Fiche de révision : Étude générale des systèmes

📋 Plan du Cours

1. Système et systèmes techniques
2. Automatisation et systèmes complexes
3. Fonction globale et valeur ajoutée
4. Performances et écarts
5. Frontière et échanges extérieurs
6. Cycle de vie du produit
7. Impacts environnementaux
8. Émissions équivalentes de CO₂

📖 1. Système et systèmes techniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Système : Ensemble structuré d’éléments qui interagissent pour rendre un service répondant à un ou plusieurs besoins avec des performances données.
• Système technique : Ensemble d’éléments interconnectés de façon logique qui se coordonnent pour réaliser une tâche précise.

📝 Points essentiels

• La notion de système est une construction intellectuelle qui sert à représenter et formaliser le réel afin de faciliter l’analyse de systèmes industriels complexes.

📖 2. Automatisation et systèmes complexes

🔑 Notions clés & Définitions

• Système automatisé : Système technique auquel une partie commande est ajoutée pour piloter de manière autonome la partie opérative, sans intervention extérieure.
• Système complexe : Constitué de plusieurs éléments différents reliés de manière non évidente, ce qui rend son analyse et sa compréhension difficiles.

📝 Points essentiels

• L’homme peut transmettre à la partie commande des instructions sous forme de consignes ou de réglages.

💡 Astuce mémo

La commande pilote ; l’opérative agit.

📖 3. Fonction globale et valeur ajoutée

★ À maîtriser

• La fonction globale d’un système est de conférer une valeur ajoutée à une matière d’œuvre entrante afin de satisfaire un besoin.

• Les trois types de matière d’œuvre sont :

  • la matière ou le produit
  • l’énergie
  • l’information

• La valeur ajoutée se répartit en transformation, stockage et déplacement de la matière d’œuvre.

Compléments

• La transformation modifie la forme de la matière d’œuvre, le stockage la modifie dans le temps et le déplacement la modifie dans l’espace.

📖 4. Performances et écarts

★ À maîtriser

• Les performances attendues sont définies à partir de la fonction principale et précisées par des critères de performance associés à des niveaux chiffrés.

📌 L’écart S-C compare les performances simulées ou calculées aux performances attendues, l’écart S-L compare les performances simulées ou calculées aux performances mesurées, et l’écart L-C compare les performances mesurées aux performances attendues.

Compléments

• Les performances attendues du système souhaité sont déterminées par l’analyse fonctionnelle, structurelle et comportementale.

• Les performances simulées sont obtenues par les lois de la physique et des méthodes de résolution analytiques et numériques.

• Les performances mesurées sont obtenues grâce à un protocole expérimental adapté appliqué au système réel.

• La démarche de l’ingénieur consiste à quantifier, analyser et minimiser les écarts entre performances attendues, simulées et mesurées.

💡 Astuce mémo

Attendu, simulé, mesuré : trois résultats à distinguer.

📖 5. Frontière et échanges extérieurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Milieu extérieur : Tout ce qui se trouve à l’extérieur de la frontière d’étude du système.
• Frontière d’étude : Détermine quels éléments appartiennent au système étudié et lesquels appartiennent au milieu extérieur.

★ À maîtriser

• Les échanges peuvent être des flux de :
  • matière
  • énergie
  • information

Compléments

• Les éléments du milieu extérieur influents sont ceux qui interagissent avec le système à travers la frontière d’étude.

• Un système n’est jamais isolé de l’extérieur et doit s’adapter aux contraintes de son environnement.

📖 6. Cycle de vie du produit

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle de vie : L’ensemble des phases de l’existence d’un produit, de sa naissance à sa disparition.
• Cahier des charges fonctionnel : Le document par lequel le demandeur exprime ses besoins en fonctions de service et contraintes, avec des critères d’appréciation, leurs niveaux et leur degré de flexibilité.
• Produit : Ce qui est ou sera fourni à l’utilisateur pour répondre à un besoin.
• Besoin : Une nécessité ou un désir éprouvé par un utilisateur, selon la norme NF X 50-150.
• Industrialisation : Le processus de fabrication des produits avec des techniques permettant une forte productivité du travail.
• Homologation : La certification de conformité d’un produit à une norme ou à une réglementation en vigueur dans le pays de commercialisation.

★ À maîtriser

• 🔄 Le cycle de vie d’un produit comprend, dans l’ordre : l’analyse du besoin, l’établissement du cahier des charges fonctionnel, la conception, le choix des matières premières, l’industrialisation, l’homologation, le transport, la commercialisation, l’utilisation, l’élimination ou le recyclage

Compléments

• Le choix des matières premières conditionne le prix du produit et doit aussi prendre en compte son recyclage.

• La phase de commercialisation et d’utilisation permet de constater si le client est satisfait du produit.

• L’objectif est de recycler un maximum de composants, mais beaucoup de matériaux ne peuvent pas être recyclés.

📖 7. Impacts environnementaux

★ À maîtriser

• Les impacts environnementaux sont classés en trois familles :
  • les ressources naturelles non renouvelables
  • les pollutions
  • les nuisances

Compléments

• Les pollutions comprennent : les gaz à effet de serre, l’acidification liée aux pluies acides, l’eutrophisation des milieux aquatiques par excès de sels nutritifs, la dégradation de la couche d’ozone

• Les nuisances peuvent être :

  • acoustiques
  • visuelles
  • olfactives

• Les exemples de ressources non renouvelables considérées incluent la consommation d’énergie non renouvelable et la consommation de ressources naturelles non renouvelables.

• La toxicité d’une substance pour l’être humain ou les autres organismes est aussi un impact environnemental.

• Les impacts environnementaux peuvent être comparés en déterminant le taux de CO₂ équivalent émis.

📖 8. Émissions équivalentes de CO₂

★ À maîtriser

• La production d’une tonne de verre bouteille émet 120 kg de CO₂ équivalent et celle d’une tonne de ciment en émet 250 kg.

• Les émissions de CO₂ équivalent par kWh électrique sont de 3 à 22 g pour l’éolien, 4 g pour l’hydraulique, 6 g pour le nucléaire et de 60 à 150 g pour le photovoltaïque.

Compléments

• La production d’une tonne d’acier émet de 300 à 850 kg de CO₂ équivalent selon le pourcentage de ferrailles, et une tonne de verre plat en émet 400 kg.

• La production d’une tonne de papier-carton émet de 300 à 500 kg de CO₂ équivalent, tandis que celle d’une tonne de plastiques en émet de 500 à 1600 kg.

• La production d’une tonne d’aluminium émet de 600 à 3000 kg de CO₂ équivalent selon le pourcentage de déchets d’aluminium.

• Les émissions de CO₂ équivalent par kWh électrique sont de 430 g pour le cycle combiné à gaz et de 800 à 1050 g pour le charbon selon la technologie.

📊 Tableaux de synthèse

Émissions équivalentes des matériaux