Chapitres
- 01. Les objectifs du TPE
- 02. L'initiation à la démarche scientifique de l'étudiant
- 03. Contenu du TPE
- 04. Conseils pour la réalisation de son TPE
- 05. Conseils pour la partie manipulation et pratique du TPE
- 06. Exemple de sujet : Les Différents Types de Capteurs TPE 2010 : Comment automatiser une barrière de péage ?
- 07. Les types de capteurs les plus fréquents
Les objectifs du TPE
Dans le cadre des TPE, l'étudiant a un travail personnel à effectuer qui le met en situation de responsabilité. Cette activité constitue un entraînement à la démarche scientifique et/ou à la démarche technologique. Les TPE doivent faire appel à l'intelligence de situations concrètes car la réalité du métier de l'ingénieur n'est pas essentiellement de résoudre des problèmes mais de les identifier et les poser clairement.
L'objectif des TPE est de permettre à l'étudiant de développer notamment les qualités et capacités suivantes :
- Ouverture d'esprit,
- Initiative personnelle,
- Faculté de rapprocher plusieurs logiques, notamment par un décloisonnement des disciplines,
- Esprit critique, capacités d'exigence, d'approfondissement et de rigueur,
- Aptitude à l'imagination expérimentale,
- Aptitude à collecter l'information, l'analyser, la communiquer.
Cette activité a pour objectif de valoriser la curiosité intellectuelle et le travail en profondeur plutôt que la rapidité,
évaluée par ailleurs dans le cadre du contrôle de l'acquisition des connaissances disciplinaires.
L'objet des TPE n'est donc pas l'acquisition de connaissances disciplinaires supplémentaires qui s'effectue par ailleurs dans le cadre du programme d'enseignement.
Grâce à la mise en oeuvre d'une nouvelle méthode de travail et à une diversification des sujets d'étude, les TPE contribuent à valoriser des profils scientifiques variés.
Afin de parvenir à ces objectifs et de se préparer aux épreuves des concours, les étudiants, encadrés
par les enseignants, développeront des activités et des démarches diverses, par exemple :
- La mise en évidence et la formulation d'un problème,
- L'observation et l'analyse d'un phénomène ou d'un système industriel,
- La recherche et l'exploitation d'une documentation,
- La préparation et la réalisation de dossiers et d'exposés,
- Le développement d'arguments au cours d'un entretien scientifique,
- L'examen et la discussion des solutions et des justifications des choix effectués.
L'initiation à la démarche scientifique de l'étudiant
Lors des TPE, l’étudiant a un travail personnel à effectuer qui le met en situation de responsabilité. Cette activité est
en particulier une initiation, un entraînement à la démarche de recherche scientifique, l’amenant à poser des questions avant de tenter d’y répondre. En effet le questionnement préalable à l’élaboration ou la recherche des solutions est une attitude courante que pratiquent les scientifiques et les ingénieurs. La recherche scientifique conduit à l’élaboration d’objets de pensée et d’objets réels qui participent au processus de construction de la
science à l’œuvre et portent le nom de découvertes et d’innovations scientifiques et technologiques.
En s’inscrivant résolument dans la perspective rappelée ci-dessus, perspective nécessairement interdisciplinaire, le travail de l’étudiant mettra en évidence la construction de l’un des objets de pensée ou réels évoqués plus haut adhérant au thème imposé et s’appropriera une partie significative de la démarche de recherche
scientifique mise en jeu : problématique, modélisation, critique scientifique, réalisation... À travers certains de ces aspects, l’étudiant apportera sa contribution personnelle, qui prendra la forme la mieux adaptée au sujet traité : expérience, représentation, explication, conceptualisation, fabrication, dialogue scientifique...
Contenu du TPE
Le travail fourni comportera donc une production personnelle de l’étudiant (observation et description d’objets naturels ou artificiels, collecte, tri et traitement de données, mise en évidence de phénomènes, expérimentation, exploitation de l’outil informatique, modélisation, investigation de nouveaux champs d’application...) réalisée dans le cadre du sujet choisi adhérant au thème. Cette production ne peut en aucun cas se limiter à une simple synthèse d’informations collectées, mais devra comporter une “valeur ajoutée” apportée par l’étudiant.
Les étudiants effectuent ces travaux de façon individuelle ou bien en petit groupe (au maximum cinq étudiants par groupe). Chaque étudiant doit s’engager personnellement sur l’intégralité du travail présenté.
Conseils pour la réalisation de son TPE
Le choix du sujet
Pour un choix de sujet intelligent, il est conseiller de se rapprocher de ses passions et loisirs et d'en parler activement avec vos professeurs afin de les lier avec le thème de l'année. N'hésitez surtout pas à être original dans votre choix !
Faire valider son choix
Une fois que vous avez choisi votre sujet, il faut mettre en place une problématique qui servira de colonne vertébrale pour votre projet. En effet, vous devez être certain du niveau scientifique de votre projet pour qu'il soit au moins égal à celui des classes préparatoires. C'est d'ailleurs ici que vos professeurs vous épauleront puisqu'ils connaissent le programme de l'année et pourront ainsi vous guider sur le choix des outils et des connaissances à apporter et à utiliser. Ainsi, vous saurez si votre idée est réalisable afin de ne pas perdre trop de temps.
Le sujet étant défini, la problématique posée, il faut se mettre au travail le plus vite possible, en surfant sur l’enthousiasme des promesses du sujet. Par quoi commencer pour réussir le TPE ? Voici quelques pistes.
Débuter le projet
La première expérience
Pour faire un bon choix de première manipulation, n'hésitez pas à faire appel à votre professeur physique ou aux préparateurs qui pourront vous conseiller des protocoles assez complets. Vous pouvez également vous rapprocher d'internet.
Servez vous des anciens sujets de concours
Ils vous permettront de faire naître des idées et des réflexions dans vos esprits puisqu'ils correspondent au niveau qui sera attendu de vous en fin d'année lorsque vous devrez présenter votre projet. Vous pourrez alors utiliser les lois, mais aussi les démonstrations ou encore des noms de scientifiques ayant travaillé sur un thème semblable au votre.
Utilisez les livres !
Bien sûr, il est conseillé de se servir de revues scientifiques ou encore de thèses ou de doctorat afin d'étoffer vos références bibliographiques. Pensez alors à archiver les liens ou à télécharger les pdf des document qui vous seront utiles.
Savoir s'il faut continuer ou changer de sujet
Après les vacances de la Toussaint, vous devrez faire le point sur votre travail et faire un choix :
- Si votre sujet vous plaît et que vous commencez à avoir des résultats qui peuvent aboutir vers des développements complets alors confirmez votre choix de sujet et approfondissez votre problématique tout en prenant note et en synthétisant les résultats déjà obtenus.
- Si votre sujet vous plaît mais qu'au court de vos expériences vous avez découvert une piste plus intéressante alors gardez ce sujet, mais changez de problématique afin de rendre celle-ci plus pertinente. Sachez en tout cas que le travail commencé n'est pas perdu car il vous a permis d'en savoir plus sur le sujet.
- Si le sujet ne vous plaît pas ou qu'il vous semble trop difficile à réaliser alors il est encore temps pour vous de changer de sujet. Avant de statuer, n'hésitez surtout pas à demander conseil à vos professeurs.
La théorie et les expériences
Il ne faut surtout pas négliger la partie théorique de votre TPE car celle-ci doit être parfaitement maîtrisée. C'est pourquoi il peut parfois être pertinent de revoir à la baisse son ambition scientifique. En effet, on ne vous demande pas de restituer la totalité d'une thèse mais de comprendre le coeur de votre sujet et de savoir redémontrer la totalité de celui-ci.
Ne faites pas des expériences pour dire que vous faites des expériences puisqu'effectivement une expérience doit servir votre projet et confirmer votre hypothèse ou soulever une question. Pensez aux incertitudes et relevez les différents aléas de manipulation, il ne faut pas les cacher mais les exploiter : vous n'êtes pas des robots, vous avez le droit à l'erreur et vous devez les reconnaître.
Lorsque vous avez besoin de matériel pour vos manipulations, faites le correctement et par écrit afin de faciliter le travail des laborantins. Et même si votre expérience ne se passe pas comme prévue et vous donne un résultat totalement différent de ce à quoi vous vous attendiez, prenez en note dans un coin afin de vous en resservir peut-être plus tard.
Conseils pour la partie manipulation et pratique du TPE
La mise au point d'un protocole de manipulation
Il est important de rapidement commencer à réfléchir au cheminement de votre manipulation. En effet, il faut que vous sachiez où vous voulez aller et ce que vous avez à démontrer pour commencer à envisager les moyens à utiliser. C'est ce que l'on appelle la rédaction de votre protocole expérimental.
C'est votre plan de travail. Au brouillon, notez vos idées. Reprenez-les une par une et pensez à la façon dont vous comptez mettre en oeuvre et réaliser l'expérience.
- Cette expérience répond-t-elle à la question posée dans l'a problématique ? ;
- Suis-je en mesure d'effectuer cette expérience ? ;
- Ai-je les connaissances nécessaires pour interpréter les résultats de mon expérience ?
Une fois cette check-list validée, vous pouvez rédiger au propre votre protocole expérimental.
Pour cela, écrivez proprement et lisiblement en utilisant des phrases courtes et des mots clairs. Inutile de vous noyer dans des explications trop poussées. Vous devez utiliser des verbes d'action qui traduisent uniquement les actes que vous allez réaliser durant votre expérience.
En fin de rédaction du protocole expérimental, pensez à surtout mentionner les mesures de sécurité à prendre pour la réalisation de votre expérience. mentionnez les équipement de sécurité nécessaires : lunettes, gants, blouse, hotte aspirante, etc.
Vous pouvez aussi agrémenter le protocole d'un schéma de l'expérience en détaillant de manière précise le matériel utilisé et en soignant votre dessin.
Énoncer ses hypothèses
Ecrivez les hypothèses que vous souhaitez démontrer à l'issue de votre expérience. Indiquez dans quels cas elles sont validées et dans quels cas elle sont réfutées.
Réaliser l'expérience demandée
Maintenant que le protocole et les hypothèses ont été posés et établis, vous pouvez vous mettre à la pratique. Utilisez bien les équipements de protection utiles à la réalisation de l'expérience. Procédez avec calme et rigueur. Suivez pas à pas les étapes du protocole expérimental. N'hésitez pas à prendre des notes pendant l'expérience, vous pourrez ainsi en rendre compte. Inscrivez vos problèmes rencontrés ou éventuellement les modifications que vous avez du apporter au protocole pour rendre l'expérience réalisable.
Rédiger le compte-rendu
Dans votre compte-rendu, vous devez rapporter le résultat de votre expérience tout en validant ou en réfutant votre ou vos hypothèses. Notez bien le déroulement de votre expérience et les conclusions que vous en avez tiré. Vous pouvez y ajouter des remarques sur la réalisation de l'expérience.
On peut également ajouter des documents tels que des photographies de l'expérience ou encore des croquis et des graphiques.
Conclure la manipulation
Pour finir, vous devez rédiger une conclusion. Dans cette dernière, reprenez l'énoncé et apportez y une réponse, en vous servant de votre expérience pour la justifier. Soignez bien cette partie, c'est elle qui solde votre manipulation et votre note en dépend beaucoup.
Autre conseil : les graphiques
Ne pas oublier d'indiquer le titre, les grandeurs correspondant à l'abscisse et l'ordonnée avec leur unité et l'échelle utilisée.
Les "points" seront préférentiellement des croix "droites": trait horizontal + trait vertical bien visibles!
Si la courbe est censée être une droite, vérifier l'alignement des points (et le préciser dans le compte-rendu) et tracer une droite "moyenne". Calculer son coefficient (sa pente), quasiment toujours utilisée pour conclure et surtout, représentez les incertitudes !
Exemple de sujet : Les Différents Types de Capteurs TPE 2010 : Comment automatiser une barrière de péage ?
Les Différents Types de Capteurs
Le monde qui nous entoure est composé d'innombrables de capteurs. Ils peuvent revêtir des formes très variées et être conçues pour des usages bien divers. Il était donc nécessaire de doter notre maquette de plusieurs capteurs
Petite introduction sur les capteurs (Familles, spécificités etc.)
Ces informations sont le fruit de recherches qui ont couvert les quatre premières semaines de notre TPE.
Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable. En d'autres termes, les capteurs prélèvent une information sur le comportement de la partie opérative et la transforment en une information exploitable par la partie commande (donc sous une forme électrique). Le but étant de faire évoluer le système aux caractéristiques de l' environnement extérieur.
Dans les systèmes automatisés séquentiels, la partie commande traite des variables logiques ou numériques. L'information délivrée par un capteur pourra être logique (2 états), numériques (valeur discrète) ou analogique.
Nous pouvons caractériser les capteur selon deux critères :
-
en fonction de la grandeur mesurée ; on parle de capteurs de position, de température, de vitesse, de force, de pression etc.
-
en fonction du caractère de l'information délivrée ; on parle alors de capteurs logiques appelés aussi capteurs tout ou rien ( TOR ), de capteurs analogiques ou numériques.
On peut alors classer les capteurs en deux catégories, les capteurs à contact qui nécessitent un contact direct avec l'objet à détecter et les capteurs de proximité. Chaque catégorie peut être subdivisée en trois catégories de capteurs : les capteurs mécaniques, électriques, pneumatique. Pour choisir un capteur spécifique, il faut donc chercher à délimiter les principales caractéristiques que l'on souhaite lui attacher. Globalement, voici les caractéristiques que nous avons cherché à délimiter :
-
L'étendu de la mesure : C'est plus ou moins la différence entre le plus petit signal détecté et le plus grand perceptible.
-
La sensibilité : c'est la plus petite variation d'une grandeur physique que peut détecter un capteur.
-
La rapidité : c'est le temps de réaction d'un capteur entre la variation de la grandeur physique qu'il mesure et l'instant où l'information est prise en compte par la partie commande.
Tous les capteurs présentent deux parties distinctes. Une première partie qui a pour rôle de détecter ou mesurer un événement et une deuxième partie qui a pour rôle de traduire un événement en un signal compréhensible par un système de contrôle PC. Pour choisir correctement un capteur, il est donc important de définir (cours de math 3eme) :
-
Le type d'évènement à détecter
-
La nature de l'évènement.
-
La grandeur de l'évènement.
En fonction de ces paramètres, on pourra effectuer un ou plusieurs choix pour un type de détection. D'autres éléments peuvent permettre de cibler précisément le capteur a utiliser.
-
Ses performances.
-
Son encombrement.
-
Sa fiabilité.
-
La nature du signal délivré par la capteur ( électrique, pneumatique etc. )
-
Son prix...
L'analyse de ces critères a été couteuse en temps mais le choix du capteur nous semblait crucial.
Nous nous sommes également documenté sur la nature des différents types de capteurs qui existait. Nous préférons vous les présenter dans un tableau selon leurs spécificités de manière à bien les différencier.
Comment demander de l'aide en cours de maths en ligne ?
Les types de capteurs les plus fréquents
| Type de capteur | Description, utilisation, fonctionnement et exemple |
|---|---|
| Inductif | Produisent dans l'axe du capteur un champ magnétique oscillant. Ce champ est généré par système constitué d'une self et d'une capacité montée en parallèle. Lorsqu'un objet métallique pénètre dans ce champ, il y a perturbation de ce champ, atténuation du champ oscillant. |
| Capacitif | Capteurs de proximité qui permettent de détecter des objets métalliques ou isolants. Lorsqu'un objet entre dans le champ de détection des électrodes sensibles du capteur, la fréquence des oscillations est modifiée en même temps que la capacité de couplage du condensateur. |
| Capteur photoélectrique ou optique | Il se compose d'un émetteur de lumière associé à un récepteur. La détection d'un objet se fait par coupure du faisceau lumineux |
| Capteur de position | Ce sont des capteurs à contact. Ils peuvent être équipe d'un galet, d'une tige souple, d'une bille. L'information donnée par ce type de capteur est de type tout ou rien et peut être électrique ou pneumatique. |
| Capteur ILS (Interrupteur à Lame Souple) | Un capteur ILS est un capteur de proximité composé d'une lame souple sensible à la présence d'un champ magnétique mobile. Lorsque le champ se trouve sous la lame, il ferme le contact du circuit provoquant la commutation du capteur. Ce capteur se monte directement sur un vérin et permet de détecter des positions autres que les positions extrêmes. Pour utiliser ce type de capteur, il est nécessaire d'utiliser un vérin comportant un aimant sur le piston. |
| Capteurs à fuite | Les capteurs à fuite sont des capteurs de contact. Le contact avec l'objet à détecter peut se faire soit par une tige souple, soit par une bille. Pour pouvoir fonctionner correctement, ces capteurs doivent être couplés avec un relais pour capteur à fuite. Le capteur est alimenté en pression par le relais. L'air peut alors s'échapper de ce capteur par un orifice prévu à cet effet. Lorsque la bille ou la lame souple est déplacée dans son logement, elle obture l'orifice d'évacuation d'air et le relais pour capteur à fuite se déclenche et émet un signal à la pression industrielle. |
| Capteur de température | Pyromètre, thermomètre, sonde PT100, thermocouple, thermistance... |
| Capteur de pression | Tube de Bourdon, capsule anéroïde, piézo-électrique, corde vibrante, baromètre, hypsomètre... |
| Capteur de lumière | Photodiode ou phototransistor, capteur photographique, cellule photoélectrique... |
| Capteur de débit | Débitmètre à turbine, roues ovales, plaque à orifice, tube de Pitot, débitmètre à effet vortex, débitmètre, électromagnétique, débitmètre à Venturi, débitmètre à ultrasons, débitmètre ionique, débitmètre massique... |
| Capteur de courant | Capteur de courant à effet Hall, Shunt... |
| Capteur de son | Microphone, hydrophone... |
Vous cherchez des cours de maths ?
Vous avez aimé cet article ? Notez-le !
Loading...
Si vous désirez une aide personnalisée, contactez dès maintenant l’un de nos professeurs !
J’aie deux lacrosse technologue 7 n 13. V010U les deux ne capte pas la météo exterieur un depuis 6 mois et l’autre depuis 3 semaine
Vraiment c’est bien détaillé mais parlé plus sur les capteurs de température
Oui j’aime c’est cours ici trompes
c’était fort sympatique très chère ami
unge
Bonsoir à tous et à toutes
Svp aidez moi à
1-enumerer tous les capteurs de températures existants(types).
2-pour chaque type, donner les sous types et leurs domaines d’utilisation.
3-donner l’exemple des capteurs actifs et passifs.
4-Dans un domaine de mesure(de votre choix), donner l’exemple d’un capteur capacitif et d’un capteur inductif.
flemme
Je recherche en fait les noms systématiques des différents types de capteurs(aactif et passif)
Merci pour toutes ces connaissances mises à notre disposition. Je suis en train de rédiger un article qui va le même sens que ceci. Alors je voudrais que vous m’aidiez sur le choix des ouvrages liés à la domotique. Merci de me répondre.
Bsr très intéressant je travail également sur un rideau motorisé et je voudrais plus de précisions sur les capteurs svp