Modèle de concours de recrutement des ingénieurs d'État du 1er grade — Ministère de l'Équipement et du Transport 2013 — Épreuve de spécialité : électromécanique

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ONCOURS POUR LE 8
RECRUTEMENT DES INGENIEURS {
D'ETAT 1° Grade :
OPTION : Electromécanique
SESSION : 03 Septembre 201 3
DUREE : 3 Heures
COEFFICIENT : 4
NE: Docsments ef portables non autorisés.
Moyeax de calcul autorisés : Calculatrice électronique de pocbe, y
compris les caleulatrices programemables, siphamumériques où à
écran graphique.
Lavage de four autre matériel électronique est rigourcutement
interdit.
‏ا‎ 119
1 6 ra
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à PROBLEME N°1
LA 1
5 et de
١ Ye êtes désignés ‏عمتست ل‎ un engin capable de np appris ‏جيل ب‎ era
1 1 ‏ولت‎
‎sl! ‏كفرط كير‎ pentes (terrains humides, enneigés ou gelés, marée ages
| À partir des contraintes imposées dans le cahier des charges, et compte tem du ‏رج م‎
1001 61 alloué, vous alles définir dans ce qui suit certuines des ‏تصن‎ pénéra
l'engin. Les performances à atteindre imposées par ke caler des charges 1 les suivantes
٠ Largeur maximale » 2,4 m
٠ Vitesse maximale = 30 knvh
= Rampe franchissble = 1004
= Charge utile «
- Pression sur le sol
Sable, boue = 100 ‏مداع‎
‎Neige molle =60 gr/cm2
1- Sur LS point
Estimation du polds total autorisé en charge et du poids à vide de l'engin
11 Donner la valeur de ‏ما‎ rampe franchissabhe on degré
1:2 Sachant que le coefficient de charge de l'engin Cor 0.35, Quel ‏وه‎ ke PTAC de
l'engin.
1:3 En déduire ke poids & vide de l'engus.
+ Sur4 points
Pour que l'engin puisse se déplacer, ses roues duivent adhérer au sol, fe pas s'y
enfoncer et exercer un coupèe ‏سمو آنه‎
11-1 Donner une des solutions envisageat our que les roues ne patinent pas
]1-2 Quelle est selon vous l'unique solution patible pour limiter l'enfoncement des ‏يعني‎
‎dans les s01s meubles
113 Comment peut-on augmenter la surface de contact de l'engin avec le sol ?
114 Quel eut Je rôke des raitiures qu'on trouve sur les pneus ? Ont t-clles un impact sur
l'adhérence 7
11,5 Le couple moteur de l'engin eat déterminé par son PTAC et par la pente à franchir, La
force exercée sur le sol par une roue est conditionnée par l'effort de frottement. Si cet
effort n'est pus suffisant, que ce passe t-il ?
À 2:9
. - ‏جحي‎ À :
ss (PP … nc 4 A
777 s
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4 ‏كن‎ LE 1
| LG Lengin devra étre équipé d'un nambre de roues tel que fe couple à 1 ‏الأ عار‎
[M u« antérieur au couple de déripage. Sinon pour limiter le nombre deroue et éviter Ie Il
Uéripage: de quoi faut 1-1 dotér Jes roues ? |
11-7 On suppose qué l'engin se déplace sur un so! contenant du sable et de la boue. | | :
Quelle est lu surface totale ‏عل‎ contact avec lé s01 SE? |
11-8 En déduire pour chaque roue la surface Ser.et la charge Per dans chacun des cas où
l'engin dispose de 4 roues, et 8 roues
11:9 Pour ne pas pénaliser lé couple, quelle recommandation faites Vous quant ‏دن‎ diamètre
‏صل‎ roues 2: Justifier voire répanse
11:10 Pour que l'engin puisse se déplocer sur la neige molle, on utilise des chenilles par-
essus les pneumatiques pour augmenter la surface portante La dimension des chenilles
estlimitée en largeur le par la largeur totale ‏عل‎ l'engin diminuée de ln largeur du moteur
thermique, En tenant compte d’un jeu latéral on retiendra 16 = 0,8 m,
Sachant que la surface portante de ces chenilles est 4 ‏كبس‎
‎Quel est le polës total dés chenilles? En déduire le poids total en charge avec chenilles
PTACc
11١ Sur3 points
Pour répondre aux contraintes de pression sur le.sol, d'adhérence et ‏عل‎ motricité on
est conduit À augmenter le nombre des rôtes et on adopte pour notre engin 5 roues,
Maïs pour être efficaces ces roues doiyeni rester en 60106) 2166 lé sol, Dans celte
partie, nous allons étudier pour noire engin le châssis rigide et le châssis articulé ct
en déduire le châssis le mieux adapté
On supposé que l'engin attaque un obstacle (une congère de neige où une dune de
sable) schématisé comme suit
‏الي‎ £
! LA La 2 0
Châssis rigide Châssis articulé
11-1 En s'inspirant du schéma précédent, déterminer la pression exercée Sur l'obstacle si
tés roues sont sblidaires d'un chissis rigide
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١ ‏عا‎ Détéminer ‏مل‎ pression exercée sur l'obstacle ‏متمعفك عل ند‎ arileulé, En ‏م تلقل‎
dk 1 1
| ‏قال‎ La suspension élastique des ‏ءا‎ |
3 La suspension élastique des roues est la solution généralement utilisée: dans ‏ذأ‎
‎conception des véhicules routiers. Dans le cas de notre engin, quels sont les inconvénients É
| majeurs de cette solution 7
11124 Une solution plus simple et plus économique consiste en une division de l'engin.en
] deux parties rigides réunies par une articulation élastique. Pour conserver. à l'engin sa
comipacité, gage d'une bonne agité, cette articulation n'aura que deux degrés de liberté,
selon l'axe de roulis et selon l'axe de ‏ممم‎
‎111: Donner la définition de l'axe de roulis et l'axe de tangage
11156 Sachant que l'utilisation, même temporaire, des chenilles interdit l'usage de roues
directrices. Quel moyen vous allez adopter pour le changement de direction ?
IV- SurS,5 points
Avant dé procéder aux calculs qui permettront de définir précisément es
caractéristiques dé. l'engin il faut procéder au choix des pneumatiques. Les
possibilités sont limitées au choix suivant:
On suppose que l'engin gravit Ja pente de 450160 une résistance au roulement
= 0,2: En négligesnt la force de résistance aérodynamique, et'en adoptant
l'accélération dé la pesanteur ‏جع‎ 9,81 ms
JV=1 Déterminer l'effort de traction total F
IV:2 En supposant que la vitesse de l'engin et ‏عل كلل‎ roues, déterminer fréquence
‏عل‎ rotition des roues f en tr/min
1V:3 En adoptant ls vitesse dé rotation dés roues à 300 tmin, quelle est ls distance
parcourue par tour de roue * 1
1V:4 Si les rendements de ‏ذا‎ transmission et celui des chenilles peuvent être estimés
chacun à 0,85. Quel est le rendement global ?
1V:5 Pour l'engin) à huit roues, quel est le couple de tuction Cr nécessaire à une roues
pour gravir une pente à 45 degrés ?
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IV: 6 Quel ‏عرزا‎ de transmission préconisez-vous ‏عر ع ناد‎ dm ‏ماله‎ MAUR
‏ا‎ le à La roue constant, quelle que soit la vitesse: transmission | écanique où
nsmission hydraulique ? Justifier votre réponse 9 5 2
177 Dans la transmission hydraulique, on retrouve deux 5 principaux ‘de (ll
“transmission : transmission hydrodynamique et transmission hydrostatique. Quel estle |
principe de fonctionnement de Chacune dés deux transmissions ? | | ]
IV:8 L'ensemble pômpe-moteur est le Cœur de la transmission hydraulique bien que le Î
cireuit comprend également un réservoir pour fournir l'huile, un filtre pour l'épurer et |
un réfroidisseur pour évacuer la chaleur en excès de l'huile. 11 y'a quatre combinaisons ‏ا‎
‎possibles d'ensembles pompes moteurs. Quelles sont ces combinaisons?
17-9 00 adopte la trnsmission’qui n'utilise pas le convertisseur de couple dans:son
fonctionnement et dont la combinaison pompe moteur procure Un couple constant à la
sortie et une puissance constante.
De quelle transmission et quelle combinaison pompe-mOIEur s'agit til
17-10 Donner le principe de fonctionnement de cette transmission notamment le
nombre de pompe et de moteur optimal à ndopter
17-11 Quels sont les précautions à prendre dans l'usage de l'hydraulique au niveau de
la conception et au niveau de ‏م1‎ maintenance 7
1V-12 À partir ‏عل‎ l'analyse des contraintes cl de leurs conséquences qué Vous avez
effectué. compléter les caractéristiques générales de l'engin par les valeurs que vous
Avez retenues :
[ Désignations - 1|_ Valeur retenue
[Poids à vide en ordre de marche Pav ;
Gids total autorisé en Charge Piac s |
0105 total autorisé en charge avec chenilles Pace [
Nombre de roues motrices 1 ‏كف ع‎
neumatiques basse pression 1 ‏إيجججتحجيج‎
‎‘ouple nécessaire à la roue Cr —_ |
urface portante totale des chenilles us ‏مسد‎ ١
Nombre de chenilles
ngemen de ission ES
1 5/9
wadifa-info.com RCA Fe :

Dans ce type ‏عل‎ système ‏تامع رمالل‎ su
‏لز ا روج وو‎ Sete am ‏ممس سد‎ ee ee ‏الع‎
‎-Pour déplacer cette aiguill injecteur, en modiffant l'équilibre dés efforts sur une aiguille.
électrique se com guille, on utilise une bobine qui lorsqu'elle est traversée par un courants 4
Dés qu porte commié aimant et attire alors l'aiguille pour permettre le passage du
er que 16 courant est coupé, l'aiguille reprend sa position initiale et bouche, le passage
Dans ce qui suit, on s'intéresse à ‏دا‎ bobine composant de l'étectroaimant
Le graphique ci-après représente l'évolution de la tension ur{t) aux bornes de l'électroaimant
et 18 périodicité de l'injection.
1 ES
‏للالللبلالبللنبال‎
2 en
1181 [11
023911011 Lee
5 5 7 6 3 2
0 08 1
1 ‏أ‎ 1 } Î Î
à Lu" || LS
2 7 p p
1 7 7 7 1»
01 3 2) 3 4! 3 60!
! | mombre de tourts)
75 1 2 Al
11-1١ Déterminer la vitesse de rotation en Ours par minute effectués par le moteur,
Pour déterminer l'inductance L de la bobine (supposée idéale) on réalise le cireuit ci-
Après.
Le générateur utilisé délivre une tension e(t) triangulaire asymétrique, La résistance R
| vaut 1,00 kQ
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AU - Fe
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‏اج 4 ام‎ | mn Œ ‏ا‎
‎(Éhectroaimant)
‎' | 0 ًَ
Les courbes ‏(فانا‎ et Uu(t) sont représentées comme suit
[Ut | 1 1
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‎11:2 Déterminer la valeur de l'inductance Z sur l'intervalle Ar et puis sur l'intervalle ‏با‎
‎1-3 Süchant que le constructeur annonce L= 2.0 H, commenter brièvement les deux
valeurs obenues.
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