Instrumenter, c'est prévoir les instruments ou les appareils de mesure, de commande, de sécurité ... permettant le contrôle et la marche automatique d'une installation industrielle.

Les orientations de formation

Sommaire


À l'attention des étudiants en stage. Vous trouverez la progression de l'année scolaire 2017-2018 dans les Archives ou en cliquant ici.

Planning Premier trimestre - 2018


DatePlanning prévisionnelPlanning réaliséTravail personnel
S36
5 septembre
Présentation : recueil des motivations, des adresses courriel.
Début formation du groupe classe par présentation croisée.
Présentation des modalités de travail :
- Utilisation de la Plateforme collaborative Office365 : connexion et logiciels.
- Rédaction collaborative du cours à partir de la prise de note et des recherches personnelles.
- Évaluation à chaque séance : rendre compte du travail personnel d'appropriation et auto-évaluation.
Accompagnement personnalisé :Présentation des sources d'information pour la recherche de terrain de stage : site cira-couffignal.fr / onglet -stage-.
Recueil d'information sur les contacts potentiels à mobiliser.
Début de la rédaction de la lettre de motivation.
Cours Cira :
La production de vapeur industrielle : but ?, comment ?
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Prendre des notes - la base du travail personnel.
S37
12 septembre
Test sur le travail personnel, sans document. Durée : 30 minutes maximum.
Analyse d'une installation de production de vapeur.
Introduction du schéma bloc fonctionnel.
Accueil des étudiants par l'administration.
Test sur la production de vapeur, Pt100 et thermocouple - principe. Durée : 30 minutes.
Complément sur les boucles de régulation.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
À partir des informations de la page de l'ADEME Optimiser production de vapeur dégager les différents constituants d'une production de vapeur, commenter et justifier la fonction de chaque constituant selon votre compréhension.
Rechercher le diagramme de phase pour l'eau.
Rechercher des informations sur les soupapes de sécurité sur le site Direct Industry
Rechercher les régulations autour de la combustion dans une chaudière industrielle.
Rechercher des informations sur les capteurs de CO2 sur le site Direct Industry.
Rechercher des informations sur les sondes Pt100 et les thermocouples sur le site Direct Industry.
Préparer test sur le cours et les recherches personnelles.
S38
19 septembre
Test sur le travail personnel, sans document.
Schéma bloc de la boucle de régulation : grandeur réglée, grandeur réglante, perturbation.
Test sur le décodage de schémas TI. Durée : 40 minutes.
Mise au point rapide sur la recherche de stage.
Traduction d'une boucle de régulation en schéma fonctionnel avec le vocabulaire associé.
Trace du contenu de la séance :
Tableau1
Tableau2
Tableau3
Tableau4
Travail personnel :
Décoder les symboles et les codets du schéma TI (page 3) de l'information du constructeur Spirax Sarco - production vapeur propre.
Tableau définition des codets
Cours sur l'élaboration d'un schéma TI
Schémathèque d'exemples de symboles utilisés dans les schéma TI
Préparer le test sur le schéma TI et le décodage des codets avec le tableau de définition des codets.
Rechercher des informations et des images sur les chaudières industrielles et ajouter au fichier Word - Production de vapeur.
S39
26 septembre
Mesure de niveau par pression hydrostatique : principe physique du capteur-transmetteur, application.Test sur le schéma fonctionnel. Durée : 40 minutes.
Explication du sens d'action du régulateur.
Les fonctions d'un point de mesure.
La mesure de niveau par la pression hydrostatique.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Tableau1
Tableau2
Travail personnel :
Préparer le test sur le schéma fonctionnel avec le vocabulaire associé.
S40
3 octobre
Mesure de niveau par pression différentielle : cuve fermée.
Métrologie de la chaîne de mesure.
Test 4 d'une durée de 40 minutes.
Recueil d'information de l'avancement des recherches de stage. Nous ferons le point la prochaine séance d'Accompagnement Personnalisé.
Complément sur la mesure de niveau par pression hydrostatique : caractéristique du capteur transmetteur. Calcul sur l'utilisation de cette caractéristique.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Préparer le test sur le schéma fonctionnel d'une boucle de régulation et la définition du sens d'action. Les fonctions d'un point de mesure. La mesure de niveau par pression hydrostatique avec une application (terminer le calcul amorcé en séance).
S41
10 octobre
Mesure de température par sonde Pt100 : principe physique, application.
Métrologie de la chaîne de mesure.
Test 5 d'une durée de 45 minutes.
Remise des devoirs avec corrigé du test 4.
Rappel sur la notion de point de mesure et sa fonction.
Introduction à la mesure de température par sonde Pt100.
Utilisation de la table de conversion
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Préparer le test sur le schéma TI avec la représentation d'une boucle de régulation, le sens d'action du régulateur, la fonction du point de mesure, l'utilisation de la caractéristique d'un capteur-transmetteur. Cela reprend les notions importantes abordées depuis le début de l'année scolaire.
Effectuer des recherches sur les convertisseurs Intensité-Pression.
Déterminer la valeur réelle de l'étendue de mesure du capteur de pression (suite de l'application du cours).
S42
17 octobre
Mesure de température par thermocouple : principe physique et formalisme d'écriture.Accompagnement Personnalisé :
Pendant l'heure d'Accompagnement Personnalisé travail d'écoute et d'échange avec le groupe classe. Il est décidé :
  • Un test de 1h maximum les semaines où il n'y a pas A.P.
  • La deuxième heure : apport de connaissance.
La semaine où il y a A.P. pendant 1 heure.
  • Correction ensemble du test de la semaine précédente, associé au document papier de correction.
  • Travail de groupe de soutien entre étudiants.
Les deux heures suivantes : apport de connaissance.
Test :
Test bilan d'une durée de 50 minutes.
Apport de connaissance :
Introduction à la mesure de température par thermocouple : principe physique et formalisme d'écriture de la tension Seebeck.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Préparer le test sur le schéma TI avec la représentation d'une boucle de régulation, le sens d'action du régulateur, la fonction du point de mesure, l'utilisation de la caractéristique d'un capteur-transmetteur, l'utilisation de la table de conversion d'une sonde Pt100.
Test de synthèse des notions vues depuis le début de l'année. Retravaillez les tests avec les éléments de correction.
Vacances de la Toussaint
S45
7 novembre
Mesure de température par thermocouple : application.
Apport de connaissance.
Application des tables de conversion.
Calcul de la tension Seebeck.
Compensation de la soudure froide : illustration et explication par un calcul.
Sensibilité des thermocouples.
Câble d'extension et de compensation.
Les 3 types de mise en oeuvre technologique : isolé, à la masse, apparent.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Rechercher des informations sur la mesure de résistance par pont de Wheatstone.
Rechercher des informations sur les montages 2 fils, 3 fils et 4 fils d'une sonde Pt100. Avantages et inconvénients de chaque montage.
Rechercher les différents types de thermocouples avec les métaux associés et leur polarité + ou -.
Rechercher des informations sur l'effet Thomson, l'effet Peltier et l'effet Seebeck qui caractérise le thermocouple. Voir le site Aviatechno
S46
14 novembre
Mesure de débit : relation et principe physique qui en découle.
Bilan test + Travail de groupe.
Apport de connaissance.
Reprendre les différents tests. Dégager les points à retravailler, mise en commun au niveau du groupe classe. Voir les points abordés dans la trace du contenu de la séance.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Rechercher des informations sur la réalisation technologique de la Compensation de Soudure Froide (CSF).
S47
21 novembre
Mesure de débit par organe déprimogène.
Test 1 heure.
Apport de connaissance.
Test 7 sur le thermocouple. Durée : 1 heure.
Introduction à la débitmétrie à partir de la relation du débit : Q = volume / temps = vitesse * section.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Préparer le test sur l'élaboration d'un schéma TI à partir d'un cahier des charges (point de mesure, fonction du point de mesure, repère des éléments de l'installation, le schéma fonctionnel d'une boucle de régulation et le sens d'action du régulateur, les calculs autour de la caractéristique d'un capteur, le principe du thermocouple et l'application avec les tables de conversion (formalisme d'écriture de la tension Seebeck et les propriétés associées, compensation de soudure froide CSF).
S48
28 novembre
Mesure de débit autres technologies. Application.Régulation de la dynamique du groupe classe afin de définir les nouvelles modalités de travail plus efficaces (premier tableau de la trace de la séance).
Étude du débitmètre ultrasonique et Coriolis.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Préparer la séance en visionnant les vidéos sur le site Endress Hauser : débitmétrie : débitmètre massique Coriolis, électromagnétique, ultrasonique, vortex, à organe déprimogène et pression différentielle, massique thermique. Prendre des notes et les consigner dans le document commun sur la Plateforme Office365.
S49
5 décembre
Constitution structurelle d'une vanne de régulation et symboles.Test sur la débitmétrie d'une durée de 1 heure.
Introduction sur l'étude des vannes de régulation : but de la vanne dans une installation, symbole complet dans un schéma TI, les différents types de corps de vanne (début).
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Préparer le test sur la débitmétrie : volumétrique, électromagnétique, variation de section (ludion), vortex, ultrasonique, Coriolis.
Le but est une restitution des notions vues en cours + le fruit des recherches personnelles.
Rechercher des informations sur le piézo-électrique.
Rechercher les différents paramètres qui interviennent dans la mise en oeuvre du débitmètre ultrasonique.
Rechercher l'influence de la nature du fluide sur la propagation de l'onde ultrasonique.
S50
12 décembre
Les différents corps de vanne et leur application.La moitié des étudiants présents suite aux mouvements des lycéens.
Présentation et commentaire sur le document de synthèse du premier semestre.
Présentation des nouvelles modalités de travail en Instrumentation.
Travail personnel accompagné le reste de la séance : le but est de reprendre les points fondamentaux du premier semestre qui ne sont pas maîtrisés. Chaque étudiant fait le point, défini la notion à retravailler et fait valider son apprentissage.
Travail personnel :
Rechercher des images, photos pour illustrer les notions introduites sur les corps de vanne. Compléter le Document-commun avec ces informations.
S51
19 décembre
Le positionneur : sa fonction. La caractéristique intrinsèque de la vanne.Suite des corps de vannes : clapet-siège, rotative excentrée, à membrane, à pointeau.
Les différentes technologies pour les servomoteurs : électrique et pneumatique.
Caractéristique intrinsèque des vannes : linéaire, égal pourcentage, ouverture rapide.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Vacances de Noël

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Cours Premier trimestre

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Devoirs Premier trimestre

DateTitreCorrection
12 septembre 2018La production de vapeur
19 septembre 2018Schéma TI
26 septembre 2018Schéma fonctionnel d'une boucle de régulationÉléments de réponse aux évaluations 1 - 2 - 3
3 octobre 2018Mesure de niveau par pression hydrostatique. Fonctions point de mesure. Schéma TI.Éléments de réponse à l'évaluation 4
10 octobre 2018Schéma TI. Sens d'action régulateur. Courant de sortie transmetteur de température.Éléments de réponse à l'évaluation 5
17 octobre 2018Schéma TI. Point de mesure et fonction. Mesure de température par sonde Pt100.Éléments de réponse à l'évaluation 6
21 novembre 2018Mesure de température par thermocouple. Compensation Soudure Froide. Table de conversion.Éléments de réponse à l'évaluation 7

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Planning Deuxième trimestre - 2019


DatePlanning prévisionnelPlanning réaliséTravail personnel
S02
9 janvier
Problématique de la cavitation. Compréhension du phénomène. Les solutions technologiques.Point sur la recherche de stage.
Recueil d'information sur les besoins d'évaluation des apprentissages.
Le positionneur : but et structure interne. Application du schéma fonctionnel pour présenter l'information du positionneur autrement.
Définition du Cv et du Kv.
Phénomène de la cavitation.
Calcul autour du lien entre le débit et le diamètre de la tuyauterie.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Rechercher des images, photos pour illustrer les notions introduites sur les corps de vanne et les servomoteurs. Rechercher également les documents constructeurs associés pour voir les informations fournies. Compléter le Document-commun avec ces informations.
S03
16 janvier
Choix vanne de régulation en situation.
Écoulement critique ou non.
Autorité de la vanne.
Test sur les vannes. Durée : 1 heure.
Application du dimensionnement d'une vanne à partir des extraits de sujets d'instrumentation. Première application avec le sujet d'instrumentation de la session 2004. Pour les étudiants plus rapide, répondre aux questions du sujet 2005.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Préparer le test sur les vannes : constitution, solutions technologiques du corps de vanne, du servomoteur, le positionneur, la cavitation et les calculs. Application du Cv et Kv.
S04
23 janvier
Pompe : principe et fonction dans une installation.Test 10 sur la conversion Is = f(grandeur physique). Durée : 1h30.
Le point sur la recherche de stage.
Introduction à la problématique des pompes : but, analogie hydraulique - électricité, caractéristique type d'une pompe.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Préparer le test sur la relation de conversion Is = f(grandeur physique) et l'application du dimensionnement d'une vanne de régulation. Choix d'un extrait d'examen remis lors de la séance du 16 janvier 2019.
S05
30 janvier
Pompe centrifuge et pompe volumétrique. Aspect technologique.Jury à Mulhouse pour faire passer la présentation du rapport de stage.
S06
6 février
Association Pompe + Variateur de vitesse. Notion de point de fonctionnement.Test11 sur les vannes et les pompes (généralité). Durée : 1 heure.
Le point sur la recherche de stage.
Les pertes de charge régulières et singulières.
Le nombre de Reynolds : écoulement laminaire et turbulent.
Relation expliquée des pertes de charge régulières.
Application de la détermination de Lambda avec le diagramme de Moody.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Cours sur les pertes de charge format PDF - Diagramme de Moody
Caractéristique pression - débit d'une pompe. Extrait document constructeur.
Travail personnel :
Préparer le test sur les vannes : le corps de vanne clapet-siège, la cavitation, les caractéristiques intrinsèques, la structure intrinsèque du positionneur, l'introduction des pompes, application du Cv et Kv.
Le but est d'asseoir les notions fondamentales sur les vannes.
Rechercher des informations sur les pompes centrifuges et les différentes solutions technologiques des pompes volumétriques.
Vacances d'Hiver
S09
27 février
Pertes de charge régulière. Application.Test 12 sur les pompes et les pertes de charges régulières. Durée : 1h15.
Les pertes de charges singulières : coude, vanne, débitmètre, variation de diamètre, dérivation.
Relation générique pour les pertes de charge singulières.
Application à une situation de transfert d'une Cuve1 à une Cuve2, allant jusqu'au choix d'une pompe dans un document constructeur.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Pertes de charge singulière
Travail personnel :
Préparer le test sur tout le cours sur les pompes : généralités et pertes de charges, les différentes technologies de pompes centrifuges et volumétriques (recherche personnelle + document commun), la conversion Is (sortie capteur) = f(grandeur physique).
S10
6 mars
Pertes de charge singulière. Application.Correction du test 12, la partie calcul des pertes de charge régulières.
Comparaison de la variation de débit par vanne de régulation ou par pompe associé au variateur de fréquence.
Test 13 sur les pompes volumétriques et le dimensionnement d'une pompe (pertes de charges régulières et singulières) et choix de la pompe.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
KSB - constructeur de pompe qui présente les variations de débit par vanne et pompe
Travail personnel :
Préparer le test sur tout le cours des pompes : application de l'ensemble de la démarche de choix.
Rechercher des informations sur les pompes volumétriques à piston, à membrane et péristaltique.
Compléter le document commun avec le fruit de vos recherches sur les pompes volumétriques.
S11
13 mars
Choix d'une pompe dans une situation industrielle.Test 14 sur la mesure de température (extrait des sujets d'examen 2002, 2003 et 2004). Durée : 1 heure.
Introduction aux Atmosphères Explosives : la dimension législative, les zones et les 6 conditions.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Préparer le test sur la mesure de température :
Session 2002 : II - Température de l'évaporateur
Session 2003 : I1 - Mesure de température
Session 2004 : 3 - Mesure de la température.
Le contenu du test portera sur des extraits de ces trois sujets.
S12
20 mars
Régulation par vanne de régulation ou par pompe + variateur de vitesse. Analyse comparative.Correction du test 14 et réponse aux questions.
Suite de l'étude des ATmosphères EXplosives :
- sources d'inflammation,
- marquage appareil (début)
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Préparer le test sur le niveau du bac à lessive - Session 2002
La mesure de débit d'eau - Session 2003
Les questions 1 et 2 de la Session 2004
Le contenu du test portera sur ces trois sujets.
S13
27 mars
ATEX : principe et définitions.La mesure de pression différentielle dans le débit, pour le niveau et dans la surveillance des filtres.
Application et réponse aux questions 1, 2 et 3 du sujet d'Instrumentation 2002.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Travail personnel :
Préparer le sujet d'examen 2007. Consulter également le corrigé. Le but est d'utiliser le sujet comme support de réflexion et comme révision des notions travaillées durant l'année.
S14
3 avril
ATEX : application et choix d'appareillage en situation.Remise des documents de synthèse des recherches du groupe classe pour le deuxième semestre.
Application et décodage du marquage ATEX.
Suite de la correction du sujet d'instrumentation de la session 2003 en petits groupes. Réponse aux questions et validation des réponses.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
Vacances de Printemps

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Cours deuxième trimestre

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Devoirs deuxième trimestre

DateTitreCorrection
5 décembre 2018Débitmétrie : principe physique et solution technologique.
16 janvier 2019Les vannes de régulation.
23 janvier 2019Conversion Is = f(grandeur physique) et dimensionnement vanne.Éléments de réponse à l'évaluation 10
6 février 2019Les vannes de régulation et les pompes (restitution de cours).
27 février 2019Les pompes et les pertes de charges régulières.
6 mars 2019Les pompes et le dimensionnement d'une pompe.Éléments de réponse à l'évaluation 12 et 13
13 mars 2019La mesure de température (extraits des sujets d'examen 2002, 2003 et 2004).Éléments de réponse à l'évaluation 14
20 mars 2019La mesure de niveau par pression différentielle (sujet 2002), la mesure de débit d'eau (sujet 2003) et capteur d'humidité relative (sujet 2004).

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Planning Troisième trimestre - 2019


DatePlanning prévisionnelRéférentielPlanning réaliséTravail personnel
S17
24 avril
SIL, SIF, HAZOP.
Boucle de sécurité
Recherche d'information par les étudiants sur les notions de SIL, HAZOP, redondance, etc.
Mise en commun des informations trouvées.
Introduction à la notion de sécurité : des personnes, des biens.
L'analyse des risques vu par Pepperl+Fuchs. Matrice des risques : explication.
La notion de boucle de sécurité et les composants qui la constituent.
La notion de redondance. Application dans le cas d'un départ moteur avec des contacteurs.
La notion de relais de sécurité.
Trace du contenu de la séance :
Tableaux au format PDF
S18
1er mai
Jour férié
S19
8 mai
Jour férié
Stage en entreprise

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Cours troisième trimestre

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Devoir troisième trimestre

DateTitreCorrection

Documents de cours

Un regard de professionnel : Schneider ElectricMagazine InterSection Juin 2004 : la régulation
Trois fiches techniques de la Revue MesureLa régulation industrielle
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 1Représentation symbolique de la régulation
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 2Introduction à la régulation
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 3Technologie et réglage des régulateurs
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 4Fonctions complémentaires des régulateurs Numériques
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 5Maintenance des régulateurs numériques
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 6Caractéristiques des procédés industriels
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 7Identification des procédés industriels
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 8Boucles de régulation

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 Mise à jour : Mercredi 10 Juillet 2019

Les informations de ce site peuvent être utilisées librement en conscience. Le but est d'enrichir la réflexion personnelle du lecteur.
Responsables du site : Bernard SCHNOERING Professeur d'instrumentation-régulation-automatisme