Le projet pdagogique Agrgation de Gnie Electrique session

Le projet pédagogique Agrégation de Génie Electrique session 2000 Michel BENSOAM 08/01/2022 Le projet pédagogique en électronique de puissance 1

Plan de la présentation • • • Mon activité d ’enseignant Démarche pédagogique Poser un problème technique Une solution expérimentale possible Application pratique Conclusions 08/01/2022 Plan de la présentation 2

Présentation du contexte • Faculté des Sciences et Technique de Marseille • Préparation au concours du CAPET • Séquence préparée pour des élèves du CAPET • Mise en œuvre dans le cadre de la formation 08/01/2022 présentation du contexte 3

Expression du besoin Questions sur le court terme et le long terme Prendre en main sa propre formation ENCOMBRANT MISE EN JEU D’ENERGIE Comment faire ? 08/01/2022 Mise au point d'un outil 4

Les relations avec le milieu industriel • • Etablir des liens avec la discipline enseignée Connaître les problèmes techniques Intégrer les élèves dans le monde du travail Se rapprocher de la démarche originelle 08/01/2022 présentation du contexte 5

Poser un problème technique • Le site de Pierrelatte Renouveler l’usine Eurodiff avec un nouveau procédé Economiser l ’énergie (centrale nucléaire du Tricastin 3000 MW) 08/01/2022 Le support industriel 6

Système actuel 08/01/2022 Le support industriel 7

L ’enrichissement laser Précision sur la longueur d ’onde une étape 08/01/2022 Le support industriel 8

Le procédé SILVA 08/01/2022 Le support industriel 9

Analyse fonctionnelle Energie d'alimentation W Cycles de fonctionnement C Consignes longueurs d'ondes R Marches et arrêts du système E Compte rendu Energie électrique CONVERTIR l'énergie électrique en énergie optique pour enrichir l'uranium A-0 Pertes Energie Optique ENSEMBLE LASER + ALIMENTATION 08/01/2022 Le support industriel 10

Analyse fonctionnelle ENERGIE ELECTRIQUE ENERGIE OPTIQUE stocker délivrer Convertir A 31 A 32 A 4 Condensateurs 08/01/2022 Interrupteur K Le Le support industriel laser 11

Cahier des Charges Electriques • Impulsion laser 25 k. V, 1600 A en 200 ns • Fréquence 5 k. Hz • Précision de 0. 1% sur la tension 2 Thyratrons 08/01/2022 3600 MOS en série et parallèle. Le support industriel 12

Problématiques de l’électronique de puissance • Sûreté de fonctionnement • Perturbations • Standardisation et intégration • Physique • Analyse • Circuit (fonctionnel) 08/01/2022 Mise au point d'un outil 13

Une solution expérimentale possible • • • 08/01/2022 Mise au point d'un outil 600 V 100 A 125°C Monocoup paramétrage indépendant 14

MODE D ’EMPLOI 1 : ON FIXE LES CONSIGNES U, I et T° 2 : ON VALIDE LA SOURCE HT 3 : q ° ET U ETANT ATTEINT, ON DEMARRE L ’ESSAI 4 : ON OBSERVE LES GRANDEURS RELATIVES A LA COMMUTATION A L ’OSCILLOSCOPE 08/01/2022 Mise au point d'un outil 15

Les possibilités pédagogiques - Liens entre la technologie et la physique - Remise en situation Pertes - Prédétermination dans une situation donnée - Conditions d’environnement Température boîtier : 25 °C 08/01/2022 Température boîtier : 125 °C Mise au point d'un outil 16

Application pratique • Progression sur l ’année 7 cycles 08/01/2022 • • Formation sécurité Les fondamentaux (machines, composants) Vitesse variable Convertisseurs Sous systèmes Systèmes (Lycée) Révisions Organisation pédagogique 17

Contenus et supports Electronique de puissance Machines électriques Supports Alimentation laser Grue portuaire Distribution Véhicule électrique Automatique Sujets des années antérieures 08/01/2022 Organisation pédagogique 18

Préparation de la séquence • Questions centrées autour des élèves. • Quelles capacités, quelles compétences …? • Quels contenus, quels pré-requis…? Objectifs de la séquence : Augmentation des limites d’un seul composant par association série parallèle. Refroidissement liquide lié au volume 08/01/2022 Organisation pédagogique 19

Fiche contrat • Objectifs • On donne Etablir des règles d’association de composants Documents constructeurs et ressources Moyens expérimentaux • On demande Rappel des points importants du TP Synthétiser les solutions technologiques. . . • Critères d ’évaluations (Quantifier les pertes à +/-20%…. ) 08/01/2022 Organisation pédagogique 20

Essai : Mise en série de composants de puissance tension totale tension VK 1 tension VK 2 courant commuté 08/01/2022 Organisation pédagogique 21

Justifications technologiques 08/01/2022 Organisation pédagogique 22

Simulation avec Microsim 08/01/2022 Organisation pédagogique 23

Validation avec l’équipe pédagogique • TP tournants (cycle de sous systèmes) • • • Harmoniques Hacheur 4 Q Mise en série et parallèle Onduleur IGBT Démarrages des moteurs asynchrones 08/01/2022 Organisation pédagogique 24

Travail avec les élèves Activités du professeur • • • Mise sur orbite. Technique • Disponibilité. • Synthèse par les élèves. Relations humaines 08/01/2022 Bilan de la séquence 25

Bilan de la séquence • + – Nouveauté attrayante – Mesures pertinentes – Bonne liaison avec les solutions techniques • – Liaison avec les solutions classiques Trop dense en STS : séparer en deux objectifs 08/01/2022 Bilan de la séquence 26

Réflexions sur la portée des séquences • Un fort poids des TP • Arriver à faire « trigger » les élèves • Transmettre l ’expérience dans un temps court. • Pédagogie de la réussite 08/01/2022 Bilan de la séquence 27

Conclusions Réflexions sur le métier • Artisanat (technos) – Maîtriser les nouvelles technologies. – Curiosité et passion. – Remise en question permanente. • Centre de ressources 08/01/2022 Bilan de la séquence 28