales de l'électricité en courant continu.
- Les associations de dipôles.
- Les régimes variables.
- Les régimes transitoires.
- Comportement quantitatifs d'un condensateur et d'une bobine en régime transitoire.
- Caractéristiques et modélisations des composants.
- La génération de signaux périodiques.
- Conversion de tension alternative en tension continue.
- Fonction amplification.
- Fonction commutation.
- Transmission de signaux non galvanique.
- Fonctions liées au traitement du signal (Filtrage,retard, comparaison).
- Introduction à la conversion numérique/analogique et analogique/numérique.
- L'adaptation d'impédance.
- La photométrie.
- Utilisation d'un multimètre numérique.
- Utilisation d'un oscilloscope bi courbes.
- Utilisation d'un générateur basses fréquences.
- Utilisation d'une alimentation stabilisée.
- Incertitude d'une mesure.

PROGRAMME AMOSO

2. Technologie des systèmes optiques

2.1. L'œil, le système visuel
Reconnaissance des ensembles, sous-ensemble ou composants optiques et leur (s) fonction (s)

Alimenter en énergie électrique :
- Piles, accumulateurs.
- Secteur.

Capter ou détecter :
- Déplacement.
- Énergie lumineuse.

Transmettre :
- Transmissions mécaniques.
- Transmissions électriques.
- Transmissions optiques (fibres optiques...).
- Connexions (électriques, optiques...).
- Émettre un flux lumineux corps noir, plasmas (lasers), arc, phototransistors.
- Condenser un flux lumineux.
- Former une image (les objectifs dioptriques et catadioptriques : lentilles et miroirs sphériques).
- Orienter un faisceau (prismes, miroirs déviateurs...).
- Séparer un faisceau (lames traitées, prismes).
- Filtrer un faisceau (lames colorées ou traitées).
- Diaphragmer un faisceau.
- Comparer des positions d'images ou des grandeurs d'images, des orientations d'images (les réticules).
- Mesurer des images.
- Dimensionner un objet.
- Recevoir (capter) une image (l'œil, écrans, films, cellules, dépolis).
- Observer une image (oculaire, loupe : lentilles sphériques).

3. Mise en œuvre des systèmes optiques

3.1. Caractéristiques et qualité de l'image
Notions sur les différentes aberrations (aberrations de chromatisme, et géométriques du 3 ème ordre).
- Transposition d'un système simple sur un logiciel spécialisé.

3.2. Procédures et moyens de mesurage :
. mesurage d'une grandeur (unité, principe de mesure) ;
. caractéritiques des instruments ;
- mesures des grandeurs optiques (distance focale, grossissement, grandissement, indice, déversement des images, défauts de collimation, pouvoir séparateur...).

3.3.Définition des réglages et contrôles optiques
- Les focalisations.
- Les collimations (centrage, direction de pointage).
- Les orientations ;
Connaissance des outillages de mesurage et de réglages optiques :
- les collimateurs ;
- les lunettes ;
- les viseurs ;
- les autocollimateurs ;
- les outillages spécifiques (lunette dioptrique, bancs spécifiques, goniomètre...).

Procédures de réglage et de contrôle avec outillage optique étalonné :
- par comparaison ;
- par autocollimation ;
- par retournement (rotation de 180 ° de l'appareil à régler par rapport à un axe perpendiculaire à l'axe optique) ;
- par défilement ;
- par tourillonnement (rotation autour d'un axe mécanique parallèle à l'axe optique).

3.4. Analyse des contrôles et des réglages
- Chronologie des opérations.
- Détermination du défaut final résiduel.
- Établissement des documents de réglage.

Réalisation du contrôle et des réglages :
- Choix du type d'outillage.

4. Productions optique et mécanique

Métrologie des composants optiques :
- mesure de rayons de courbure (banc optique) ;
- mesures comparatives ou directes d'angle par procédés optiques ;
- métrologie interférentielle : contrôle de planéité, sphéricité et parallélisme à l'aide de calibres étalons et interféroscopes.

Métrologie des composants mécaniques :
- moyens opto-mécaniques (projecteur de profil) ;
- machine à mesurer tri-dimensionnelle.

4.4. Traitements des surfaces optiques

4.4.1. Préparation
Modélisation, utilisation d'un logiciel de CAO couches minces industriel.
Notions élémentaires de technique du vide.
Principe des systèmes de pompage.
Principe des appareillages de contrôle des pressions.
Modes d'évaporation, contrôle en cours d'élaboration.

4.4.2. Réalisation
Productions de dépôts de couches minces selon les fonctions suivantes :
- réfléchissante ;
- antiréfléchissante ;
- séparatrice ;
- filtrante.

4.4.3. Mesures et contrôles
Caractérisation du produit fini (spectrophotométrie).
Analyse finale du produit et étude des corrections éventuelles
à apporter à la production.

CONNAISSANCES ASSOCIÉES DE SCIENCES PHYSIQUES APPLIQUÉES

Le modèle simple.

Les instruments d'optique.
Les courants continus et alternatifs.
Principe de base des photodétecteurs.
Réflexion.
Réfraction.
Aspect ondulatoire de la lumière.
Photométrie.
Optique géométrique : système centré, association de système centré dans les conditions de gauss.
Photométrie.
Notions de longueur d'onde.
Les champs.
Optique géométrique : lois de conjugaisons.
Image réelle.
Image virtuelle.
Notions sur les aberrations.
Indice, constringence.
Définition des grandeurs optiques.
Incertitudes.
Lois de conjugaison en optique géométrique.
Les instruments d'optique.
Grandeurs physiques des instruments.
Optique géométrique.
Les instruments d'optique (afocaux et viseurs).
Lois de conjugaison
Les instruments optiques
Les miroirs sphériques.
Lois de la réflexion et de la réfraction.
Les interférences lumineuses.
Notions d'optique physique, principes des interférences dans une couche mince
Définition : pression, unités
Notion de spectre lumineux.

				1	2	3	4
1.	Modélisation des liaisons et des actions mécaniques
		1.1. Modélisation des liaisons.				*
		1.2. Modélisation des actions mécaniques.				*
		1.3. Isolement d'un système de solides.				*
2.	Cinématique
	2. Mouvement relatif de deux solides en liaison glissière ou pivot.					*
3.	Statique
		3.1. Principe fondamental de la statique.				*
		3.2. Résolution d'un problème de statique.				*
4.	Cinématique optique
		4.1. Analyse et modélisation des systèmes optiques.				*
		4.2. Cinématique optique.
			4.2.1. Vecteur position.			*
			4.2.2. Torseur cinématique.			*
			4.2.3. Relations de base.			*
5.	Résistance des matériaux
		5.1. Hypothèses de la Rdm.			*
		5.2. Étude d'une poutre.			*
		5.3. Identification de la nature des sollicitations.				*
		5.4. Étude des sollicitations simples (traction-compression).			*
6.	Dynamique
		6. Expression vectorielle du principe fondamental de la dynamique dans le cas d'un solide en translation.			*

				1	2	3	4
1.	Compétitivité des produits industriels
		1.1 Typologie des marchés des produits industriels.		*
		1.2 Famille de produits		*
		1.3 Cycle de vie d'un produit.			*
		1.4 Composantes de la compétitivité des produits.			*
		1.5 Méthodes associées à la recherche de la compétitivité.			*
3.	Les outils de communication technique
		3.1 Outils d'analyse et de description fonctionnelle des systèmes.			*
		3.2 Outils de représentation des solutions matérielles.				*
4.	Étude des liaisons mécaniques
		4.2 Caractère d'une liaison réelle simple entre solides.			*
		4.3 Chaînes de liaison entre solides.				*
		4.4 Liaisons complètes : solutions constructives.				*
		4.5 Guidages en rotation et en translation.				*
		4.6 Étanchéité et protection des liaisons.			*
5.	Chaînes cinématiques
		5.1 Constituants des chaînes cinématiques.				*
6.	Les matériaux
		6.1. Relation produit-fonctions-procédé-matériau.			*
		6.2. Étude des matériaux :
			- matériaux métalliques ;		*
			- matériaux plastiques et élastomères ;		*
			- matériaux composites : notions.		*
7.	Conception des systèmes optiques et analyse fonctionnelle des produits industriels
		7.1 Principales fonctions optiques.				*
		7.2 Schéma optique.				*
		7.3 Structure des systèmes optiques.				*
		7.4 Montage des composants optiques.					*
		7.5 Incidence des procédés d'obtention et d'assemblage sur les caractéristiques optiques.			*
		7.6 Définition des composants optiques et mécaniques.			*

FONCTIONS (Structures ou composants associés)	1	2	3	4
1.1. Objectifs de l’automatisation des systèmes	*
1.2. Structure d’un système automatisé 1.2.1. Décomposition organisationnelle et temporelle d’un système.		*
1.2.2. Structuration en fonction principale d’automatisme.		*
1.3. Outils de description du fonctionnement d’un automatisme
1.3.1. Représentation binaire des informations.				*
1.3.2. Concepts de base.			*
1.3.3. Représentations littérales structurées.		*
1.3.4. GRAFCET Concepts et structures de base : - trois première règles d’évolution ; - étapes : . ordres associés à une étape, . variables associées à l’état d’une étape ;			* * *
- transition et réceptivité associée : . variables associées : niveau logique, front ;		*
- structures de base : aiguillage, parallélisme structural ; - prise en compte du temps, explicite (t/étape/durée) ou implicite ; - macro-étape.			* * *
1.3.5. Représentation temporelle.				*
1.4. Description du fonctionnement des systèmes automatisés
- Description fonctionnelle.	*

1.5. Réalisations technologiques - Fonction dialogue.		*

1.6. Comportements des systèmes réels		*
- Comportements des constituants.

FONCTIONS (STRUCTURES OU COMPOSANTS ASSOCIÉS)	1	2	3	4
2.1 Organisation fonctionnelle des systèmes de traitement de l'information
- Architecture fonctionnelle d'un dispositif utilisant la logique programmée.			*
- Séquencement, mémorisation et transmission de l'information.		*
2.2 Organisation structurelle des systèmes de traitement de l'information
2.2.1 Unité centrale (processeur).		*
2.2.2 Mémoires.		*
2.2.3 Interfaçage.		*
2.2.4 Liaisons.		*
2.2.5 Périphériques.	*
2.3 Organisation logicielle
2.3.1 Les instructions		*
Structure générale d'une instruction.
2.3.2 Les langages.		*
2.3.3 Les structures algorithmiques de base.		*

FONCTIONS (Structures ou composants associés)	1	2	3	4
3.1. Représentation conventionnelle des systèmes électroniques		*

3.2. Traitement des signaux électroniques
3.2.1. Caractérisation des signaux.			*
3.2.2. Traitement des signaux numériques
- Fonctions commutation : - Dispositifs de commutation électronique de signaux - Dispositifs de commutation de puissance	*		*
- Fonctions logiques combinatoires : - Définition des fonctions combinatoires. - Opérateurs logiques combinatoires usuels. - Fonctions complexes.		*	*	*
- Fonctions logiques séquentielles : - Définition des fonctions séquentielles. - Fonctions séquentielles synchrones et asynchrones. - Fonction comptage.		*	*	*
3.2.3. Famille technologique		*
3.2.4. Traitement des signaux analogiques			*
- Fonction de transfert.
- Fonction amplification (en tension, en courant) : - Définitions. - Amplificateur linéaire intégré.		*	*
- Fonction conformation de signaux.				*
- Fonction transmission de signaux non galvanique.			*
3.3. Génération de signaux électroniques
- Production de signaux sinusoïdaux : - Oscillateur RC. - Oscillateur utilisant des circuits spécialisés.	*		*
3.4. Conversion de signaux électroniques
3.4.1. Organisation fonctionnelle d’une chaîne de conversion.		*
3.4.2. Conversion numérique/analogique.		*
3.4.3. Conversion analogique/numérique.		*
3.5. Conversion et contrôle de l’énergie électrique 3.5.1. Conversion électrique/mécanique.		*
3.5.2. Conversion électrique/électrique.		*
3.6. Optoélectronique
3.6.1. Etude fonctionnelle générale des capteurs.		*
3.6.2. Détecteurs optiques dans les domaines du visible et l’infra-rouge.			*
3.6.3. Transducteurs électriques optiques.			*
3.6.4. Transmissions optiques.			*
3.6.5. Restitution d’images.		*
3.7. Asservissement (systèmes bouclés)		*

Technologie Système Optique et Synthèse	2 h. Classe entière	64 h.
Système optique	6 h.	192 h.
Production mécanique	3,5h.	112 h.
Production optique	3,5 h.	112 h.

Bulletin Officiel de l'Education Nationale

N°6 du 9 juillet hors-série Organisation et programmes

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N°6 du 9 juillet hors-série
Organisation et programmes