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Secrétariat Général
Direction générale des ressources humaines
Sous-direction du recrutement
Les rapports des jurys des concours sont établis sous la responsabilité des présidents de jury
2009 Source DGRH 1
Concours du second degré – Rapport de jury
Session 2009
AGRÉGATION INTERNE et C.A.E.R.
GÉNIE ÉLECTRIQUE
Rapport de jury présenté par Claude Bergmann,inspecteur général de l'éducation nationale, président du Jury
MODALITES DU CONCOURS DE L’AGREGATION INTERNE ANNEXE A L’ARRETE DU 12 SEPTEMBRE 1988 FIXANT LES MODALITES DES CONCOURS DE
L’AGREGATION
EPREUVES DU CONCOURS INTERNE DE L’AGREGATION SECTION GENIE ELECTRIQUE
A. –Epreuves écrites d’admissibilité
1ère épreuve d'admissibilité. Durée maximale : 8heures Coefficient : 1 L'épreuve, qui prend appui sur un système industriel défini par une documentation technique, s'organise en deux parties. La première permet d'évaluer les capacités du candidat à utiliser ses connaissances scientifiques et techniques pour expliciter ou valider les solutions retenues. - La seconde permet d'évaluer les capacités du candidat à utiliser le support proposé pour élaborer un exercice permettant l'évaluation des connaissances et méthodes acquises par les élèves. - Le candidat doit situer l'exercice dans un processus d'apprentissage et par rapport aux autres enseignements scientifiques ou techniques qui lui sont associés.
2ème épreuve d'admissibilité. Durée maximale : 6heures Coefficient : 1L'épreuve permet d'évaluer les capacités du candidat à :- à mobiliser ses connaissances en automatique pour analyser et résoudre un problème d’automatisation ; - à proposer, pour certains points clés mis en évidence lors de l’étude, la ressource méthodologique et les techniques pédago-giques nécessaires à l’enseignement à un niveau de formation déterminé.
B. –Epreuves orales d’admission 1ère épreuve d'admission. Durée : 1heure Coefficient : 1 L’épreuve consiste en la présentation et la soutenance par le candidat d’un dossier original relatif à un projet qu’il a conduit dans le cadre de la discipline dans laquelle il enseigne.Le thème du projet est pris dans les programmes des enseignements technologiques de la spécialité donnés dans les classes terminales de lycée ou dans les classes post-baccalauréat. Le projet doit mettre en valeur : - d'une part, la dimension technologique du thème dans ses composantes scientifiques, techniques et aussi économiques, sociales et humaines ; - d'autre part, les aspects pédagogiques en relation avec le niveau d'enseignement retenu. Le candidat dispose de trente minutes pour présenter : - les raisons qui l'ont conduit au choix du thème ; - les réalisations (documents, matériels, logiciels) relatives aux aspects techniques et pédagogiques du projet ; - les objectifs pédagogiques retenus, leur opérationnalisation, notamment les modes et critères d'évaluation retenus ; - les documents d'enseignement établis. Le jury, au cours de l'entretien de trente minutes qui suit l'exposé, peut : - faire approfondir certains points du projet ; - demander des précisions sur les solutions techniques adoptées ; - faire expliciter certains aspects de la démarche pédagogique. Le jury apprécie : - la valeur industrielle, technique et économique du thème retenu ; - la qualité du travail effectué ; - les connaissances scientifiques et techniques du candidat ; - la maîtrise de la didactique de la discipline, des méthodes et moyens d'enseignement ; - la connaissance de l'environnement du système technique support du thème ; - la qualité d'expression et de communication du candidat. 2ème épreuve d'admission. Durée maximale : 8heures Coefficient : 1 Cette épreuve consiste à exploiter des documents techniques et pédagogiques relatifs à une séquence de « travaux pratiques » ou à une séquence à caractère expérimental, élément d’un processus d’apprentissage. Elle permet d'évaluer les capacités du candidat à : - proposer et justifier les principes, méthodes et modes opératoires à mettre en œuvre et à dégager les concepts auxquels ils se rattachent ; - réaliser, pour tout ou partie selon la durée impartie, l'activité prévue. Le programme du concours est défini par référence aux programmes des B.T.S et D.U.T de la spécialité. N.B.- Afin de permettre au candidat de composer dans les disciplines correspondant à son enseignement, il choisira de traiter, pour l’ensemble des épreuves du concours, soit la dominante électrotechnique (option B), soit la dominante électronique (option A).
AGREGATION INTERNE DE GENIE ELECTRIQUE
COMPOSITION DU JURY – SESSION 2009
M. BERGMANN Claude Inspecteur général de l’éducation nationale, Président, M. LEFEBVRE Christian Inspecteur d’académie, inspecteur pédagogique régional, Toulouse, M. CIMELLI Claudio Inspecteur d’académie, inspecteur pédagogique régional, Créteil, M. ALIN François Professeur Agrégé Reims, Mme BOUYSSONNADE Solange Professeur Agrégé Bordeaux, M. CAUET Sébastien Maître de conférences Poitiers, Mme COSTA Pascale Professeur de chaire supérieure Paris, Mme FRENEA-ROBIN Marie Maître de conférences Lyon, M. GALLOY Damien Professeur Agrégé Toulouse, M. GARNIER Claude Professeur Agrégé Aix-Marseille, M. GARNIER Eric Professeur Agrégé Limoges, M. GRAS Olivier Professeur Agrégé Aix-Marseille, M. HOUZET Eric Professeur Agrégé Reims M. LABOURE Eric Maître de conférences Créteil, M. LIEBAUT Jean-François Professeur Agrégé Créteil, M. LONGBIEN Jean-François Professeur Agrégé Lille, M. MILLET Christophe Maître de conférences Nantes, M. NARBONNE Yves Professeur Agrégé Limoges, M. PICARD Alain Inspecteur d’académie, inspecteur pédagogique régional, Nantes M. PERRIN Sylvain Professeur Agrégé Nancy-Metz, M. RUAUD Jacques Professeur Agrégé Nantes, M. SOUCHAY Alain Professeur Agrégé Aix-Marseille, M. VANDEVILLE Fred Professeur Agrégé Lille.
AGREGATION INTERNE DE GENIE ELECTRIQUE
SESSION 2009
DONNEES QUANTITATIVES CONCOURS INTERNE
Nombre de postes : 12 Nombre de candidats inscrits : 333 Nombre de candidats présents aux deux épreuves d’admissibilité : Option A : 82 Option B : 127 Nombre de candidats admissibles : Option A : 13 Option B : 18 Nombre de candidats admissibles présents : Option A : 12 Option B : 14 Nombre de candidats admis : Option A : 4 Option B : 3 Moyenne du premier admissible : Option A : 8,29 Option B : 9,74 Moyenne du dernier admissible : Option A : 6,00 Option B : 6,01 Moyenne du premier admis : Option A : 11,93 Option B : 12,84 Moyenne du dernier admis Option A : 9,00 Option B : 9,36
AGREGATION INTERNE DE GENIE ELECTRIQUE
SESSION 2009
DONNEES QUANTITATIVES CONCOURS D’ACCES A L’ECHELLE DE REMUNERATION DES PROFESSEURS AGREGES
Nombre de postes : 4 Nombre de candidats inscrits : 49 Nombre de candidats présents aux deux épreuves d’admissibilité : Option A : 20 Option B : 11 Nombre de candidats admissibles : Option A : 3 Option B : 0 Nombre de candidats admissibles présents : Option A : 3 Option B : 0 Nombre de candidats admis : Option A : 1 Option B : 0 Moyenne du premier admissible : Option A : 6,97 Option B : Moyenne du dernier admissible : Option A : 6,14 Option B : Moyenne du premier admis : Option A : 9,49 Option B : Moyenne du dernier admis Option A : 9,49 Option B :
AGREGATION INTERNE DE GENIE ELECTRIQUE
ANALYSE DES RESULTATS CONCOURS INTERNE
Note la plus basse
Note moyenne
Note la plus haute
Epreuves d’admissibilité 1ère épreuve (101) Option A 0 4,19 9,68 Option B 0 3,37 9,29 2ème épreuve (102) Option A 0,31 4,12 7,79 Option B 0,05 3,68 10,18 Epreuves d’admission 1ère épreuve (203 entretien) Option A 2 8,42 20 Option B 0,5 8,25 17 2ème épreuve (204 TP) Option A 3 10,00 16 Option B 7 11,43 17,5
ANALYSE DES RESULTATS C.A.E.R.P.A
Note la plus basse
Note moyenne
Note la plus haute
Epreuves d’admissibilité 1ère épreuve Option A 0 3,66 7,14 Option B 0,10 3,06 5,56 2ème épreuve Option A 0,73 3,78 6,81 Option B 1,77 3,15 6,60 Epreuves d’admission 1ère épreuve Option A 0 - 8 Option B - - - 2ème épreuve Option A 2,5 - 16 Option B - - -
ÉTUDE D’UN SYSTÈME INDUSTRIEL
Option A : ÉLECTRONIQUE ET INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
ÉLÉMENTS DE CORRECTION
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Appellation : adaptation d’impédance, condition Ze=Zg*. ++1 !
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R6-01, R7-01, R8-01, R9-01, R10-01, R11-01, R12-01, R13-01 Valeur : 600
++2 345&%5- 6,,3!
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La tension vaut, VTF-RF/2 = 250mV
++7 ! !(
La puissance est donnée par P=Ve2/4.R, soit P=0,25/4.600=0,000104 P=0,1mW
Schéma structurel de l’entrée analogique :
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C1
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G1
R1
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AutocommutateurPoste téléphonique
Réseau à implanter
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analogiqueZ2RT
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ωω
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1
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RTC
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GND
Autocommutateur
Usager X
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HC9P5504B5
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Ligne interne
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Tension émise par Y vers X
Tension émise par X reçue par Y
Ligne externe
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Schéma équivalent du duplexeur pour la transmission d’un signal à partir de l’autocommutateur vers l’usager X
Schéma équivalent du duplexeur pour la transmission d’un signal de l’usager X vers l’autocommutateur.
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Problématique : comment établir une liaison entre deux usagers sans que l’écho soit un phénomène gê-nant. +7+ V (
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1209 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz697 Hz 1 2 3 A770 Hz 4 5 6 B852 Hz 7 8 9 C941 Hz * 0 # D
fH (High)
fL (Low)
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0 /0 /10 /0 / $$$ ωωωωωω =−++
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\01 ]/\0+ ]/0 /10 / $$$$ ωωωω −−−=
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! !9 ! 4V5/! O ! ";
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J;/b40 L
J;1E /b40J&+&J&1
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2+7 ! !! !! &/ 260
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2
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$
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L( )#
L-( N# /! 0
L!
L! !
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21+ -! ! !(
Chaque coefficient nécessite : & N multiplications complexes ; & (N-1) additions complexes ;
211 -! ! !-
) ! !#
& N*N multiplications complexes ; & N*(N-1) additions complexes ;
212 -! !- )
! !#
Il est nécessaire de remarquer que : & une addition complexe fait intervenir 2 additions réelles ; (a+jb)+(c+jd)= a+c +j(b+d) & Une multiplication complexe fait intervenir 4 multiplications réelles, 2 additions et soustrac-
tion réelles; (a+jb)(c+jd)=ac-bd+j(bc+ad) Ce qui donne :
& 4*N*N multiplications réelles ; & 2*N*N additions dues aux multiplications. & 2*N*(N-1) additions réelles ;
217 ( -! EE44!
" ( BCD"! ! 1,,
/ Q (1,VD"01,6(
Nous avons 4N² multiplications à réaliser, soit 33,6 ms pour les multiplications Nous avons 2*N*(N-1)+ 2N² additions à réaliser, soit 33,5 ms pour les additions Il est nécessaire d’acquérir les 205 échantillons et de rajouter le temps de calcul, soit 25,6ms+33,6ms+33,5ms= 92,8 ms Nous sommes dans une situation tangente car nous pouvons avoir une rapidité de numérotation de 93 ms mini-mum. Nous pouvons avoir des difficultés pour reconnaître deux chiffres expédiés l’un à la suite de l’autre.
$
$ 4 .1π−=/2
$
$
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2
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4/344/32 1.
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,
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$
2
$
2
$
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$ 4444 1.
1 =
216 ! --!
Réaliser une FFT. 21< -! )
On rappelle que l’algorithme de la FFT peut se mettre sous cette forme pour 8 valeurs : 0 .
Il suffit de séparer les paires et les impaires
Puis de poser que :
pour n paire
pour n impaire soit
Comme
Et que
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=
−=+
,
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/2
$
$
/
2
$
/2
$
$
/
4/344/32 1.
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,
1.
+01./
,
\+1]\1]\] ++= −
=
−
=
B2 1=
$$ 1
$$ 1
$$ 1c7
$$ 1c7
Alors
3.2.6.2 !
Nous avons 2*(N/2)²+N multiplications.
21> !B( B (( ! - - !
)(
3 fois 21B ! !-! )
Nous pouvons remarquer sur le diagramme de la FFT que nous avons 3 séries de 8 multiplications qui sont réalisées. Soit, comme 8 est le nombre d’échantillons et 3 est Nous pouvons en déduire que le nombre de multiplications est
De la même façon, nous pouvons en déduire que le nombre d’additions est de
soit pour 8 échantillons, nous obtenons : 24 multiplications et 24 additions 3.2.9 ( -! EE44/!
" ( BCD"! ! 1,,
/ Q (1,VD"01,6( L
soit pour 205 échantillons, nous obtenons pour le nombre d’opérations réelles : , soit 1,1 ms. De la même façon, nous additions soit 1,1 ms. Nous obtenons donc 2,2 ms Il est nécessaire d’acquérir les 205 échantillons et de rajouter le temps de calcul, soit 25,6ms+2,2ms= 27,18 ms Cette méthode permet de décoder le signal. ++ 3 67 * ! ( )+,VD"!!)7VD"
! (( !! !
- ! - - ! (
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0/\]$
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[ ] 0/ $6 2$2 ==
[ ] ( ) ( ) ( ) ( ) −
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−−
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π
π
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+
0/−− −
=−
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5
5
5556
2$
2$
$
2 ππ
π
V ! L
FU
%! ! !
En remarquant que
Nous allons multiplier l’équation de la transformée de fourrier par ce facteur
soit
C Pour cela, nous allons faire le constat que la réponse de ce filtre peut se mettre sous la forme :
Soit en considérant que :
En utilisant la transformée en z du produit de convolution
Nous obtenons
[ ] 0+/0/
1
−+= %7%3%7 2
2$
2
π
222 !!! -!
!
L’équation est : Elle peut être représentée par le graphe : Nous avons une multiplication et une addition complexe, ce qui se traduit par 4 multiplications réelles et 4 additions réelles, soit pour les N échantillons, 4N multiplications et 4N additions pour chaque fréquence.
( )1+
+
1
1 1+
+
0/
0/
−−
−−
+−
−==55
$
2
5
5
565"
2$
2
22 π
π
[ ] 01/0+/1
10/ −−−+= %*%*$
2%3%* 222
π
[ ] 2$
222 %*%*%7
π1
0+/0/−
−−=
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1
+
1
+
1
+
1
1 1+
+
++
+
−−
−−
−−−
−−
+−
−=
−
−
−=55
$
2
5
55
55"
2$
2$2
$
2$
2 π
π
ππ
π
1+
+
1
1+ 1 1+
0/
01
1+/
0/0/
−−
−−
−− +−−
+−=
55$
2
55
55$
2
556
2$
222 ππ
π
01
1+/
0/0/
1+ −− +−=
55$
2
55* 2
2 π
+
1
0/0/0/ −−−= 55*5*56
2$
222
π
227 4V5 !( B
)# ! -! !
! !! !- (W")!
(!
;
Il est simplement nécessaire de multiplier l’équation du filtre précédent par le complexe conjugué, et nous obte-nons l’équation du filtre A partir de cette relation, nous pouvons écrire : Soit, en posant
Nous obtenons
[ ]%72[ ] 0/$6 2$2 ==
1+ 0/0/1
10/0/ −− −+= 55*55*$
255* 2222
π
[ ] 01/0+/1
10/ −−−+= %*%*$
2%3%* 222
π
[ ] 2$
222 %*%*%7
π1
0+/0/−
−−=
0/$ 2
[ ] 00+/0/0/0+/0//
111 2
$
22
2$
222 $*$*$*$*$
ππ
−−−−=−
[ ] 00/0+/1
10+/0// 111$*$*
$
2$*$*$ 22222 −−−+= π
Donc comme nous recherchons la structure à implémenter, nous pouvons par transformation inverse de fourrier trouver l’expression de l’algorithme.
Soit :
Et naturellement à partir de l’autre équation, il vient :
Pour n=N
226 ! ! ) ! E!(
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Pour n=N nous avons Soit pour avoir une image de l’énergie de
Il ne s’agit ensuite que d’effectuer le calcul une fois par fréquence après que le calcul sur les N échantillons ait été réalisé.
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22< ! (W"-!
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Pour Dk[n] : 1 multiplication réelle et 2 additions réelles, cela à répéter N fois pour chaque fréquence attendue. Dans ce cas, il est possible d’effectuer le calcul élémentaire (1 multiplication et 2 additions) au même rythme que l’échantillonnage. Puis il s’agit de répéter 8 fois ce calcul élémentaire dans une période d’échantillonnage pour repérer toutes les fréquences. Vérification : temps de calcul : 3*200 ns, soit 600 ns, pour les 8 échantillons nous avons 4,8 s de temps d’exécution, ce qui est bien inférieur à la période d’échantillonnage qui est de 125 s. A la fin des N échantillons, il ne reste que 8 calculs à réaliser pour déterminer et savoir si deux fréquences sont présentes. Nous devons rajouter au temps d’échantillonnage, 3 multiplications réel-les et 2 additions, cela 8 fois. Nombre total d’opérations à réaliser après l’acquisition des N échantillons : 40 opérations au total Soit 8 s Temps total d’exécution : 25,6ms+8 s+ 4,8 s = 25,612 ms
22> E ( ! )!!
C’est la méthode la plus rapide compte tenu de la possibilité de faire le calcul en partie pendant l’échantillonnage. Les précautions à prendre sont essentiellement sur le choix du nombre d’échantillons en fonction de la fréquence d’échantillonnage et surtout le nombre de bits nécessaire à la représentation du ton.
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Title
Size Document Number Rev
Date: Sheet of
1
Interf ace Numérique (I) Partielle
A
1 1Saturday , May 17, 2008
TONE/MSI18
LBL4
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MC145423IM01
1 21IM03A
74HCU04
Q1
8,192MHz
21RM01
2.2k
1
2
CM0122nF
1
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Q74
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Q912
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Q121
VCC16
GN
D8 IM02
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VCC
LI
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PCMR8LALN
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VREF
H8KLN0
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100nF
LO1LO2
DUPLEXEUR
TIP
RING
TIP - RING : Ligne Téléphonique
88
8:
16K\<B>
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ÉTUDE D’UN SYSTÈME INDUSTRIEL
Option A : ÉLECTRONIQUE ET INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
COMMENTAIRES DU JURY
Le système étudié au cours de cette épreuve est un autocommutateur iPBX . Le sujet était constitué de 7 parties indépendantes :
• La partie 1 portait sur l'étude des conditions de transmission du signal analogique sur une ligne télé-phonique
• La partie 2 permettait d’aborder la protection de l’IPBX contre les phénomènes de foudre. • La partie 3 était relative à l’étude de signalisation de numérotation (codage, décodage DTMF par algo-
rithme de Goertzel). • La partie 4 était relative à la numérisation de la voix et de la loi de compression (loi A). • La partie 5 était axée sur l'étude de l’UDLT (modem universel traitant la voix et les données), l’étude
portait principalement sur l’oscillateur et l’effet Piézoélectrique. • La partie 6 consistait à analyser le principe des modulations numériques utilisées par l’IpBx. • La partie 7 consistait en l’élaboration d’une ou plusieurs séquences pédagogiques permettant de met-
tre en évidence les principes mis en œuvre pour adapter un réseau local à la mise en œuvre de la VoIP.
Compte tenu de l’erreur de reprographie sur les documents constructeurs fournis, quelques questions de la partie 2 et les questions des parties 5.1 et 6.5.2 à 6.5.5 n’ont pu être abordées dans de bonnes conditions par les candi-dats. Toutes les réponses fournies par les candidats sur ces parties ont été évaluées et intégrées dans le proces-sus de correction. La notation de ces parties a été intégrée dans la partie pédagogique.
A. Partie 1 :
La plupart des candidats ont traité cette partie constituée de calculs sur des structures analogiques connues. La première série de questions permettait au candidat de caractériser une ligne téléphonique puis de dimensionner un réseau d'adaptation constitué de composants passifs. Une seconde série de questions portait sur l'étude d'un duplexeur réalisé à partir d'un circuit intégré spécifique. Des calculs simples sur des structures à amplificateurs intégrés linéaires permettaient de quantifier les composants externes à mettre en œuvre autour du duplexeur pour éviter d'éventuels problèmes de diaphonie dans la ligne différentielle. Enfin, la dernière série de questions était relative à l'étude du phénomène d'écho rencontré sur une ligne télépho-nique grande distance. Après modélisation de l'écho, le candidat devait proposer l'équation de récurrence à im-plémenter dans un filtre numérique pour éliminer l'écho sur la liaison téléphonique. Le jury constate que les candidats ne maîtrisent pas toujours les rudiments des calculs à réaliser autour de structu-res de filtrage analogique ou de structures à amplificateurs intégrés linéaires. Les bases de traitement du signal sont connues par une grande majorité de candidats, cependant, peu d’entre eux les maîtrisent de façon approfon-die.
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B. Partie 2 :
Cette partie était relative à l'étude détaillée de la structure électronique permettant de protéger l'autocommutateur de la foudre. Une erreur de reprographie (des parties de schéma difficilement lisibles et des documentations constructeurs ab-sentes), n’a pas permis aux candidats d’apporter toutes les réponses souhaitées. Le jury a apprécié les réponses apportées par les candidats en fonction de ces manques. Les personnes qui ont abordé l’étude des structures de manière globale et qui ont su expliquer leur rôle qualitativement ont été évalués.
C. Partie 3 :
Cette partie a été peu abordée par les candidats. Certains d’entre eux ont toutefois pu déterminer l’équation aux différences représentatives de la génération des signaux DTMF. En ce qui concerne la détection la relation de la transformée de Fourrier étant donnée, il était possible de déterminer progressivement le nombre d’opérations mis en jeu afin de préciser ses limites en terme de rapidité. La symétrie de la FFT a été partiellement traitée mais peu de candidats ont pu en démontrer l’avantage. La détection par l’algorithme de Goertzel n’a quasiment pas été trai-tée par les candidats alors que sa prise en compte permet d’optimiser le temps de traitement par une réduction du nombre d’opérations nécessaires.
D. Partie 4 :
Cette partie n’a été que partiellement traitée par les candidats. Si le théorème ne Shannon a été évoqué par la majorité, peu d’entre eux ont su traiter la compression logarithmique. Les questions proposées relevaient pourtant de questions de cours sur un domaine habituel de traitement du signal.
E. Partie 5 :
Cette partie a été traitée de façon sérieuse par une bonne partie des candidats. La partie 5.2 est globalement bien traitée, toutefois nombre de candidats sont surpris par les valeurs des compo-sants modélisant l’effet piézo-électrique. De grosses lacunes sont constatées chez certains candidats sur le calcul des impédances d’entrée et de sortie d’un quadripôle.
F. Partie 6 :
La partie 6.1 a permis aux candidats qui l’ont abordée, d’obtenir de bons résultats même pour des non spécialistes des modulations numériques. Les parties 6.2 et 6.3 posaient des problèmes relatifs aux fondamentaux des transmissions numériques. Si cette partie a été réussie par quelques candidats, un grand nombre d’entre eux a montré des lacunes importantes dans l’analyse des différentes modulations numériques. Compte tenu de l’évolution de ces dispositifs dans les systèmes de communication modernes, ces parties devraient être des fondamentaux pour tous les candidats.
Les parties 6.4 et 6.5 ont été moins souvent traitées, le jury regrette que cette approche ne soit pas connue, car la notion de densité spectrale de puissance est fondamentale dans la compréhension des systèmes de trans-mission.
G. Partie 7 :
Cette partie, fondamentale, a été peu abordée (33 copies sur 109). Pour ceux qui l’ont traitée, plusieurs remar-ques s’imposent sur :
- les contenus : l’analyse du dossier de présentation a été très souvent négligée, surtout la partie VoIP comme cela était induit par le sujet. Cette partie comportait de nombreux thèmes d’étude sus-ceptibles d’être traités en section de techniciens supérieurs SE et IRIS. Par exemple, on pouvait s’appuyer sur : les VLAN, la QoS (DiffServ et 802.1p/Q), etc.(voir corrigé).
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- la problématique industrielle : très peu de propositions ont été faites.
- la problématique pédagogique : peu d’exploitation des référentiels, les apprentissages étaient souvent mal situés dans la progression pédagogique.
- la description des activités : le sujet demandait des réponses que très peu de candidats ont apportées.
En conclusion, l’étude des réseaux et des protocoles associés est aujourd’hui incontournable dans nos enseigne-ments. Négliger cette étude conduit souvent à ne traiter que la couche physique des différents modèles de réseaux d’où une vision très incomplète relevée dans plusieurs copies. Nous conseillons aux candidats de ne pas sous-estimer cette partie importante relative au métier d’enseignant et dotée d’un nombre de point important (ici 23 % de la note).
H. Toutes parties confondues :
Trop souvent, les copies sont d’une lisibilité insuffisante pour ce niveau de concours. Les candidats se doivent de produire des documents lisibles, mettant en évidence les résultats obtenus et les raisonnements qui ont permis de les obtenir en n’oubliant pas les unités. Cependant, le jury a apprécié la prestation de certains candidats qui ont su faire des choix et aborder certaines parties de façon approfondie. Compte tenu de la longueur des sujets de concours, c’est une stratégie appréciée qui permet de vérifier les aptitudes de chaque candidat à la résolution de problèmes. Résultats à l’épreuve
Note max. 9,68 Note min. 0,00 Note moy. 4,08
Etype. 2,46
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Option B : ÉLECTROTECHNIQUE ET ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE
ÉTUDE D’UN SYSTÈME INDUSTRIEL
ÉLÉMENTS DE CORRECTION
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322-D
$$
ÉTUDE D’UN SYSTÈME INDUSTRIEL
Option B : ÉLECTROTECHNIQUE ET ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE
COMMENTAIRES DU JURY
Partie A : Etude Mécanique Générale
Le jury constate chez une grande majorité des candidats un niveau très faible en mécanique, domaine consti-tuant pourtant un préalable indispensable à toute étude de motorisation. Si les équations fondamentales de la sta-tique et de la dynamique sont connues, les candidats ne parviennent pas à la solution par manque de méthode et de rigueur, à savoir :
- Pas de schéma du système étudié. Un schéma permet de mettre en évidence les actions mécaniques, de résumer les données du problème, … - Ecriture directe de formules numériques. Cela rend la lecture des développements, tant pour le correcteur que pour le candidat, très pénible. Il est par exemple impossible de détecter une erreur d’homogénéité avec une telle démarche. Par ailleurs dans cette situation, le correcteur n’a pas d’autre choix que d’apprécier les résultats numériques et peut difficilement valoriser la démarche. - Non respect des notations imposées par le sujet.
Les candidats qui débutent leur analyse par une phrase d’introduction présentant la démarche qu’ils vont suivre aboutissent généralement au résultat.
Dans l’application du principe fondamental de la dynamique, de nombreux candidats ont considéré que le cou-
ple résistant était indépendant de la vitesse. Bien que cette hypothèse soit retenue dans de nombreuses études préliminaires, ce n’était pas le cas sur le Tramway.
Il est important que les candidats s’imprègnent de la problématique avant de chercher une solution à un pro-
blème qu’ils n’ont pas clairement identifié.
Partie B : Etude des structures PM1/PM2
Cette partie se décompose en deux sous ensembles pouvant se traiter séparément. Si la première partie né-cessitait une analyse et un tracé des formes d’ondes de structures classiques, la seconde ne demandait qu’une analyse des signaux réels.
La première partie, relativement classique, a été globalement abordée par tous les candidats. La seconde qui abordait la réalité du système et la prise en compte des imperfections n’a pas été beaucoup traitée. Par contre, les candidats qui ont abordé cette dernière partie, s’en sont bien sorti avec des raisonnements simples et corrects.
Etude d’un dévolteur classique : Cette partie a été traitée par un grand nombre de candidats de façon convenable. Le jury regrette trop d’erreurs dans l’analyse d’une structure très classique. Cependant, il faut remarquer que ceux qui maîtrisaient la structure ont su développer les calculs et tracer les graphes sur l’ensemble de cette étude.
Les montages Forward et push pull : Si beaucoup moins de candidats ont abordé cette partie, ils l’ont fait de ma-nière satisfaisante et relativement complète grâce à une bonne connaissance des formes d’ondes des montages à analyser.
Etude du montage réel : La prise en compte des imperfections de la ligne et du transformateur mettait en évidence les problèmes liés à l’empiètement. Cette partie lorsqu’elle a été abordée, l’a été correctement. L’étude du fonc-tionnement en commutation, qui mettait en avant une solution à résonance pour limiter les pertes a été relative-ment peu abordée mais certains candidats l’ont traité de façon convenable.
Partie C : Etude de la structure PM3
$$
Cette partie se décomposait également en deux sous ensembles pouvant se traiter séparément. La première partie mettait en évidence de façon graduelle les avantages et inconvénients de différentes structures et commandes d’un onduleur monophasé. La seconde partie, s’appuyant partiellement sur la première, étudiait la réalité de la structure, à savoir un onduleur triphasé avec ou sans neutre relié.
Onduleur Monophasé : cette partie a été globalement bien traitée par les candidats. Le jury constate que quelques candidats ne maitrisent pas la résolution d’une équation différentielle. Il est suggéré aux candidats d’être plus ri-goureux dans leurs calculs, notamment ceux liés aux décompositions en série de Fourier. Il faut noter également, que beaucoup de candidats ne remettent pas en cause la validité de leurs calculs et n’ont pas abordé les questions de conclusions, destinées à faire le lien avec la partie suivante. Dans cette partie, il était nécessaire de représenter les allures des signaux à la sortie de l’onduleur. Le jury recommande, dans ce cas, aux candidats d’être plus précis dans le tracé de formes d’ondes. Onduleur Triphasé : cette partie a été moins abordée par les candidats et de façon plus ou moins complète et/ou satisfaisante. En effet, on peut noter que certains candidats n’ont pas tenu compte de la nature de la charge et n’ont pas su mettre en évidence correctement, l’influence du neutre relié ou pas.
Question pédagogique
Il est vivement recommandé aux candidats de ne pas négliger cette partie. En effet, les candidats ayant traité de façon satisfaisante cette question ont structuré leur présentation en abordant les points suivants :
• Définition d’objectifs pédagogiques réalistes et conformes au référentiel. • Présentation de la stratégie pédagogique. • Définition de la ou des séquence(s) avec :
- choix argumenté du support (Le système didactique support d’activités doit permettre d’aborder la problématique retenue. Les limites de la représentativité seront impérativement précisées.)
- instrumentation, - stratégie d’évaluation et de synthèse.
Résultats à l’épreuve
Note max. 9,29 Note min. 0,00 Note moy. 3,35
Etype 2,27
$$
ÉTUDE D’UN SYSTÈME D’AUTOMATISATION
Options A et B
ÉLÉMENTS DE CORRECTION I-A-1 En égalisant les volumes entrant et sortant pendant dt, w.e0.v0dt = w.e12.v12dt d’où e0.v0 = e12.v12 I-A-2 Entrée
Cage F1 Inter-cage 12
Inter-cage 23
Inter-cage 34
Inter-cage 45
Inter-cage 56
Inter-cage 67
Sortie Cage F7
Epaisseurs (mm)
e0=35
17,2
8,9
5,3
3,4
2,3
1,8
1,5
Vitesses (m/s)
v0=1
2,0
3,9
6,6
10,3
15,2
19,4
vS=23,3
Vitesse de la tôle en sortie du train de laminage 23,3 m/s 0 84 km/h. I-A-3 w.L0.e0 = w.Ls.es d’où Ls = 1400 m = 1,4 km. I-A-4 eN = e12 + 2.Rt.(1 - cos β). I-A-5 eN.vNx = e12.v12 d’où vNx = I-A-6 vN = Rt.Ωt et vNx = vN.cos β d’où Ωt =
I-A-7 Ωe.Re = Ωt.Rt d’où Ωe = I-A-8 Ωt 0 4,5 rd/s soit 42,9 tr/mn et Ωe 0 2,1 rd/s soit 20 tr/mn. I-B-1 Le rattrapage doit être permanent, il se fait donc en zone de déformation plastique. I-B-2 En zone plastique, la déformation est à volume constant d’où d(sL) =0 donc
s.dL + L.ds = 0 et LdL
sds −= .
I-B-3 ds = d(w.e) = w.de + e.dw d’où wdw
ede
sds += .
wdw
ede = si la diminution de section est uniforme. L
dLw
dw.2sds −== d’où L.2
dLw
dw −= .
I-B-4 11004
wdw −= d’où 1100
8LdL = et .)
LdL(100
11111 010 ×−+= σ 0 133,2 MPa et
T 0 263,7 kN. I-B-5 tg β1 = et tg β2 =
α (degrés) β1 (degrés) β2 (degrés) 19 0,71 0,74 20 0,93 0,96 21 1,14 1,18
e12.v12
e12 + 2.Rt.(1 - cos β)
e12.v12
Rt.cos β .(e12 + 2.Rt.(1 - cos β))
e12.v12
Re.cos β .(e12 + 2.Rt.(1 - cos β))
b.sin α + R - H a + b.cos α
b.sin α + R - H D - (a + b.cos α)
$$
I-B-6
On isole le rouleau du boucleur. Les forces extérieures appliquées sont les tensions T1 et T2 et la réaction F.
On aura donc FTTT 21rρ
−=+=
21r TTT += et || 1T || = || 2T || = TLes trois vecteurs forment un triangle isocèle. Tr = 2.T.cos α0 et 2.α0 + β1 + β2 = π.
D’où Tr = 2.T.sin( 21 (β1Aβ2)).
CT = -F.cos(α1).b = Tr.cos(α1).b avec
β1 + α0 + α1 + ( 2π - α) = π.
d’où
CT = 2.T.b.sin( 21 (β1Aβ2)).cos(α - 2
1 (β1&β2))
α0α0
Tr
T2 T1 α0
C
α1 α b
(β1 + α0)( 2π - α)
T2 T1
F
$$
I-C-1 CP = M.g.b.cos α I-C-2 CB = (M3.D3 + M2.D2 - M1.D1).g.cos α I-C-3 Cem = K.i = et i = I-C-4 On a intérêt à limiter β1 et β2 pour minimiser la charge du moteur. I-C-5 M = ρ.w.e.D 0 95 kg.
α (degrés) CT (Nm) CP (Nm) CB (Nm) Cem (Nm) I (A) 19° 4432 616 3345 988 118 20° 5742 612 3324 1139 136 21° 7025 608 3302 1287 153
II-A-1 La fréquence de u1(t) est de 300 Hz. u1(t) pour ψ1 = 60° u1(t) pour ψ1 = 120°
II-A-2 <u1> = ψπ
ψπ
+
+π
1
1
2d.2sin.2.U321
2
= 1cos2.3.U ψπ .
II-A-3 Fonctionnement
du boucleur Moteur
en montée Frein
en montée Moteur
en descente Frein
en descente Pont en conduction
1 2
2
1
Pont bloqué 2 1 1 2 Réglage 0°< ψ1< 90° 90°< ψ2< 180° 0°< ψ2 < 90° 90°< ψ1 < 180°
II-A-4 <u1> = -27×uc II-A-5 0°< ωTc< 240° d’où 0 < Tc < 13,3 ms. uf1 = λ×uc×e-Tc.p.
temps (ms)
CT + CP + CB η.Rα
temps (ms)
CT + CP + CB η.K.Rα
$$
II-A-6 pT1
1c+ = e-Tc.p, développement en série limité à l’ordre 1.
II-A-7 ψ2 = π - arccos (-0,05.uc). II-B-1 HBO(p) = II-B-2 et II-B-3
II-B-4 C1 0 1 (réglage sur la courbe de gain asymptotique) ou C1 0 2 (réglage sur la courbe de gain réelle). II-B-5ε(p) = ; par le théorème de la valeur finale ε0 = = 5,3 %
(pour C1 = 1) et 3,8 % (C1 = 2 ). ε0 est l’écart en régime statique entre vi (amplitude de l’échelon de consigne) et Kr.i. II-B-6 C’est un correcteur PI.
II-B-7 La compensation du pôle dominant impose τ1 = 30-1 s.
1 1A HBO(0)
Phase (°)
Gain (dB)
-5
5
0
-180
-90
0
|λ|.Kr.C(p) (1+Tcp)(R+Lp)
vi(p) 1A HBO(p)
$$
Alors HBO(p) =)600
p1)(30p(1
C(p)18
++
×=
)600p1(p.
C181
1
+×
τ.
Arg (HBO(jω)) = -135°⇔ ω = 600 rd/s, | HBO(jω)| = 1 ⇔ C1 0 1,6. II-B-8 ε0 = 0 (système asservi de classe 1).
Par le théorème de la valeur finale ε1 = (p))Hp(11
BOplim
0 +→=
11C18×
τ 0 1 mV.
II-B-9 ωo =c
1L.3
I.Kr.IC λ et m = )Kr
33
21
cc
1I..IC
R.(L.I.Kr.IC
21 τλ
λ + .
II-B-10 C1 = I.KrI
3..L c0²λω et τ2 =
²00 .LRm.2ωω − .
II-B-11 τ2 = 2,7 ms et C1 = I.KrI
0,06λ .
II-B-12 C’est une action PD. Cette action n’est pas utilisable telle que car elle amplifie les parasites en haute fré-quence, on lui préfère une action PD filtrée. II-C-1 L’application du théorème de Millmann sur la patte moins de l’amplificateur linéaire donne
2emi
1ec
8i
ZZvu
Rv ++ =0 avec Ze1 =
454
445
).CR.(Rj.1).C.Rj..(1R
+++
ωω
et Ze2 = 181918
181819
).CR.(Rj.1).C.Rj..(1R
+++
ωω
.
II-C-2 De la question précédente on déduit :
uc = - )v.C.Rj.1)).CR.(Rj.(1
RRv()).CR.(Rj.1
.C.Rj.1(RR mi
1818
181918
198i
454
44
85
ωω
ωω
+++×+×++
+×
II-C-3 Kr = 111
RRG
198i = V/A, C(p) est un retard de phase (action PI avec limitation du gain statique) et la correc-
tion appliquée à la mesure du courant est une avance de phase (ou correction PD filtrée). II-C-4 Le gain statique est de 48 dB qui correspond à une amplification de 251. L’erreur de position vaut 0,4 %. II-C-5 On lit graphiquement 0 dB pour ωi 0 80 rd/s. On calcule les constantes de temps. R4C4 0 4 ms ; (R4+R5)C4 0 1 s ; R18C18 0 0,48 ms ; (R18+R19)C18 0 2,68 ms. τe =L/R 0 36,7 ms ; Tc = 1,67 ms est donné. D’où la phase en ωi, ϕi = tg-1(R4C4ωi)+tg-1((R18+R19)C18 ωi)-tg
-1(Tcωi)-tg-1(τeωi)-tg
-1(R18C18ωi)-tg-1((R4+R5)C4ωi)
ϕi 0 - 140° soit une marge de phase de 40°. II-C-6 II-C-7 voir courbe ci-après, 20.log(|H’1(p)|) est en pointillé vert.
uc
vmi
i(p)
Gi
1 R+Lp
λ 1+ Tcp vi(p)
.p).CR(R1.p.CR1
RR
454
44
85
+++×
.p.CR1.p).CR(R1
RR
1818
181918
198
+++×
.p).CR(R1.pC.R1
RR
G1
181918
1818
819
i +++××
H’BO(p) vi(p) i(p)
$$
II-C-8 Pour |HBO(p)|>>1, HBF(p) 0 1 et pour |HBO(p)|<<1, HBF(p) 0 HBO(p), l’approximation est d’autant plus grossière que |HBO(p)| proche de 1 donc autour de ωi. Les constantes de temps (R18+R19)C18 et R18C18 sont compensées et la courbe globale est translatée de 20.log(11) 0 20,8 dB. voir courbe ci-après, 20.log(|HBF(p)|) est en trait plein bordeaux.
III-A-1 Hα1(p) = avec Gs 0 5 rd/Vs, τ0 0 15 ms et θ 0 71 ms (T1 = 39 ms et T2 = 52 ms).
III-A-2 Hα2(p) =p.R
180π.α
.
III-A-3 et III-A-4 Pour P1 (ω1): gain 0 dB et phase - 110° et pour P2 (ω2): gain -8,5 dB et phase - 134°.
ω (r
d/s)
Gai
n (d
B)
- 40
dB/d
ec
- 40
dB/d
ec
- 20
dB/d
ec
1+ θ.p Gs . e
-τ0.p
$$
Les flèches indiquent le sens du parcours quand ω augmente. III-A-5 Si Cα1 > 1, il suffit de translater vers le haut et suivant l’axe des ordonnées de 20.log(Cα1), si 0 < Cα1 < 1, il suffit de translater vers le bas et suivant l’axe des ordonnées de |20.log(Cα1)|. III-A-6 Le lieu c doit être tangent au contour isogain à 2 dB. c s’obtient en translatant d’environ 8 dB vers le haut. Le point tangent au contour isogain sera le point P2 translaté. Donc Cα1 = 10(8/20) 0 2,5. III-A-7 Mϕ 0 46° (déduit de la phase en P2) et Mg 0 16 dB (par lecture). III-A-8 On se ramène à un retour unitaire. c est confondue avec la courbe isogain à 0 dB lorsque ω tend vers 0+, on en déduit : G2 = 0dB + 20.log(1/Gα)015,6dB et )t(vlim r
tα
+∞→= vα si vα est constant
donc ε2 = 0.
III-B-1 δ = 100010 = 10 mV = kCNA.
III-B-2 kCNA.kCAN = 1. Les convertisseurs ont la même résolution. III-B-3 Le déphasage introduit par le retard vaut ω.(Te/2) soit environ 4,2° en P2. La marge de phase vaut 41,8°. Le système est toujours stable.
Abaque de Black
Abscisses : phase de Y (degrés) Ordonnées : 20.log |Y| (décibels)
Contours d’amplitude 20.log |Y
Y1+ | (décibels)
Contours de déphasage de Y
Y1+ (degrés)
ωo 0A
ωo Ap
P1
P2
c
αG1HBO(p)
vα(p) α(p) vαr/p0
$$
III-C-1
III-C-2 BOZ(p) = p e
p1
-(Te.p)
−
III-C-3 p.²
p²p1
²p).p.(11
θθθ
θ +1+−=+ .
III-C-4 HBOT(z) = GT.z-1.(1-z-1).[ 1)²z(T.z e
− - θ. 1zz− + θ. θ)− e/(T-ez
z ]
III-C-5 GBOT = GT.(Te - θ + θ.e-(Te/θ)), z1 = e-(Te/θ) et z0 = III-C-6 Cα(z) = = III-C-7 d°Nα(z) 4 d°Dα(z). III-C-8 Cα(z) =
D’où d° Nα(z) = 2 + d° [zn - (z - 1). =
αε1n-
0k
-k1n-).z(kTen ] 4 d° Dα(z) = 1 + d° [ =
αε1n-
0k
-k1n-).z(kTen ].
Le terme facteur de zn dans [zn - (z - 1). =
αε1n-
0k
-k1n-).z(kTen ] est nul d’où ε(0) = 1.
Le terme facteur de zn-1 dans [zn - (z - 1). =
αε1n-
0k
-k1n-).z(kTen ] est nul d’où ε(Te) = ε(0).
III-C-9 L’erreur est nulle à partir du troisième échantillon. Cα(z) =
εαcn(nTe) = (z0 - 1). εαcn((n-1).Te) + z0. εαcn((n-2).Te) + BOTG1 [εαn(nTe) - z1. εαn((n-1).Te)].
III-C-10 Non, par exemple si la réponse en régime permanent est sinusoïdale, de période Te, l’erreur peut être nulle pour t = k.Te alors que le système est instable. De façon générale, choisir une réponse nulle trop vite risque d’imposer au système des transitoires peu amorties voire de le déstabiliser.
III-C-11 εαn(z) = 1 + z-1 + 0,37z-2 + 0,13z-3 + 0,05z-4 III-C-12 Cα(z) = 75
εαcn(nTe) = 75.[ εαn(n.Te) + 0,19.εαn((n-1).Te) - 0,81.εαn((n-2).Te)]
- 1,932.εαcn((n-1)Te) - 1,432.εαcn((n-2).Te) - 0,466.εαcn((n-3).Te).
III-C-13 La saturation du C.N.A (visible sur le graphe de εαn) ne permet pas au système de répondre comme prévu. IV-A-1 Elles permettent d’écrêter uc entre ±18,6 V. L’angle de garde est de 21°. IV-A-2 C’est un filtre passe bas d’ordre 2 de fréquence de coupure 80 hertz. Il permet de filtrer l’ondulation à 300
Te - θ + θ.e-(Te/θ)
(Te + θ).e-(Te/θ) - θ
vα(z) - εαn(z)
HBOT(z). εαn(z)
z.(z - z1).[z - (z - 1). εαn(z)]
GBOT.(z - z0). εαn(z)
z.(z - z1).[z - (z - 1). =
αε1n-
0k
-k).z(kTen ]
GBOT.(z - z0). =
αε1n-
0k
-k).z(kTen
z.(z - z1) GBOT.(z - z0).(z + 1)
z3 + 0,190z2 - 0,810z z3 + 1,932z2 + 1,432z + 0,466
εαc
t 0 Te
1
$$
hertz de vmv. IV-A-3 II s’agit d’un correcteur PI avec une avance de phase. IV-A-4 v35 = vA - 5.q.(vA + Vcc)/10,6. A la limite de conduction de CRVR2, v35 = 0 (la cathode de CRVR2 est à la masse virtuelle de VRA) d’où 5.q.Vcc = vA.(10,6 - 5.q). Pour une tension limite de vA = 30 V, q = 0,795. La conduc-tion de CRVR1 interviendra pour vA = -30 V. IV-A-5 La diode [40G] introduit l’élément non linéaire. vi = -2,5.v’i si [ -2,5.v’i < vA ] et vi = 5.vA/6 si [ -2,5.v’i > vA ]. IV-A-6 Lorsque la consigne numérique de position passe de 0° à 60°, le bras se lève. Pour 0 < α < 20°, le moteur du bras n’est chargé que par le poids du bras. Quand α = 20°, le rouleau du bras entre
en contact avec la tôle et le bras ne peut plus monter. L’erreur εαc est importante et vA augmente compte tenu de l’intégration (VRA). Quand vA > (-2,5.vi), la diode [40G] entre en conduction et l’asservissement du moteur se fait alors en courant. Parallèlement vA continue à augmenter. A partir de 30 V, CRVR2 entre en conduction ce qui im-pose un changement de la nature du correcteur VRA (plus d’intégration) et le maintien de vA à une valeur élevée (de l’ordre de 30 V par l’ensemble RVR3 et RVR4). IV-B-1 Ce protocole est déterministe. Les stations peuvent périodiquement accéder au réseau. IV-B-2 IV-B-3 IV-B-4 Il y a 25 stations. Le VAX 1 pourra éditer une nouvelle trame quand les 24 autres stations auront émis. Les trames ITT ont 39 bits et les trames PAC en ont 5671 au maximum. D’où le temps d’attente maximum : [(39 + 5671)x24/2]+[(2x24+1)x16] en µs, soit 69,3 ms.
111111 SD
110 0000 0001 SOH
110 1111 1101 SID
110 0000 0000 DID
111111 SD
110 0000 0100 EOT
110 1111 1110 NID
110 1111 1110 NID
$$
ÉTUDE D’UN SYSTÈME D’AUTOMATISATION
COMMENTAIRES DU JURY
Le jury souhaite faire les recommandations suivantes aux candidats : Les candidats doivent s’astreindre à présenter le résultat sous forme littérale et simplifiée avant l’application numé-rique. Les notations de l’énoncé doivent être respectées impérativement. Une simple vérification de l’homogénéité des formules permet de détecter des erreurs (ex : Z=1+R, 1+R4+R4C4p, …). Les candidats ont traité la partie I de manière hétérogène. Beaucoup d’erreurs ont été commises sur des notions fondamentales de trigonométrie. Au-delà des calculs, il faut vérifier la réalité physique des résultats trouvés. La partie II a été relativement bien traitée. Toutefois trop de candidats oublient de prendre en compte la chaîne de retour dans le calcul de la fonction de transfert en boucle ouverte. Par ailleurs, le jury constate que peu de candi-dats sont en mesure d’identifier les fonctions de transfert des correcteurs classiques. Dans la partie III, trop de candidats ont buté sur le modèle de Broïda. Les mesures de temps se font à partir du début de l’application de l’échelon (ici une seconde). De nombreux candidats ne connaissent pas la réponse impulsionnelle d’un bloqueur d’ordre zéro. La partie IV a été peu abordée. Le jury y a constaté de nombreuses erreurs dans le calcul d’une tension non réfé-rencée à la masse par pont diviseur. Les candidats qui ont traité la partie réseau l’ont bien faite. Résultats à l’épreuve
Note max. 10,18 Note min. 0,05 Note moy. 3,81
Etype 1,86
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AGRÉGATION INTERNE DE GÉNIE ÉLECTRIQUE
COMMENTAIRES DU JURY SUR LA PREMIERE EPREUVE D’ADMISSION 1. Textes réglementaires et attendus de l’épreuve 1.1. Textes réglementaires Annexe à l’arrêté du 12 septembre 1988 fixant les modalités des concours de l’agrégation épreuves du concours interne de l’agrégation section génie électrique 1ère épreuve d'admission Durée : 1heure Coefficient : 1 L’épreuve consiste en la présentation et la soutenance par le candidat d’un dossier original relatif à un projet qu’il a conduit dans le cadre de la discipline dans laquelle il enseigne. Le thème du projet est pris dans les programmes des enseignements technologiques de la spécialité donnés dans les classes terminales de lycée ou dans les classes post-baccalauréat. Le projet doit mettre en valeur :
- d'une part, la dimension technologique du thème dans ses composantes scientifiques, techniques et aussi économiques, sociales et humaines ; - d'autre part, les aspects pédagogiques en relation avec le niveau d'enseignement retenu.
Le candidat dispose de trente minutes pour présenter :
- les raisons qui l'ont conduit au choix du thème ; - les réalisations (documents, matériels, logiciels) relatives aux aspects techniques et pédagogiques du projet ; - les objectifs pédagogiques retenus, leur opérationnalisation, notamment les modes et critères d'évaluation re-tenus ; - les documents d'enseignement établis.
Le jury, au cours de l'entretien de trente minutes qui suit l'exposé, peut :
- faire approfondir certains points du projet ; - demander des précisions sur les solutions techniques adoptées ; - faire expliciter certains aspects de la démarche pédagogique.
Le jury apprécie : - la valeur industrielle, technique et économique du thème retenu ; - la qualité du travail effectué ; - les connaissances scientifiques et techniques du candidat ; - la maîtrise de la didactique de la discipline, des méthodes et moyens d'enseignement ; - la connaissance de l'environnement du système technique support du thème ; - la qualité d'expression et de communication du candidat.
1.2. Attendus de l’épreuve Cette épreuve doit permettre aux candidats de démontrer qu’ils sont capables de proposer une exploitation péda-gogique cohérente et pertinente s’appuyant sur un support technique. Dans le dossier présenté, ils doivent :
- montrer leur maîtrise des aspects scientifiques et techniques des problématiques abordées,
- mettre en évidence leur démarche pédagogique en relation avec la didactique de la discipline.
Cette épreuve doit aussi permettre d’apprécier la connaissance qu’a le candidat du milieu industriel et notamment des domaines d’activité des techniciens supérieurs qu’il a pour mission de former.
2. Organisation de l’épreuve 2.1. Déroulement global Le déroulement de cette première épreuve d’admission est le suivant :
- le candidat déclaré admissible envoie par courrier postal avec accusé de réception, avant une date définie par le calendrier du concours, deux exemplaires d’un rapport écrit (le dossier) ; - le jury expertise ce dossier avant la soutenance du candidat ; - le candidat présente oralement au jury les éléments principaux de son dossier pendant trente minutes ;
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- à l’issue de cet exposé, le candidat apporte des éléments complémentaires en réponse à des questions que les membres du jury ont relevées à la lecture du dossier ou durant l’exposé (trente minutes environ).
2.2. Constitution du dossier Le dossier doit être clairement identifié (nom et prénom du candidat, titre de l’étude) et bien structuré (sommaire, introduction, ..., conclusion, bibliographie, annexes, pagination). L'expression écrite doit être maîtrisée sans fautes d’orthographe et la présentation graphique de qualité (schémas et documents techniques lisibles). Le dossier comporte deux parties :
- une étude scientifique et technique, - une exploitation pédagogique.
Il n’y a pas d’étude scientifique et technique « type » mais cette partie doit au moins comprendre :
- la présentation du système industriel retenu comme support, avec : * le cahier des charges industriel original, * l’analyse fonctionnelle du système, * l’environnement économique, social et humain, * les documents techniques élaborés ou rassemblés nécessaires à l’étude ;
- la définition et les objectifs d’un ou des problèmes techniques que le candidat a identifiés ou choisis de déve-lopper ; - une analyse scientifique et technologique des problèmes retenus ;
Le cœ ur de cette première partie du dossier est l’étude scientifique et technique qui justifie les solutions retenues, elle doit être en rapport avec le niveau d’exigence de l’agrégation. La partie pédagogique est destinée à des élèves des classes SI (sciences de l’ingénieur), STI (sciences et techni-ques industrielles) et/ou à des étudiants des classes post baccalauréat (STS, IUT, CPGE). Elle est constituée de :
- l’adéquation des objectifs de formation avec la problématique traitée dans le dossier scientifique et techni-que ;
- la présentation d’une séquence de formation construite à partir d’un ou plusieurs centres d’intérêt et de son positionnement dans une progression ;
- le développement d’une (ou plusieurs) séance(s) pédagogique(s) en faisant apparaître les documents pro-fesseur, élève, ressource...
Le jury attend notamment que le candidat soit en mesure de : - décliner dans le cadre du (ou des) référentiel(s) choisi(s) des thèmes abordables ; - réfléchir sur la façon dont s’articulent les différents contenus de formation (acquis et pré requis, …) ; - choisir et justifier la démarche et les outils pédagogiques utilisés, en fonction des objectifs visés ; - proposer des stratégies d’évaluation et de remédiation.
2.3. Exposé du candidat Les équipements mis à la disposition du candidat dans la salle d’exposé sont : un poste informatique, un vidéopro-jecteur, un tableau. Le candidat peut aussi utiliser son ordinateur portable personnel. Le jury n’intervient pas durant l’exposé qui dure au maximum trente minutes. 3. Résultats et commentaires pour la session 2009 Les résultats obtenus par les candidats, pour la session 2009, sont regroupés dans l’histogramme ci-dessous. Des candidats ont très bien compris l’épreuve. Dans ce cas, le dossier a été préparé à partir d’un objet industriel parfaitement maîtrisé. De plus :
le professeur a souvent rencontré les concepteurs, l’analyse a été conduite avec précision sans éléments inutiles, les problématiques étudiées et exploitées au niveau pédagogique en relation avec les éléments essentiels de l’analyse, les objectifs pédagogiques explicités, organisés et faisant clairement apparaître les savoirs visés, les séquences pédagogiques complètement développés (avec les documents élèves et la préparation profes-seur), les objectifs et les contenus des évaluations différentiés et partagés entre « évaluation formative, sommative et certificative », la présentation bien organisée et bien minutée.
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Des candidats ont très bien compris l’épreuve. Dans ce cas, le dossier a été préparé à partir d’un objet industriel parfaitement maîtrisé. De plus :
le professeur a souvent rencontré les concepteurs, l’analyse a été conduite avec précision sans éléments inutiles, les problématiques étudiées et exploitées au niveau pédagogique en relation avec les éléments essentiels de l’analyse, les objectifs pédagogiques explicités, organisés et faisant clairement apparaître les savoirs visés, les séquences pédagogiques complètement développés (avec les documents élèves et la préparation profes-seur), les objectifs et les contenus des évaluations différentiés et partagés entre « évaluation formative, sommative et certificative », la présentation bien organisée et bien minutée.
Pour les candidats n’ayant pas correctement réussi cette épreuve, le jury a constaté les insuffisances suivantes :
Concernant la partie technique du dossier : - l’absence du cahier des charges industriel original, - une étude technique réduite à une compilation de documents, ne proposant que peu d’analyse
scientifique et technologique des solutions retenues par le concepteur, - l’obsolescence des systèmes choisis, - l’absence de description fonctionnelle, - une lisibilité insuffisante des documents fournis, - un manque d’initiative et de curiosité scientifique.
• Concernant la partie pédagogique du dossier, le jury constate des progrès dans la présentation des docu-
ments destinés aux élèves tels que textes de TP, documents d’appui ... et espère que les efforts continueront en ce sens, mais relève encore :
- l’absence de cohérence entre le système étudié et les objectifs pédagogiques visés, - la confusion entre objectif et travail demandé, connaissances (savoir) et capacités (savoir-faire),
indicateurs pour l’évaluation et critères d’évaluation, - l’éloignement de l’exploitation pédagogique par rapport à la structure réelle de l’objet technique, - trop d’activités proposées en TP correspondant à des activités de travaux dirigés ou de prépara-
tion.
• Concernant les exposés le jury constate que : - les exposés ne sont pas toujours bien préparés, - les techniques, autres que celles de la spécialité, sont mal connues et quelquefois délibérément
ignorées, - l’analyse scientifique insuffisante des dossiers ne permet pas la mise en valeur de toutes les pistes
de formation, - certains candidats manquent d’ouverture d’esprit lors de l’entretien avec le jury.
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4. Conseils du jury 4.1. Choix du système et préparation du dossier scientifique et technique
Les commentaires précédents montrent que certains candidats n’apportent pas tout le soin nécessaire à la prépa-ration de cette épreuve. Ils doivent donc s’efforcer de trouver des objets techniques utilisant des composants non obsolètes et comprendre que la préparation et la mise en forme de ce dossier nécessitent plusieurs mois de re-cherches et de réflexions. Les dossiers ne peuvent s’improviser dans la confusion des quelques jours qui séparent les épreuves d’admissibilité des épreuves d’admission. Par ailleurs, il semble indispensable dans le cadre d’une agrégation de choisir un support à caractère pluri-technologique balayant le plus largement possible le spectre du génie électrique. Un dossier ne relevant que d’un seul domaine (approche exclusivement informatique industrielle pour un candidat génie électronique, ou uniquement automatique pour un candidat génie électrotechnique) sera pénalisant.
Le jury apporte une attention toute particulière à l’originalité, à l’authenticité du support proposé, ainsi qu’à la quali-té scientifique et technologique des problématiques dégagées. Il souhaite que les candidats s’appuient sur un sup-port technique issu des entreprises. Trop de candidats, réutilisent des supports académiques, sans avoir approché les réalités et les exigences industrielles. La production d’un objet technique ou d’un pseudo-système conçu inté-gralement par le candidat est nécessairement sanctionnée par le jury.
Le support technique est un système industriel ou un objet technique issu d’un système ou un produit du domaine des biens et services. Il doit également mettre en valeur la dimension économique, sociale et humaine. Les sché-mas fonctionnels et structurels (et logiciels si nécessaire) doivent figurer dans le dossier. Ces derniers permettent d’avoir une vision globale du support et de replacer la partie étudiée par le candidat dans son contexte fonctionnel et structurel.
Les candidats doivent développer une analyse scientifique et technique en rapport avec le niveau d’exigence de l’agrégation.
Plusieurs candidats ont repris avec les mêmes erreurs un dossier présenté à l’occasion d’une première admissibili-té. Le jury conseille aux candidats non admis qui décident de garder le même support de remanier profondément leur dossier en tenant compte des remarques qui leur ont été faites.
4.2. Exploitation pédagogique
Les exploitations pédagogiques proposées aux élèves ou étudiants doivent obligatoirement s’appuyer sur le sup-port étudié.
Les électroniciens étudieront les schémas du concepteur sans aucune modification dans un premier temps. Les réalisations doivent aller dans le sens de l’évolution technologique.
Les électrotechniciens apporteront un soin particulier à la similitude entre le système réel étudié et l’application pédagogique. Celle-ci ne doit pas s’éloigner du comportement du système réel. En effet, la transposition didactique doit respecter pour l’essentiel le comportement et l’architecture du système étudié. Par exemple, dans le cas d’un équipement de motorisation, l’allure du couple résistant exercé par la charge devra être respectée, un ventilateur ou une pompe ne peut pas en effet être modélisé par un couple indépendant de la vitesse. D’une manière géné-rale, le rapport des inerties entre un moteur et sa charge devra autant que possible être reproduit sur le système ou le sous-système didactique.
Dans tous les cas, les applications pédagogiques s’inscrivent dans l‘étude du système. Ces applications valident les solutions techniques retenues par le concepteur en faisant un retour sur le cahier des charges. Le candidat doit faire un travail d’appropriation du dossier technique en liaison avec les contraintes industrielles certes, mais c’est le travail de conception du dossier pédagogique et des séquences d’apprentissage, notamment les TP proposés aux étudiants ou élèves que le jury apprécie.
Lors de l’exposé, le jury apprécie que le candidat utilise et maîtrise les outils modernes de présentation. A cet effet, le candidat dispose d’un ordinateur et d’un vidéoprojecteur. Le candidat ne doit pas confondre alors aspect didacti-que et aspect « ludique » de la formation.
Encore, quelques candidats ne font pas la démonstration qu’ils ont réellement mis en œ uvre et exploité les systè-mes et les séquences pédagogiques qu’ils décrivent. On conseille aux candidats de se rapprocher des sections visées par leurs objectifs pédagogiques. Les candidats, qui enseignent dans plusieurs classes, doivent choisir celle qui est la plus adaptée pour la séquence pédagogique.
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AGRÉGATION INTERNE DE GÉNIE ÉLECTRIQUE
COMMENTAIRES DU JURY SUR LA DEUXIEME EPREUVE D’ADMISSION OPTION A : électronique et informatique industrielle
A - ORGANISATION DE L’ÉPREUVE
Depuis la session de 2002 les calculatrices personnelles sont interdites. Une calculatrice de base est four-nie par le centre d'examen. Pour la session 2009, l’épreuve de travaux pratiques conserve la durée et la structure de celle de 2008.
L’épreuve se déroule en deux parties
Partie 1 : durée 4 heures
Elle consiste en une expérimentation imposée sur un support technique industriel donné. Le découpage temporel indicatif est le suivant :
• Phase 1 - 30 mn environ - Lecture du sujet et appropriation du poste de travail.
• Phase 2 – Durant environ 3 heures, le candidat présente ponctuellement et justifie oralement auprès des membres de la commission d’interrogation les méthodes et les moyens envisagés pour accomplir les installa-tions, les configurations et les mesures de validation demandées. Tout le travail réalisé par le candidat doit être consigné sur un rapport écrit et/ou validé par les membres de la commission.
• Phase 3 - Phase de synthèse orale d’une quinzaine de minutes avec les membres de la commission.
Repas en loge d’une durée de 1 heure
Partie 2 : durée 3 heures
Cette partie est la réalisation d’une séquence pédagogique à caractère expérimental, s’appuyant sur le support étudié durant la première phase de l’épreuve. Cette séquence doit être validée par des mesures ou par des résul-tats expérimentaux que le candidat doit restituer en fin d’épreuve.
• Phase 4 – À partir de directives fixées par les membres de la commission, le candidat développe une exploita-tion pédagogique au niveau requis. Les mesures proposées doivent être réalisées et explicitées. Au cours de cette phase, le candidat présente oralement aux membres de la commission d’interrogation sa proposition d'exploitation pédagogique avec les activités de mesures sur le support donné.
• Phase 5 - Restitution par le candidat d’un compte rendu écrit sur cette seconde partie.
A tout moment au cours de l’épreuve, les membres de la commission d’interrogation peuvent intervenir. L’évaluation est permanente.
L’évaluation du candidat repose particulièrement sur les points suivants :
• L’analyse et l’exploitation des documents fournis, • La configuration, la mise en œ uvre et l’utilisation des matériels (en sécurité), • L’exploitation des résultats de mesure, • La pertinence des exploitations pédagogiques proposées, • Le niveau de réflexion pédagogique (objectifs opérationnalisés), • La qualité d’expression et de communication (écrite et orale).
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B – DESCRIPTIF DES SUPPORTS PROPOSÉS EN 2009 :
Cette épreuve reposait sur l’utilisation de cinq supports :
• Un projecteur de spectacle motorisé, • Un système de pilotage et de désembuage de rétroviseurs de véhicule industriel, • Une station de mesure du vent, • Une station de mesure de hauteur de neige, • Un robot mobile de surveillance piloté en Wifi.
Les systèmes industriels supports de cette épreuve sont utilisés dans les domaines de l’électronique, de l’informatique et des réseaux et télécommunications.
Projecteur de spectacle motorisé
Le support projecteur de spectacle motorisé, permet d’illustrer la commande des moteurs dans les conditions particulières du spectacle notamment la nécessité d’obtenir un déplacement précis et fluide. Le candidat doit analyser cette commande spécifique de moteurs pas à pas. Une programmation partielle, en langage C, d’un microcontrôleur PIC est demandée au candidat.
Le jury a constaté que la partie programmation n'a pratiquement pas été abordée car les candidats décou-vrent souvent les commandes de moteurs pas à pas. Dans la partie pédagogique, les séquences pédago-giques n’utilisent pas le projecteur alors que cela est demandé dans le sujet.
Un système de pilotage de rétroviseurs de véhicule industriel
Le système proposé permet de mettre en évidence la problématique de la commande multiplexée des or-ganes d'un véhicule industriel tel un autobus au travers d'un système de communication de terrain propre à l'industrie automobile. Le candidat est mis en situation d'analyser, de compléter et de tester une application existante dans les mêmes conditions qu'un professionnel, en utilisant un atelier logiciel mettant en œ uvre un langage graphique et des outils de simulation et de test adaptés. Une bonne connaissance des réseaux industriels de terrain est indispensable pour aborder cette manipulation.
Le jury constate que les candidats ne font pas une approche globale de la problématique d’un système de commande réparti et se noient très vite dans des détails.
Dans la prestation pédagogique on constate que les candidats ne font pas une réduction du système pour aborder une problématique accessible aux élèves. Une bonne maîtrise des temps alloués à chaque phase de l’activité élève est indispensable. Les objectifs clairs d'apprentissage, les documents d'accompagne-ment, le descriptif de l’environnement dans lequel l’élève va travailler et les conditions d'évaluation sont souvent mal ou pas abordés. Les candidats confondent notamment les tâches à effectuer sur le système avec les objectifs pédagogiques de la séquence de travaux pratiques.
Les spécificités des réseaux de terrain sont maitrisées de manière approximative par les candidats, en par-ticulier la notion de déterminisme.
Station de mesure du vent
La pratique de sports aériens, en particulier ceux consistant en des vols de longue durée sans recours en une quelconque forme de propulsion, nécessitent la connaissance de la vitesse et de la direction du vent. Pour cela, des balises automatiques de mesure sont installées sur des mâts et transmettent les informa-tions utiles.
Le module étudié est piloté par un microcontrôleur PIC qui coordonne les différentes mesures et effectue les calculs utiles. Il comporte un CPLD qui change la caractéristique du signal porteuse de l’information utile et la rend exploitable par le PIC.
Dans la première partie, il s’agissait, dans un premier temps, d’effectuer les différents relevés utiles à la compréhension et à la mise en évidence du fonctionnement du module.
Le candidat devait ensuite analyser la trame émise sur la liaison RS232 puis établir la communication avec un module GPRS utilisé pour la diffusion du résultat.
Dans la seconde partie, il était demandé de construire une séquence pédagogique détaillée relative à la
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programmation du microcontrôleur.
Station de mesure de hauteur de neige
La station de mesure de hauteur de neige permet de suivre l’évolution du manteau neigeux sur le lieu de son implantation. On utilise un capteur sans contact fonctionnant par onde ultrasonore. L'ensemble de la carte électronique est piloté par un microcontrôleur PIC qui introduit les paramètres de correction et les al-gorithmes de filtrage de bruit ou de fausses mesures.
La carte d’acquisition de hauteur de neige délivre les mesures sous forme analogique pour les concentra-teurs EDF (RTC et GSM) et sous forme numérique (sortie RS232, USB, boucle de courant) pour les modu-les de transmission réseau (Protocoles utilisés : http, TCP, FTP…). La première partie de l'épreuve, d'une durée de 4 heures, permet au candidat de paramétrer le système à l'aide d'une application Windows spécifique. Au cours de cette étude, le candidat analyse le signal émis par le transducteur ultrasonore puis la chaîne de traitement analogique de l'écho transmis par l'objet mesuré. Ensuite, après configuration d'une passerelle Ethernet, il procède à l'installation de deux capteurs de hau-teur de neige en réseau puis à l'analyse des trames échangées. Pour ce faire il utilise différents logiciels de type "sniffer" (RS232 puis Ethernet). Enfin, il effectue la mise en service du système à l’aide d’un logiciel de navigation Internet et d’un client FTP. Dans ce but, il a, préalablement, implémenté dans un microcontrôleur PIC un programme de gestion d’activation d’un serveur Web et d’un serveur FTP sous Linux. Dans la seconde partie de l'épreuve, il était demandé de proposer une exploitation pédagogique et plus particulièrement le détail d'une séance de TP dont le centre d'intérêt était orienté sur les réseaux. Il est recommandé aux candidats ni de se contenter d'une étude théorique des réseaux ni de se limiter au câblage. Il est important de réfléchir aux stratégies pédagogiques qui pourraient être mises en œ uvre en travaux pratiques dans des séances de découverte ou de consolidation.
Robot mobile de surveillance piloté en Wifi
Le robot mobile de surveillance piloté en Wifi met en œ uvre des liaisons réseaux filaires mais égale-ment sans fils. Un PC contrôle ce système pour le déplacement du robot et les orientations de la caméra embarquée et reçoit en retour l’image de la caméra IP ainsi que des informations sur l’état du robot.
Il est demandé de régler et de mettre en œ uvre le robot par différentes configurations réseau. Parallèle-ment une analyse des échanges d’informations présents sur les différents liens de ce système doit être ré-alisée. Ces échanges couvrent les sept couches du modèle OSI.
Certains candidats semblent avoir des difficultés pour extraire les informations importantes dans une do-cumentation, voir même pour. De plus, il est étonnant de constater une méconnaissance de la couche physique I2C par certains candidats.
Par contre, des candidats ont une connaissance satisfaisante, voir très satisfaisante, des protocoles utili-sés, de leur analyse et de leur implication dans ce système.
Pour la partie pédagogique, le jury regrette de constater que certains candidats ne lient pas leurs séquen-ces au système proposé (pourtant imposé !). Les expérimentations sont parfois quasi inexistantes.
C - CONSTATS GÉNÉRAUX SUR LA PREMIÈRE PARTIE : préparation et expérimentation
Rappel : l’objectif de cette partie est d’évaluer les capacités des candidats à exploiter les documents tech-niques fournis afin de procéder à la mise en œuvre d’un système industriel et d’en vérifier ses caractéristi-ques essentielles.
Dans l’épreuve de travaux pratiques, les candidats doivent éviter de longs développements théoriques et doivent plutôt se consacrer à l’aspect expérimental qui est un des objectifs principaux de cette épreuve.
De façon générale, il résulte de la mauvaise exploitation des documents, de sérieuses difficultés à analyser le trai-tement effectué sur des capteurs, à interpréter les mesures demandées ou à configurer le dispositif.
Le jury a pu constater un manque de rigueur dans l’élaboration d’une méthodologie d’analyse du système et dans l’interprétation des relevés. Ce dernier aspect n’a été - la plupart du temps - que partiellement traité.
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Le volume et la qualité des questions traitées est souvent insuffisant au regard du temps consacré, d’autant plus que le découpage en deux parties bien distinctes, met une limite temporelle précise à cette activité.
Remarques particulières :
• Le jury constate trop souvent des difficultés de mise en œ uvre des moyens « classiques » de mesures ; • L’oscilloscope est souvent mal utilisé et sous exploité par de nombreux candidats. Peu de candidats utilisent
pleinement les possibilités de mesures sur les signaux, offertes par ces instruments (amplitude, durées, fré-quences, etc.) ;
• Certains candidats transposent mal, voire pas du tout, leurs connaissances théoriques au plan expérimental ; • Les comptes-rendus de mesures sont souvent lacunaires au niveau des protocoles expérimentaux et des mo-
des opératoires. L'analyse des résultats de mesures est souvent superficielle au point que des phénomènes tels que le sous-échantillonnage passe totalement inaperçu. ;
• L’utilisation des mesures n’est pas une fin en soi mais doit être faite pour illustrer tel ou tel phénomène particu-lier du système pris dans sa globalité ou vérifier une performance annoncée par le cahier des charges.
D - COMMENTAIRES SUR LA SECONDE PARTIE DE L’ÉPREUVE
Elle est parfois mal structurée en raison d’une difficulté à définir l’objectif de la séquence expérimentale et de la situer dans un cycle de progression.
La plupart des candidats éprouvent des difficultés à se projeter dans des situations réelles de didactisation. Il en résulte que, souvent ils restent au niveau des intentions et des propositions de séquence pédagogiques va-gues. Cette partie doit être étayée par des expérimentations et des mesures.
Il est conseillé aux candidats de proposer des séquences pédagogiques réalistes tenant compte des connaissan-ces des étudiants en respectant une progression pédagogique et d’avoir le souci du temps nécessaire à la réalisa-tion des expérimentations.
E – CONCLUSIONS
En conclusion, Il est conseillé aux candidats de :
• Prendre connaissance des référentiels des différents diplômes (en particulier BTS et DUT), • Apprendre à gérer correctement le temps imparti, • Lire complètement et de manière pertinente les dossiers de présentation et des questions, • Élargir leur culture scientifique de façon à ne pas être dérouté par des problèmes aux marges de la
discipline et suivre de près l’évolution des technologies et des fonctions de l’électronique. • Renforcer les connaissances des fonctions de base de l’électronique (amplification, filtrage, modula-
teurs, démodulateurs, systèmes bouclés, oscillateurs, capteurs, etc.), des technologies de réseaux et de liaisons numériques (Ethernet filaire et non filaire, TCP/IP, CAN, RS232, RS485, I2C, SPI…) et de l’informatique industrielle (communications, réseaux, méthodes, outils, etc.) en adéquation avec les nouveaux référentiels BTS/DUT.
• Connaître les techniques de mise en œ uvre des circuits programmables ou configurables (micro-contrôleurs, FPGA, CPLD, etc.), ainsi que les langages associés au développement d’applications (C, VHDL, HTML…).
• Savoir proposer les méthodes de mesure adaptées aux problèmes posés. • D’acquérir des connaissances sur les moteurs pas à pas et leur mise en œ uvre. • De se familiariser avec les appareils de mesures récents et/ou peu courants (analyseur de spectre,
générateur HF, analyseur de trame …). À l’ère des communications, il est dommage qu’encore trop de candidats ne sachent pas exploiter correc-tement un analyseur de trames Ethernet et n'aient par une réflexion pédagogique suffisante permettant d'amener les élèves ou étudiants à appréhender les concepts de base des réseaux au travers d'expérimen-tations construites et progressives.
La parfaite connaissance de protocoles comme UDP, TCP, FTP ou HTTP, déployés couramment dans les systèmes communicants est devenue indispensable à un professeur agrégé susceptible d’enseigner au niveau post-baccalauréat.
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AGREGATION INTERNE DE GENIE ELECTRIQUE
COMMENTAIRES DU JURY SUR LA DEUXIEME EPREUVE D’ADMISSION OPTION B : électrotechnique et électronique de puissance
A – DESCRIPTIF DES SUPPORTS PROPOSÉS
En 2009, cette épreuve a utilisé les supports suivants :
& l’éclairage public, & les alimentations normal-secours, & le chauffage réversible d’une habitation,
& production et gestion d’énergie électrique à partir de panneaux solaires & la pollution harmonique, & l’alterno-démarreur & la motorisation électrique.
Ces supports sont illustrés sur les documents suivants :
ÉCLAIRAGE PUBLIC
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1 3 5 7 9 11 13
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ALIMENTATION NORMAL SECOURS
LE CHAUFFAGE REVERSIBLE D’UNE HABITATION
PRODUCTION ET GESTION D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE À PARTIR DE PANNEAUX SOLAIRES
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L’ALTERNODEMARREUR
LA POLLUTION HARMONIQUE
LA MOTORISATION ÉLECTRIQUE
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B - CONSEILS AUX CANDIDATS
La seconde épreuve d’admission se déroule en deux parties :
La première partie, d’une durée de 4h, traite de l’analyse et de l’expérimentation du système. Il est demandé au candidat d’étudier et de modéliser le système puis de s’approprier celui-ci par des essais expérimentaux imposés.
Dans la seconde partie d’une durée de 3h, il s’agit de proposer une exploitation pédagogique avec une expérimen-tation destinée aux élèves.
Dans cette séquence, le système est utilisé dans un contexte libre ou conseillé. Les exploitations pédagogiques développées doivent correspondre à cette nouvelle approche du système. Les expérimentations proposées sont nécessairement différentes de celles réalisées dans la première partie de l’épreuve.
Sur cette épreuve, le jury souhaite que les candidats :
& consolident leurs compétences scientifiques dans les domaines cités ci-dessus, & enrichissent leur culture technologique par la lecture de publications et de documentations techniques
de produits récents, & élargissent leurs centres d’intérêts en particulier aux nouvelles applications de l’énergie électrique de
notre monde contemporain en intégrant les enjeux économiques et environnementaux, & soient capable de choisir et d’utiliser les appareils de mesure adaptés aux besoins des essais, & sachent effectuer une modification mineure dans un programme d’API, ainsi qu’utiliser des correcteurs
implantés dans des automates programmables, & maîtrisent les notions d’interfaçage homme machine et sachent mettre en œ uvre une communication
par réseau ethernet ou de terrain (adresse IP, masquage, routage), & soient plus créatifs et originaux sur leurs productions pédagogiques, & expriment leur capacité à dynamiser et susciter l’appétence d’un groupe d’élèves pour un TP, & proposent et réalisent les mesurages mettant en relief la spécificité du système dans son contexte, & prennent connaissance des référentiels du baccalauréat et du BTS électrotechnique afin d’être immé-
diatement efficace sur la partie pédagogique de l’épreuve. Le jury note que les meilleurs candidats ont correctement répondu aux critères définis ci-dessus. Ils ont montré dans la mise en œ uvre des systèmes proposés, une approche pertinente et une expérimentation adaptée aux ap-plications pédagogiques proposées. Les écueils rencontrés par certains candidats proviennent le plus souvent d’un manque de connaissance sur les contenus scientifiques associés aux supports proposés ce qui rend difficile la construction des modèles, Certains candidats proposent des applications pédagogiques trop modestes.
