Travaux de Laboratoire (TL) - Semestre 2

📋 Description du cours

Travaux pratiques avancés en laboratoire d’électronique et d’électrotechnique. Ces séances permettent d’approfondir les compétences pratiques et de valider les concepts théoriques sur des systèmes plus complexes.

🎯 Objectifs pédagogiques

• Approfondir la manipulation d’équipements de mesure
• Valider des concepts théoriques avancés
• Développer l’autonomie en laboratoire
• Analyser des systèmes complets
• Résoudre des problèmes techniques pratiques

📚 Contenu des travaux pratiques

Électronique analogique avancée

Amplificateurs

• Amplificateurs multi-étages
• Polarisation et point de fonctionnement
• Réponse en fréquence
• Distorsion et linéarité
• Amplificateurs de puissance

Filtres actifs

• Filtres passe-bas et passe-haut du 2ème ordre
• Filtres passe-bande et coupe-bande
• Structures Sallen-Key et Rauch
• Mesure de la réponse en fréquence
• Validation du gabarit

Oscillateurs

• Oscillateurs sinusoïdaux (Wien, Colpitts)
• Critère de Barkhausen
• Stabilité en fréquence
• Distorsion harmonique
• Applications pratiques

Électronique de puissance

Redressement

• Redresseurs mono-alternance et double-alternance
• Redresseurs triphasés
• Filtrage et ondulation
• Facteur de puissance
• Harmoniques

Hacheurs

• Hacheur série (Buck)
• Hacheur parallèle (Boost)
• Hacheur à accumulation (Buck-Boost)
• Commande PWM
• Rendement et pertes

Machines électriques

Machine à courant continu

• Caractéristiques à vide et en charge
• Mesure du rendement
• Variation de vitesse
• Inversion du sens de rotation
• Freinage

Transformateur

• Essai à vide
• Essai en court-circuit
• Détermination des paramètres
• Rendement
• Chute de tension

Chaînes d’acquisition

Capteurs et conditionnement

• Mesure avec thermocouples
• Pont de Wheatstone et jauges
• Amplificateur d’instrumentation
• Conversion A/N
• Traitement numérique

Systèmes complets

• Chaîne de mesure de température
• Système d’acquisition de données
• Interface avec microcontrôleur
• Affichage et enregistrement

🛠️ Équipements utilisés

Instrumentation avancée

• Oscilloscopes numériques : 4 voies, fonctions avancées
• Analyseur de spectre : Analyse fréquentielle
• Analyseur de puissance : Mesures en électronique de puissance
• Générateurs de fonctions arbitraires
• Alimentations programmables
• Multimètres de précision

Bancs spécifiques

• Bancs de machines électriques
• Bancs d’électronique de puissance
• Systèmes d’acquisition de données
• Cartes de développement (Arduino, STM32)

Composants

• Composants de puissance (MOSFET, IGBT, diodes)
• Machines électriques (MCC, transformateurs)
• Capteurs variés
• Circuits intégrés analogiques

📝 Méthodologie

Préparation

• Étude approfondie du sujet
• Calculs prévisionnels détaillés
• Recherche de documentation (datasheets)
• Schémas à préparer

Réalisation

• Montage rigoureux et vérifié
• Mesures méthodiques
• Prise de photos et captures d’écran
• Notes détaillées
• Analyse en temps réel

Compte-rendu

• Introduction et objectifs
• Présentation théorique
• Manipulation et résultats
• Comparaison théorie/pratique
• Analyse des écarts
• Conclusion et perspectives

📊 Évaluation

• Préparation et autonomie (20%)
• Qualité des manipulations (30%)
• Comptes-rendus détaillés (30%)
• Examen pratique final (20%)

🔗 Liens avec d’autres cours

• ER : Circuits étudiés et réalisés
• Énergie : Machines et conversion d’énergie
• SE : Chaînes d’acquisition
• IE : Interface microcontrôleur
• Physique : Capteurs et mesures

💡 Compétences développées

Techniques

• Manipulation d’équipements professionnels
• Montage de circuits complexes
• Diagnostic et dépannage
• Mesures de précision
• Analyse critique de résultats

Méthodologiques

• Démarche expérimentale rigoureuse
• Organisation du travail
• Gestion du temps en laboratoire
• Résolution de problèmes
• Documentation technique

Transversales

• Travail en binôme
• Autonomie
• Rigueur et précision
• Esprit critique
• Communication technique

⚠️ Sécurité renforcée

Électronique de puissance

• Manipulation de tensions élevées
• Courants importants
• Échauffement des composants
• Protection individuelle
• Procédures d’urgence

Machines électriques

• Pièces en mouvement
• Couples importants
• Consignation avant intervention
• Port d’EPI si nécessaire
• Respect strict des procédures

🔍 Points d’attention

Mesures

• Choix des échelles appropriées
• Impédances d’entrée des appareils
• Effets de charge
• Masse et référentiel
• Précision et incertitudes

Montages

• Vérification systématique avant mise sous tension
• Câblage soigné
• Connexions fiables
• Dissipation thermique
• Protection des composants

Analyse

• Cohérence des résultats
• Validation par calculs théoriques
• Identification des sources d’erreur
• Limites des modèles
• Perspectives d’amélioration

📖 Ressources

• Sujets de TP détaillés
• Documentations techniques (datasheets)
• Manuels d’utilisation des appareils
• Rappels théoriques
• Exemples de comptes-rendus
• Consignes de sécurité

🎯 Objectifs de fin de semestre

À la fin du S2, les étudiants doivent être capables de :

• Manipuler l’ensemble des équipements du laboratoire
• Monter et tester des circuits complexes
• Analyser des résultats expérimentaux
• Identifier et résoudre des dysfonctionnements
• Rédiger des rapports techniques de qualité professionnelle
• Travailler de manière autonome en laboratoire