Concours National Commun 2000 - Sciences de l'Ingénieur MP

Introduction

Ce document correspond au sujet de l'épreuve de Sciences de l'Ingénieur du Concours National Commun (CNC) d'admission aux grandes écoles d'ingénieurs marocaines pour la session 2000, destiné aux étudiants des filières M et M'. L'épreuve d'une durée de quatre heures s'articule autour de l'étude technique d'une machine industrielle de découpage laser à commande numérique.

Présentation du système étudié

Le sujet propose l'analyse complète d'un robot de découpage volumique utilisé dans l'industrie des poids lourds pour façonner des éléments de carrosserie. Cette machine possède cinq axes de découpe commandés par six actionneurs. Le dossier technique détaille l'architecture générale de l'installation, qui intègre un acheminement du faisceau laser par miroirs, une tête de coupe refroidie par air, ainsi que plusieurs chariots mobiles assurant les déplacements longitudinaux, transversaux et verticaux.

Organisation de l'étude

Le contenu est divisé en grandes parties thématiques permettant d'évaluer les compétences des candidats en modélisation mécanique et en automatique :

Étude mécanique : Analyse géométrique pour valider les conditions de coupe et l'orientation du faisceau, étude cinématique des différents solides, détermination des moments cinétiques et application des théorèmes de la dynamique pour le dimensionnement des actionneurs. Une section spécifique aborde l'étude de l'hyperstatisme de la motorisation des axes et les solutions constructives associées.
Étude automatique : Modélisation et commande en position de l'axe X. Cette partie aborde l'énergie cinétique de la chaîne cinématique, l'établissement des équations de la commande (moteur auto-synchrone modélisé par un moteur à courant continu), le tracé des diagrammes de Bode, l'analyse de la stabilité, des marges de phase et de gain, ainsi que le calcul des erreurs de traînage et des performances dynamiques avec différents types de correcteurs.

Documents et annexes

Le sujet s'appuie sur plusieurs documents annexes comprenant des schémas cinématiques, des représentations de la chaîne de transmission par vis-écrou, des schémas fonctionnels de l'asservissement en position, des diagrammes de Bode pré-tracés ou à compléter, ainsi que des abaques pour l'évaluation des temps de réponse et des dépassements transitoires des systèmes du second ordre.

Conseils d'utilisation pour les révisions

Ce sujet d'annales constitue un excellent support de travail pour les étudiants préparant les concours scientifiques. Il permet de s'entraîner dans des conditions réelles sur des problématiques industrielles concrètes associant la mécanique du solide rigide et l'asservissement linéaire continu. Il est conseillé de respecter le temps indicatif recommandé de deux heures et demie pour la partie mécanique et d'une heure et demie pour la partie automatique avant de consulter les solutions ou les corrigés détaillés.

Questions fréquentes

Quel est le niveau requis pour aborder cette épreuve ?

Cette épreuve est conçue pour les candidats des classes préparatoires aux grandes écoles scientifiques, plus précisément pour les filières M et M' participant au Concours National Commun.

Quels sont les principaux domaines technologiques abordés ?

Le sujet aborde principalement la cinématique et la dynamique des systèmes multiplement paramétrés, la statique et l'étude des liaisons (hyperstatisme), ainsi que l'asservissement en position des axes avec analyse fréquentielle et temporelle.

Combien de temps dure l'épreuve ?

La durée officielle de l'épreuve écrite est de quatre heures.

Testez vos connaissances

Question 1

Quelle est la durée totale de l'épreuve de Sciences de l'Ingénieur pour cette session 2000 ?

2 heures
3 heures
4 heures
5 heures

Réponse correcte : 3

Explication : La durée indiquée sur la page de garde du sujet est de 4 heures.

Question 2

Quel type d'actionneurs est utilisé principalement pour l'entraînement des axes X, Y et Z selon le texte ?

Des moteurs à induction
Des moteurs auto-synchrones
Des moteurs pas à pas
Des moteurs thermiques

Réponse correcte : 2

Explication : Le texte introductif de la partie automatique précise que les axes utilisent des moteurs auto-synchrones, dits également moteurs sans balais.

Question 3

Quelle est la ventilation indicative du temps de travail conseillée dans le sujet ?

1 h en mécanique et 3 h en automatique
2 h en mécanique et 2 h en automatique
2 h 30 mn en mécanique et 1 h 30 mn en automatique
3 h en mécanique et 1 h en automatique