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

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Unité d’enseignement : GM · S3 · UE4 — Procédés de fabrication et froid

  • Froid et climatisation auto

    Le cours de Froid et climatisation auto (UE4 « Procédés de fabrication et froid », semestre 3) présente le fonctionnement des systèmes de réfrigération et de climatisation des véhicules. Au Niger, où la température extérieure dépasse régulièrement 40 °C et où l’habitacle d’un véhicule garé au soleil peut atteindre 60 à 70 °C, la climatisation n’est pas un luxe : elle conditionne le confort et la vigilance des conducteurs, le transport de passagers et parfois celui de denrées (camions frigorifiques). Ces conditions sévères sollicitent fortement compresseurs, condenseurs et circuits de refroidissement moteur, et la poussière encrasse les échangeurs.

    Le cours va des bases thermodynamiques (chaleur sensible et latente, relation pression-température, COP) au cycle frigorifique, puis aux composants réels d’une boucle de climatisation automobile, et se termine par le diagnostic et la maintenance avec des TP guidés sur station de charge.

    Objectifs d’apprentissage

    • Utiliser les notions de chaleur sensible, chaleur latente et saturation pour expliquer la production de froid.
    • Tracer et exploiter le cycle frigorifique à compression de vapeur (puissance frigorifique, travail, COP, débit de fluide).
    • Connaître les fluides frigorigènes automobiles (R12, R134a, R1234yf), leurs huiles et leurs enjeux environnementaux.
    • Identifier et expliquer le rôle de chaque composant d’une boucle de climatisation et du circuit de refroidissement moteur.
    • Diagnostiquer une climatisation par les pressions, la surchauffe et le sous-refroidissement, et réaliser récupération, tirage au vide et charge en sécurité.

    Prérequis

    Notions de base en thermodynamique (premier principe, enthalpie, changements d’état) et en mécanique des fluides (pression absolue et relative, débit).

    Plan du cours

    1. Bases thermodynamiques du froid et du confort thermique
    2. Le cycle frigorifique à compression de vapeur et les fluides frigorigènes
    3. Composants de la climatisation automobile et refroidissement moteur
    4. Diagnostic et maintenance des systèmes de climatisation (TP guidés)

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 10 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP et 30 h de travail personnel (TPE), 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, comptes rendus de TP, quiz) et examen terminal écrit.

    Bibliographie

    • Steven Daly, Automotive Air Conditioning and Climate Control Systems, Butterworth-Heinemann.
    • Andrew D. Althouse, Carl H. Turnquist, Alfred F. Bracciano, Modern Refrigeration and Air Conditioning, Goodheart-Willcox.
    • Pierre Rapin, Patrick Jacquard, Technologie des installations frigorifiques, Dunod.
    • Robert Bosch GmbH, Mémento de technologie automobile (chapitre climatisation).

  • Procédés de fabrication 2

    Le cours de Procédés de fabrication (UE4 « Procédés de fabrication et froid », semestre 3) approfondit les techniques de production appliquées à l’industrie automobile et mécanique, dans la continuité du cours de procédés de S2. Il traite des trois grandes familles de procédés utilisées pour fabriquer ou réparer des pièces : l’usinage (tournage, fraisage, perçage), le moulage et la mise en forme (fonderie, forgeage, emboutissage) et le soudage. Il aborde ensuite l’automatisation et la robotisation des processus, puis les méthodes d’analyse et d’optimisation : temps de cycle, équilibrage, taux de rendement synthétique (TRS), choix des conditions de coupe.

    Les exemples sont pris dans l’environnement nigérien : ateliers d’usinage et de rectification de Niamey et Maradi qui refont arbres, poulies et chemises, fondeurs artisanaux d’aluminium, ateliers de chaudronnerie et de soudage qui fabriquent remorques, cuves et charpentes, maintenance des usines (cimenterie, huileries, mines).

    Objectifs d’apprentissage

    • Choisir et calculer les conditions de coupe (vitesse de coupe, fréquence de rotation, avance, temps d’usinage, puissance).
    • Décrire les procédés de moulage et de formage et dimensionner un modèle en tenant compte du retrait.
    • Choisir un procédé de soudage, calculer l’énergie de soudage et évaluer le besoin de préchauffage.
    • Expliquer les niveaux d’automatisation et l’apport des robots industriels.
    • Analyser un processus de fabrication (TRS, goulot, équilibrage) et proposer des améliorations chiffrées.

    Prérequis

    Connaissances de base en mécanique industrielle, procédés de fabrication de S2, dessin technique et matériaux (aciers, fontes, alliages d’aluminium).

    Plan du cours

    1. L’usinage par enlèvement de matière
    2. Le moulage et la mise en forme des métaux
    3. Le soudage et l’assemblage
    4. Automatisation, robotisation et optimisation des procédés (TP guidés)

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 10 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP et 30 h de travail personnel (TPE), 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, comptes rendus de TP, quiz) et examen terminal écrit.

    Bibliographie

    • Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid, Manufacturing Processes for Engineering Materials, Pearson.
    • Mikell P. Groover, Introduction to Manufacturing Processes, Wiley.
    • Mikell P. Groover, Automation, Production Systems, and Computer-Integrated Manufacturing, Pearson.
    • A. Chevalier, Guide du dessinateur industriel, Hachette Technique (chapitres procédés).