Capteurs & Instrumentation 1

Le cours Capteurs & Instrumentation 1 (CAI2402) présente les capteurs rencontrés par le technicien en génie électrique et énergies renouvelables : capteurs de courant, de tension, de puissance et d’énergie, capteurs de température, de pression, de rayonnement solaire et de vent. Il montre comment caractériser un capteur (sensibilité, précision, temps de réponse), comment conditionner son signal (amplification, filtrage, boucle 4-20 mA) et comment l’acquérir numériquement. Les applications visent le contexte nigérien : suivi de production d’une centrale PV, compteurs d’énergie sur le réseau NIGELEC, stations météo pour projets solaires et éoliens, surveillance de moteurs de pompage soumis à des températures ambiantes de 40-45 °C.

Objectifs d’apprentissage

• Connaître les différents types de capteurs utilisés en génie électrique et EnR.
• Comprendre les principes physiques de mesure des grandeurs électriques et physiques.
• Maîtriser le conditionnement du signal issu des capteurs industriels.
• Choisir et spécifier un capteur adapté à une application donnée.

Prérequis

Mesure Électrique (MEL1203) : appareils de mesure, erreurs, classes de précision. Électronique Analogique (ELA1202) : amplificateur opérationnel, filtres RC, diviseurs de tension.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Caractéristiques Générales des Capteurs
2. Leçon 2 — Capteurs de Grandeurs Électriques
3. Leçon 3 — Capteurs de Grandeurs Physiques
4. Leçon 4 — Conditionnement et Acquisition

Travaux pratiques

• TP1 : Étalonnage d’un thermocouple type K (leçon 3).
• TP2 : Mesure de courant DC par capteur à effet Hall (leçon 2).
• TP3 : Chaîne complète d’acquisition : capteur → CAN → PC (leçon 4).

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 10 h, TD 6 h, TP 8 h, TPE 16 h, soit 40 h de charge totale (2 crédits). Évaluation CC + ET : contrôle continu 40 % (TD, comptes rendus de TP, quiz), examen terminal 60 %. Nature : mixte.

Bibliographie

• J. Fraden, Handbook of Modern Sensors, Springer.
• P. Ripka & A. Tipek, Modern Sensors Handbook, ISTE.
• G. Asch et al., Les capteurs en instrumentation industrielle, Dunod.