Conception - étude préliminaire

Nommer et mesurer sur le papier les grandeurs électriques (courant, tension, résistance, puissance, énergie), appliquer la loi d'Ohm et les lois de Kirchhoff à un circuit en courant continu, calculer une association de résistances et présenter un résultat de mesure avec son incertitude.

Décrire une tension ou un courant sinusoïdal (période, fréquence, valeurs maximale et efficace, déphasage), le représenter par un vecteur de Fresnel ou un nombre complexe, et calculer l'impédance et le courant d'une résistance, d'une bobine, d'un condensateur et de leurs associations simples.

Calculer et interpréter les puissances active, réactive et apparente et le facteur de puissance d'un récepteur ou d'une installation, établir un bilan de puissance par la méthode de Boucherot, puis dimensionner une compensation de l'énergie réactive et en évaluer l'intérêt technique et financier.

Distinguer tensions simples et tensions composées, choisir et analyser un couplage étoile ou triangle, calculer les courants et les puissances d'un récepteur triphasé équilibré, exploiter une mesure de puissance en triphasé et repérer les effets d'un déséquilibre.

Expliquer le champ magnétique et l'induction, décrire le fonctionnement d'un transformateur monophasé et triphasé, exploiter une plaque signalétique et des essais (rapport de transformation, pertes, rendement, tension de court-circuit, chute de tension) pour vérifier ou choisir le transformateur d'un poste HTA/BT.

Expliquer comment tourne un moteur asynchrone, exploiter sa plaque signalétique, calculer sa vitesse, son glissement, son couple, son bilan des puissances et son rendement, trouver son point de fonctionnement avec un modèle dont on connaît la validité, et choisir un mode de démarrage adapté.

Expliquer le fonctionnement de l'alternateur, du moteur synchrone, du moteur à aimants permanents et de la machine à courant continu, calculer leurs grandeurs principales (fréquence, f.é.m., couple, puissances, rendement, vitesse) avec un modèle simple, et choisir un type de machine adapté à un usage, en menant l'étude de façon autonome.

Reconnaître les quatre fonctions de conversion (redresseur, hacheur, onduleur, gradateur), calculer leurs tensions moyennes ou efficaces, expliquer la structure et l'intérêt énergétique d'un variateur de vitesse, repérer les harmoniques qu'il produit et rendre compte d'une étude par écrit.

Distinguer la demande, le besoin et la solution, lire un CCTP ou un cahier des charges pour en extraire les exigences, les deux chaînes et les contraintes, mener une analyse fonctionnelle simple, préparer les questions à poser au client et rédiger une note d'analyse du besoin.

Établir le métré d'un avant-projet, chiffrer fournitures, main-d'œuvre, matériel et frais, passer du déboursé sec au prix de vente, rédiger une offre complète avec ses conditions et ses réserves, puis la présenter et l'argumenter, y compris en anglais.

Décrire la chaîne de puissance d'une installation de la livraison à l'usage (raccordement, poste HTA/BT, TGBT, tableaux divisionnaires et terminaux), organiser la distribution et la continuité de service, tracer un schéma de principe et rédiger un avant-projet sommaire.

Reconnaître les schémas de liaison à la terre TT, TN et IT, expliquer et calculer leur comportement au premier défaut, vérifier la protection des personnes contre les contacts indirects et justifier le choix d'un schéma pour une installation (sûreté et sécurité).

Proposer, à l'étape de l'avant-projet, l'architecture de la chaîne d'information d'une installation (capteurs, automates, interfaces, réseaux et bus de terrain, gestion technique du bâtiment, objets connectés) et les premières mesures de cybersécurité, en justifiant chaque choix par le besoin, un calcul simple ou une règle.

Estimer la production d'une installation photovoltaïque et sa part autoconsommée, assembler modules et onduleurs, juger l'intérêt d'un stockage, dimensionner une infrastructure de recharge et son pilotage, puis présenter un dimensionnement préliminaire dans un avant-projet.

Établir un bilan de puissance avec les coefficients d'utilisation et de simultanéité, en déduire le courant d'emploi, choisir la section d'un câble, vérifier sa chute de tension et ses courants de court-circuit, puis choisir des protections sélectives pour un avant-projet.

Décrire la charge d'une machine (vitesse, couple, inertie), la ramener sur l'arbre du moteur, vérifier les démarrages, les rampes et les freinages, choisir le moteur, son démarreur ou son variateur, et justifier ces choix par leur coût énergétique dans une note de dimensionnement.