Etude structurelle des systèmes

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Systèmes automatisés

La plupart des systèmes étudiés sont des systèmes dotés d'une certaine autonomie dans l'execution de leurs fonctions : ce sont des systèmes automatisés.


SADT structure des système A-0.PNG
  • Il agit sur une matière d'oeuvre en lui apportant une valeur ajoutée;
  • Il utilise de l'énergie;
  • Son fonctionnement est conditionné par des informations qui viennent de l'extérieure (consigne opérateur...);
  • Il restitue des informations vers l'extérieure sur son état;


Partie commande et Partie opérative


On peut réaliser, pour les systèmes automatisés, une première décomposition fonctionnelle en distinguant la partie commande et la partie opérative :

SADT structure des système A0.PNG

La partie opérative est celle qui opère directement sur la matière d'oeuvre.

La partie commande gère le comportement du système et organise le déroulement temporel des opérations réalisées par la partie opérative.

Ce découpage est interressant d'un point de vue technologique car le plus souvent, la partie opérative est à dominante mécanique et la partie commande est à dominante éléctronique.

Comparaison Homme-machine

Homme-machine.PNG

On peut faire une analogie entre cette structure et la structure du corps humain ou la partie commande serait constituée du système nerveux et des organes senseriels et la partie opérative du système musculaires et des différents membres...

Chaines fonctionnelles

Pour aller plus loin dans l'analyse structurelle des systèmes automatisés, il est necessaire de réaliser un découpage par chaines fonctionnelles.

Une chaine fonctionnelle est l'adjonction un sous-ensemble de la partie commande (chaine d'information) et d'un sous-ensemble de la partie opérative (chaine d'énèrgie) qui interagissent pour réaliser une des fonctions du système.

Chaine fonctionnelle.gif

Un système automatisé peut comporter un grand nombre de chaines fonctionnelles.

 Exemple :

Dans un véhicule automobile, on peut isoler, par exemple deux chaines fonctionnelles différentes :

  • La chaine fonctionnelle qui réalise la traction, constituée du moteur, de la carte de commande du moteur, de la transmission et des roues motrices. Cette chaine réagit à la demande d'accélération du conducteur et renvoie des indications sur la vitesse du véhicule et de rotation du moteur, ainsi que l'état du moteur (niveau d'huile, température...)
  • La chaine fonctionnelle qui réalise l'essuyage du pare-brise, constituée d'un moteur éléctrique, d'une chaine mécanique et des balais. Elle réagit à la commande d'essuyage donnée par le conducteur ou est déclanchée automatiquement.

On peut isoler encore beaucoup de chaines fonctionnelles sur un système comme une véhicule automobile.

La chaine d'énergie

La chaine d'énergie est le sous-ensemble de la partie opérative qui fait partie de la chaine fonctionnelle étudiée. Elle transforme l'énergie disponible pour le système en valeur ajoutée pour la matière d'oeuvre.

SADT structure des système chaine energie.PNG

On peut identifier les éléments suivants :


Fonction Elément Rôle Exemples
Alimenter Alimentation

Ce peut être une alimentation embarquée ou une connexion à un reseau d'énergie (électricité, air comprimé...). L'énergie est disponible en continu.

Connexion à un réseau d'énergie, batterie, cellules photovoltaïques...
Distribuer Préactionneur

Le préactionneur joue le rôle de "robinet" énergétique réagissant aux ordres de la partie commande. 


Sa technologie diffère en fonction de l'énergie utilisée (éléctricité, air comprimé...)


Relais, distributeurs électropneumatiques...
Convertir Actionneur

Convertit l'énergie issue du préactionneur en énergie mécanique. Les actionneurs les plus courants sont le moteur éléctrique et le vérin pneumatique.

Moteurs éléctriques, vérins pneumatiques, hydrauliques, résistance chauffantes, ampoules...
Transmettre Chaine cinématique Adapte et transmet l'énergie mécanique pour qu'elle soit adaptée à la fonction de la chaine. Réducteur, transmmission par chaine, par arbre, fibre optique, pantographe...
Agir Effecteur C'est l'élément qui est en contact avec la matière d'oeuvre pour lui apporter la valeur ajoutée. Poussoir, bande roulante, forêt, pince, encreur, ...

Exemples de préactionneurs :

Photo préactionneurs.PNG

Exemples d'actionneurs :

Photo actionneurs.PNG



Exemples de chaines cinématiques:

Reducteur2-300x344.jpg          Courroie.jpg

            Réducteur à engrenages                        Transmission par courroie


Exemples d'effecteurs :

Image:Pince_robot.jpg                                           Convoyeur-a-bande-desc-000051954-4.jpg

Pince de préhension                                                 Bande transporteuse

La chaine d'information


La chaine d'information maitrise l'énergie envoyée à l'actionneur en envoyant des ordres au pré-actionneur. Elle élabore ces ordres à partir de grandeurs physiques mesurées sur la partie opérative du système et des consigne venues de l'extérieure


. Elle traite ces données pour en déduire les ordres à donner. Elle restitue également des information à l'opérateur ou vers d'autres systèmes.


SADT structure des système PC.PNG


  • Fonction Acquérir : Les capteurs ou les organes de saisie pour l'opérateur ont pour fonction de transformer une grandeur physique (position d'une pièce, pression sur un bouton...) en signal compréhensible par un organe de traitement de l'information. Ces grandeur sont en général transformées en signal éléctrique analogique ou numérique.
Capteurs photo.PNG
  • Fonction Traiter : Le traitement est réaliser par éléctronique. Il peut s'agir d'un automate programmable pour les données binaires ou d'une carte de commande pour traiter des données analogiques.
Automate programmable photo.PNG
  • Fonction Communiquer : Après traitement, les information sont mise en forme en fonction de leur usage : ordre à la chaine d'énergie, affichage sur un écran.....


Représentation générale d'une chaine fonctionnelle

Finalement, on peut représenter une chaine fonctionnelle de la façon suivante :

SADT chaine fonctionnelle.PNG