REPUBLIQUE DEMOCRATIQUE DU CONGO INISTERE DE LEDUCATION NATIONALE SECTEUR DE L’E.P.S.P. DIRECTION DES PROGRAMMES SCOLAIRES ET MATERIEL DIDACTIQUE B.P. 32 KINSHASA/GOMBE. PROGRAMME NATIONAL CYCLE LONG SECTION INDUSTRIELLE OPTION MECANIQUE ANNEE 3, 4, 5, 6. DISCIPLINES SPECIALES EDIDEPS 2007

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CYCLE LONG : SECTION MECANIQUE ================================= PROGRAMME DE 3e ANNEE ========================

HORAIRE

Civisme 1

Religion – Morale 1

Français 5

Anglais 2

Histoire 1

Géographie 1

Mathématique 6

Physique 2

Chimie 2

Mécanique 2

Electricité 2

Technologie 3

Dessin 4

Atelier 8

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PROGRAMME DE MECANIQUE ===========================

*OBJECTIF En troisième année, le but du cours de mécanique est de donner aux élèves un Premier aperçu simple des principales notions de cette discipline. Il prépare le cours plus théorique de 4e année. Il permet aussi aux élèves de comprendre d’une manière suffisante le pourquoi de certains mécanismes qu’ils rencontrent et utilisent déjà en 3e année à l’atelier : par exemple les cônes étagés de foreuses pour le choix des vitesses de rotation compte tenu d’une vitesse de coupe (vitesse circonférentielle) d’une forêt de diamètre donné.

*DIRECTIVES METHODOLOGIAUES Si à l’entrée en 3ème année, certaines notions ne sont pas totalement

inconnues des élèves : force, mouvement, vitesse… ; il faut pourtant admettre qu’elles doivent encore être précisées et approfondies. D’autre part, les connaissances mathématiques et les possibilités d’abstraction d’un élève de troisième technique ne permettent pas, à ce niveau, une étude purement rationnelle de la mécanique.

(1) L’objet des travaux manuels et leur organisation seront réglés par des instructions ultérieures.

C’est pourquoi, chaque nouvelle connaissance découlera soit de constatations élémentaires et d’exemples pris dans la vie de tous les jours ou à l’atelier, (vitesse d’une automobile, mouvement uniforme d’un chariot de tour…), soit d’expériences réalisées en classe (en particulier pour la statique).

Une loi s’exprime en général par une formule. Dans le cours de mécanique de

3e ces formules sont simples et renferment rarement lus de trois variables. De nombreux exercices seront nécessaires pour habituer les élèves à manier ces formules avec aisance.

Aussi est-il de loin préférable de faire beaucoup d’exercices avec des valeurs

simples et pouvant se résoudre par le calcul mental, plutôt que quelques problèmes seulement demandant de longs calculs numériques.

3 Au niveau de la 3e technique il a semblé préférable d’aborder d’abord la

cinématique, celle-ci étudiant le mouvement sans considérer la cause (force) qui le produit. Si, pour une expérience, une force est appliquée à un objet pour le mettre e mouvement, ce fait ne déroutera vraisemblablement pas les élèves qui savent bien, par expérience, qu’il n’y a pas de mouvement sans force pour le produire (vélo…). Simplement, l’expérience se déroulera sans analyser cette cause.

Il est essentiel que, dès le début, seul le newton soit utilisé comme unité de

force, même si sa signification exacte ne pourra être vue que dans la troisième partie du cours. On pourra, avec une approximation suffisante, pendre le daN comme force produite par un poids d’une masse de 1 Kg, le N étant alors la force produite par une masse d’environ 100 g.

* I. CINEMATIQUE

- Les mouvements : généralités, sortes, classification. - Mouvement rectiligne uniforme : définition, vitesse, formules diagrammes.

- Mouvement circulaire uniforme : vitesse (de rotation, circonférentielle,

angulaire). Notion de radian : Formules de passage de l’une à l’autre de ces vitesses.

- Mouvement uniformément varié : notion, vitesse moyenne.

mouvement accéléré : accélération, vitesse, diagramme des v., espaces, diagramme des espaces ;

mouvement retardé : étude par analogie (avec accélération négative) ; chute des corps : lois.

- Premières notions sur les transmissions par courroies, les roues de friction, les engrenages : Etude du rapport des vitesses.

II. DINAMIQUE - Inertie : principe, effets. - Notion de masse. Effet d’une force sur un corps libre.

- Formule fondamentale

Unités de Force et de Masse.

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- Travail mécanique :

Déplacement : suivant la direction de force ; faisant un angle avec la direction de la force. Travail d’une force appliquée à un solide mobile autour d’un axe. Première notion de moment, couple.

- Puissance mécanique : Unités, puissance dans le cas d’une translation, d’une rotation. Variation du couple entre deux axes de vitesses différentes. Résistances passives : Définition, résistance au glissement (coefficient, lois, énergie perdue, rendement). Résistance au roulement, résistance de ‘air. Energie : Cinétique : définition, expression, théorème de la variation, conservation du travail ; potentielle : définition, expression, conservation de l’énergie totale. Force centrifuge : notion, valeur, applications.

TATIQUE Notion de force, éléments, représentation. Principes : équilibre, équilibre de deux forces, action et réaction, déplacement du point d’application, résultante. Résultante des forces concourantes : étude graphique. Décomposition. Résultante des forces parallèles : même sens ; sens contraires. Mouvement d’une force : notion, définition, valeur. Couple, moment d’un couple. Centre de gravité : notion, détermination expérimentale. E. PROPOSE : ons de mécanique de Julemont (Ed. Chiste). ourra, dans ce livre, négliger les points suivants :

- calcul vectoriel, composition de mouvements, correction du glissement des courroies, transmission par courroies entre arbres non parallèles, recherche de la résultante des forces par le calcul, polygone funiculaire, représentation vectorielle des moments, théorèmes du moment de plusieurs forces.

5 PROGRAMME D’ELECTRICITE ===========================

* OBJECTIF :

En section mécanique le cours d’électricité doit amener les élèves à comprendre le fonctionnement des machines et appareils électriques courants, sans qu’il leur soit demandé d’entrer dans une étude théorique et mathématique des

problèmes rencontrés.

Cela est particulièrement vrai pour l’étude de l’électromagnétisme, de l’induction et du courant alternatif…

Ce cours devra également amener les élèves à réaliser des circuits

simples et les installations les plus communes des machines électriques. Pour prendre un exemple, il n’est pas indispensable d’établir le

diagramme vectoriel de KAPP d’un transformateur, ni de savoir démontrer le théorème de LEBLANC relatif aux champs tournants d’un moteur, pour être à même de raccorder ces machines avec leurs systèmes de démarrage et de protection.

* DIRECTIVES METHODOLOGIQUES Compte tenu du but poursuivi, on s’attachera surtout à l’étude qualita-

tive des phénomènes étudiés et à leurs applications pratiques. Le cours sera essentiellement expérimental. Les formules élémentaires telles que celles qui sont relatives à la

puissance, l’énergie, la loi d’Ohm, la résistivité, la loi de Joule et au groupement de résistances devront évidemment être connues et exploitées à l’occasion de nombreux petits problèmes concrets. (point 1 du programme).

Par contre, les études quantitatives relatives au magnétisme, à l’électro-

magnétisme, à l’induction, etc…ne seront pas développées. On fera découler des expériences les lois correspondantes. (point 2 du programme).

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PROGRAMME ============ COURANT CONTINU : * 1. Constitution de la matière, atomes, électrons.

Nature et manifestations du courant, notion de circuit électrique. Intensité du courant, ampère. Quantité d’électricité : coulomb, amp-heure Effets chimiques du courant ; électrolyse (étude qualitative). Différence de potentiel : volt. Notions de puissance et d’énergie électrique : watt et watt-heure. Loi d’Ohm ; unité de résistance ; mesure d’une résistance ; chute de tension dans un conducteur ; résistivité. Effet thermique du courant ; loi de Joule. Notion de générateur : force électromotrice ; résistance interne. Notion de récepteur : force contre-électromotrice ; rendement. Loi d’Ohm généralisée. Piles et accumulateurs : notions élémentaires ; utilisations. Groupement de résistances : série, parallèle. Application : shunt.

* 2. Magnétisme : aimants, propriétés, champ magnétique Propriétés magnétiques du courant Induction : notion, étude expérimentale flux magnétique ; loi force électomotrice moyenne pendant un intervalle de temps donné. Force magnétomotrice : définition : ampère-tours. Induction magnétique : densité moyenne. Induction magnétique dans le fer ; perméabilité, hystérésis. Forces électromagnétiques. Loi de Lenz. Valeur. Self-induction Principe des appareils de mesure.

7 PROGRAMME DE TECHNOLOGIE ===========================

* BUT ET DIRECTIVES

Le programme de technologie de troisième année comporte deux parties distinctes.

La première a pour but de donner aux élèves une vue d’ensemble des divers procédés d’obtention des pièces mécaniques. On y enseignera les principes généraux des diverses techniques sans entrer dans les détails pratiques qui seront étudiés ultérieurement.

Le professeur constituera une collection de pièces permettant de concrétiser ces divers procédés.

La seconde partie consiste en l’étude plus détaillée des usinages

manuels ainsi que du forage et du rabotage. Les travaux d’atelier de troisième année donneront l’occasion aux

élèves de mettre en pratique les opérations étudiées dans cette seconde partie. Durant les séances de travaux pratiques, le professeur de

technologie et d’atelier, veillera à ne pas attacher au limage une importance que les techniques modernes ne justifiant plus. Au contraire il consacrera tout le temps requis par les importantes opérations de forage, filetage, taraudage, alésage etc…

PROGRAMME

============

* 1. Les fabrications mécaniques : vue d’ensemble sur les différents procédés : moulage, forgeage, usinages (divers types de machines suivant la surface à obtenir) (± 15 leçons). * 2. Les méthodes d’assemblage : rivetage, soudage, vis et boulons (2 leçons). * 3. Les travaux de l’ajusteur : (50 leçons).

- outillage – limage – perçage – alésage – filetage – taraudage – meulage. - L’étau –limeur. Divers travaux possibles.

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BIBLIOGRAPHIE =============

Pour la mécanique : de préférence : Notions de Mécanique de Julemont

(Ghiste, Charleroi)

Pour l’électricité : Electricité, Pastoureau : lois générales.

Pour la technologie : Cours de Technologie T. 1 et T.2. de Charlier et De housse (le rabotage se trouve dans le T.3). (Chevalier jusqu’à épuisement du stock).

PROGRAMME D’ATELIER =====================

- Exercices de maniement de la lime. - Quelques « ajustages ». Il s’agit uniquement de la « finition » à la lime douce de

portées de deux pièces pour réaliser un assemblage = libre, coulissant juste, serré, bloqué. Dès le début : contrôles au micromètre et au comparateur réglé sur cales étalons.

- Exercices de perçage. • Ordinaire, de très petit diamètre, de pièces minces, sur parties obliques. • Trous sécants • Lamages et chanfreinages pour têtes de vis • Utilisation de pinces de forages avec guide mèche.

Cas simples (principes – utilité).

- Exercices de taraudage et de filetage (à main). - Exercices d’alésage (à main). Utilisation de divers types d’alésoirs. Expansibles. - Exercices à l’étau-limeur – Préparation des outils - Réglages de la machine. Diverses

opérations : surfaçages, dressages, parties obliques. - Meulages : ébarbage, meulages divers ; affûtage des forêts, des outils de rabotage. - Exercices de démontage et de montage de petits en

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CYCLES LONGS TECHNIQUE INDUSTRIELLE ====================================

OPTION MECANIQUE

PROGRAMME DES COURS TECHNIQUES

4e ANNEE

* HORAIRE 3e ET 4e ANNEES

3e année 4e année

Religion - Morale 1 1

Civisme 1 1

Français 5 5

Anglais 2 2

Histoire 1 -

Géographie 1 -

Histoire – Géographie – Questions d’actualité - 1

Mathématique 6 6

Physique 2 1

Chimie 2 1

Mécanique 2 4

Electricité 2 2

Matériaux (métallurgie) - 1

Technologie 3 3

Dessin 4 4

Atelier 8 8

40 40 N.B. : Une après-midi par semaine sera consacrée à des activités sportives et d’éducation physique.

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PROGRAMMES ============ • FRANÇAIS : 3e et 4e années : programme général. • ANGLAIS : Programme spéciale section technique (sera mis au point). • HISTOIRE : Programme : fasc. 54 • GEOGRAPHIE : Programme diffusé le 21 septembre 1972. Circulaire : ED. NAT/S.P/862.2/CAB/1479. • MATHEMATIQUE : 3e et 4e cfr. Sections scientifiques (en attendant un programme spécial pour les sections industrielles). N.B. Les instructions générales des programmes 1967 des sections techniques industrielles imposent l’étude succincte de quelques notions de trigonométrie (sin, cos, tg, résolution des triangles rectangles) cfr. programme 1967 p. 1. • PHYSIQUE : 3e année : statique des fluides et optique (cfr. programme diffusé en 1973 ; 3e et 4e scientifique). 4e année : chaleur : programme 1973 : 4e année. • CHIMIE : 3e année : chimie minérale : fasc. 49 programme de 3e année. 4e année : chimie général et minérale : fasc. 49 : programme 4e année. • COURS TECHNIQUES : Ci –après.

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M E C A N I Q U E ==============

* DIRECTIVES Il est essentiel pour la suite du programme de la section mécanique, que

l’étude de la mécanique générale soit terminée fin de la 4e année. En effet dès la 5e année on abordera la résistance des matériaux, les éléments de machines et les machines réceptrices et motrices. Ces diverses matières s’appuient sur la mécanique générale.

Cette considération impose l’obligation de donner cours dépouillé de toutes les considérations et spéciations qui, si belles soient-elles, n‘intéressent pas directement les applications ultérieures. Notre enseignement technique doit former des techniciens et non de théoriciens. Cette conception saine de l’enseignement technique secondaire nous est imposée par les besoins de l’industrie Zaïroise.

Le temps dont en dispose (4 h/semaine) soit minimum 80 leçons par an

permet, à condition de tenir compte des considérations ci-dessus, de voir l’ensemble de la matière, d’autant plus que le cours pourra être moins expérimental que celui de 3e année où la plupart des sections ont déjà été abordées.

4e ANNEE : MECANIQUE – 4 h/semaine ==============================

* A. CINEMATIQUE - Les mouvements : Généralités :

• Trajectoire, espaces, vitesse, accélération • Représentation vectorielle d’une vitesse

accélération • Décomposition de l’accélération : tangente normale • Classification des mouvements.

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- Mouvement rectiligne uniforme • Définition • Loi des espaces • Applications de la formule e = vt • Cas de débit des fluides • Représentation graphique • Applications.

- Mouvement rectiligne uniformément varié

• Accélération ou décélération • Loi des vitesses • Loi des espaces • Applications • Graphiques et applications.

- Chute des corps

• Loi • Valeur de g. • Vitesse d’arrivée • Hauteur d’ascension d’un corps lancé vers le haut • Applications.

- Mouvement circulaire uniforme

• Définition • Vitesse linéaire • Vitesse angulaire • Etablissement de V = wR . et de V = II DN

60 • Applications.

- Mouvement circulaire uniformément varié

• Définition • Formules • Similitude des formules entre mouvement rectiligne et circulaire • Applications.

- Transmission

a) par courroies et roues de friction b) par chaînes et roues dentées Dans chaque cas : établissement des formules.

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* B. STATIQUE - Généralités :

Forces : • Définition • Espèces • Représentation graphique • Unité (s).

Principes fondamentaux : • Equilibre de 2 forces égales opposées • Egalité de l’action et de la réaction • Déplacement d’une force suivant sa ligne d’action.

Définition de : composition de forces.

- Composition de deux forces concourantes a) formant un angle quelconque b) à 90° c) à 180°

Applications. - Composition de forces parallèles • 2 forces de même sens • 2 forces de sens contraire

Applications. - Décomposition d’une force • Suivant deux directions données • Applications

- Moment des forces • Moment par rapport à un point • Unité • Signe • Théorème de Varignon : pour forces concourantes, pour forces parallèles. • Applications : recherche de la résultante de forces parallèles moment d’un système de forces moment d’un couple.

- Centre de gravité • Attraction universelle • Détermination de G par le calcul (application du Th., de Varignon) • Exemples : lignes, surface, volumes • Les deux Th.de guldin (surface engendré par une ligne - Volume engendré par

une surface).

14 - Espèces et conditions d’équilibre • Espèces d’équilibres • Conditions générales d’équilibre • Applications : éq. Des leviers Réactions d’appui de diverses poutres.

- Poygône funiculaire : et application • Résistances passives : glissement roulement.

* C. DYNAMIQUE - Masse d’un corps : (corps soumis à l’action d’une force) • Notions • Expression • Unité • Applications.

- Moment d’Inertie: (corps soumis à l’action d’une couple)

• Notions • Expression • Unité • Valeur pour un volume, pour une surface • Applications.

- Moment d’Inertie: (corps soumis à l’action d’une couple)

• Définition • T. moteur et T. résistant • Expression du travail : unités • Cas particuliers :

- trajectoire droite - trajectoire dans direction de F. - trajectoire perpendiculaire à F. - F. tangente à la trajectoire. - Applications.

- Puissance

• Définition • Expression • Unités • Applications.

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- Energie • Définition • Espèces • Energie cinétique dans le cas d’une translation, dans le cas d’une rotation • Energie totale • Applications • Variation d’énergie • Sa conversation • Transformation de l’énergie en travail.

- Force centrifuge

• Définition • Expression • Unités.

- Machines simples

• Notion • Rendement • Levier, poulie, palans, treuils, crics, plan incliné, vis, coins.

E L E C T R I C I T E ===============

* DIRECTIVES

Les directives données pour la 3e année restent évidemment valables. Il ne faudra donc pas s’attacher sur des considérations théoriques et mathémati-

ques ne cadrant pas avec le but poursuivi. Les élèves n’ayant pas encore de notions sur les phénomènes périodiques il y

aura lieu de consacrer une ou deux leçons sur ce sujet. En prenant comme exemple le mouvement circulaire uniforme et la projection sur un diamètre d’un point de la circonférence d’écrite, on pourra sans grandes complications donner la notion de période, fréquence, vitesse angulaire etc…

La transposition en courant alternatif ne présente alors aucune difficulté.

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4e ANNEE: ELECTRICITE – 2 h/semaine ===============================

- Comparaison entre CC et CA • Quelques expériences.

- Variation d’une tension, d’un ct, en fonction du temps.

• Description et principe de l’oscillographe • Courbe obtenue avec une tension alternative • Etude de la fonction y = sin x Puis application au courant alternatif. (sans démonstration mathématique : cfr. directives) : u = vm sin wt i = Im sin wt Signification de - période T et fréquence f. Phase. (i = Im sim wt ; i = Im cos wt; i = Im sim (wt. + ); signification de • Déphasage de 2 grandeurs sinusoïdales de même f.

- Intensité en alternatif • I efficace. Valeur : I = Im (démonstration graphique) V2 • I efficace. Valeur : E = Im (f – é – m) V2 U = Um (tension) V2

- Appareils de mesure • Ferromagnétiques • Electrodynamiques • Magnétoélectrique à redresseur. - Circuits • R. L. C. d’un conducteur • Rôle d’une inductance, d’une capacité en C.A. • Circuit R. « L. « C.

17 • Puissance active réactive

Facteur de puissance Importance Tensions triphasées + déphasages + angle de déphasage des tensions simples U = v 3

Courants triphasés + récepteurs + récepteurs Comparaison entre les 2 montages Puissance absorbée par un récepteur triphasé mesures x 3 wattmètres 4 fils

x 3 N artificiel x 2

M A T E R I A U X ==============

* DIRECTIVES

Le cours d’étude des matériaux et spécialement la métallurgie s’étend sur les 4e et 5e années.

En 4e année on étudiera la sidérurgie. La 5e année on abordera le problème important des traitements

techniques et la métallurgie des non ferreux.

Le but du cours n’est pas de faire de nos élèves des métallurgistes mais des techniciens qui seront appelés à utiliser les produits métallurgiques.

Une utilisation rationnelle de ces produits demande une connaissance suffisante de leurs propriétés ainsi que des traitements pouvant modifier des propriétés.

Ces propriétés sont elles-mêmes fonction, dans une large mesure de l’élaboration du produit.

Actuellement il ne sera guère possible pour nos élèves de visiter des

usines métallurgiques. Il convient donc, dans la mesure du possible, de faire appel à l’illustration et en particulier aux diapositives et si possible aux films documentaires.

18 On ne s’attardera pas dans le présent cours sur les essais des matériaux qui seront étudiés en détail au début du cours de résistance.

4e ANNEE : MATERIAUX – 1 h/semaine ==============================

* GENERALITES : Vue générale des matériaux utilisés dans l’industrie mécanique et électrique :

. les métaux et alliages

. les matières plastiques (isolants, à propriétés mécaniques particulières).

Ce qui justifie le choix d’un matériau pour un usage déterminé : les propriétés mécaniques les propriétés électriques. Résistance à la traction, compression, flexion, torsion, cisaillement. (notions et non essai). Résistance à l’usure, à l’abrasion. Qualités de frottement. Résistance à l’oxydation, à la chaleur, aux agents chimiques divers.

* LA METALLURGIE Définition Les minerais : oxydes, sulfures : carbonates, teneur en métal. Gangue Préparation des minerais

But : concentrer (enlever une partie de la gangue) Noyen : a) conditionnement : concassage, broyage, triage. b) enrichissement : flottation, triage sec ou humide, magnétique. Traitements thermiques préliminaires : + Calcination (des carbonates) + Grillage (des sulfures)

Méthodes générales de la métallurgie proprement-dite a) Obtention du métal impur

oxydes fusion réductrice : MO + R M + RO carbonates : grillage oxyde puis MO + R M + RO sulfures : grillage oxyde etc…. parfois : grillage sulfatant (cuivre : CuS + 2 CuSo4 O 2

puis électrolyse.

19 N.B. : On s’en tiendra aux lignes essentielles. Les cas particuliers (aluminothermie, électrométallurgie, fusion pour matte etc…) seront éventuellement étudiés au moment voulu. b) Affinage : But : Principales impuretés Méthode : (sommairement) + fusion oxydante + dilusion, additions finales (ces méthodes seront étudiées en sidérurgie) + électrolyse : principe (sera étudié en métallurgie du cuivre).

* LA SIDERURGIE Sa définition Classification sommaire des produits sidérurgiques : Fers, Fonte, Aciers Vue d’ensemble de la sidérurgie : ordre des opérations :

Minerais fontes x aciers primaires x aciers spéciaux a) Minerais (oxyde de fer + gangue) + combustible (réducteur) + fondant Fonte (fer + C) + laitier (gangue + fondant) b) Acier : x obtenu par oxydation partielle x obtenu par décarburation complète puis x recarburation.

* LES CONSTITUANTS INTRODUITS AU H-F Minerais :

. oxyde : magnétique, anhydres, hydratés

. carbonates.

Combustibles : . coke métallurgique. Qualités requises.

Fandants : leur rôle. Le vent :

. sa pression, sa température, (éventuellement : oxygène).

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* LE HAUT FOURNEAU Description

. schéma de l’appareil Etude sommaire de quelques détails et des annexes - dimensions courantes actuelles - réfractaires - ceinture de vent - gueulard et sa fermeture. Appareil de chargement - captation des gaz. Epuration - récupérateurs et leur fonctionnement.

La marche du Haut Fourneau

- chargement : minerai, fondant, coke - deux courants : - descendant : matières solides - ascendant : gaz (C0, C0 , N ). 2 2

_ zones de fonctionnement : dessiccation, réduction, carburation, fusion, liquidation - réactions (essentielles) : air + carbone C0 2 CO + C en excès C0 2 réduction des oxydes de fer par CO influence de la T° suivant les zones réduction des oxydes de P, Mm, Si formation de cémentite fontes formation du laitier - qualités essentielles que doit avoir un laitier - aperçu sur le bilan matières d’un HV - notion sur le HF électrique. Ses avantages.

Les laitiers :

- constitution - rôle dans le HF - utilisation.

Les fontes :

- allures de marche du HF : chaude, froide, normale ; - fontes obtenues suivant l’allure grise, blanche, truitée.

Travail de la fonte : - fonderie de première fusion pour moulage - mélangeurs en vue de la fabrication de l’acier - fusion pour gueuses - fonderie de seconde fusion. Cubilot.

Les gaz : - leur utilisation.

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* FABRICATION DE L’ACIER Principe :

+ réaction d’oxydation + oxydation de C, Si, Mn, P.

Influence des impuretés : + Si, Mn, F., S. + Importance de Si et P comme éléments thermogènes

a) Affinage au convertisseur : Description Types : acide (Bessemer) pour fontes siliceuses basique (Thomas) pour fontes phosphoreuses

- Marche d’un convertisseur Thomas. b) Affinage sur sole : Martin Principe : par dilution, par oxydation Description sommaire du four Fonctionnement.

b) Affinage au four électrique Principe

Avantages Fabrication d’aciers spéciaux par addition finales de ferre alliages. Résumé des aciers obtenus suivant le procédé.

- acier au convertisseur : ou aciers ordinaires - acier Martin : de meilleur qualité - aciers électriques : qualités supérieures.

Notions sur le laminage. Présentation commerciale des aciers de construction (mécanique et métallique).

D E S S I N =========== 3e ANNEE : (4 h/s.) Programme identique à celui de la 3é électricité. 4e ANNEE: (4 h/s.)

* DIRECTIVES En 3e année les élèves ont été initiés à la représentation de pièces simples suivant les 3 vues (méthode de projection européenne pour le dessin industriel).

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Ils ont aussi été initiés aux méthodes de cotation et aux conventions qu’elles

supposent. La plupart des dessins ont été réalisés en se servant de pièces (en bois ou toute

autre matière) spécialement étudiées et graduées en difficultés. Le programme de 4e année se propose de développer cet acquis. On utilisera à cet effet des pièces réelles plus compliquées. Le professeur ne

manquera pas d’expliquer en quelques mots l’utilisation de la pièce dessinée et son usinages.

Des exercices de lecture de plans sont à prévoir. Ils auront pour objet de tirer

d’un ensemble une pièce déterminée et d’en faire la représentation cotée. Pour quelques pièces simples on fera des exercices de mémoire consistant à

faire dessiner de mémoire une pièce que l’élève aura pu préalablement examiner et pour laquelle toutes les explications technologiques relatives à son but, son fonctionnement, son usinage, auront été données.

En aucun cas on ne fera des simples exercices de copie d’un dessin existant.

Un tel travail serait sans profit. C’est pourquoi aucun livre de dessin ne sera remis aux élèves.

Par contre ils devront posséder, ou au moins pouvoir consulter les Normes de

dessin ainsi que des recueils de pièces normalisées (visserie, clavettes, circlips, roulements etc…).

Quelques calques de mise au net pourront exécutés vers la fin de l’année. Le nombre de séance de 4 heures étant environ de 23 pour l’année scolaire, on

peut estimer que les élèves devront exécuter de 15 à 20 dessins par an, certains pouvant demander plus d’une séance.

(En 5e et 6e années on s’attachera spécialement à des modifications de

structures en partant soit du dessin de la pièce, soit de la pièce elle-même, ainsi que des créations de mécanismes non réalisés).

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NOTE SUR LES LIGNES D’ETAT DE SURFACE ===================================== Les signes sont

indépendants du procédé utilisé pour obtenir la surface désirée. (On peut obtenir la surface désiré. (On peut obtenir en rabotage, au tournage, en fraisage, en rectification et ….).

Ces signes précisent simplement la nature du contact désiré entre deux pièces. On prendra comme norme les considérations suivantes :

a) Si aucun signe ne figure sur le dessin toutes les surfaces de la pièce

seront conformes au signe qui doit obligatoirement figurer près du titre ;

b) si certaines surfaces portent un signe, le simple trait indique une surface brute non usinée.

a) surface brute mais soignée b) surface très grossièrement usinée (ébarbage …).

Surface usinée pouvant servir à un contact pour assemblage fixe (pièce posée sur une autre et fixée par vie par exemple). Surface de bonne qualité géométriquement correcte (macrogéométrie) pouvant servir à un ajustement fixe (sans déplacement d’une pièce par rapport à une autre). Surface de bonne qualité pouvant servir pour ajustement avec frottement. Bonnes qualités frottement. Bonnes qualités frottantes. Surface de très haute finition. En 4e année on s’en tiendra aux indications ci-dessus. En 5e année on étudiera les ajustements.

Il faudra dès lors faire remarquer que la profondeur d’un sillon d’outil ne pourra jamais être supérieure à la grandeur de la tolérance.

Ceci revient à dire que si la tolérance est faible il faudra obligatoirement

une surface très soignée.

Si la tolérance est large, l’état de surface pourra être quelconque. Mais il ne faudra pas perdre de vue que l’obtention d’une surface soignée coûte plus chère que celle d’un surface rugueuse.

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T E C H N O L O G I E ================= En 4e année débute l’étude systématique des machines outils. Cette étude portera essentiellement sur le tournage et l) fraisage. Pourtant il convient de commencer le cours par une reprise plus systématique des notions de rabotage déjà abordées en 3e année.

Pour chaque machine le plan général de l’étude sera le suivant : - But poursuivi - L’outil, sa fixation et l’obtention de son mouvement - La pièce, sa fixation et son mouvement - Les opérations typiques.

Le professeur veillera à ne pas développer outre mesure l’étude cinématique (boîtes de vitesse, inverseurs et…). Les principes de ces mécanismes ont déjà été abordés en 3é année au cours de mécanique et seront d’ailleurs développés ultérieurement. Il s’agit ici d’un cours de Technologie et ce sera cet aspect qui retiendra toute l’attention du professeur.

Par conséquent des notions telles que : Vitesse de coupe, angles et note de fonctionnement d’un outil, mode de fixation

d’une pièce, sans d’avance, utilisation des tambours gradués etc… doivent être considérés comme très importantes.

Le cours de technologie doit être essentiellement pratique. Aussi convient-il,

après les premières explications, de se rendre à l’atelier, devant la machine. Un dessin au tableau, si bien fait soit-il, ne remplacera jamais la réalité concrète, matérielle, que seule la machine elle-même peut donner.

Peut-être, un retour à la salle de cours paraîtra-t-il ensuite nécessaire, mais il

convient qu’immédiatement après les élèves soient mis devant les machines pour les manipuler eux-mêmes. Seule manière pour clarifier dans leur esprit la matière exposée.

Les séances d’atelier viendront ensuite préciser encore ces nouvelles

connaissances.

25 En 4e année on se propose l’étude des deux machines de base : tour et fraiseuse

ainsi que des opérations d’usinage que ces machines permettent. Il s’agira donc en 4e année d’étudier les opérations simples, de base, des deux

machines. Ceci se justifie d’abord par raison pédagogique, mais aussi du fait qu’à partir de la 5e année deux autres options sont possibles, sous options pour lesquelles un cours systématique de M.O. n’est prévu.

Les perfectionnements apportés à ces machines pour les rendre automatiques ou

plus universelles et l’étude des machines qui en découlent (tour en l’air, tour révolver, tour automatique, fraisage hélicoïdal, division différentielle, copiage … ainsi que rectification cylindrique ou plane, commandes hydrauliques etc…) seront étudiés en 5e année, sous options M.O.

4e ANNEE : TECHNOLOGIE – 3 h/semaine ================================

* RABOTAGE : - Les machines (sommairement) :

- étau limeur - raboteuse - mortaiseuse.

- Les travaux possibles

Principe d’obtention de surfaces planes de surface obliques de rainures.

- L’outil : formes, angles principaux obtention du mouvement de l’outil.

- La pièce : sa fixation obtention du mouvement de La pièce. - Quelques exemples d’opérations sur étau-limeur.

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* TOURNAGE : - But du tournage - Génération de volumes de révolution - Opérations possibles. La pièce : chaîne cinématique : du moteur à la pièce

• obtention de vitesses différentes • vitesse de coupe • broche et ses réglages • organes porte-pièce : mandrins, plateaux, pinces, pointes … • les centres et leurs qualités • la contre poupée et ses réglages • accessoires : lunettes.

* L’OUTIL : formes, angles, types, chaînes cinématique : du moteur à l’outil. • obtention des différentes vitesses d’avance • tringle et vis-mère • trainard et chariots.

* OPERATIONS DE TOURNAGE - Cylindrage : entre pointes, en air - Surfaçage - Alésage - Tronçonnage - Tournage conique. Divers procédés - Filetage. Calculs. Procédé normal Réglage de l’outil Caractéristique des filets. Si - vv

* FRAISAGE - But du fraisage et principe de la génération des surfaces fraisées. - L’outil :

types, angles fixations principales chaîne cinématique : du moteur à l’outil les têtes de fraisage : quelques systèmes vitesse de coupe des fraises.

- La pièce : Fixation sur table, avec ou sans intermédiaire Chaîne cinématique : du moteur à la pièce (uniquement le cas actuellement courant du moteur d’avances autonomes) Les possibilités de la machine

Mode d’action des fraises ; Opérations de fraisage : rainurage, surfaçage.

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Accessoires importants : - plateau circulaire, opérations possibles - appareil diviseur : division directe division simple.

ATELIER (4e ANNEE) ==================

* FRAISAGE

En 3e année les élèves ont té initiés aux travaux de l’ajusteur comportant essentiellement des exercices de limage, de forage, alésage, taraudage et filetage à main, exercices à l’étau-limeur, montages et démontages etc…

En 4e année débute l’imitiation aux travaux sur diverses machines outils et en

particulier les deux machines de base que sont le tour et la fraiseuse. Ces techniques de base acquises pour l’essentiel, les travaux de 5e et 6e sous

options M.O. s’orienteront d’une part vers les traitements thermiques, la rectification, l’affûtage, la soudure ; d’autre part vers des travaux plus complexes (par ex. l’étude et la fabrication d’une pièce de montage, d’une matrice de découpage …) et des exercices e contrôle et de réglage de machines.

La profession de technicien est plus intellectuelle que manuelle. Mais les tâches

confiées par l’industrie aux techniciens postulent en général une certaine connaissance pratique et manuelle des problèmes. Il s’agit donc d’initier les étudiants à la grande diversité des techniques de fabrication sans pour autant vouloir à tout prix arriver à une habilité manuelle d’exécution fortement poussée.

Pour nos élèves techniciens il s’agit moins de produire que de connaître les

principes généraux de la manière de produire. Comme pour les cours techniques (étude des mécanismes par ex.) et le dessin,

les travaux pratiques doivent habituer les étudiants à une pensée méthodique : analyse des données recherche raisonnée de la meilleure solution concrétisation ou réalisation.

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De ce qui précède ou déduira la nécessité d’un choix intelligent d’exercices non pour arriver à une grande habilité manuelle (cas des C. courts) mais demandant un effort d’imagination et de raisonnement, la recherche des causes d’erreurs, la réflexion sur les procédés de mesures etc…

Il n’est pas possibles d’établir un programme détaillant toutes les pièces à

réaliser mais il importe, dans la mesure du possible, de faire exécuter des travaux sur diverses matières de manière à faire prendre conscience de l’influence de la matière sur les facteurs d’usinage tels que vitesse de coupe, lubrification etc…

Lors de l’exécution de pièces diverse les élèves seront également confrontés

avec les problèmes de précision. Ils réaliseront l’impact de la précision sur le choix de l machine, sur le temps d’exécution et donc sur le prix de revient. Ils se profiteront pour étudier expérimentalement les possibilités des divers appareils de mesure. Progressivement par l’observation, les élèves comprendront ce qu’est une tolérance et sa nécessité.

P R O G R A M M E ===================

* A. EAU-LIMEUR : Suite des travaux commencés en 3e.

* B. TOURNAGE : Les élèves doivent avoir exécuté des opérations de :

- Dressage - Centrage - Chariotage (ébauche et finition) en montage en l’air, mixte, entre pointes ; - Saignée - Alésage à l’outil - Gorges - Tournage conique - Chanfreins - Alésage conique - Tronçonnage - Filetage à l’outil - Perçage - Filetage à la filière.

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Le professeur d’atelier, lors des démonstrations précédant les opérations nouvelles attirera l’attention des élèves sur :

- démontage et montage du mandrin - contrepointe et réglage de la cylindricité - tournage de diamètre précis - broutement : cause, effets, remèdes - utilisation des tambours gradués - travail en butée - flexion de la pièce. Usage des lunettes - vérification du défaut de concentricité du mandrin - centrage de la pièce : utilisé des mors doux ; - choix de la vitesse de coupe et d’avance - lubrification ou non.

C. FRAISAGE

Les élèves doivent avoir exécuté : - des surfaces planes par fraisage en bout ou en « roulant » - des surfaces parallèles - des surfaces perpendiculaires - des surfaces étagées.

N.B. : Une même pièce peut comprendre ces différents points.

- des surfaces étagées par train de fraises - des surfaces parallèles par train de fraises - des mortaises - des surfaces obliques - des rainures de divers types - des travaux à l’appareil viviseur (sauf division différentielle)

Le professeur d’atelier, lors des démonstrations, attirera l’attention des

élèves sur :

- sans d’avance et les précautions à prendre - valeurs des graduations de tambours gradués - vitesse de coupe et d’avance - montage et démontage des fraises - variation de la longueur de course en fonction du diamètre de la fraise - division au diviseur (divisions directe et simple).

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B I B L I O G R A P H I E ====================== - Mécanique générale : R. THIBAUT et A. TOURNAY : Ed. De Boeck – Bruxelles.

- Electricité industrielle : lois générales :

L. PASTOURIAUX : Ed. Delagrave – Paris.

- Electricité pratique : PASTOURIAUX – Delagrave. - Electricité : courant alternatif : LEFRAND : Ed. Foucher – Paris. - Cours de métallurgie :

L. QUEVRON et L. OUDINE Collection : de la Science à la technique Ed. EYROLLES - Paris.

- Cours de métallurgie :

G. HILLY et C. CHAUSSIN : Ed. Dunod - Paris. - Technologie industrielle, Connaissance des Matériaux

F. MENDONGA : Ed. de Boeck - Bruxelles.

- IVAC : 20 vues d’un complexe sidérurgiques (dispositives)

- Dessin techniques - Normalisation (Fabrimétal) BEC. B.P. 3258 - Kinshasa - Mémento de dessin industriel :

T.2. Documentation dimensionnelle par LENORMAND & TINEL Ed. Foucher - Paris

- SEM (Société Belge des Mécaniciens) : 21 21, rue des Drapiers 1050 - Bruxelles. Sélection de Nomes Belges : 1. Normes fondamentales, Tolérances. 2. Dessins techniques. 3. Filecages - rugosité …

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4. Eléments de fixation (vis goupilles – clavettes) 5. Eléments de transmission (poulies, engrenages …)

- Cours de Technologie : Ajustage – Machines outils T.3. et 4 Par G. DOCKIER - Ed. PLANTIN - Anvers.

- Machines outils : Collection sous la direction de R. THIBAUT Ed. De Boeck - Bruxelles (méthode FICT italienne) T.1. Généralités

T.2. Perçage

T.3. Tournage

T.4. Fraisage

T.5. Rabotage et Brochage

T.6. Rectification.

N.B. Ces fascicules grand format sont particulièrement intéressants au point de vue du dépouillement du texte et de la netteté des illustrations.

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CYCLE LONG : TECHNIQUE INDUSTRIELLE =====================================

OPTION MECANIQUE

PROGRAMME DES COURS TECHNIQUES 5e ET 6e ANNEES ===============================================

*HORAIRE GENERAL

*HORAIRE GENERAL 3e 4e 5e 6e

- Religion - Morale 1 1 1 1 - Civisme 1 1 1 1 - Français 5 5 4 3 - Anglais 2 2 2 1 - Histoire 1 - - - - Géographie 1 - - - - Histoire, Géographie Actualité - 1 1 1 - Mathématique 6 6 5 5 - Physique 2 1 - - - Chimie 2 1 - - - Organisation - - - 1 21 18 14 13 - Mécanique 2 4 - - - Résistance - - 4 3 - Eléments de machines - - 2 - Mécanique appliquée - - 3 4 - Electricité 2 2 3 4 - Matériaux (métallurgie) - 1 1 - - Transmission pneumatique et hydraulique - - - 2 - Technologie (H) 3 3 2 2 - Constructions (H) - - - 2 - Dessin 4 4 4 4 - Travaux pratiques (H) 8 8 7 7 40 40 40 40

N.B. : Les cours marqués d’une M ont un programme différent. (5e et 6e suivant la sous-option choisie (Mo ou générale).

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O R G A N I S A T I O N ==================

* DIRECTIVES

Le but du cours est de donner en quelques leçons un aperçu de l’organisation, avec sa hiérarchie, de toute entreprise industrielle. Il ne peut être question d’une étude exhaustive du sujet.

On fera remarquer aux élèves que l’ampleur à donner à chaque fonction varie

suivant le type et l’importance de l’industrie, dans le cadre d’une recherche du meilleur rendement, d’une plus grande productivité et donc d’un meilleur bénéfice.

Vu le peu d’heures disponibles, la partie « législation du travail » n’est pas

abordée. Cette étude prend ma place normale au cours de civisme, où les questions telles que : contrats collectifs, syndicats, rémunération équitable etc… pourront être étudiés.

P R O G R A M M E ==================

6e ANNEE : 1 h/s. =============== (2) ORGANISATION GENERALE D’UNE ENTREPRISE:

- But d’une enterprise industrielle - Production - Productivité - Division du travail - Spécialisation - Fonctions générales : administrative et financière, comptable,

commerciale, technique, sociale. (4) - Bref aperçu du rôle de chaque fonction. (8) FONCTION TECHNIQUE

- Importance et but : étude du produit préparation du travail exécution contrôle.

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- Bureau d’études : rôle : étude d’un nouveau produit : dessin perfectionnements d’un produit existant études à la demande du client établir notices d’utilisation etc ….

- Bureau des méthodes : prépare le travail : analyse du travail étude d’outillage choix des moyens : machines etc…

Planning et lancement Les documents d’exécution.

- Service technique : fabrication et contrôle entretien magasins : types organisation. Fiches de stock manutentions

N.B. : Les chiffres entre parenthèses donnent une idée du nombre d’heures à consacrer au sujet traité. (3) FONCTION SOCIALE

- Les conventions collectives (étudiées au cours de civisme) - Sécurité - Importance du facteur humain :

recrutement formation promotion du travail relations humaines :

- ouvriers - cadres - ouvriers - ouvriers - information régulière du personnel

les loisirs le service médical.

(4) SECURITE AU TRAVAIL

- Les grands principes de sécurité et prévention des accidents • causes humaines des accidents • causes techniques • causes dues aux conditions de travail : • temps

• éclairage • aération etc…

Les dangers de l’électricité. Premiers soins.

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R E S I S T A N C E ===============

* DIRECTIVES Le but du cours de résistance des matériaux est de préparer au calcul de

divers élément de machines et des constructions métalliques simples.

Le professeur s’en tiendra aux notions essentielles correspondant au niveau d’études secondaires. Il limitera en conséquence les développements mathématiques et sera à plusieurs occasions à donner des formules sans démonstration, soit parce qu’elles sont empiriques, soit parce qu’on déborderait le niveau du secondaire.

Il en est ainsi en particulier pour :

- formule de Lamé des enveloppes épaisses ; - formule de frottement d’un lien flexible sur un tambour ; - formule de moment équivalent en torsion et flexion simultanées ; - certaines formules concernant les ressorts - les formules de flambage.

Tout au long du développement du programme le professeur aura soin de

faire avec ses élèves de nombreux exercices d’application. Il ne s’agit pas ici de faire le calcul complet d’un élément de machine mais d’illustrer les formules étudiées.

On aura soin de choisir ces applications dans des domaines où les calculs

préliminaires des sollicitations ne sont pas trop complexes afin de ne pas distraire l’attention des élèves du sujet actuel : la mise en application des formules de résistance.

En 6e année, au cours de calcul d’éléments de machines, on traitera les

problèmes dans leur ensemble.

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P R O G R A M M E ==================

5e ANNEE : 4 h/s. (5) GENERALITES

- But de la résistance des matériaux - Sollicitation - Contraintes - Essais de traction - Exploitation du diagramme obtenu - Limite d’élasticité - Allongement - Module de Young - Résistance à la rupture - Coefficient de sécurité - Tableau des caractéristiques mécaniques des métaux utilisés en construction.

Emplois. (4) TRACTIONS SIMPLE

- Contrainte normale - Condition de résistance - Sections - Déformation élastique à l’extension - Cas des câbles, chaînes… Effet de l’inertie au démarrage. - Poids propre.

(3) - Exercices : calcul d’un boulon (à l’extension)

calcul d’un câble, d’une courroie, d’un hauban.

(3) COMPRESSION SIMPLE - Contrainte normale - Conditions de résistance - Applications.

(3) CISAILLEMENT : Exemples :

- Contrainte tangentielle - Condition de résistance - Déformation élastique au cisaillement - Application : filets de vie découpage au poinçon

rivets axes divers, clavette longitudinale.

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(7) MOMENT D’INERTIE

- Moment statique d’une surface plane par rapport à un axe situé dans son plan - Moment d’inertie et Théorème de Huygens - Moment d’inertie de quelques surfaces usuelles - Moment d’inertie polaire.

(6) TORSION

- Exemples - Contrainte de glissement - Expression - Angle de torsion unitaire - Contrainte maximale de glissement - Module de torsion - Condition de résistance à la torsion - Application : arbres, machine (cas de torsion simples). FLEXION PIANE SIMPLE

(3) - Exemples - Hypothèse de base - Déformation internes produites par la flexion - Notion de contrainte normale.

(3) - Moment fléchissant et effort tranchant ; définitions - Principe de la recherche graphique : 1) Poutre sur appuis simples et charges locales 2) Poutre sur appuis simples et charge uniformément répartie. (3) - Module de flexion - Expression de la contrainte normale maximale - Condition de résistance à la flexion (2) ETUDE DES POUTRES - Poutre encastrée à une extrémité, charge à l’extrémité libre - Application : calcul d’une dent d’engrenage - Idem avec charge uniformément répartie : effort tranchant, moment fléchissant, flèche. - Application : calcul d’un profil IPN.

Usage des tables dans les formulaires.

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- Poutre sur 2 appuis : • charge unique au milieu • en point quelconque • uniformément répartie • en porte à faux.

N.B. : Dès que l’avancement dans le programme le permet on fera des exercices simples (10) en application des formules étudiées. Les calculs complets d’éléments de machines se feront en 6e année. (1) – Leçon documentaire sur les sollicitations alternatives et dynamiques. Fatigue.

(Facultatif).

ELEMENTS DE MACHINES ======================

* DIRECTIVES

En 5e année le cours se limitera à une étude descriptive et à des calculs cinématiques.

La partie visant à déterminer les dimensions des organes se donnera en 6e année en application du cours de résistance.

La partie descriptive de 5e vise à donner aux élèves tous les renseignements

voulus sur les éléments en entrant dans la composition des machines et mécanismes et dont ils auront à s’inspirer au cours de dessin.

On insistera particulièrement sur les pièces normalisées et on ne manquera

pas d’insister sur leur emploi impératif dans le cadre d’une fabrication économique. L’ordre des matières du programme n’est pas impératif. Ainsi, pour les

besoins des travaux d’atelier, il conviendra peut-être de débuter par l’étude des engrenages dont les premières notions ont déjà été étudiées en 3e année.

39

P R O G R A M M E

==================

5e ANNEE : 2 h/s.

* ORGANES D’ASSEMBLAGE

(2) – Vis écrous : description types. Systèmes de filetage rondelles, freins d’écrou les vis de pression. Examens de recueils de normes.

(1) – Goupilles et clavettes type de goupilles usages clavettes transversales clavette longitudinale.

(2) - Coins et assemblages côniques

bouts d’arbres côniques cônes d’outils conditions d’équilibre effort de déblocage.

(1) – Liaisons élastiques ressorts divers types et fixations

GUIDAGES

(2) – En translation (assemblages glissants)

ergots et rainures d’arbre clavettes libres arbres cannelés et prismatiques glissières : types. Réglage du jeu (lardons…) guidage sur galets et patins à aiguilles.

(1) – En rotation

épaulements

bagues goupillés, à serrage élastique circlips systèmes dérivés des précédents articulations diverses (exemple d’une bielle de moteur) etc…

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* ORGANES ASSURANT LA ROTATION - Arbres : au point de vue technologie (2) - Paliers lisses Paliers de machines outils

(2) - Roulements : à billes, à rouleaux butées (usage des catalogues) montage des roulements pose et dépose des roulements lubrification étude de quelques exemples d’application

(se servir par ex. des catalogues SKF…) (5) - Accouplements

Fixes : - manchons - plateaux (brides) d’accouplement

Réglage : - à griffes - élastiques - débrayables - études de quelques types

Mobiles : - cadrans et Ecoke - Oldhar

(5) - Embrayages A disques : - monodique

- disques multiples (à lamelles) côniques électro magnétiques à segments note sur les embrayages centrifuges, hydrauliques (coupleurs) les limiteurs de couple : principe, étude de l’un ou l’autre cas, par ex. sur

triangle de chariotage d’un tour.

(5) ORGANES INTERVENANT DANS LES TRANSFORMATIONS DE MOUVEMENT

- Bielles - Manivelles et vilebrequins - Balanciers, coulisses - Exentriques et cane

(2) ORGANES DE FREINAGE - Freins à sabots

- Freins à patins intérieurs (technique automobile) - Freins à bandes

(2) ORGANES DE NON-RETOUR (d’arrêt)

- A friction : came simple ou multiple - Encliquetage : roue à rocker

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12) TANSMISSION DU MOUVEMENT DE ROTATION - Poulies et courroies : plates, trapézoïdales (catalogues, normes, dimensionnement des poulies à gorges). - Roues de friction - Engrenages : définition et but rapport des vitesses forme des dents (principalement à développante) grandeurs caractéristiques (dimension des dents) nodule et Pitch engrenages : droits, côniques, hélicoïdaux (on n’abordera pas les problèmes des

corrections de denture). P R O G R A M M E ===================

6e ANNEE : 3 h/s. (30) A. MECANIQUES - Variateurs de vitesse - Inverseurs à engrenages - Boîtes de vitesse, harnais, réducteurs - Réducteurs à vis et roue tangente - Trains épicicloïdaux, différenciel - Mécanismes divers : bielle, manivelle manivelle à rayon variable balancier à coulisse vis différentielles.

Appareils de levage et manutension - Cris à crémaillère. Sécurité à rochet - Vérin à vie irréversible, levier à cliquet - Vérin hydraulique - Palans, treuils, chariot-treuil de pont roulant - Treuil de monte charge, d grue.

(30) B. COMPLEMENTS DE RESISTANCE ET CALQUES DE RESISTANCE

APPLIQUEE

- Flambage exemples, tensions, moment d’inertie minimum

formules d’Euler et de Rankine (sans démonstration) applications.

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- Sollicitations composées • Torsion et flexion

Moment de flexion équivalent (sans démonstration). • flexion et extension • torsion et cisaillement

- Problème du frottement

- Résistance appliquée • calcul d’une vie de vérin à filet carré • calcul des vis d’assemblage d’un fond de cylindre • calcul d’un assemblage (à chaud) par adhérence • calcul d’une clavette longitudinale. Effet d’inertie • calcul d’une clavette longitudinale. Tirage • calcul d’une courroie plate • calculs relatifs aux engrenages droits : efforts sur les paliers

calcul à la résistance des dents • calcul des tourillons • calcul des arbres fléchis, tordus • calcul d’un palier lisse • calcul d’un accouplement rigide • système bielle-manivelle : calcul des efforts, calcul à la résistance de la bielle, de la manivelle. • calcul d’un câble : traction, flexion dû à l’enroulement, fatigue totale, calcul à la résistance • calcul d’un crochet • calcul d’un tambour pour câble rond • calcul des dents d’une roue à rochet.

N.B. : Plusieurs de ces calculs auront déjà été abordés au cours de résistance en 5e année. Il figurent ici à titre de récapitulation.

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MECANIQUE APPLIQUEE =====================

* DIRECTIVES.

Le cours de mécanique appliquée se propose l’étude des machines transformatrices d’énergie. Il est donc normal de le débuter par une révision de la notion d’énergie et de ses diverses formes.

La relation d’équivalence qui découlera de cette étude devra être appliquée

soit aux liquides, soit aux gaz. L’étude, pour chacun de ces deux cas se fera au moment où on en aura

besoin. L’étude complète dès le début du cours, indépendamment des applications pratiques, risque en effet de décourager les élèves.

On ne perdra pas de vue que nous formons des utilisateurs de machine et non

des constructeurs ayant à les calculer. En conséquence les notions de mécanique des fluides et de thermodynamique des gaz et de la valeur d’eau, seront réduites aux seules notions nécessaires à la compréhension des phénomènes.

* DIRECTIVES. L’horaire des 5e et 6e années ne prévoit plus d’heures de laboratoire distincts

des heures de cours théoriques. Les temps de laboratoire sont incorporés dans les 3 et 4 heures de cours, ceci, d’une part, parce que ce doit être le même professeur qui donne les deux, d’autre part, pour pouvoir sans difficulté glisser les heures de labo au moment où l’avancement dans l’étude théorique le rend possible.

Le but des séances de laboratoire doit être de mieux faire saisir les questions

théoriques. Un relevé en laboratoire se fera pratiquement toujours en groupe et aura été soigneusement préparé en classe.

Le temps à y consacrer sera sans doute variable d’une école à une autre. Il

faudra tenir compte du matériel disponible. Mais il serait inadmissible de ne pas faire de labo sous prétexte que le matériel fait défaut. Un professeur tant sois peu soucieux

du bien de ses élèves n’aura pas de grande difficulté pour trouver une pompe ou un ventilateur (ne fut-ce qu’un ventilateur de forge).

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Il en est de même pour un moteur thermique (de voiture, camion, petit groupe électrogène etc…).

Quant aux instruments, il faut surtout des manomètres (à eau, mercure…) facile à faire avec des tubes en verre. Des manomètres métalliques (essai de pompe par ex.) ne coûtent vraiment pas cher.

Les diaphragmes, venturi etc… sont facilement réalisables ans les ateliers

d’autant plus qu’ils n’ont pas besoin d’être rigoureusement étalonnés. La principe des mesure et l’allure des courbes comptent plus que l’exactitude rigoureuse de la mesure.

Progressivement d’ailleurs et suivant les occasions qui se présentant, le

professeur complétera son matériel. L’installation du laboratoire et ses perfectionnements successifs seront

d’ailleurs l’occasion de travaux pratiques intéressants en chaudronnerie, tuyauteries etc…Les m^mes installations pourront servir à des travaux pratiques combinant les connaissances acquises en machines, pneumatique, électricité. (ex. : circuits de pompage dans des conditions déterminées avec contrôles de niveau, de débit et éventuellement régulation par serve –mécanismes simples).

En plus des machines installées, l’école aura à cœur de rassembler le plus de

matériel possible pour illustrer la partie technologique du cours. Il s’agit ici de vieux éléments, même partiellement détériorés : divers types de ventilateurs, de roues de ventilateurs, de pompes d’injection de diesels etc… etc...

Le professeur devra acquérir une sorte de 6e sens pour détecter dans les parcs à

mitrailles, les garages, … tout ce qui peut-être utile à l’illustration de son cours.

P R O G R A M M E ==================

5e ANNEE : 3 h/s.

(1) ENERGIE :

- Définition et unités - Formes : E. potentielle : due à la pesanteur

due aux pressions E. cinétiqué

(pour mémoire : E. CALORIFIQUE° E. totale.

(3) QUELQUES NOTIONS DE MECANIQUE DES FLUIDES

- Fluides : définition fluide parfait

- Ecoulement permanent : débit : volumique, massique

- Equation de continuité. (Conservation de l’énergie) - Equation de Bernoulli (fluides incompressibles)

Expressions diverses : sous forme termes de « pression » sous forme termes de « hauteur » Note : on attachera une attention spéciale aux unités employées.

- Quelques exercices d’application. (simples) • POMPES (1) – Types : volumétriques : alternative, rotatives, centrifuge. (3) – Etude de la pompe à piston

principe étude technologique. Fonctionnement et cycle débit et puissance théoriques.

Note : en sous option mécanique générale les autres types de pompes volumétriques seront étudiées en technologie.

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(12) – Etude de la pompe centrifuge • principe • étude technologique : schéma de principe d’une installation • application de la formule de Bernoulli à l’expression de la hauteur engendrée par

une pompe • examen des trois groupes de termes • fonctionnement : roue, diffuseur • débit. Variation en fonction de la hauteur • pertes de charge : dans la pompe, ans l’installation • influence de la vitesse d’écoulement • vitesses pratiques utilisées • hauteur d’aspiration : théorique, pratique • courbes caractéristiques : hauteur, puissance, rendement en fonction du débit • variation des caractéristiques en fonction de la vitesse • point de fonctionnement d’une pompe • choix d’une pompe • groupement de pompes. Pompe multicellulaire • mise en marche et arrêt d’une pompe centrifuge.

(8) – Laboratoire

Exercices de mesures de pression (mano métallique, à liquide) mesures de vitesses : tachymètre (s) mesures de puissance électrique (2 w mètres) Procédés utilisés pour mesure des débits liquides (Bacs jaugés, diaphragmes, …

compteur d’eau…).

N.B. : Le bac jaugé sera sans doute le procédé le plus compréhensible pour les élèves. Le diaphragme donne une bonne application de Bernoulli.

Relevé des courbes

N.B. : La P. utile sera calculée

La P. réelle de la pompe peut-être remplacée par la P. totale du groupe (mesure aux 2 wattmètres).

On aura ainsi le rendement global.

cfr. Norme NBN 730 de l’Institut Belge de Normalisation

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(4) – Ventilateurs • principe • étude technologique succincte • courbes de fonctionnement loi des vitesses • choix d’un ventilateur • note concernant quelques types spéciaux de ventilateurs, et en particulier le

ventilateur hélicoïdal • groupement en série de plusieurs roues. Principe des soufflantes et

compresseurs centrifuges. (8) – Laboratoire

• contrôle de la variation de la puissance en fonction du débit. En particulier le cas de gueule bée. • exercices de lecture au manomètre à eau • tube de Pitot et de Prandtl : P stat, P tot et P dyn • débit par mesures au tube de Prandtl • venturi : mesure du débit • diaphragme : mesure du débit • trace des courbes

N.B. : 1) suivant le temps disponible on effectuera les essais par une ou plusieurs méthodes

2) ces essais peuvent très bien se faire sur un simple petit ventilateur type « de forge »

Pour la conduite des essais et la réalisation des appareils déprimogènes, consulter :

+ recommandations pour essais des ventilateurs : (société belge des mécaniciens) Ainsi que : mesures par appareils déprimogènes NBN 688 – 722 – 723 – 763

* COMPRESSEURS (2) – Rappels :

température absolue lois de Mariotte ; Gay – Lussac, des gaz parfaits C chaleurs massiques : c et c et p = 1,41

p v c

pv pour gaz biatomique (sans démonstration).

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- Transformation isobare Montrer que le travail échangé est représenté par la surface du rectangle.

- Transformation isotherme équation : pv = Cte diagramme : hyperbole équilatère travail : par analogie = surface

- Transformation adiabatique (isentropique) équation : pc = Cte avec 1,2 h 1,35 Diagramme superposé au précédent (déplacement de la courbe) Travail adiab. T isoth.

(5) – Description d’un compresseur

• principe du fonctionnement • diagramme – théorique – réel • nécessité du refroidissement • relevé du diagramme (principe, résultat obtenu) • travail indiqué • distinction entre : travail isothermique, indique, effectif • rendement • procédés de refroidissement : eau, air.

(2) – Compresseur bi-étagé • raison d’être • diagramme • rapport de compression

(3) – Etude technologique

• système mécanique : bielle, manivelle • disposition des cylindres • soupapes, clapets • volant, raison d’être • graissage • refroidissement : du cylindre de l’air : réfrigérant.

(pompe de réfrigération)

• déshuileur • réservoir – Soupape de sécurité • démarrage d’un compresseur (mise à vide etc…)

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P R O G R A M M E ===================

6e ANNEE : 4 h/s. (3) 1. NOTIONS DE THERMODYNAMIQUE

- Rappel : loi de Mariotte loi de Gay –Lussac (à p = Cte)

loi de Charles (à V = Cte) équation des gaz parfaits quelques valeurs de R (documentaire) chaleurs massiques C p , Cv

- Notion du cycle transformation adiabatique : Pv = Cte

- Travail échangé au cours d’un cycle rapport entre t initiale et finale en adiabatique Principe de Carnot

* 2. MOTEURS A COMBUSTION INTERNE

(1) – Généralités : • Combustion d’un mélange air-combustible • Pouvoir calorifique • Energie libérée par la combustion • Combustion rapide et lente. Deux types de moteurs. (à combustion isochore et

isobare). (8) – Moteur à explosion

• Principe et description générale du moteur • Cycle théorique : décomposition en ses différentes phases

• Cycle réel : amélioration en vue d’un meilleur rendement • Epure circulaire de distribution • Moteur polycylindrique. Raison d’être + ordre d’allumage + régularité • Puissances : thermique, indiquée, effective (mesure au frein) (fiscal pour voitures)

Coupe moteur.

50

• Rendements : courbe. Caractéristiques. • Facteurs qui influencent le rendement et la puissance + pertes : échappement, refroidissement, mécaniques + rapport de compression : P . établissement de la formule - Therm théor. = 1 – ( 1 )

. limite de - Indice d’octane.

• Richesse du mélange • Pression d’admission : influence de l’altitude • Température à l’admission • Vitesse du moteur. Diagramme P fn ww (ou N).

(9) – Etude technologique

• Carburation : principe. Etudes d’un carburateur. • Soupapes et leur commande • Allumage : Schéma général. Etude des divers éléments. • Pistons et segments. • Système bielles, vilebrequin • Refroidissement, raisons, systèmes • Graissage

Etude succincte du moteur deux temps.

• 2. MOTEUR A COMBUSTION (5) – Principe fondamental du diesel 4 temps

• Schéma du moteur • Cycle théorique

- combustion à pression constante - combustion à volume constant - cycle mixte. (moteurs rapides).

• Cycle réel • Distribution – (épure circulaire). • Principe du moteur deux temps

Cycle – avantages • Comparaison entre moteurs à explosion et à combustion.

Avantages et inconvénients réciproques.

51 (1) – Les combustibles

• Origine et composition • Pouvoir calorifique • Quantité d’air nécessaire à la combustion • Point d’inflammation (point éclair) et température d’auto-allumage • Délai d’allumage • Indice cétane (ou cétène) • Densité – viscosité • Gas-oil et fuel-oil. Domaines d’utilisation.

(3) – Caractéristique du Diesel

• Rapport volumétrique : • Couple-moteur : mesure au frein. Variation en fonction de la vitesse • Vitesse moyenne du piston. Pression moyenne indiquée • Puissance indiquée. Puissance effective. (sa mesure) • Rendements • Courbes caractéristiques (puissance, couple, consommation).

(4) – Etude technologique

• Organes : fixes, mobiles • Injection : injecteur (types et fonctionnement)

Pompe d’injection : description – types. Réglage du début. • Régulation : régulateur centrifuge (Bosch) Pneumatique • Pompe d’alimentation : à membrane, à piston rigide.

(2) – Sortes de moteurs

• A injection directe • A antichambre • A chambre de turbulence.

(2) – Alimentation en air

• Intérêt qu’il a à augmenter le poids d’air admis • Méthode :

+ pompe de balayage (Roots) + alimentation sous pression

- raison d’être - possibilité de suralimenter

- systèmes : compresseur Roots - turbo-compresseur d’échappement.

52 (1) – Démarrage du moteur Diesel

• Condition de T° à réaliser • Types : électrique

par inertie par modification du taux e compression par bougies à incandescence.

(1) – Les Filtres :

• Nécesité • Filtres à combustible

à air d’huile.

* 4. TURBINES HYDRAULIQUES (1) – Rappel : écoulement permanent

relation d’équivalence (cas d’un liquide) vitesse de l’eau au bas d’une chute.

(1) – Installation d’une turbine hydraulique (Schéma général) • Conditions topographiques • Cas de fortes chutes • Cas de faibles chutes • Type de barrages : voûte, poids.

(2) – Classification des turbines

• Suivant le trajet de l’eau : axiale (hélice, Kaplan) radiale centripède (Francis) (radiale centrifuge) hélico-centrifuge tangentielle : (Pelton) • Suivant l’injection : totale (Francis)

partielle (Pelton) Suivant le note d’action de l’eau : action (Pelton) réaction (Francis)

• Suivant la position de la turbine : noyée (hélice)

non noyée

53

(2) – Expressions fondamentales et définitions • Hauteur de chute, nette • Puissance : théorique effective : rendement • Pertes : internes externes (exprimées aux en hauteur d’eau).

X (5)– Turbine à action : Pelton

• Description. Fonctionnement • Tuyère : rôle. Calcul de la vitesse de sortie en fonction du débit et de la section. • Forme des aubages. Triangle des vitesses. • Expression du travail d’après la relation d’équivalence appliquée à l’entrée et à la

sortie de l’aubage (variation d’énergie cinétique). • Rendement maximum. Vitesse optimum.

X (3)– Etude technologique

• Distributeur : un ou plusieurs jets – Pointeau • Roue : forme des auges – Pas • Déflecteur : explication du coup de bélier • Jet de freinage.

(5) – Turbines à réaction : Francis

• Description générale • Fonctionnement : double perte de pression

double augmentation de vitesse diagramme des pressions et des vitesses

• Etude technologique : Bâche Distributeur : cercle de vannage

• Roue • Diffuseur : son rôle explication (Bernoulli)

(2) – Note succincte sur les turbines Kaplan • Description – fonctionnement. • Nécessité de la variation de l’angle des pales.

X La Turbine Pelton et son étude technologique pourra être supprimée du programme

pour les écoles qui conservent l’étude de la machine à vapeur.

54 (1) – Régulation

• Régulateur centrifuge. Nécessité d’un Servomoteur. (1) – Vitesse spécifique

• Notion. Formule donnant la vitesse spécifique (non démontrée) • Choix du type de turbine d’après la vitesse spécifique.

* ETUDE DE LA VAPEUR D’EAU

(3) – Notions :

• Vapeur saturée. Lois de la vaporisation • Chaleur sensible, latente, totale • Chauffage en vase clos : courbe de saturation • Titre • Vapeur surchauffée • Diagramme de mollier (sans établissement de ce diagramme)

Analyse du diagramme : - courbe de saturation - zones vapeur humide, v surchauffées - isothermes, isobares, titres Emploi du diagramme.

(3) – chaudière à vapeur • Examen : pour combustible solide, liquide

+ foyer : pour combustible solide, liquide fonctionnement d’un brûleur tirage d’une cheminée + chaudière : - à foyer intérieur

- multitubulaire - surchauffeur - appareils de sécurité, de mesure et d’alimentation.

X (6) – Machine à vapeur (Facultatif)

• Cycle de Rankine • Importance du condenseur : augmentation du travail fourni • Description générale • Cycles : à pleine admission

à détente amélioration : avances cycle réel. Perte triangulaire

55 puissance indiquée puissance effective rendement.

*- Turbine à vapeur (2) – Préliminaires :

• Composition graphique de vitesse • Vitesse absolue. Vitesse relative • Forme et sections des tuyères :

convergents divergente simplement convergente P2/P1 0,58

• Valeur du travail en fonction de la variation de quantité de chaleur • Vitesse à la sortie d’une tuyère.

(1) – Principe de la turbine (4) – Turbine à action

• Définition • Action de la vapeur sur un aubage mobile • Triangle des vitesses • Rendement maximum – avantage (au point de vue vitesse), à multiplier le nombre

de roues • Triangles des vitesses pour turbine à 2 roues à chute de vitesse • Diagramme : variation de p. et variation de v. • Diagramme pour turbine à action à chute de pression.

(2) – Principe de la turbine à réaction (3) – Turbine à gaz Généralités + Principe + Schéma de principe : fonction de chaque élément + Avantages par rapport au diesel. Compresseur axial

- Principe - Aubages fixes. Aubages mobiles - Fonctionnement.

56

Chambre de combustion Turbine Aubage Fonctionnement : à action et chute de vitesse Echappement Amélioration du rendement : échangeur de chaleur entre gaz d’échappement et air comprimé.

(1) – Turbo propulseur :

• Utilisation complète de l’énergie des gaz dans la turbine. (2) – Turbo réacteur :

• Utilisation partielle de l’énergie des gaz dans la turbine. • Tuyère : rôle. Forme.

E L E C T R I C I T E ====================

* DIRECTIVE

L’horaire d’électricité (3 h en 5e et 3 h en 6e) , en globe la partie théorique, la technologie et les applications électrotechniques.

Comme déjà indiqué dans les programmes de 3e et 4e années : ON AURA

CONSTAMMENT A L’ESPRIT LE COTE PRATIQUE DES QUESTIONS ETUDIEES, la théorie étant volontairement limitées aux points nécessaires à cet objectif.

Le cours de 5e débutera par une révision du C.A. Pour rendre cette révision plus fructueuse on commencera par l’étude de la

fonction sinusoïdale. Le développement donner à cette étude sera comparable à celui des p 66 à 74 de l’ouvrage de LEFRAND (Foucher). (Courant alternatif).

Pour l’ampleur et le développement à donner à chaque point du program-me, le professeur, en rédigeant son cours (notes stencilées…), se référera à l’ouvrage « Electricité » classe terminale E1, section construction mécanique chez Delagrave.

57 P R O G R A M M E

====================

5e ANNEE : 3 h/S (10) 1. ETUDE DE LA FONCTION SINUSOIDALE

- Mouvement périodique obtenu par un mouvement circulaire uniforme. - Définitions amplitude, élongation, vitesse angulaire, phase, période, fréquence. - Equation du mouvement et représentation graphique d’une sinusoïde. - Différence de phase : concordance, opposition, quadrature. - Construction de Fresnel ; vecteurs tournants. - Composition de deux mouvements vibratoires de même fréquence. - Valeur efficace d’une fonction sinusoïde (démonstration graphique).

(5) 2. REVISION DU COURANT ALTERNATIF

- Valeur instantanée u et i en fonction de v max et I max. - Valeur efficace de I et V. - Expression de I dans un circuit comportant : • une résistance pure • une inductance pure • une capacité.

Déphasage de I par rapport à V.

- Puissance en alternatif : • Puissance apparente ; V.A. et KVA. • P. act. Et P. réactive.

- Appareils de mesure utilisés en C.A. - Quelles exercices numériques concrétiseront les principales formules étudiées.

(2) 3. PRINCIPE DES MACHINES ELECTRIQUES TOURNANTES

- Rappel : champ magnétique : Induction Flux d’induction : Ampères-tours.

- Transformations : Energie méc. EN. électr.

Energie électr. En E. mécanique.

58 (2) 3. PRINCIPE DES MACHINES ELECTRIQUES TOURNANTES

- Rappel : champ magnétique : Induction Flux d’induction : Ampères-tours. - Transformations : Energie méc. E. électr. Energie électr. En E. mécanique. (3) 4. ALTERNATEURS

- Description : Inducteur. Types (rotor) Induit (stator). - Fonctionnement : (alt. monophasé) • champ magnétique • F.E.M. produite. Sa valeur • Fréquence – Synchronisme • Réglage de la F.E.M.

5. TENSIONS ET COURANTS TRIPHASES

- Examen à l’oscillographe des 3 tensions simples. Déphasage entre les 3 tensions. Représentation vectorielle.

(7) - Couplage des récepteurs triphasés :

• Puissance en triphasé : P. consommée ou active P. réactive Facteur de puissance mesure de la P. en triphasé.

(2) 6. ALTERNATEURS TRIPHASES - Description

- Divers modes de fonctionnement : autonome, couplé au réseau. - Précautions à prendre pour coupler au réseau. (3) 7. MACHINES A COURANT CONTINU

- Principe de la machine à C.C. • Description ; Nécessité du collecteur • Formule du couple. (Couple proportionnel et I) • Formule de la F.E.M. (E. propo. A et vitesse)

• Générateur, moteur.

59

(2) – RAPIDE ETUDE TECHNOLOGIQUE • Stator • Rotor + collecteur, porte-balais • Enroulements (en tambour) : brève notion montant la disposition des sections et

des raccordements au collecteur (parallèle, série).

(3) – DYNAMO • Excitation indépendance

- fonctionnement à vide - caractéristique à vide (allure de la courbe) - caractéristique en charge (allure de la courbe) - réaction d’induit - commutation, étincelles aux balais.

(3) * Principe de la dynamo shunt

- point de fonctionnement à vide - caractéristique en charge (allure de la courbe) - compoundage : motifs.

(3) – MOTEURS C.C. Généralités

- types d’excitation - formules fondamentales : Couple, F.C.E.M., Courant d’induit - sans de rotation - réaction d’induit - démarrage : rhéostat (raison d’être) - stabilité en régime.

(3) – MOTEUR SHUNT - Principe ; Branchement pratique.

- Changement du sens de rotation. - Allure générale des courbes caractéristiques (explication physique uniquement) - Réglage de la vitesse : rhéostat de champ. - Freinage rhéostatique : principe - Principe du groupe Ward. Léonard. - Etude technologique des rhéostats. - Schéma de câblage et d’installations.

60

(3) – MOTEUR SERIE (traction, appareils de levage)

• Principe • Sens de rotation • Allure générale des courbes caractéristiques. • Propriétés et emplois. • Note sur les moteurs compound. • Schéma de montage. • Quelques applications

- Génératrice de voiture automobile

= conjoncteur : disjoncteur : nécessité, étude technologique, fonctionnement = schéma d’installation. = régulateur de tension : nécessité = principe de fonctionnement.

- Traction électrique

= raison du choix du moteur série = réglage de la vitesse : réducteur engrenages, couplage 2 moteurs (série, série-parallèle, parallèle) insertion résistances réglage courant d’excitation = note succincte sur les combinateurs permettant les divers couplages et freinage = caténaire et pantographe exemple de système articule et commande pneumatique (à étudier en 6e) . (3) – ETUDE D’UN PETIT CHARIOT ELEVATEUR On étudiera la partie électrique : batteries, moteur série de traction, moteur compound de pompe à huile. La partie hydraulique pourra être étudiée en 6e. (4) – PRINCIPE DU GROUPE WARD-LEONARD

Enumération de quelques cas d’application (cam machines d’extraction, machines-outils, etc…). Note sur les possibilités plus modernes de réglage de vitesse.

(2) – SOUDURE PAR GROUPE RODAGE

61 P R O G R A M M E ==================

6e ANNEE : 3 h/S.

* 1. MOTEUR A COURANT ALTERNATIF: (2) – Champ tournant : bipolaire : multipolaire - Moteur synchrone : principe et propriétés. (7) - Moteur asynchrone

• à cage : description et technologie. Plaque à bornes Fonctionnement : à vide, en charge ;

• à rotor bobiné : description raison d’être : démarrage.

- Fonctionnement : • Principe

• Glissement • Courant d’induit dans le rotor • Couple moteur. Intérêt du rotor bobiné pour un couple de démarrage important. • Moteur à double cage.

(10) – Démarrage des moteurs asynchrones :

• Direct • Etoile ; triangle • A élimination de résistances • A autotransfo.

Etude de quelques appareils : manuels, à contacteur (s) et boutons-poussoirs. automatique …

• dém. direct manuel • dém. direct boutons-poussoirs • inversion sens de marche

schéma d’application • dém. étoile ; triangle manuel

- Réglage de vitesse :

(1) - Moteurs à plusieurs polarités - Schéma du raccordement.

(9) 2. TRANSFORMATEURS

- Monophasé : circuit magnétique enroulement étude expérimentale théorie succincte

62

- Triphasé : description connexions des enroulements refroidissement.

- Autotransfos : conditions d’emploi (dangers, séparation des circuits) - Transport de l’énergie électrique : principes.

(30) 3. APPLICATIONS ELECTROTECHNIQUES

a) Chauffage : Fours électriques • A résistance • A induction.

b) Soudure électrique • A arc : postes statiques • Par résistance (effet Joule)

(bout à bout et par points) • Exemples d’utilisation.

c) Equipement des machines-outils • Etude de quelques schémas d’équipement (simples) électriques de tours, fraiseuses, rectifieuses… • Association d’équipements électriques et pneumatiques ou hydrauliques. • Dissociation des schémas puissance et commande.

d) Télécommande • Principe • Par commande volontaire : boutons-poussoirs. • Automatique : commande asservie à :

- une position : fin de course - une pression : manostat - une température : thermostat - un niveau : interrupteur à flotteur

- Relais et contacteurs : disjoncteurs : étude de quelques types. Description et schémas d’utilisation de ces divers appareillages.

Exemples : - Automatisation d’une perceuse (fin de course) - Installation d’un compresseur avec démarrage automatique , monostat,

pressostat pour relevage des soupapes au démarrage.

- Installation de pompage dans un réservoir muni de flotteur ou autre système. - Chauffe-eau avec thermostat.

63

M A T E R I A U X ==================

* DIRECTIVES : cfr. pro. 4e P R O G R A M M E ===================

5e ANNEE : 1 h/S. (6) 1. DIAGRAMME FER-CARBONE

- Existence de points de transformations (état solide). Mise en évidence par des phénomènes de dilatation.

- Principe de la méthode dilatométrique pour la recherche des points de

transformation allotropiques.

- Le diagramme Fe-C (C° à 1000° et 0° à 1,5 % de C) (diagramme de Roozeboom).

- Les divers constituants. Zones de ces constituants. Existence d’aciers entectoides.

- Transformations en cours de chauffage, de refroidissement. Importance de la

vitesse de refroidissement.

- Les points de transformation se déplaçant suivant les éléments d’addition, insister sur l’importance qu’il y a à suivre les instructions données par le fabricant d’aciers.

(5) 2. LES TRAITEMENTS THERMIQUES - Principaux traitements thermiques : trempe, revenu, recuit.

- Quelques notions sur les types de four et la mesure des températures. Trempe

- Définition, but, chauffe, refroidissement. - Précaution à prendre pour la chauffe, pour le refroidissement.

64

de trempes. Domaines d’utilisation suivant aciers et degré de trempe souhaité. Revenu

• Définition, but, mode opératoire. • Modification des caractéristiques. • Pratique de revenu. Les fours utilisés.

Recuit

• Définition, but, modification des caractéristiques. • Mode opératoire. • Quelques cas d’application du recuit.

Note sur la cémentation • Principe Céments.

(2) 3. NOTE CONCERNANT LES ACIERS SPECIAUX

- Eléments d’addition - Influence sur les points de transformation

2 groupes : Ki, Mn, Si, N abaissent point de transformat. Tu, Mo, Va, Cr : formation de carbures durs.

- Etude rapide de quelques aciers :

. Acier au manganèse au silicium au chrome magane –siliceux nickel-chrome chrome -tungstène (cabalt). (8) 4. METALURGIE DU CUIVRE - Minerais principaux (au Shaba) Oxydés-sulfuret - Opérations préliminaires :

• Broyage

• Concentration : par lavage par flottation simple par double flottation et sulfuration

• Filtration.

65

- Traitements métallurgiques : • Par voie thermique :

- grillage - fusion pour matte - convertissage en cuivre brut - raffinage électrolytique.

• Par voie électrochimique :

- lixiviation - électrolyse - raffinage au four - coulée.

Note sur la séparation du cobalt.

(1) 5. METALLURGIE DE L’ALUMINIUM :

- Principe (1) 6. METALLURGIE DE L’ETAIN :

- Principe (1) 7. QUELQUES ALLIAGES :

- Laitons, bronzes, soudures, antifrictions, alliages d’aliminium : Alpax, duralumin, almélec.

TRANSMISSION HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES ============================================

* DIRECTIVES. Les transmissions hydrauliques et pneumatiques trouvent actuellement des

applications dans toutes les industries : machines-outils, transport et manutention, métallurgie, machines de production diverses telles que presses pour objets en plastique, etc..

Si, il n’y a pas longtemps, les fluides sous pression étaient utilisés en ordre principal comme source d’énergie pour des circuits de puissance, il n’en va plus de même actuellement. L’air comprimé est également utilisé pour le « pilotage » des automatismes, cela grâce à sa souplesse, sa sécurité d’emploi, la miniaturisation possible des éléments technologiques.

66

Il est devenu indispensable pour le mécanicien d’être capable de concevoir,

au moins de contrôler, entretenir et dépanner des ensembles faisant appel à ces procédés. C’est pourquoi le programme prévoit une étude technologique des

« composants » les plus courants ainsi que des schémas et réalisations simples de commandes pneumatiques et hydrauliques.

Dans l’état actuel des choses et vu le but poursuivi, il n’est pas nécessaire

d’introduire l’étude de l’algèbre de Boole. On se limitera volontairement à des circuits suffisamment simples.

Comme pour les autres cours techniques il convient de ne pas minimiser

l’importance de la partie technologique. Il faudra en conséquence réunir le plus possible d’éléments divers pour illustrer le cours et aussi pour réaliser quelques circuits fondamentaux.

P R O G R A M M E

==================

6e ANNEE : 2 h/s.

* GENERALITES - Buts des commandes pneumatiques et hydrauliques

circuits puissance circuits commandes : - simples

- programme.

- Différence essentielle entre circuit pneumatique (rejet à l’atmosphère) et hydraulique (rejet au réservoir). - quelques exemples de réalisation. Prise de contact avec les divers organes-types :

Eléments d’entrée ou de commande Eléments d’exécution : distributeurs vérins Eléments de liaison : canalisation, régulateur de débit etc…

- LES VERINS : Description Représentation, sortes Détails de construction Calcul des dimensions. (section).

67 - LES DISTRIBUTEURS Rôle Description technologique Représentation symbolique Sortes : une voie ; deux orifices ; deux positions ; deux voies ; trois orifices ; deux

positions à position moyenne (trois positions). A commande manuelle et mécanique

électrique pneumatique.

- COMMANDE A DISTANCE

La vanne relais et vannes-pilote Electro-vannes.

- ELEMENTS DIVERS DU CIRCUIT Régulateur, liltre-lubrificateur, purgeurs, vanne de non retour, sélecteur de pression.

- COMMANDES PHEUMATIQUES Etude de circuits simples (de base) mettant progressivement en œuvre les divers

éléments étudiés. Exemples : - étude du vérin simple effet et vanne manuelle

2 voies, 3 crifices. Régulateurs d’échappement

- idem : 2 postes de commande - idem : 2 postes de commande montage en série de sécurité - vérin double effet, distributeur 4 voies ; 5 orifices, à pilotage pneumatique.

Commande par 1 ou 2 vannes - commande d’un vérin par impulsion etc…

- idem avec électro-vannes - montage deux vérins. Diverses séquences possibles. Avec ou sans temporisateurs.

(circuits en cascade) - commandes à répétition (mécanisation) - commandes automatiques (automatisation) (sans commande programmes).

68

- COMMANDE HYDRAULIQUES Particularités : fluide, pompes, réservoir distributeurs, accessoires. Quelques schémas simples appliqués par exemple à la manutention, aux M.O. Les moteurs rotatirs. Applications.

- CIRCUITS OLEO-PNEUMATIQUES Principe : vérin pneumatique

vérin hydraulique

Avantages : facilité de commande régularité de mouvement

T E C H N O L O G I E =====================

En 5e et 6e le cours de technologie sera différent suivant la sous-option (MO ou générale).

Si en sous-option M.O. on continue l’étude de celles-ci par des opérations plus complexes et des notions sur quelques machines et procédés spéciaux ainsi que de métrologie, en section « Générale » on aura l’occasion de donner des compléments de mécanique appliquée, de commandes hydrauliques, ainsi que des notions de soudure.

Comme déjà dit, le cours de Machines-outils doit viser à faire connaître au

futur technicien quelles sont les possibilités que lui offrent les diverses machines-outils utilisées dans l’industrie. Une attention particulière devra être accordée aux montages d’usinage et aux outils de coupe, à leur affûtage.

Du fait que l’école ne pourra posséder certaines M.O. spéciales (aléseuses,

tour automatique etc…) il convient, tant pour la description de ces machines que pour les travaux exécutés, de disposer d’une abondante documentation : photos, diapositives, films). Dans la mesure du possible, des visites d’usines sont à prévoir.

Pour la sous-option mécanique générale le matériel de démonstration et de

travaux pratiques devra être assez abondant et diversifié. Il convient que la direction de l’école et les professeurs aient la préoccupation constante de trouver dans l’industrie et le commerce tout le matériel (neuf ou déclassé) susceptible d’illustrer le cours de technologie et d’alimenter l’atelier pour les travaux pratiques.

69

SOUS-OPTION M.O. ================ P R O G R A M M E ===============

5e ANNEE : 2 h/S.

1. COMPLEMENTS DE TOURNAGE ET FRAISAGE (5) - Montages d’usinage sur tour :

• rappel : entre pointes, mandarin 3 mors • mandrins spéciaux, mors doux, mandarin de reprise divers • bridages sur plateau • montage sur équerre. Pour les deux derniers points : étude de divers cas suivant la position de la (ou des) fac (s) de référence usinée. Usage de butées, cochonnets. • Réglages, contrôles.

(5) – Montages d’usinage sur fraiseuse

Rappel : montage en étau. Précautions, réglages - montage sur table Brides, précautions.

montage spéciaux pour série de pièces (pinces d’usinage : quelques cas simples) montage sur diviseurs.

(5) – Travaux sur tour :

• filetage. Filets divers. Filets à plusieurs entrées • travail sur butée. Indicateur de filetage • vis au pas module.

(5) – Travaux sur fraiseuse :

• rappel : division simple • division différentielle • fraisage hélicoïdal • taillage d’engrenages • crémaillères et roues à vis sans fin.

70 (6) 2. TOURS SPECIAUX

- Adjonctions d’appareils spéciaux sur tour parallèle Appl. à copier, (à fileter). Tourelles à outils multiples.

- Tour révolver : principe et exemple de travaux. Etude d’une fabrication (pivots, axes …).

- Notions sur les tours automatiques : à cames, à programme tours à reproduire.

- Note sur les tours verticaux. (2) 3. L’ALESEUSE :

La machine, les outils, les montages.

(3) 4. TAILLAGE DES ENGRENAGES

Principe du taillage par fraise mère, par couteaux.

(6) 5. LA RECTIFICATION

- Rectifieuse plane. - Rectifieuse cylindrique. - Les meules : types ; caractéristiques ; vitesse de coupe. Montages des meules. Précautions à prendre.

- Exemples de travaux. (5) 6. L’AFFUTAGE

- Outils à une dent (tour…) - Fraises. - Montages, réglages, procédés, mode opératoire.

71

P R O G R A M M E ==================

6e ANNEE : 2 h/S.

*1. METROLOGIE (3) - TOLERANCES ET AJUSTAGES:

Notions fondamentales : cote nominale ; tolérances et écarts ; assemblage; jeu ; serrage ; ajustage. Système à alésage normal ; emploi des tableaux. Ajustements recommandés ; applications

Applications : montage des roulements à billes, ajustements fixes ou mobiles.

(1) – GENERALITES

Mesure par comparaison et mesure absolue. Cause d’erreurs dans les mesures :

- appareil - opérateur - ambiance (température).

(5) - INSTRUMENTS DE MESURE

Pieds à coulisse, micromètre, comparateur (mécanique) jauges micrométriques d’intérieur. Description, précision, maniement et lectures. Les cales étalon : usages, précautions à prendre

(1) - CONTROLE DE PLANEITE

Règle, marbre, niveau à bulle.

Contrôle du parallélisme et de la perpendicularité. (2) - CONTROLE DES ANGLES

Rapporteur ; barre sinus Méthode de mesure d’angles intérieurs et extérieurs (usage de billes, piges.

Contrôle de cônes).

72 (10) - DESCRIPTION DE QUELQUES MESURES TYPES (préparation aux travaux pratiques)

Planéité : par plan de référence. Parallélisme d’un axe et d’un plan de deux axes mesure d’écart entre 2 axes. Perpendicularité de deux plans de deux guidages (ex. : console de fraiseuse) d’un axe et d’un plan (ex. : broche de foreuse avec table). Alignement d’arbres : ex. : moto-pompe. Vérification géométrique de machines-outils.

*2. DIVERS PROCEDES DE FABRICATION (4) - Production de pièces par moulage.

Principe du procédé classique de moulage en sable. (2) - Production de pièces par déformation

Note sur le laminage Forgeage mécanique : machine à « choc » machine à « pression » Matriçage sur marteau-pilon. Filage : par extrusion : par choc.

(6) - Les outils de découpage et emboutissage Principe du découpage et emboutissage La machine L’outil : matrice, poinçon,

outils combinés. Quelques exemples de travaux. Etablissement des outils pour les réaliser.

(2) - Travail des tôles et profilés :

Cisailles ; pileuses ; cintreuses Poinçonneuses cisailles pour profilés : grugeoirs Plieuse et cintreuse de profilés.

73 (6) - Constructions soudées

• Procédés de soudage : - oxy-acétylénique - électrique à arc - électrique par résistance : par points, bout à bout (principe et utilisation des divers procédés)

brasage : principe ; procédés ; applications. Note sur le soudage sous atmosphère neutre

les machines semi automatiques

(2) - Les plastiques Classification Méthodes de transformation :

- moulage par compression - moulage par injection - extrusion.

SOUS-OPTION MECANIQUE GENERALE =================================

P R O G R A M M E ==================

5e ANNEE : 2 h/S.

*1. PROCEDES D’ASSEMBLAGE (1) - Assemblages démontables : boulons et vis

cas des tuyauteries. - Assemblages définitifs :

(1) . Rivetage

- définition, les rivets, chauffe, pratique

. Soudage (2) - Autogène au chalumeau

description du matériel sécurité pratique : préparation des soudures réalisation.

(5) - A l’arc électrique description du matériel les électrodes pratique sécurité.

74

* 2. TRAVAUX DE CHAUDRONNERIE ET DE CONSTRUCTION METALLURGIQUE (1) – Les tôles : épaisses, minces (classification) profilés. (2) – Principes de traçage. (3) – Découpage mécanique des tôles, des profilés

Cisailles : à bras et motorisés guillotines à molettes grignoteuses à profilés ; grugeoirs Scies. Scies disques Oxycoupage (manuel, auto et semi-automatique).

(1) – Perçage : poissonneuses foreuses radiales.

(1) – Cintrage : les machines (1) – Pliage : . machine à lever

. presse.

* 3. METROLOGIE (4) – Etude des appareils de mesures normaux et leur utilisation rationnelle.

Verniers : pied à coulisse, rapporteur d’angle Micromètres Jauges d’intérieur Comparateurs à amplification mécanique.

(10) - Exercices systématiques : cfr. section M.O. (8) 4. COMPLEMENTS TECHNOLOGIQUES SUR LES POMPES SPECIALES

- Pompes volumétriques à débit fixe : pompe à engrenages pompes à vis pompes à vide à anneau liquide (type SIHI …) à débit variable : à pistons axiaux à pistons radiaux

à palettes. Utilisation aux circuits hydrauliques.

- Etude technologique d’une pompe centrifuge multicellulaire, à double ouie, pour eau chargée etc….

75

P R O G R A M M E ==================

6e ANNEE : 2 h/S.

(10) 1. COMPLEMENTS TECHNOLOGIQUES SUR LES MOTEURS THERMIQUES

- ESSENCE :

Les carburateurs. Etude de divers types et leur fonctionnement aux divers régimes.

L’allumage : construction de l’appareil réglage, calage, avance à l’allumage. Le refroidissement et le graissage des moteurs. Etude des divers systèmes. Le moteur Wanckel : principe.

(10) - DIESEL :

Etude détaillée de l’injection. Injecteurs et pompes d’injection. Etude de divers modèles. Réglages.

Etude de la suralimentation. Suralimentation par turbo-soufflantes.

Etude du diesel deux-temps. Les problèmes de balayage. Divers types.

(10) - DEFAUTS DE FONCTIONNEMENT

Principaux défauts de fonctionnement en essence et en diesel. Les remèdes.

(10) 2 . PRODUCTION DU FROID

Condition de liquéfaction d’un gaz. Réseau de courbes isothermes (en diagr. P.V.) pour un gaz (C02 par ex.) Existence de paliers de liquéfaction. Température critique Courbe de saturation.

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Facteurs sur lesquels on peut agir pour liquéfier ( T, P) Principe de la machine frigorifique. Etude technologique : frigo, conditionneur d’air…

COURS DE CONSTRUCTIONS =========================

*BUT ET DIRECTIVES Sous le titre « Constructions » il faut comprendre • A. POUR LA SOUS-OPTION MACHINES-OUTILS :

L’étude des fabrications mécaniques qui comprend une synthèse des procédés de fabrication et l’étude des gammes d’usinage impliquant le choix des machines, outils, et procédés.

On se limitera dans cette étude à la fabrication unitaire et en petite (et

moyenne) stérie.

Ce cours faisant constamment appel aux notions de technologie, de dessin technique de définition du produit à fabriquer et devant d’ailleurs aboutir entr’autre à la réalisation du dessin de fabrication, il est essentiel qu’un contact constant doit établi entre les différents professeurs, ou mieux, qu’ils soient aux mains du même professeur.

Vu le peu de temps disponible on devra se limiter aux principes de

base et à des réalisations relativement simples. L’essentiel est de donner aux futurs techniciens une méthode de travail les rendant aptes à tous les perfectionnements ultérieurs.

• B. POUR LA SOUS-OPTION MECANIQUE GENERALE :

L’étude des fabrications métalliques.

En 5e année on a étudié les procédés de travail et d’assemblages des produits utilisés en construction métallique (tôles, profilés).

En 6e année on s’attachera, en liaison avec le cours de résistance des

matériaux, à l’étude des sollicitations, (essentiellement par les méthodes de la stratigraphie) ainsi qu’au calcul des barres et des assemblages.

On se limitera aux points essentiels d’applications courantes. 77

P R O G R A M M E : 2 h/S. =========================

* A. SOUS-OPTION MACHINES-OUTILS (2) - GENERALITES :

Ce qu’est l’étude d’une fabrication mécanique. Notion de gamme et de phase de fabrication, d’opération.

Dégrossissage, définition. Importance vis-à-vis du degré de précision.

Conditions à remplir par une gamme au point de vue des possibilités de réalisation au point de vue du respect des cotes et tolérances au point de vue du prix de revient, du délai de fabrication. Les problèmes à résoudre :

choix des machines modes de fixation de la pièce outils

vitesses et conditions d’usinage.

(6) - SINTHESE DES PROCEDES DE FABRICATION • Surfaces planes :

- rabotage ; tournage (dressage) - fraisage ; rectification + lamage à la foreuse, brochage, mortaisage.

• Surface de révolution : tournage, perçage, alésage, rectification, détournage à la fraiseuse, tour révolter et automatique.

• Surfaces spécialisés :

- fraiseuses : dents d’engrenages tours : filets, si mères

machines à copier spéciales fraisage par reproduction.

Pour chaque machine on aura soin de faire une synthèse de tous les travaux courants permis par la machine.

78 Exemple : Tour : - cylindrer : entre pointes, en l’air, pièces longues, montage sur plateau etc…

- fileter - tourner cônique : procédés - dresser : procédés - aléser : procédés - (copier).

(5) - ETUDE DE L’ABLOCAGE

• Cette étude reprend les procédés de fixation déjà étudiés, mais en les raisonnant. • Degrés de liberté d’une pièce. • Location des pièces : étude

- du nombre de points d’appuis requis - des points de serrage

Localisation des points de serrage. Exemple en se référant aux divers montages d’usinage étudiés en 5e.

• Surface de référence et étude des bridages - cas des surfaces brutes de départ

dégauchissage des pièces : - au table - en mandrin.

- cas des surfaces usinées

quelques exemples : surfaces planes extérieures, surfaces cylindriques, alésages, rainures, languettes, cônes.

• Appuis contacts par frottement : ablocage sur table. • Appuis contacts sur butées. Avantages. Déformation et remèdes.

(5) - CHOIX DES OUTILS

• Caractéristiques et ces d’utilisation des outils - outils à 1 tranchant - outils à plusieurs tranchants - montages à outils multiples : tourelle carrée, barre d’alésage, fraises multiples

etc…

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- GAMMES DE FABRICATION (2). - Principe à observer : - Usiner une surface de référence le plus tôt possible - Ebaucher puis finir - En général : surfaces planes avant alésages - Tenir compte des déformations (de la pièce, de l’outil) - En général usiner le plus de surfaces possibles dans la même sous-phase. (raison de précision, d’élimination de temps mort) (Cas de p. unitaire et petite série).

- Si possible, grouper plusieurs pièces dans un même montage. (2) - ETABLISSEMENT D’UNE GAMME TYPE (pièce unitaire simple)

• Principe : - commencer par 1, 2 ou 3 surfaces de référence - les utiliser pour les ablocages ultérieurs - finir par les parties délicates.

• Cas des pièces devant être trempées, rectifiées (2) - Genre de machines et outils à utiliser

- pour les pièces unitaires - pour les petites séries (appareillages spéciaux simples).

(20) - ETUDE DE FABRICATION DE QUELQUES PIECES

• Ces études doivent mentionner :

- les diverses phases, sous-phase et opérations - les schémas de montage - les machines et outils, et conditions de travail (vitesse, refroidissement).

N.B. : On fera pour l’une ou l’autre sous-phase une étude détaillée par l’analyse

(décomposition) compète du travail (fiche d’instructions). Le calcul des temps sera à titre documentaire. 80

* B. SOUS-OPTION MECANIQUE GENERALE

- Les systèmes triangulés : définition.

- Calcul de efforts dans les barres Méthode graphique des nœuds : Cremona Méthode des moments : Ritter Méthode des sections : Cullmann (facultatif) Applications à différentes fermes avec établissement des tableaux des efforts dans les barres.

- Effet du vent ; effort supplémentaire dû à la décomposition du vent ; application ; tableau des efforts.

- Modes d’appuis des fermes : fixes ; mobiles ; à rotules. - Fermes ayant deux appuis différents : fixe et mobile. - Calcul dès différents profilés constituant les fermes. - Calcul des angles et de longueur de barres. - Calcul des goussets et des rivures. - Colonnes : - Sollicitations

- Calcul, méthode de Putheil. - Colonnes composées. - Contreventements : types, calculs - Etude des ossatures : assemblages . Assemblages : colonnes et fermes Colonnes et planchers. - Etude et dessin de quelques cas :

. épure de Cremona

. tableau des efforts

. calcul des éléments

. détails constructifs des parties.

- Notions sur les ponts

Calcul d’un pont (cas simple). Facultatif.

- Notions sur les grues Calculs (cas simples). Facultatif. 81

D E S S I N ==========

* DIRECTIVES

Les directives données pour la 4e année restent valables.

Les travaux de dessin seront l’occasion de faire la synthèse des connaissances techniques des élèves.

Ils y feront la preuve de leur connaissances en technologie, mécanismes et

éléments de construction, résistance, méthodes et pratique d’atelier, éléments électriques et hydro-pneumatiques.

En 5e année on développera le programme de 4e en continuant l’étude

complète de pièces et ensembles fonctionnels. On abordera de petites études de mécanismes simples.

On veiller à ce que l’élève fournisse un travail complet, principalement en ce

qui concerne les plans de fabrication : - toutes vues nécessaires - signes d’état de surface - côtés et tolérances - matières. En 6e année une importante partie de temps alloué sera consacré à

l’élaboration d’un projet. Ce projet devra être défendu par le récipiendaire devant le jury de fin

d’études. Dans ces études les élèves devront faire un usage maximum des pièces

normalisées. Ils devront à cet effet avoir à leur disposition une sérieuse documentation (cfr. bibliographie).

P R O G R A M M E ===================

5e ANNEE : 4 h/S. - Plans d’atelier complets de diverses pièces tires d’un ensemble. (exercice de lecture de plan).

82 - Plans d’ensemble de mécanismes. Côtés de positionnement. Repères. - Petites études relatives à une partie de machine pouvant comporter plusieurs pièces, fixes ou mobiles. Respect des conditions de fonctionnement. Possibilité d’usinage économique, de montage.

P R O G R A M M E ===================

6e ANNEE : 4 h/S.

Continuation de celui de 5e.

* ETUDE D’UN PROJET Le projet pourra avoir pour objet :

- Une modification de structure : en fonction de nouvelles conditions imposées en vue d’une simplification, d’un meilleur fonctionnement, d’une fabrication plus aisés etc.. . - Un complément de structure. Par exemple, un croquis étant fourni, la réalisation du dessin complet compte tenu des impératifs d’usinabilité, de fonctionnement, de résistance, de graissage etc… - Une création de structure. On se limitera en général à de petites études assez simples en vue de la réalisation d’un mécanisme, d’un outillage, d’une petite machine etc…, on pourra s’inspirer des mécanismes étudiés dans le cours d’éléments de machines. Cette étude pourra comporter :

- soit le dessin général : formes, volumes, positions, côtes principales. - soit en plus u dessin d’ensemble, l’étude détaillé, avec calculs, d’une ou plusieurs

pièces. Les projet devant être présenté au jury de fin d’études, il convient, suivant les cas, de d’accompagner :

- des notes de calcul de résistance ; - de l’étude de fabrication de l’une ou l’autre partie.

L’élève pourra être questionné à ce sujet sur des problèmes de calcul, de

technologie, de méthode, de circuits électriques, de commande pneumatique etc… (variable suivant la sous-option).

83

TRAVAUX PRATIQUES ==================

Les directives données pour la 4e année restent valables. La conception des travaux variera suivant la sous-option.

* EN SOUS-OPTION MACHINES-OUTILS

On s’inspirera de plus en plus des notions étudiées aux cours de constructions mécaniques (méthodes).

On approchera autant que possible la réalité industrielle : analyse du travail et

répartition des opérations sur diverses machines desservies par des élèves différents. On ne perdra pas de vue les problèmes importants de : contrôle, outillage le plus

rationnel, montage optimums, vitesses etc… Les exercices devront être judicieusement choisis et de préférence utilitaires. On

pourra réaliser en groupe des petits ensembles conçus au cours de dessin, préparés aux leçons de méthodes.

* EN SOUS-OPTION MACHINES-OUTILS

Un roulement devra être établi pour les élèves entre divers postes de travail. Les travaux divers tiendront compte des sujets étudiés en : - technologie M.O. (3e et 4e) - technologie (5e et 6e) - mécanique appliquée - commandes par fluides - électricité.

A cet effet les professeurs s’efforceront de rassembler progressivement un

matériel abondant et diversifié, permettant tous travaux de démontages, contrôle d’usure, réglage, de machines ainsi que du matériel de commande :

- électrique - hydraulique ou pneumatique. 84 P R O G R A M M E ===================

* A. SOUS-OPTION M.O.

5e ANNEE : 7 h/S.

- Compléments d’initiation et de travaux aux machines de base : tours ; fraiseuses. - Opérations de mortaisage, rectification, décolletage (au tour ou au tour révolver) ; de semi-pointage (sur fraiseuse, foreuse ; fraiseuse … suivant les

possibilités, avec usage de cales étalons et comparateur). - Exercices de traitements thermiques courants. - Exercices d’affûtage…

6e ANNEE : 7 h/S.

- Réalisation d’outillage : par exe. : outils de découpage et travail à la presse ; pince de forage pour un travail déterminé étc… - Quelques travaux de soudure aux tôles et profilés.

- Exercices de métrologie.

- Exercices en vue d’une fabrication en petite série : utilisation rationnelle de la

tourelle porte-outil carrée, d’outils multiples de fraisage, de barres d’alésage à plusieurs grains etc…

- Exercices de contrôle géométrique de M.O.

85

* B. SOUS-OPTION MECANIQUE GENERALE

5e ANNEE

- Travaux d’entretien des connaissances aux M.O.

- Montage et réglage, démontage et réparation d’ensembles mécaniques : mécanismes de transformation de mouvements. - Exercices de soudage au chalumeau et à l’arc.

- Travaux de constructions métalliques.

- Travaux sur machines réceptrices : pompes en particulier : démontage, contrôle

d’usure, relevé de schémas, remontage et réglage, essais de fonctionnement, installation (partie mécanique, électrique).

6e ANNEE

- Continuation du programme de 5e avec en plus, tous travaux sur moteurs thermiques : installation, mise en marche et réglages, essais (dans la mesure du possible et suivant l’appareillage disponible).

- Démontages et remontages, remplacement de pièces usées ou réparation ;

détection des défauts de fonctionnement et leurs remèdes.

- Exercices sur ensembles pneumatiques, hydrauliques.

Démontages, montages, entretien, réparation. Exécution de circuits en vue d’un processus donné.

- Exercices de raccordements électriques. Installation de force-motrice.

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B I B L I O G R A P H I E ===================

Les ouvrages marques d’un x conviennent comme livre pour les élèves (doivent parfois être complétés par des notes). En plus des livres spécifiques de chaque branche on indique des ouvrages pouvant donner des renseignements sur l’une ou l’autre partie des programmes.

* E L E C T R I C I T E ================

* BELLIER ET GALICHON : Electricité. Terminale F 1 Section construction mécanique. ( Delagrave) . LEFRAND, POINSARD, AUCLERO. Electricité : courant alternatif. (Foucher). HEINY : Technologie d’électricité (Foucher) Tome 2 : Appareillages Machines électriques Sécurité. Tome 3 : Machines électriques Traction électrique. Collection « COMMON-CORE » (5 fascicules) : l’Electricité (Ed. Gamme) HEINY : Schémas d’électricité (foucher). HEINY : Projets d’équipements électriques. (Foucher). N.B. : ACEC, VYNCKIER et autres publient des schémas-type de raccordements de Moteurs

* M A T E R I A U X ===============

* QUEVRON ET OUDINE : Cours de métallurgie (Eyrolles). HILLY ET CHAUSSIN : Cours de métallurgie (Dunod). LIGNON ET MIJON (Collection chevalier fascicule 9) : Matériaux (Delagrave).

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G. SERRE : Leçons de dessin industriel. Tome 3 (on y trouve de bonnes indications sur les traitements thermiques).

* MENDONCA : Technologie industrielle, connaissance des matériaux (De Boeck) (Traitements thermiques, sidérurgie). PORTUGAELS : Traitement des aciers.

* M A T E R I A U X ===============

• THIBAUT : Mécanique appliquée (De Boeck). • THIBAUT : Mécanique appliquée Tome 1 ; Mécanique des fluides et Thermodynamique

(De Boeck).

LEMASSON ET TOURANCHEAU : Eléments de construction (10 Tomes) Tome 6 : pompes, compresseurs Tome 9 : vapeur d’eau, chaudières, turbines à vapeur. Tome 10 : moteurs à combustion interne. LEMASSON : Mécanique des fluides et thermodynamique (Delagrave). LEMASSON (Tome 2). Les machines transformatrices d’énergie (Delagrave) THONON : Moteurs à explosion (Plantyn). POURBAIS : Moteurs Diesel (Plantyn).

M. DESBOIS : F. TOUACHE : les moteurs à 4 temps, à 2 temps. (Foucher).

DESBOIS, ARMAO : Le moteur diesel (Foucher). NORMES : NBN 730. Essais des pompes NBN 688. 722-723. Appareils déprimogènes NBN 508 -510. Essais des ventilateurs. 88

* TRANSMISSIONS HYDRAULIQUES ET PNEUMATIQUES =============================================

• THIBAUT : Automatisme (mécanisation pheumatique et hydraulique). (De Boeck). P.J. FORT : Automatisation des machines-outils. (2 Tomes) (Foucher). CHAPPERT : Les Automatismes Tome 2. (Foucher). CHAPPERT : L’automatique par les problèmes. Tome 2 (Foucher). CARLOS D’AUTRY : Introduction aux techniques modernes de mécanisation par air comprimé. (Chez Fa. Vermeulen et Verbeek. S.A. 78 Chaussée de Beverin. Roeselare). M. BERNARD (Collection chevalier 14) Automatisation. (Delagrave). La Firme : JOUVENEL ET CORDIER, publie : Etude progressive de schémas pneumatiques. : CROUZET : 3 fascicules : l’automatisation en cléo-pneumatique.

* TECHNOLOGIE =============

• DOCKIER, THUNUS, VAES : Cours de Technologie. Livre IV (Plantyn). La collection déjà citée pour la 4e année : THIBAUT (De Boeck). CAMPA : Technologie professionnelle générale pour les mécaniciens (3 Tomes)

(Foucher). G. ARNAUD : Technologie professionnelle pratique pour le fraiseur (Foucher). L. GIRARDOT : Technologie professionnelle pour l’outilleur (Découpage, cambrage, emboutissage) (Foucher).