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

✉ elearning@epiniger.edu.ne    🌐 epiniger.edu.ne

EPI e-Learning

L'école du nouveau monde · Plateforme e-Learning

Unité d’enseignement : GM · S2 · UE2 — Hydraulique et chimie appliquées

  • Automatisme

    Ce cours d’introduction à l’automatisme présente les systèmes automatisés de production (SAP) tels qu’on les rencontre dans l’industrie nigérienne : ensacheuses de cimenterie, stations de pompage et châteaux d’eau télégérés, lignes de conditionnement d’huileries et de laiteries, démarrage et protection des groupes électrogènes, convoyeurs miniers. L’étudiant apprend à décrire la structure d’un système automatisé, à manipuler la logique combinatoire (algèbre de Boole, tableaux de Karnaugh), à choisir capteurs et actionneurs, à modéliser un fonctionnement séquentiel par un GRAFCET (norme NF EN 60848) et à le traduire pour un automate programmable industriel (API) selon la norme CEI 61131-3. La description officielle de cette matière n’étant pas fournie, le programme proposé est un programme standard d’introduction, qui prépare la matière « Régulation numérique » de S6.

    Objectifs d’apprentissage

    • Décrire la structure d’un système automatisé (partie commande, partie opérative, interface homme-machine) et la chaîne capteur – traitement – pré-actionneur – actionneur.
    • Utiliser les systèmes de numération et l’algèbre de Boole ; simplifier une équation logique par Karnaugh.
    • Choisir un capteur et un actionneur adaptés à une application et exploiter un signal analogique 4-20 mA.
    • Établir une équation de mémoire et construire un GRAFCET respectant les règles d’évolution.
    • Expliquer le fonctionnement d’un API et traduire un GRAFCET simple en langage à contacts (Ladder).

    Prérequis

    Notions d’électricité (tension, courant, circuits simples), bases de mécanique et d’hydraulique ; aucune connaissance préalable en programmation n’est exigée.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Systèmes automatisés et logique combinatoire
    2. Leçon 2 — Capteurs, pré-actionneurs et actionneurs
    3. Leçon 3 — Logique séquentielle et GRAFCET
    4. Leçon 4 — Automates programmables industriels et programmation

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 0 h de TP, 20 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD : équations, GRAFCET, Ladder ; quiz ; 40 %) et examen terminal écrit (60 %).

    Bibliographie

    • Bossy J.-C., Brard P., Faugère P., Merlaud C., Le GRAFCET : sa pratique et ses applications, Casteilla/Educalivre.
    • Bolton W., Programmable Logic Controllers, Newnes/Elsevier.
    • NF EN 60848, Langage de spécification GRAFCET pour diagrammes fonctionnels en séquence.
    • CEI 61131-3, Automates programmables — Partie 3 : langages de programmation.

  • Chimie appliquée

    Ce cours de chimie appliquée donne au futur technicien en génie mécanique les outils chimiques dont il a besoin dans l’industrie : comprendre et chiffrer les réactions des procédés (cuisson du clinker à la cimenterie de Malbaza, combustion du charbon à la centrale SONICHAR, combustion du gazole et du butane, production et usage de l’acide sulfurique dans le traitement du minerai d’uranium), prévoir le sens et l’énergie d’une réaction (thermodynamique), sa vitesse (cinétique), puis appliquer ces notions à la corrosion des métaux, aux traitements de surface et à la gestion des risques chimiques en atelier et en usine.

    Objectifs d’apprentissage

    • Écrire et équilibrer les réactions industrielles courantes et établir des bilans matière (stœchiométrie, réactif limitant, rendement).
    • Calculer une enthalpie de réaction par la loi de Hess, un pouvoir calorifique, et prévoir la spontanéité par ΔG = ΔH − T·ΔS.
    • Exploiter une loi de vitesse d’ordre 1, un temps de demi-réaction et la loi d’Arrhenius.
    • Expliquer les mécanismes électrochimiques de la corrosion et quantifier une perte de métal par la loi de Faraday.
    • Choisir un moyen de protection ou un traitement de surface adapté et appliquer les règles de prévention du risque chimique (SGH, FDS).

    Prérequis

    Bases de chimie générale : atome, mole, masse molaire, équation-bilan, notions d’oxydoréduction et d’acides-bases.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Réactions chimiques industrielles et bilans matière
    2. Leçon 2 — Thermodynamique chimique appliquée aux procédés
    3. Leçon 3 — Cinétique chimique et catalyse
    4. Leçon 4 — Corrosion, traitement des matériaux et risques chimiques

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 0 h de TP, 20 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, quiz, 40 %) et examen terminal écrit (60 %).

    Bibliographie

    • Sharma B. K., Industrial Chemistry, Goel Publishing House.
    • Shreve R. N. (Austin G. T.), Shreve’s Chemical Process Industries, McGraw-Hill.
    • Atkins P., de Paula J., Chimie physique, De Boeck.
    • Landolt D., Corrosion et chimie de surfaces des métaux, Presses polytechniques et universitaires romandes.
    • Béranger G., Mazille H. (dir.), Corrosion des métaux et alliages, Hermès-Lavoisier.

  • Hydraulique générale

    L’hydraulique générale étudie ici la transmission de puissance par fluide sous pression (oléohydraulique) : presses d’atelier, crics et vérins de levage, bennes basculantes de camions, engins de travaux publics et de mines (chargeuses et pelles des sites d’Arlit, engins des carrières de la cimenterie de Malbaza), tracteurs agricoles, directions assistées. Le cours part des principes de base (pression, débit, puissance, théorème de Pascal), décrit les composants — pompes, vérins, moteurs, accumulateurs, distributeurs, limiteurs et régulateurs — puis apprend à lire, analyser et dimensionner un circuit hydraulique simple à partir des symboles normalisés ISO 1219.

    Objectifs d’apprentissage

    • Expliquer les principes physiques de l’hydraulique (Pascal, relation pression-force-surface, puissance hydraulique P = p·Q).
    • Identifier les composants d’un système hydraulique et leurs fonctions (génération, commande, actionneurs, accessoires).
    • Calculer le débit, la pression et la puissance d’une pompe à cylindrée fixe, avec ses rendements.
    • Dimensionner un vérin (effort, vitesse, section annulaire) et un accumulateur hydropneumatique.
    • Lire et analyser un schéma de circuit hydraulique normalisé et proposer un dimensionnement simple.

    Prérequis

    Mécanique des fluides (pression, débit, continuité, pertes de charge), bases d’électromécanique (moteurs électriques, puissance, rendement).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Principes de base de l’hydraulique : pression, débit, puissance et fluides
    2. Leçon 2 — Les pompes hydrauliques : technologies, cylindrée et rendements
    3. Leçon 3 — Actionneurs et accumulateurs : vérins, moteurs hydrauliques, accumulateurs
    4. Leçon 4 — Conception et analyse de circuits hydrauliques

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 0 h de TP, 20 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD notés, lecture de schémas, quiz, 40 %) et examen terminal écrit (60 %).

    Bibliographie

    • Parr A., Hydraulics and Pneumatics: A Technician’s and Engineer’s Guide, Butterworth-Heinemann.
    • Eaton (Vickers), Industrial Hydraulics Manual, Eaton Corporation.
    • Faisandier J., Mécanismes hydrauliques et pneumatiques, Dunod.
    • Guillon M., Commande et asservissement hydrauliques et électrohydrauliques, Lavoisier (Tec & Doc).
    • ISO 1219-1, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Symboles graphiques et schémas de circuit.