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Thème TIPE 2002/2003 : 2 thèmes (A. contrôle, optimisation B. fini, discret et continu)

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L'essentiel

Deux thèmes pour les concours 2003 :

A. contrôle, optimisation

B. fini, discret et continu

 

 

Les TIPE 2002/2003 au Bulletin Officiel

Extrait du Bulletin Officel de l'Education Nationale n°22 du 30 mai 2002.

Thème des travaux d'initiative personnelle encadrés dans certaines CPGE
NOR : MENS0200993A
RLR : 470-0
ARRÊTÉ DU 17-4-2002
JO DU 30-4-2002
MEN
DES A9

Vu arrêtés du 3-7-1995 ; A. du 11-3-1998 mod. ; avis du ministre de la défense du 18 -3-2002 ; avis du ministre de l'agriculture et de la pêche du 26-2- 2002 ; avis du CSE du 14-3-2002 ; avis du CNESER du 18-3-2002

Article 1 - Les thèmes des travaux d'initiative personnelle encadrés dans les classes préparatoires de seconde année, affectées ou non d'une étoile, des filières mathématique et physique (MP), physique et chimie (PC), physique et sciences de l'ingénieur (PSI), physique et technologie (PT), technologie et sciences industrielles (TSI), technologie, physique et chimie (TPC) et biologie, chimie, physique et sciences de la Terre (BCPST) sont fixés conformément aux annexes du présent arrêté.
Article 2 - Les dispositions du présent arrêté s'appliquent à l'année scolaire 2002-2003.
Article 3 - La directrice de l'enseignement supérieur est chargée de l'exécution du présent arrêté, qui sera publié au Journal officiel de la République française. Fait à Paris, le 17 avril 2002 Pour le ministre de l'éducation nationale et par délégation,
La directrice de l'enseignement supérieur
Francine DEMICHEL

Annexe I

THEMES DES TRAVAUX D'INITIATIVE PERSONNELLE ENCADRÉS DANS LES CLASSES PRÉPARATOIRES DE SECONDE ANNÉE DES FILIERES MP, PC, PSI, PT, TSI ET TPC POUR L'ANNÉE 2002-2003

Les candidats devront choisir l'un ou l'autre des thèmes suivants de TIPE, A ou B, pour l'année 2002-2003.

A - Contrôle, optimisation

La maîtrise de la nature, pour en tirer le meilleur bénéfice possible, est inscrite dans l'histoire de l'humanité. Les nécessités de la vie en société ont donc très tôt fait émerger les concepts de contrôle et d'optimisation.
Le contrôle, au sens de vérification, est une nécessité omniprésente : on contrôle le déroulement d'une réaction chimique ou l'évolution d'un système physique de façon à en corriger les écarts éventuels par rapport à une situation désirée ; on certifie les procédés industriels et les algorithmes informatiques.
D'autre part, le concept d'optimisation peut se présenter dans toutes les sciences et les techniques. Un rayon lumineux se propage selon une trajectoire minimisant le temps de parcours. On étudie en mathématiques les conditions d'existence et le calcul exact ou approché de "meilleures solutions" à des problèmes issus entre autres des sciences physiques, chimiques, industrielles, biologiques ou économiques. L'informatique développe et met en œuvre des algorithmes de calcul de solutions optimales. En sciences industrielles, on recherche des processus optimisant un ou plusieurs critères de performance, de fiabilité et de facilité de réalisation.
L'étudiant pourra se limiter à un seul des aspects "contrôle" ou "optimisation".

B - Fini, discret et continu
Le scientifique contemporain est accoutumé à un constant va-et-vient entre différentes approches du phénomène à étudier ou de l'objet à construire. Un signal électrique, issu d'un phénomène granulaire, est régi par une loi continue, transformé en un signal numérique discret, et ensuite stocké dans une table ayant un nombre fini de termes. Les équations différentielles régissant une trajectoire sont traitées par des méthodes numériques qui les discrétisent avant de les résoudre. Parfois, comme en physique des particules, plusieurs descriptions cohabitent.
Les rapports entre le fini, le discret et le continu se nouent aussi bien dans la modélisation et l'expérience qui la valide, que dans l'approximation numérique d'une loi continue, l'interpolation continue d'une loi discrète, ou l'extrapolation discrète d'une loi observée lors d'une succession d'expériences. Calcul numérique, structures finies, représentations discrètes et lois continues offrent ainsi une occasion privilégiée d'étudier ce qui relève respectivement de la modélisation et des traitements. Ils conduisent aussi à mettre en question la validité, et de la première, et des seconds.

Analyse et commentaires

Thème A : contrôle, optimisation

Le B.O. donne déjà quelques pistes de travaux que chacun peut envisager de prolonger dès maintenant.
Parallèlement, les enseignants de technologie en TSI au lycée du Hainaut ont réfléchi à quelques amorces de sujets. Les voici livrés " bruts de décoffrage ".

Secteur de la production et de la fabrication

Domaine
Détails, pistes, etc.
Gestion de production Optimisation par la méthode PERT (production, transport, etc.)
Carrosserie(ou autre) Découpe des flancs de tôle pour minimiser les chutes (noms).Extensible aux tissus, plastiques ou autres.
Approvisionnement/ production Contrôle de la longueur du brin mou dans le déroulement de fil ou de tôle. Vitesse de bobine entraînante
Piste : sujet agrégation B3 épreuve automatisme.
Fabrication Optimisation des paramètres de coupe (rugosité, temps et coût d'usinage, etc.)
Métrologie Contrôle de qualité en cours de fabrication (fabrication mécanique, électrique, électronique ou autre.
Electronique Appairage des composants dans le but de minimiser le coût (rechercher deux valeurs de composants standards à large intervalle de tolérance -IT- plutôt que de fixer un composant avec un IT strict).
Conception méca Appairage des pièces dans un assemblage (maximum matière).
Production Minimisation d'un temps de transfert.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Secteur de l'étude et de la commande

Domaine
Détails, pistes, etc.
Modélisation Approximation d'une surface réelle par un élément idéal (défini mathématiquement)
Gestion de production Optimisation par la méthode PERT (production, transport, etc.)
Motorisation Optimisation de la loi de commande en vitesse d'un chariot motorisé pour minimiser la durée de déplacement.Minimisation de la durée de démarrage d'une charge par un moteur.
Piste : travail sur les lois couple-vitesse de la charge et du moteur pour en déduire le couple accélérateur.
En complément, détermination du rapport de transmission optimum d'un motoréducteur.
Optimisation de la loi de commande en vitesse et/ou en accélération pour la mise en mouvement d'un mobile.
Piste : ascenseurs et minimisation des sensations physiologiques.
Climatisation Climatisation automatique d'un habitacle (travail sur la température, l'hygrométrie, etc)
Commande En logique floue.
? Optimisation de la précharge pour un montage de roulements.
? Méthode de fiabilisation par suppression des réglages (Monte Carlo).
Cas de la structure de Rauch et Sallen et Key en filtrage.
? Optimisation d'une suspension de bicyclette pour tenir compte du profil du terrain.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Thème B : fini, discret et continu

Ce sujet est très orienté physique : à notre sens, il n'est pas conseillé aux étudiants de TSI.
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