Modèle de concours de recrutement des techniciens de 3e grade — CHU Mohammed VI Marrakech 2011 — Maintenance biomédicale ou électromécanique des systèmes automatisés

Ce modèle est l'épreuve de spécialité (durée 3 heures) du concours de recrutement de techniciens de 3e grade du CHU Mohammed VI de Marrakech (Ministère de la Santé), session du 24/07/2011, option maintenance biomédicale ou électromécanique des systèmes automatisés. Le candidat traite une seule des deux épreuves, selon sa spécialité. L'épreuve 1 (biomédical) compte 4 questions, sur 20 points. L'épreuve 2 (électromécanique) compte 5 exercices de 4 points : amplificateur différentiel, vérin pneumatique, usinage, gradateur à thyristor commandé par UJT, et maintenance.

💡 Choisissez vite et ne mélangez pas : une seule épreuve est notée. Dans l'épreuve 2, les exercices 1 et 2 sont du calcul pur (environ 20 minutes pour les deux) : posez les formules, les unités et le résultat encadré. Dans l'épreuve 1, les questions de maintenance (Q4) reviennent souvent dans les concours des CHU et rapportent 6 points : apprenez les définitions de la norme NF EN 13306 et les 5 niveaux du FD X 60-000.

Épreuve 1 : maintenance biomédicale

1. Radioprotection contre les rayons X (6 pts)
   • a) Table de radiologie télécommandée : salle blindée (murs, plafond et sol plombés, en général 1 à 2 mm d'équivalent plomb selon l'étude de poste) ; porte plombée munie d'un contact de porte qui interdit ou coupe l'émission quand la porte est ouverte ; pupitre de commande déporté dans un local séparé, derrière une vitre au verre plombé ; signalisation lumineuse « rayons X » à l'entrée et trèfle de zonage (zone contrôlée) ; collimateur ou diaphragme et filtration additionnelle au tube ; arrêt d'urgence ; dosimètres pour le personnel, et contrôles de qualité et d'ambiance.
   • b) Amplificateur de brillance (arceau mobile au bloc) : l'opérateur reste près du patient, donc la protection est surtout individuelle et opérationnelle. Moyens : tabliers plombés (0,25 à 0,5 mm Pb), cache-thyroïde, lunettes plombées, paravents ou bas-volets plombés mobiles. Côté appareil : tube placé sous la table (le rayonnement diffusé part vers le bas), collimation serrée, scopie pulsée, mémoire de la dernière image, limitation du temps de scopie, commande à pédale ou à main à distance. S'y ajoutent la règle distance / temps / écran, la signalisation de la salle et la dosimétrie (passive et opérationnelle).
2. Principe d'un respirateur d'anesthésie (4 pts) : (1) alimentation en gaz (O₂, N₂O, air) depuis les prises murales, détendeurs et débitmètres (rotamètres ou électroniques), avec un système anti-hypoxique qui coupe le N₂O en cas de manque d'O₂ ; (2) un évaporateur qui ajoute l'agent halogéné (sévoflurane, isoflurane) au gaz frais ; (3) le circuit filtre (circuit fermé ou semi-fermé) : valves unidirectionnelles inspiratoire et expiratoire, absorbeur de CO₂ (chaux sodée), ballon, valve APL et évacuation des gaz ; (4) le ventilateur (soufflet entraîné pneumatiquement, ou piston électrique) insuffle au patient un volume ou une pression réglés (V_T, fréquence, rapport I/E, PEP) ; l'expiration est passive et les gaz expirés sont recyclés après absorption du CO₂ ; (5) le monitorage (pressions des voies aériennes, volumes, FiO₂, capnographie, concentration en halogéné) et les alarmes, avec un by-pass O₂ (flush) de secours.
3. Colonne de cœliochirurgie, composition standard (4 pts) : moniteur médical (écran) ; caméra (tête de caméra et unité de contrôle CCU) ; source de lumière froide (xénon ou LED) et câble de lumière à fibres optiques ; optique (endoscope rigide 0° ou 30°) ; insufflateur de CO₂ (création et maintien du pneumopéritoine, avec régulation de pression et de débit) ; générateur électrochirurgical (bistouri électrique mono- et bipolaire) ; système d'aspiration-irrigation ; enregistreur ou imprimante d'images ; le tout sur un chariot (colonne) avec transformateur d'isolement. On peut ajouter l'instrumentation (trocarts, pinces, ciseaux).
4. Maintenance (6 pts)
   • a) Définition (NF EN 13306) : l'ensemble de toutes les actions techniques, administratives et de management, durant le cycle de vie d'un bien, destinées à le maintenir ou à le rétablir dans un état où il peut accomplir la fonction requise.
   • b) Formes : la maintenance corrective, exécutée après la détection d'une panne : palliative (dépannage provisoire) ou curative (réparation durable). La maintenance préventive, exécutée avant la panne pour réduire la probabilité de défaillance : systématique (selon un échéancier, en temps ou en nombre d'unités d'usage), conditionnelle (déclenchée par la surveillance d'un paramètre ou d'un seuil) et prévisionnelle (fondée sur l'extrapolation de l'évolution des paramètres). On peut citer aussi la maintenance améliorative.
   • c) Les 5 niveaux (FD X 60-000) : niveau 1, réglages simples et contrôles prévus par le constructeur, faits par l'utilisateur, sans démontage ; niveau 2, dépannage par échange standard d'éléments prévus et opérations mineures de préventif (graissage, contrôle), par un technicien habilité ; niveau 3, identification et diagnostic des pannes, réparation par échange de composants, réglages et étalonnages, par un technicien spécialisé ; niveau 4, travaux importants de maintenance corrective ou préventive (sauf rénovation), par une équipe spécialisée avec un outillage et des bancs de mesure particuliers ; niveau 5, rénovation, reconstruction ou réparations importantes, confiées au constructeur ou à un atelier central.

Épreuve 2 : électromécanique des systèmes automatisés

Exercice 1 : amplificateur différentiel (U₁ = 3 V sur R₁ côté entrée −, U₂ = 4 V sur R₃ côté entrée +, R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = 10 kΩ, AOP idéal)

• a) Le diviseur R₃-R₄ donne U_A = U₂·R₄/(R₃+R₄) = 4 × 0,5 = 2 V. En régime linéaire, ε = 0, donc U_B = U_A = 2 V. Avec des résistances égales, U_out = (R₂/R₁)(U₂ − U₁) = 4 − 3 = 1 V.
• b) U_R1 = U₁ − U_B = 3 − 2 = 1 V ; I_R1 = 1 V / 10 kΩ = 0,1 mA.
• c) Aucun courant n'entre dans l'entrée −, donc I_R2 = I_R1 = 0,1 mA ; U_R2 = U_B − U_out = 2 − 1 = 1 V (vérification : R₂·I = 10 kΩ × 0,1 mA = 1 V).

Exercice 2 : vérin double effet (P = 3 bar = 0,3 MPa = 0,3 N/mm², D = 40 mm, d = 10 mm, course 200 mm, v = 0,1 m/s)

• a) Surface du piston : S = π·D²/4 = π × 400 ≈ 1 256,6 mm², d'où F_p = P·S ≈ 0,3 × 1 256,6 ≈ 377 N en poussée. Surface annulaire : S' = π(D² − d²)/4 = π × 375 ≈ 1 178 mm², d'où F_t ≈ 0,3 × 1 178 ≈ 353 N en traction (sans frottements ni rendement).
• b) m_max = F_t/g ≈ 353 / 9,81 ≈ 36 kg (traction verticale à vitesse constante, sans pertes).
• c) t = course / vitesse = 0,2 m / 0,1 m/s = 2 s pour la sortie complète de la tige.

Exercice 3 : notions d'usinage

• Perçage : réaliser un trou cylindrique dans la matière avec un foret en rotation et en avance axiale, sur une perceuse (sensitive, à colonne ou radiale). On commence par un pointage au pointeau ou au foret à centrer.
• Filetage : réaliser une hélice (un filet) sur une surface extérieure (vis, tige) avec une filière et son porte-filière, ou au tour avec un outil à fileter.
• Taraudage : réaliser un filet intérieur dans un trou préalablement percé au diamètre de perçage (par exemple Ø 8,5 mm pour M10), avec un jeu de tarauds (ébaucheur, intermédiaire, finisseur) et un tourne-à-gauche.
• Alésage : finir un trou au diamètre et à la tolérance voulus (par exemple H7) avec un bon état de surface, avec un alésoir (à main ou machine) ou un outil à aléser au tour ou à l'aléseuse.
• Engrenage : un mécanisme de transmission de mouvement de rotation par deux roues dentées en prise (droites, hélicoïdales, coniques, roue et vis sans fin). Le rapport de transmission vaut N₂/N₁ = Z₁/Z₂. Les dentures se taillent par fraisage (fraise-module) ou par taillage (fraise-mère, outil-pignon).

Exercice 4 : redresseur à thyristor commandé par UJT

• a) Éléments : transformateur à point milieu (2 × 110 V) et deux diodes, qui forment un redresseur double alternance ; R₁ et la diode Zener D_Z, qui écrêtent et stabilisent la tension d'alimentation de la commande (tension trapézoïdale synchronisée sur le secteur) ; R = 15 kΩ et C = 0,2 µF, le circuit de charge (constante de temps RC = 3 ms) ; le transistor unijonction (UJT), avec ses résistances de base R_B2 et R_B1 ; le thyristor Th et la charge R_ch alimentée en 110 V alternatif.
• b) Fonctionnement : à chaque demi-alternance, C se charge à travers R. Quand u_C atteint la tension de pic V_P ≈ η·V_Z + 0,6 V, l'UJT devient conducteur et C se décharge brusquement dans R_B1. L'impulsion obtenue sur B1 amorce le thyristor, qui conduit jusqu'à la fin de l'alternance. En variant R, on règle le retard à l'amorçage α, donc la puissance moyenne dans la charge (gradateur ou redresseur commandé). La remise à zéro de la Zener à chaque passage par zéro synchronise la commande avec le secteur.
• c) Signal de sortie de l'UJT : une tension en dent de scie sur le condensateur, et sur R_B1 une suite d'impulsions brèves (pics), une ou plusieurs par demi-période, la première arrivant au bout du temps t ≈ RC·ln[1/(1 − η)] après le début de l'alternance.
• d) Remplacement de l'UJT : par un transistor unijonction programmable (PUT), ou par un DIAC (déclenchement par seuil), ou par un circuit de commande intégré associé à un transformateur d'impulsions (ou un optocoupleur).

Exercice 5 : maintenance. Le scan imprime seulement les points b) et c), qui reprennent mot pour mot la question 4 de l'épreuve 1 (la mention a) manque sur le sujet). Les réponses sont celles de la Q4 b) et c) ci-dessus : les formes corrective et préventive avec leurs sous-types, puis les 5 niveaux du FD X 60-000.