École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

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Unité d’enseignement : GEEL · S2 · UE4 — Machines & Capteurs

  • 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.

  • Machines Électriques 1

    Le cours Machines Électriques 1 (MAE2401, UE4 « Machines & Capteurs », semestre S2, 3 crédits) approfondit l’étude des convertisseurs électromécaniques rencontrés dans l’industrie et les systèmes énergétiques du Niger : moteurs à courant continu (démarreurs, petits entraînements solaires), transformateurs des postes NIGELEC et des mini-réseaux, moteurs asynchrones des stations de pompage, moulins, huileries et ateliers. Il privilégie la modélisation par schémas équivalents et la caractérisation expérimentale par essais normalisés.

    Objectifs d’apprentissage

    • Comprendre les principes de fonctionnement des machines à courant continu.
    • Analyser le moteur asynchrone triphasé en régime permanent.
    • Étudier en détail le transformateur monophasé et triphasé.
    • Effectuer les essais de caractérisation des machines électriques.

    Prérequis

    Électrotechnique (ELT1401) : triphasé, transformateur, notions de machines. Circuits Électriques (CIE1402) : régime sinusoïdal, nombres complexes, phaseurs.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Machines à Courant Continu (MCC)
    2. Leçon 2 — Transformateurs — Approfondissement
    3. Leçon 3 — Moteur Asynchrone Triphasé (MAS)
    4. Leçon 4 — Essais et Caractérisation

    Travaux pratiques

    • TP1 : Essais complets d’un transformateur monophasé (leçon 2).
    • TP2 : Tracé de la courbe couple-vitesse d’un MAS (leçon 3).
    • TP3 : Démarrage et mesure du courant d’appel MCC et MAS (leçon 4).

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : CM 16 h, TD 8 h, TP 10 h, TPE 26 h, soit 60 h de charge totale (CTT). Évaluation mixte : contrôle continu (CC) 40 % (TD, comptes rendus de TP, quiz en ligne) et examen terminal (ET) 60 %.

    Bibliographie

    • S. J. Chapman, Electric Machinery Fundamentals, McGraw-Hill.
    • Th. Wildi, Electrical Machines, Drives and Power Systems, Pearson.
    • J.-P. Caron, J.-P. Hautier, Modélisation et commande de la machine asynchrone, Technip.
    • L. Lasne, Électrotechnique et énergie électrique, Dunod.