PHYSIQUE APPLIQUEE - CHOLET Renaudeau - La Mode - L'Hyrôme

BTS MS 2013

jbernaud — 2013-05-21T20:55:31Z

I°) Collant et cosméto-textiles

II°)Fonctionnement d'une machine à laver utilisée pour des tests

III°) Vêtement anti-UV altéré au soleil

IV°) Installation électrique de la machine à laver

Champ magnétique et un application dans le champ médical

jbernaud — 2013-05-17T20:57:52Z

I°) Champ magnétique

C'est une grandeur vectorielle, notée B , il se caractérise donc en son point d'application par une direction, un sens et une norme.

Direction : Celle indiquée par une aiguille aimantée en ce point.

Sens : Celui allant du pôle sud au pôle nord de l'aiguille aimantée.

Norme : Mesurer à l'aide d'un teslamètre ou calculer.

Unité : T ( Tesla)

Il dépend de la source de champ magnétique et de la position du point par rapport à cette source.

Sources de champ magnétique

La terre
Les aimants
Les électroaimants

Ordre de grandeur de sources de champ magnétique :

Champ magnétique terrestre : 47µT

Aimant droit : quelques dizaines de mT

Super aimant néodyme 1T

Aimant pour IRM

en mode clinique de 0.2 à 3T
en mode recherche de 7 à 11T

II°) Spectre magnétique

Aimant Droit :

Cliquer pour lancer

Aimant en U :

III°) Électroaimant

Expérience d'Œrsted

Spectre d'un électroaimant ici un solénoïde

Cliquer pour lancer

IV°) Application au médical

Principe de l'IRM

Quelques outils du diagnostic médical

jbernaud — 2013-05-15T22:52:09Z

I°) Ondes électromagnétiques

Découvrez l'histoire de la découverte des différents spectres électromagnétiques, devenus de véritables outils d'exploration de la matière comme de l'univers.

Histoire de la Lumière : le spectre lumineux par SynchrotronSOLEIL

Spectre électromagnétique

Période : C'est la durée que met l'onde pour reprendre, en un même point la même valeur maximale ; notée T ; s'exprime en s.

Fréquence : C'est le nombre de périodes par seconde ; notée f ; s'exprime en hertz ( Hz )

Célérité : vitesse de propagation notée c ; s'exprime en m.s-1

Longueur d'onde (période spatiale) : C'est la distance, à un instant donné, entre 2 maxima successifs de l'onde. Se note

s'exprime en mètre ( m)

Relation entre période spatiale et temporelle :

Énergie d'un photon :

E = h. f

Constante de Planck h = 6.62. 10-34 J.s, E en J et f en Hz

Relation entre puissance rayonnée par un corps et sa température

évolution d'un spectre continu avec la température de la source.

La puissance de ce rayonnement par unité de surface dépend de sa longueur d'onde et de la température du corps.

Loi de Wien : (Vérification de la relation)

Constante de Wien : A = 2,898 .10-3 m.K

II°) Cas de la radiographie en tant qu'outil de diagnostic

Rappel historique de la découverte des rayons X

Vidéo : La main de Mme Röntgen

Fonctionnement d'une radiographie

Animation flash

Phénomène d'absorption d'une onde électromagnétique (ici rayons X) à la nature du milieu concerné.

Animation flash

Source des animations

III°) Autres outils diagnostics

La scintigraphie

Principe

L' Imagerie par Résonance Magnétique

Principe

Radioactivité : animations

jbernaud — 2013-04-26T11:00:00Z

Prévention et soin
Notions et contenus	Capacités exigibles
Radioactivité. Isotopes. Activité. Décroissance radioactive et demi-vie. Protection contre les risques de la radioactivité.	- Citer les différents types de radioactivité et préciser la nature des particules émises ou des rayonnements émis. Définir l'isotopie et reconnaître des isotopes. Positionner le rayonnement gamma dans le spectre des ondes électromagnétiques. Interpréter les échanges d'énergie entre rayonnement et matière à l'aide du modèle corpusculaire. Exploiter une courbe de décroissance radioactive et le temps de demi-vie d'une espèce radioactive. Citer l'unité de mesure de la dose d'énergie absorbée. Citer les risques liés aux espèces radioactives et exploiter une documentation pour choisir des modalités de protection.

La radioactivité

Voir l'animation De l'atome à la radioactivité sur www.cea.fr

Les rayonnements

Voir l'animation Les rayonnements sur www.cea.fr

Le Sievert

Voir l'animation Le sievert sur www.cea.fr

Loi de décroissance :

Voir l'animation La décroissance radioactive sur www.cea.fr

Décroissance radioactivité demi vie

Autre

Un récapitulatif du site d'Aix Marseille

Sujet 0

jbernaud — 2013-04-25T10:15:25Z

Partie A : La toile solaire (fiche de mission n°1)

Partie B : La localisation de la tente (fiche de mission n°2)

Partie C : Le stockage de l'énergie solaire (fiche de mission n°3)

Mesure des grandeurs physiques dans un système de transport

jbernaud — 2013-04-14T13:59:50Z

1°) Exemples de capteurs utilisés dans l'automobile

A partir du site suivant [1], dresser un tableau de 5 différents capteurs en faisant apparaître les grandeurs d'entrée et de sortie ainsi que le phénomène physique auquel la grandeur d'entrée est sensible.

Capteur	Grandeur d'entrée	Grandeur de sortie	Phénomène physique

2°) Nature du signal de sortie

Analogique :

généralement électrique sous forme de tension ou de courant
La grandeur du signal peut prendre une infinité de valeurs dans un intervalle donné.

L'information peut alors être :

continue, on mesure le niveau (tension ou intensité)
temporelle, on mesure la période ou la fréquence

Numérique :

l'information est binaire ("0" ou "1").

L'information peut alors être :

Tout ou rien, exemple de l'état d'une vanne ouverte ou fermée
train d'impulsions, on compte le nombre de train d'impulsions
numérique, il s'agit alors d'une grandeur analogique numérisée.

3°) Analyse fréquentielle d'un signal périodique [2]

Un signal sinusoïdal u(t) peut être représenté par un trait de hauteur (ordonnée) son amplitude et d'abscisse sa fréquence f ou sa pulsation.

Représentation temporelle	Représentation fréquentielle ou spectrale

4°)Mise en œuvre d'un capteur [3]

[1] document en anglais

[2] voir activité

[3] voir activité

Spectres de signaux périodiques

jbernaud — 2013-04-13T18:56:46Z

ANALYSE SPECTRALE D'UN SIGNAL

1°) Spectre d'un signal sinusoïdal

1.1) Générer à l'aide du G.B.F. un signal sinusoïdal (tension) u(t) de fréquence 100 Hz et d'amplitude 4 V

1.2) En faire l'acquisition sur Synchronie à l'aide du boitier d'acquisition

1.3) En allant dans la partie Traitements - analyse de Fourier de Synchronie, représenter le spectre du signal u(t)

1.3.1) Qu'est ce qu'un spectre d'un signal ?

1.3.2) Pour un signal sinusoïdal, de quoi est-il constitué ?

2°) Spectre d'un signal en créneaux

2.1) Générer à l'aide du G.B.F. un signal en créneau (tension) u1(t) de fréquence 100 Hz et allant de 0 à 5 V (utilisation de la borne TTL du GBF)

2.2) En faire l'acquisition sur Synchronie à l'aide du boitier d'acquisition

2.3) En allant dans la partie Traitements - analyse de Fourier de Synchronie, représenter le spectre du signal u1(t)

2.3.1) De quoi est constitué le spectre d'un signal en créneaux ? A quoi correspond la raie à f = 0 ?

2.3.2) Quelle conclusion pouvons nous apporter tant qu'à la constitution d'un signal en créneaux et plus généralement d'un signal périodique

3°) Reconstruction d'un signal carré

A l'aide de votre calculatrice, construire le graphe de la fonction

Écrire les expressions pour k=0, 1, 2, 3 , tracer ensuite ces 4 courbes, puis leur somme sur votre calculatrice.

Que peut-on dire en comparant avec le 2°)

Aides à n'utiliser qu'en cas d'extrême nécessité :

Je ne vois vraiment aucun rapport entre le 2°) et le 3°), ne visionner que les 4 premières minutes

Je ne sais pas me servir de ma calculatrice et j'ai vraiment essayé Animation Fourier

Détecteur d'occupant passager avant

jbernaud — 2013-04-13T17:40:33Z

Détecteur d'occupation du siège passager avant : d'après CERTU

La méthode des capteurs de poids est la méthode la plus utilisée pour détecter les occupants dans un véhicule. Le capteur détermine la taille d'un occupant en mesurant la pression qu'il exerce sur le siège. Durant les dix dernières années, les systèmes de détection de passager ont été développés sous forme de multiples capteurs afin d'établir les forces qui interviennent quand la personne est assise. Cela permet de classer les occupants et donc de faire réagir les systèmes en fonction de tous les paramètres, Les systèmes de détection sont donc classés en deux catégories : ceux incorporés dans le siège et ceux incorporés dans le châssis du siège. Les capteurs incorporés au siège détectent la force sur ce dernier afin de déterminer le poids de l'occupant sur l'assise. Pour les capteurs qui utilisent plusieurs modules, on peut déterminer la présence d'un adulte, d'un enfant ou bien encore d'un siège bébé. On peut aussi déterminer la position en fonction de la répartition de la charge. Les systèmes incorporés au châssis sont généralement des jauges de contrainte qui mesurent le poids du siège ainsi que celui de l'occupant et sont assemblés dans le rail du siège. L'estimation de la position d'un occupant peut être faite en mesurant la distribution relative des masses et les déplacements dans le temps. Cependant, la majorité des systèmes de détection de poids ne permettent pas de déterminer la position du centre de masse d'un occupant sur le siège.Il est malgré tout relativement facile de tromper ces capteurs en plaçant un objet lourd sur le siège. Les capteurs doivent aussi être calibrés en fonction des caractéristiques du siège.

Deux exemples de système de détection

Système créé par l'International Electronics & Engineering en partenariat avec Siemens VDO automotive. Il utilise une batterie de capteurs interconnectés. Un tel système ne permet pas seulement de mesurer le poids d'un occupant, mais permet aussi de faire une silhouette de l'occupant. Leur système de classification des occupants consiste en un polymère flexible développé par l'I.E.E. qui est intégré dans les sièges avants. Ce feuillet contient plusieurs résistances variables en fonction de la force (FSR) et un module de contrôle électronique de Siemens intégré à l'extrémité de ce feuillet (voir ci-contre)

voir vidéo sur page de l'I.E.E.

Le système de détection de poids avancé AWS II de Siemens fait partie de la dernière génération de détection d'occupant basé dans le châssis du siège. Les jauges de contrainte sont placées aux quatre extrémités du rail du siège. Elles analysent le poids et la position de l'occupant ( centre de gravité). Le système est aussi capable de compenser ses mesures à cause du poids qui est transmis au sol par les pieds.

Matériaux résistants

jbernaud — 2013-04-04T11:39:23Z

Notions et contenus	Capacités exigibles
Des matériaux résistants : contraintes mécaniques et thermiques, corrosion.	- Distinguer les différentes familles de matériaux présentes dans un dispositif de transport et relier leurs propriétés physico-chimiques à leur utilisation. Illustrer le rôle des différents facteurs agissant sur la corrosion des métaux et le vieillissement des matériaux. Prévoir différents moyens de protection et vérifier expérimentalement leur efficacité.

1°) Introduction

Podcast science 53 : Des composites et des voitures volantes

Le site des composites

2°) Exemple de l'automobile

images provenant du document de l'ADEME suivant

Exemples de localisation des matériaux composites

dans une automobile (Source Plastic Omnium)

dans un avion

Glass Fiber Reinforced Polymer

Carbon Fiber Reinforced Polymer

Glass Laminate Aluminium Reinforced Epoxy

3°) Corrosion des métaux (voir Activité et TP)

Sur le site TV

Corrosion :

Protection :

Chaine énergétique

jbernaud — 2013-04-03T13:54:33Z

1°) Chaîne énergétique - Transfert d'énergie

par exemple pour un panneau solaire

2°) Ordre de grandeurs d'énergie stockée (valeur indicative)

Carburant	Énergie massique en kWh/kg
Uranium 235	22.10^6
Dihydrogène liquide	4
Essence	13.2
Diesel	12.7
Li-ions	0.15 - 0.17
NiMH	0.07-0.08
Pb	0.03

3°) Énergie et puissance

P en W, la variation d'énergie en J et t en s.

4°) Autonomie d'un système autonome

L'autonomie d'une voiture électrique dépend de plusieurs paramètres :

Le style de conduite
La vitesse
La climatisation, le chauffage et les éléments de confort
Le froid
L'usure des accumulateurs
La récupération d'énergie au freinage

Exemple d'autonomie de voiture :

avec batterie au lithium : jusqu'à 250 km ( en 2013, pour un cycle urbain)
hybride à pile à combustible : jusqu'à 800 km ( en 2008)

5°) Principe d'un moteur à combustion interne

4 phases :

admission,
compression,
combustion,
échappement

Le rendement global d'un moteur thermique est de l'ordre de 25% à 30 %

6°) Convertisseur électromécanique : moteur électrique

Le rendement d'un moteur électrique est supérieur à 80 %.

Le moteur électrique a un fonctionnement réversible contrairement au moteur thermique : rôle moteur pour avancer, rôle génératrice lors des freinages.

Exemple dans le cas de la voiture à moteur hybride

6.1) Caractéristique électromécanique d'un moteur

ci-dessus celle d'un moteur asynchrone

6.2) Point de fonctionnement

Le point d'intersection des deux caractéristiques (celle électromécanique caractérisant le moteur et celle mécanique caractérisant la charge mécanique) s'appelle point de fonctionnement, ses coordonnées permettent de déterminer la fréquence de rotation et le moment du couple utile du moteur.