نموذج مباراة توظيف تقنيين متخصصين - تخصص الكهروميكانيك - الأسئلة من 11 فما فوق (QCM)

Il s'agit d'une épreuve de concours de recrutement de technicien spécialisé en électromécanique (la mention « ÉLECTROMÉCANIQUE — TECHNICIEN SPÉCIALISÉ » figure en pied de chaque page). L'épreuve est mixte : une partie 1 sous forme de QCM technique, chaque item valant 1,25 point, et une partie 2 notée /25 comportant une question de réflexion rédigée sur 10 points, consacrée à la gestion des compétences en maintenance. Le QCM balaie tout le champ de la spécialité : maintenance, machines électriques, électrotechnique triphasée, électronique de puissance et logique, automatismes et Grafcet, mécanique, hydraulique et outillage. Avertissement sur le scan : les pages sont dans le désordre (les numéros imprimés en bas de page vont 3, 7, 4, ?, 5) et la numérotation des questions saute — on lit les questions 11 à 16, puis 28 à 30, puis 17 et 18, puis 4 à 10, puis 19 à 23. Plusieurs énoncés dépendent d'une figure que l'OCR n'a pas restituée. Voici une correction méthodologique proposée.

💡 Avant de commencer : ce QCM est surtout calculatoire, pas mémoriel. Ne cherchez pas à reconnaître une réponse « qui a l'air juste » : appliquez la formule, calculez, puis choisissez la valeur proposée qui correspond. Deux réflexes rapportent presque tous les points. (1) Les unités : convertissez systématiquement avant de calculer — 1 bar = 10⁵ Pa, 1 daN = 10 N, un diamètre en mm devient des mètres, et le passage tr/min → rad/s se fait par ×2π/60 (soit ≈ 0,1047). La moitié des distracteurs de ce sujet sont le bon résultat exprimé dans la mauvaise unité ou décalé d'un facteur 10. (2) Les questions à figure : si le schéma n'est pas lisible ou si vous hésitez, passez et revenez ; ne sacrifiez pas trois questions calculables pour une question de reconnaissance. Gardez impérativement 35 à 40 minutes pour la partie 2, qui vaut à elle seule plus que dix items du QCM.

Maintenance et identification des machines

• 11 — La maintenance corrective consiste à : réparer des machines en panne. Elle intervient après la défaillance, qu'elle soit palliative (dépannage provisoire) ou curative (remise en état définitive). Les distracteurs désignent les autres formes : prévenir les pannes ultérieures, c'est la maintenance préventive (systématique si elle est calée sur un échéancier, conditionnelle si elle est déclenchée par un seuil) ; inspecter les machines relève de la surveillance, support de la maintenance conditionnelle et prévisionnelle.
• 14 — De quelle machine s'agit-il ? Machine synchrone, dès lors que la légende de la figure indique un rotor constitué d'un électroaimant alimenté en continu. Règle d'identification à connaître par cœur : rotor à aimant ou électroaimant excité en continu → machine synchrone ; rotor en cage d'écureuil (barres court-circuitées) ou rotor bobiné à bagues → machine asynchrone ; présence d'un collecteur à lames et de balais avec inducteur au stator → machine à courant continu ; collecteur + alimentation alternative et stator feuilleté bobiné en série → machine universelle.

Questions calculables — le détail des calculs

• 12 — Vitesse de rotation du groupe moteur + charge : n ≈ 1537 tr/min. Le point de fonctionnement est l'intersection de la caractéristique mécanique du moteur et de celle du couple résistant. On écrit l'égalité des couples :
  T_moteur = T_résistant → 764 − 0,477·n = 0,02·n
  764 = 0,477·n + 0,02·n = 0,497·n
  n = 764 / 0,497 = 1537,2 tr/min, valeur qui figure telle quelle parmi les propositions. Méthode à retenir : dès qu'un énoncé donne deux équations de couple, cherchez l'intersection ; c'est le seul régime où l'accélération angulaire est nulle, donc le seul régime permanent possible.
• 13 — Puissance réactive absorbée à vide : Q ≈ 1178 var. Méthode des deux wattmètres, avec P₁ = 1360 W et P₂ = 680 W :
  Puissance active : P = P₁ + P₂ = 1360 + 680 = 2040 W.
  Puissance réactive : Q = √3 · (P₁ − P₂) = 1,732 × (1360 − 680) = 1,732 × 680 = 1177,7 var ≈ 1178 var.
  Distracteurs : 680 var est la simple différence, sans le √3 ; 3533 var correspond à √3 × (P₁ + P₂), c'est-à-dire l'erreur de signe dans la formule. Apprenez les deux relations ensemble, elles vont toujours par paire.
• 30 — Force hydraulique d'un vérin : F ≈ 6031 daN. Données : diamètre du piston d = 80 mm = 0,08 m ; pression p = 120 bar = 120 × 10⁵ Pa.
  Section : S = π·d²/4 = π × (0,08)² / 4 = π × 0,0064 / 4 = 5,027 × 10⁻³ m².
  Force : F = p · S = 12 000 000 × 5,027 × 10⁻³ = 60 319 N, soit, en divisant par 10, 6 032 daN — la proposition 6031 daN.
  Les trois autres propositions sont le même résultat mal converti (facteur 4, facteur 10⁴) : c'est exactement le piège annoncé plus haut. Remarque technique utile : ce calcul donne la force en sortie de tige côté fond ; côté tige, il faut retrancher la section de la tige, et la force réelle est encore diminuée du rendement du vérin, de l'ordre de 0,9.
• 22 — Vitesse de la poulie réceptrice : ≈ 52,35 rad/s. Transmission par poulies et courroie, sans glissement : la vitesse linéaire de la courroie est commune, donc N₁·d₁ = N₂·d₂.
  N₂ = N₁ · d₁/d₂ = 1500 × 120/360 = 500 tr/min.
  Conversion : ω = 2π·N/60 = 2π × 500 / 60 = 52,36 rad/s.
  Le distracteur 471,2 rad/s est la vitesse de la poulie motrice convertie (1500 tr/min → 157 rad/s… puis multipliée à tort), et l'erreur classique consiste à inverser le rapport des diamètres : la grande poulie tourne toujours moins vite que la petite.
• 8 — Intensité en ligne pour 15 lampes de 100 W en montage équilibré sous 400 V entre phases : I ≈ 2,16 A.
  Puissance totale : P = 15 × 100 = 1500 W. Charge purement résistive, donc cos φ = 1.
  I = P / (√3 · U · cos φ) = 1500 / (1,732 × 400 × 1) = 1500 / 692,8 = 2,165 A.
  Notez bien que U = 400 V est la tension composée (entre phases) ; si l'énoncé donnait la tension simple, il faudrait utiliser I = P/(3·V·cos φ), qui redonne le même résultat puisque U = √3·V.
• 7 — Courant total et facteur de puissance de deux charges en parallèle. Les caractéristiques des deux charges sont illisibles dans le scan (on ne lit avec certitude ni les cos φ ni la nature exacte des puissances données) : il serait malhonnête de désigner une des trois valeurs proposées. La méthode, qui est ce qui s'apprend, est en revanche parfaitement générale : on n'additionne jamais des intensités ni des facteurs de puissance, on additionne des puissances actives et des puissances réactives.
  P_tot = P₁ + P₂ ; Q_tot = Q₁ + Q₂ (avec Q = S·sin φ = P·tan φ, comptée positive pour une charge inductive et négative pour une charge capacitive).
  S_tot = √(P_tot² + Q_tot²) ; I = S_tot/U en monophasé, ou S_tot/(√3·U) en triphasé ; cos φ_tot = P_tot/S_tot.
  Contrôle de cohérence qui élimine à lui seul une proposition : un cos φ ne peut pas valoir 0 pour un ensemble de charges qui consomment de la puissance active.
• Rendements en cascade (questions 4 à 6, partiellement illisibles). Les valeurs numériques des énoncés sont tronquées, mais la méthode est toujours la même : P_absorbée = P_utile / η, et pour des éléments en chaîne, η_global = η₁ × η₂ × …. Pour une machine à courant continu à excitation shunt, n'oubliez pas que le courant absorbé au réseau est la somme du courant d'induit et du courant d'excitation : I = I_a + I_ex, et que les pertes se décomposent en pertes Joule (induit et inducteur), pertes fer et pertes mécaniques.
• 29 — Engrenage. [Valeurs illisibles dans le scan] — le nombre de dents du pignon et le rapport d'engrenage ne sont pas exploitables. Relations à appliquer : rapport de transmission r = Z_menant/Z_mené = N_mené/N_menant, et condition d'engrènement : les deux roues doivent avoir le même module m, avec d = m·Z pour le diamètre primitif et un entraxe a = m(Z₁ + Z₂)/2. Contrôle de bon sens : une réduction de vitesse suppose plus de dents sur la roue menée que sur le pignon menant.

Électronique et logique combinatoire

• 10 — Fonction de transfert du montage à amplificateur opérationnel. Le schéma n'est pas restitué, mais les quatre propositions sont toutes de la forme −R₂/R₁ avec un facteur 2 placé à des endroits différents : c'est donc un montage inverseur. Rappels décisifs : inverseur simple, entrée sur R₁ vers l'entrée inverseuse et contre-réaction R₂ → A = −R₂/R₁ ; si la résistance d'entrée est en réalité constituée de deux résistances R₁ en série, le dénominateur devient 2R₁ ; si la contre-réaction comporte deux résistances R₂ en série, le numérateur devient 2R₂. Lisez le schéma en repérant d'abord sur quelle entrée le signal arrive : sur l'entrée + la fonction serait non inverseuse, donc positive, et aucune des propositions ne conviendrait.
• 9 — Identifier le composant X placé entre un circuit de détection et une charge alternative. La figure est trop dégradée pour trancher formellement, mais la règle de choix est simple : pour commander une charge alternative tout en assurant l'isolation galvanique avec la partie commande, on utilise un opto-triac (optocoupleur dont la sortie est un triac, souvent avec détection de passage par zéro). La photodiode et le photothyristor ne conduisent que dans un sens, donc en continu ou sur une alternance seulement ; le photodiac sert d'élément d'amorçage, pas d'organe de puissance. Repère visuel : une LED en regard d'un symbole de triac, enfermés dans un boîtier en pointillés, signe l'opto-triac.
• 15 — Identifier le circuit séquentiel (compteur asynchrone, compteur synchrone, registre à décalage, décompteur). [Schéma illisible dans le scan] — ne devinez pas. Grille de décision : si toutes les bascules reçoivent la même horloge et que leurs entrées sont pilotées par une logique combinatoire → compteur synchrone ; si l'horloge de chaque bascule est la sortie de la précédente → compteur asynchrone (à propagation) ; si l'on compte sur Q̄ au lieu de Q ou que la séquence décroît → décompteur ; si les bascules sont des bascules D chaînées, la sortie Q de l'une attaquant l'entrée D de la suivante avec une horloge commune, il n'y a pas de comptage mais un décalage de l'information d'un étage par coup d'horloge → registre à décalage. La présence des sorties Q0, Q1, Q2, Q3 ne départage rien, elle est commune aux quatre réponses.
• 16 — Équation logique du schéma. [Schéma illisible dans le scan] ; les quatre propositions ne diffèrent que par les barres de complémentation, que l'OCR a effacées — il est impossible de choisir, et deviner une lettre n'aurait aucune valeur. Méthode : parcourez le logigramme des entrées vers la sortie, en écrivant l'expression à la sortie de chaque porte (ET → produit, OU → somme, inverseur → barre) ; ou bien dressez la table de vérité et écrivez la somme des produits des lignes valant 1, avant de simplifier par les théorèmes de De Morgan ou un tableau de Karnaugh.

Automatismes, mécanique et outillage

• 18 — Retrouver le cahier des charges correspondant au schéma de deux moteurs asynchrones triphasés à cage démarrant en direct, avec relais temporisés. [Schéma illisible dans le scan]. Méthode de lecture, à appliquer sur votre sujet : repérez le type de temporisation de chaque relais. Une temporisation travail (au repos retardé à l'enclenchement) retarde l'action qui suit sa mise sous tension : c'est elle qui fait démarrer M2 trente secondes après M1. Une temporisation repos (retardée au déclenchement) maintient la sortie active après la disparition de la commande : c'est elle qui fait arrêter M2 vingt secondes après l'arrêt de M1. Ensuite, vérifiez quelle bobine chaque contact temporisé alimente, et si les contacts sont à fermeture ou à ouverture. Un raisonnement de cohérence élimine déjà des propositions : un cahier des charges qui ferait arrêter M1 après M2 alors que M2 est asservi au démarrage de M1 serait contradictoire avec un schéma où M2 dépend entièrement de KM1.
• 19 — Grandeur réglée dans une machine à courant continu. [Énoncé tronqué dans le scan] (flux, vitesse, moment du couple). Les relations qui permettent de répondre quel que soit le libellé exact : E = k·Φ·Ω, T = k·Φ·I_a, et U = E + R_a·I_a. On en déduit les deux modes de réglage : à flux constant, la vitesse se règle par la tension d'induit et le couple est proportionnel au courant d'induit ; au-delà de la vitesse nominale, on règle par défluxage, c'est-à-dire en réduisant le courant d'excitation, ce qui augmente la vitesse mais diminue le couple disponible.
• 20 — Structure correcte de convergence dans un Grafcet. [Figures illisibles dans le scan]. Les règles qui permettent de choisir : une divergence en OU (sélection de séquence, trait simple) doit être refermée par une convergence en OU, avec une transition au-dessus de chaque branche qui converge ; une divergence en ET (séquences simultanées, double trait) doit être refermée par une convergence en ET, avec une seule transition placée sous la double barre, qui assure la synchronisation. Les erreurs à repérer dans les propositions fausses sont toujours les mêmes : une transition placée au-dessus de la double barre, deux étapes reliées directement sans transition, ou une divergence ET refermée par une convergence OU.
• 21 — Type d'accouplement. [Figure illisible dans le scan]. Critères de reconnaissance : le joint de Cardan simple transmet le mouvement entre deux arbres concourants mais introduit une irrégularité de vitesse ; le double joint de Cardan, monté en opposition, compense cette irrégularité et permet des arbres parallèles désalignés ; l'accouplement élastique, reconnaissable à son élément souple en élastomère, absorbe les vibrations, les chocs et de légers défauts d'alignement ; l'accouplement à chaîne à rouleaux réunit deux moyeux dentés enserrés par une chaîne double, pour des couples élevés à faible vitesse.
• 23 — Nom de l'outil mécanique. [Figure illisible dans le scan]. Descriptions à associer : la pince à riveter a deux longs bras et une tête recevant des embouts de différents diamètres pour poser des rivets aveugles ; le coupe-tube est un étrier muni d'une molette tranchante et d'une vis de serrage que l'on fait tourner autour du tube ; la cintreuse possède une forme galbée et un galet qui plie le tube selon un rayon donné ; le serre-joint est un outil de maintien en C ou en F, à coulisse et vis de pression, qui n'usine rien.
• 28 — Identification d'un symbole hydraulique ou pneumatique. [Énoncé et symbole illisibles dans le scan]. Repères de lecture : un limiteur de débit se dessine par un étranglement, éventuellement doublé d'un clapet anti-retour pour l'étranglement unidirectionnel ; un limiteur de pression est un clapet taré par un ressort, monté en dérivation et raccordé au réservoir ; un distributeur se lit à son nombre de cases (positions) et de flèches (voies), et son pilotage se repère aux symboles portés sur les côtés : rectangle = pilotage pneumatique ou hydraulique, bobine = électrique, triangle = ressort de rappel.

Partie 2 — Exploiter la polyvalence de l'électromécanicien dans l'ordonnancement des tâches de maintenance (10 points)

C'est une question rédigée, et la note se gagne sur la structure autant que sur le contenu. Le texte d'appui pose que la gestion des compétences est une clé de la performance des moyens de production. Plan conseillé en trois temps, sur une page et demie environ.

• Introduction — poser la notion. Définissez la polyvalence de l'électromécanicien : la maîtrise conjointe des technologies électriques, mécaniques, hydrauliques, pneumatiques et d'automatisme, qui lui permet de prendre en charge une intervention de bout en bout au lieu de la fractionner entre plusieurs corps de métier. Rappelez ce qu'est l'ordonnancement : la fonction qui prépare, planifie, affecte et lance les travaux de maintenance, puis en suit l'avancement, en arbitrant entre les ressources disponibles et les exigences de la production.
• Axe 1 — La polyvalence réduit le temps d'immobilisation. Argument central : sur une panne mixte, typiquement un défaut sur un ensemble motoréducteur-variateur-capteur, un intervenant unique supprime les temps d'attente entre spécialités et les pertes d'information au moment du passage de relais. Le diagnostic est aussi plus juste, parce que l'électromécanicien remonte de l'effet électrique à la cause mécanique, ou l'inverse. Traduisez-le en indicateurs, ce qui montre au correcteur que vous savez de quoi vous parlez : baisse du MTTR (temps moyen de réparation), donc hausse de la disponibilité D = MTBF/(MTBF + MTTR), et amélioration du taux de rendement synthétique.
• Axe 2 — La polyvalence assouplit la planification et lisse la charge. Un effectif polyvalent est un effectif interchangeable : l'ordonnancement peut regrouper les tâches par machine ou par zone plutôt que par métier, ce qui augmente le taux d'occupation des équipes et réduit les déplacements. Elle permet de mieux saisir les fenêtres d'arrêt de production en confiant à une même personne le préventif systématique, les rondes de surveillance et le petit correctif, et d'assurer la continuité du service en cas d'absence, de congé ou de travail posté, ainsi que l'astreinte de nuit et de week-end avec un effectif réduit. Outils à citer : la matrice de polyvalence (compétences en lignes, agents en colonnes, avec un niveau de 1 à 4), qui est l'instrument concret de cette gestion, le planning de charge, la GMAO et les gammes d'intervention.
• Axe 3 — Les conditions et les limites, à ne pas oublier. Une bonne copie nuance. La polyvalence suppose un plan de formation continu et des habilitations à jour, au premier rang desquelles l'habilitation électrique ; elle exige des procédures écrites et des gammes standardisées pour garantir la qualité quel que soit l'intervenant ; elle doit être reconnue dans la classification et la rémunération, faute de quoi elle est vécue comme une surcharge ; et elle a une limite claire, la spécialisation résiduelle : certaines opérations — métrologie, équilibrage, analyse vibratoire, programmation d'automate, intervention sur haute tension — restent du ressort d'un expert ou d'un prestataire. L'ordonnancement doit donc combiner un noyau polyvalent et un appui spécialisé, et non prétendre que tout le monde fait tout.
• Conclusion. La polyvalence n'est un levier d'ordonnancement que si elle est cartographiée, entretenue et pilotée par des indicateurs. Formule de synthèse à réutiliser : elle transforme la maintenance d'une organisation par métiers en une organisation par processus, centrée sur la disponibilité de l'équipement. Erreurs à éviter : réciter le cours sur les types de maintenance sans répondre à la question posée, rester dans les généralités sur la formation, et avancer des pourcentages de gain de productivité inventés — si vous citez un chiffre, indiquez qu'il doit être établi par le suivi des indicateurs de l'entreprise.

💡 Grille des questions tranchées : 11 — réparer des machines en panne ; 12 — 1537 tr/min ; 13 — 1178 var ; 14 — machine synchrone ; 22 — 52,35 rad/s ; 30 — 6031 daN ; lampes triphasées — 2,16 A. Les questions 7, 9, 10, 15, 16, 18, 19, 20, 21, 23, 28 et 29 dépendent d'une figure ou de données que le scan ne restitue pas : appliquez les méthodes ci-dessus sur votre propre sujet. À réviser pour ce concours : les formes de maintenance et les indicateurs FMD (MTBF, MTTR, disponibilité, taux de rendement synthétique) ; les trois machines électriques, leur identification, leur bilan de puissances et leur démarrage ; le triphasé équilibré, les deux wattmètres, le théorème de Boucherot et le relèvement du facteur de puissance ; les montages de base à amplificateur opérationnel et les composants de l'électronique de puissance (diode, thyristor, triac, opto-coupleurs) ; la logique combinatoire et séquentielle, bascules, compteurs et registres ; le Grafcet et ses cinq règles d'évolution, avec les structures de divergence et de convergence ; les transmissions mécaniques (engrenages, poulies-courroies, chaînes, accouplements) et leurs rapports de vitesse ; enfin l'hydraulique et la pneumatique, symboles normalisés, vérins, distributeurs et calcul des efforts. Constituez-vous une fiche de formules d'une page avec, pour chacune, l'unité de chaque grandeur : c'est l'outil qui fait gagner le plus de points dans ce type d'épreuve.