La chaîne fonctionnelle

Les systèmes mécatroniques sont des systèmes mêlant des parties mécaniques, électroniques et informatiques. Ces systèmes sont présents dans tous les domaines (robotique, aérospatiale, transport, etc.)

Quelques exemples de systèmes mécatroniques :

Une cafetière, une voiture ou encore un robot (Camper Trolley)

Pour faciliter la résolution de problèmes, notamment lors de la conception de systèmes, les ingénieurs ont très souvent recours à la modélisation. Un modèle est une simplification de la réalité et peut prendre beaucoup de formes différentes (diagramme, modèle 3D etc.)

Avez vous déjà réalisé un dessin pour vous aider à comprendre ou résoudre un problème ? Sans le savoir, vous étiez en train de modéliser ! Les ingénieurs font de même : ils représentent des idées complexes pour les aider dans leurs tâches grâce à la modélisation.

La plupart des systèmes mécatroniques peuvent être modélisés sous la forme d'un schéma constitué d'une chaîne de puissance et d'une chaîne d'information. L'ensemble est appelé chaîne fonctionnelle. Cette chaîne est dite fonctionnelle, car permet de lier les différents composants d'un système (carte électronique, moteur, engrenages, câbles, etc.) à partir de leur fonction. Par exemple, la fonction d'un moteur électrique est de convertir une énergie électrique en une énergie mécanique.

La chaîne de puissance (aussi appelée chaîne d'énergie ou partie opérative) permet d'amener la puissance (ou l'énergie) suffisante et sous la bonne forme afin de réaliser l'action désirée. Par exemple, la chaîne de puissance d'une voiture permet d'acheminer l'énergie disponible dans le réservoir (i.e. le carburant) jusqu'aux roues sous la forme d'une énergie mécanique (énergie cinétique de rotation) afin de faire avancer la voiture.

La chaîne d'information (aussi appelée partie commande) permet de gérer l'information reçue par le système (acquisition, traitement, communication, etc.). Elle fait l'objet d'un autre cours.

Les deux chaînes sont composées de blocs fonctionnels (i.e. qui remplissent une fonction). Ces différents blocs seront détaillés dans la suite de ce cours. La matière d'oeuvre est l'élément sur lequel le système agit. Il peut-être de différentes natures : matériel, énergétique ou informationnel. La matière d'oeuvre entrante est l'état initial de cet élément et la matière d'oeuvre sortante est son état final. Prenons l'exemple du grille-pain (un autre système mécatronique). La matière d'oeuvre entrante est le pain et la matière d'oeuvre sortante est le pain grillé. Pour l'exemple de la voiture, cité plus haut, la MOE est la roue à l'arrêt et la MOS est la roue en mouvement.

Une vidéo expliquant la chaîne de puissance (ici appelée chaîne d'énergie) et la chaîne d'information.

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