APPROCHE THEORIQUE INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE A1 ELECTROTECHNIQUE - ELECTRONIQUE

EPSIC.c

SOMMAIRE

A1.1 Définition de l'électrotechniqueA1.2 Electrotechnique et nuisancesA1.3 Définition de l'électroniqueA1.4 Information et signal électriqueA1.5 Capteurs, Transducteurs et actuateursA1.6 Bibliographie

(Les renvois entre crochets [*] y font référence)

Pour bien souligner l'importance d'un langage technique commun, nécessaire à toutes discussions ouéchanges à propos de l'électronique, la plupart des définitions proposées dans ces pages sont tirées du mêmeouvrage : F. DE COULON et M.JUFER Introduction à l'électrotechnique TRAITE D'ELECTRICITE VOLUME 1 ( 7e éd.)LAUSANNE PPUR 1995. Les passages repris sont mis en évidence par une écriture en italique.

A1.1 Définition de l'électrotechnique

En plus de la science qui étudie les phénomènes électriques et les lois qui s'y rapportent, le termed'électrotechnique peut être compris dans un sens plus moderne signifiant : Utilisation technique del'électricité, soit en tant que support d'énergie, soit en tant que support d'information(…)L'électrotechnique est d'un développement relativement récent puisqu'elle remonte (…) au milieu du XIXesiècle. (…) De nos jours, ce développement est extrêmement rapide et conditionne de nombreux secteurs del'activité humaine. Il faut reconnaître que peu de domaines ont été aussi fertiles en réalisations en ayantautant d'influence sur l'économie des pays et le comportement social des individus. [1]

Dès lacrise éconoexpliq

Aprèsété trèd'intersont le

IMAGE A1.1 [1] PPUR

h / Site Technique Electronique / Fichiers A*.pdf - Version août 2000 - Date conversion : 18/09/01 PAGE 1 / 6

révolution industrielle, la consommation de l'énergie électrique à doublé tous les dix ans jusqu'à laénergétique de 1973. Il est vrai que l'électricité est produite de façon simple et relativementmique, qu'elle se transporte, se transforme et se divise pratiquement sans limites. Ces facultésuent en partie cet extraordinaire développement.

la deuxième guerre mondiale, le développement des télécommunications et de la radioélectricité onts conséquents. Ils se traduisent aujourd'hui par la mise en oeuvre d'équipements de communication etaction de plus en plus sophistiqué entre l'être humain et la machine. L'électronique et l'informatique ens derniers développements parmi les plus spectaculaires.

APPROCHE THEORIQUE INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE A1 ELECTROTECHNIQUE - ELECTRONIQUE

EPSIC.ch / Site Technique Electronique / Fichiers A*.pdf - Version août 2000 - Date conversion : 18/09/01 PAGE 2 / 6

A1.2 Electrotechnique et nuisances

L'influence positive des applications de l'électricité dans la vie économique, scientifique et culturelle, ainsique dans l'organisation des loisirs est évidente. Toutefois, cette évolution soulève de nombreux problèmescomme atteinte à la vie privée, pouvoir contraignant des individus, centralisation excessive ou encorechangements trop rapide pour être assimilés sans heurs.

Toute activité industrielle contient elle-même les germes de nuisances (…) et l'électrotechnique n'échappepas à cette règle. Si l'électricité n'est pas directement une forme d'énergie polluante, sa production massive,en revanche, requiert la transformation d'une énergie primaire, comme le charbon, la chute d'eau, le gaz, lepétrole ou l'uranium, grâce à des installations (…) dont la multiplication pose de sérieux problèmesécologiques.

La prolifération des gadgets électroniques et l'explosion des moyens électroniques d'information, qui rendentpourtant de grands services, risquent malheureusement de contribuer, s'il n'y prend garde, àl'asservissement de l'être humain. [1]

Espérons que les futurs développements technologiques liés à l'électricité soient orientés vers les aspectsfondamentaux, utiles au bien être de l'humain et à l'amélioration de son milieu.

A1.3 Définition de l'électronique

La commission de l'électrotechnique internationale (CEI) définit l'électronique comme : La partie de lascience et de la technique qui étudie les phénomènes de conduction dans le vide, dans les gaz ou dans lessemi conducteurs et qui utilise les dispositifs basés sur ces phénomènes.

Par extension, nous pouvons dire que l'électronique est l'ensemble des techniques qui utilisent des signauxélectriques pour capter, transmettre et exploiter une information. Une exception est l'électronique depuissance utilisée pour la conversion électrique-électrique de l'énergie. [1]

Le champ d'application des dispositifs électroniques est vaste. Le tableau ci-dessous en donne un aperçu :

Télécommunications Télégraphie, téléphonie,Transmission de donnéesRadiodiffusion, télévisionTélémesure, télécommande

Systèmes de détection Radar, sonar, télédétectionElectroacoustique Enregistrement et reproduction des sonsTraitement de l'information Ordinateurs, calculatrices, périphériquesElectronique industrielle Commandes et réglages automatiques

installations de surveillanceInstruments de mesures Equipements industriels

Equipements scientifiquesMachines de bureau Ordinateur, fax, …Electronique biomédicale Pace Maker, prothèses, …Horlogerie électronique Horloge atomique, montres, …

IMAGE A1.2

APPROCHE THEORIQUE INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE A1 ELECTROTECHNIQUE - ELECTRONIQUE

EPSIC.ch / Site Technique Electronique / Fichiers A*.pdf - Version août 2000 - Date conversion : 18/09/01 PAGE 3 / 6

Lors de la maintenance nous simplifions encore la définition de l'électronique, en utilisant ce terme pourdésigner tous les appareils, réalisés avec des circuits électroniques eux même constitués de composantsélectroniques. Tous les appareils ont besoin d'une source d'énergie qui est appelée alimentation.

A1.4 Information et signal électrique

Il n'est pas aisé de donner une définition simple et univoque du mot information, car il touche notreperception de la connaissance "des choses" qui nous entourent. Ce terme est utilisé dans un grand nombre dedomaines et (…) peut être envisagé sur plusieurs niveaux : Formel, mathématique, sémantique,psychologique ou philosophique.

Le niveau formel ne prend en compte que la nature du support de l'information, donc son apparence. Cetteapparence, pour un technicien de l'électronique, est une grandeur électrique transportant un flux continu oudiscret de messages [1], codés ou non.

Le niveau mathématique s'intéresse à une mesure objective du débit réel de l'information et aux moyensd'améliorer l'efficacité de celui-ci, de le sécurisé, de le stocker, …

Le niveau sémantique, qui touche à la signification d'un message, le niveau psychologique, qui concernel'effet émotionnel (donc subjectif) de l'information, et le niveau philosophique, qui trait à l'origine de laconnaissance et de l'intelligence, ne sont pas interprétables en termes technique [1], et ne sont donc pas prisen considération ici.

L'électronique répond aux besoins posés par les problèmes relatifs à l'information qui sont d'ordred'acquisition, de transmission, de traitement et de l'exploitation de celle-ci.

APPAREIL - MACHINE

CIRCUITS - ETAGES

ALIMENTATION

INFORMATIOND'ENTREE

INFORMATIONDE SORTIES I G N A L

IMAGE A1.3

IMAGE A1.4

APPROCHE THEORIQUE INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE A1 ELECTROTECHNIQUE - ELECTRONIQUE

EPSIC.ch / Site Technique Electronique / Fichiers A*.pdf - Version août 2000 - Date conversion : 18/09/01 PAGE 4 / 6

Une solution efficace aux problèmes demandés, grâce aux circuits ( montages ou appareils) électroniques, estavant tout due aux facteurs suivants :

La rapidité de propagation des phénomènes électromagnétiquesLe fait que cette propagation est possible avec ou sans support matérielLa facilité avec laquelle la plupart des grandeurs physiques peuvent être traduites sous formeélectriqueLa rapidité d'exécution des dispositifs électroniquesL'extrême variété des fonctions électroniques réalisablesLa miniaturisation offerte par les nouvelles technologies microélectroniques (bientôt nano?)

Le flux d'informations traité en électronique provient de sources différentes. Il concerne principalementl'observation (mesure) de phénomènes physiques et le dialogue (communication) entre êtres humains, entrel'être humain et la machine ou entre les machines elles-mêmes.

Les sources primaires d'informations peuvent se grouper en quatre catégories :

L'être humain --> Voix, image, geste, ...La machine --> Informations de contrôle, résultats de calculs, ...Les banques d'informations --> Livres, disques, bandes magnétiques, mémoires, ordinateurs, ...L'environnement naturel --> Phénomènes physiques observés, ...

Ces informations se présentent initialement sous des formes très diverses : Optique, acoustique, mécanique,magnétique, thermique, etc. Leur traitement par des moyens électriques implique une traduction (parfoistransduction) préalable. [1]

Pour un technicien, un signal électrique est la représentation physique d'une information qui transite de sasource jusqu'à son destinataire.

Nous parlons de signal analogique lorsque l'information produite par la source dispose d'une variation oud'une gamme continue de nuances. Il peut prendre une infinité de valeurs différentes dans une plage donnéeet se transmet continuellement dans l'axe temps.

Nous parlons de signal numérique lorsque l'information produite par la source est représentée par un systèmeconventionnel de signes distincts, ou de grandeurs électriques fixées à l'avance et limitées à très peu devaleurs (0V et 5V, par exemple). A chaque information correspond un état propre du signal. Un signalnumérique, généralement binaire, peut être transmis de manière séquentielle. Cela permet, par exemple, de le"mélanger" à d'autres informations comme les corrections d'erreurs, ou autres.

IMAGE A1.5

APPROCHE THEORIQUE INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE A1 ELECTROTECHNIQUE - ELECTRONIQUE

EPSIC.ch / Site Technique Electronique / Fichiers A*.pdf - Version août 2000 - Date conversion : 18/09/01 PAGE 5 / 6

A1.5 Capteurs, Transducteurs et actuateurs

Ces termes désignent d'une manière générale des dispositifs permettant la conversion d'une forme d'énergieen une autre forme d'énergie. Les signaux traités dans les systèmes électroniques proviennent de diversessources d'informations telles que la température, la lumière, le son, etc. Chaque source représentant en fait unphénomène physique propre.

Un transducteur est un dispositif de conversion d'énergie dont au moins l'une des deux est électrique, alorsqu'un capteur est un transducteur qui transforme un phénomène physique (obligatoirement) en une grandeurélectrique.

Un actuateur, appelé également actionneur, est un transducteur assurant la transformation inverse du capteur.Souvent les phénomènes impliqués sont semblables aux deux conversions, l'une près de la source et l'autreprès du destinataire, nous disons que les phénomènes sont réversibles.

Les capteurs emploient en majorité des effets électromécaniques, électromagnétiques, électroacoustiques,optoélectroniques ou électrothermiques. Nous pouvons distinguer plusieurs sortes de capteurs selon leurmode de fonctionnement, soit des capteurs à variation de résistance, de capacité, d'inductance, de tension, decourant, …

Le tableau ci-dessous donne un aperçu des différents capteurs que l'on peut rencontrer.

Pour une chaîne de mesure ainsi que pour tout autre système de traitement et de transmission d'informations,les capteurs en sont les composants initiaux.

IMAGE A1.6

IMAGE A1.7 [1] PPUR

APPROCHE THEORIQUE INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE A1 ELECTROTECHNIQUE - ELECTRONIQUE

EPSIC.ch / Site Technique Electronique / Fichiers A*.pdf - Version août 2000 - Date conversion : 18/09/01 PAGE 6 / 6

A1.6 Bibliographie

Niveau étudiant:

ALBERT PAUL MALVINO Principes d'électroniquesParis McGraw-Hill 1988 (3e éd.) ISBN: 2-7042-1176-0

C. CIMELLE & R.BOURGERON Guide du technicien en électroniqueParis Hachette 1995 ISBN: 2-01-16-6868-9

Collection ETAPES: R.MERAT, R.MOREAU, L.ALLAY, J.-P.DUBOIS, J.LAFARGUE, R.LE GOFF

Electronique analogiqueParis Nathan 1992 ISBN: 2.09.176893.6

Electronique numériqueParis Nathan 1993 ISBN: 2.09.176117.6

Electronique de puissanceParis Nathan 1992 ISBN: 2.09.176079

C.SERMONDADE, A.TOUSSAINT

Régulation tome 1&2Paris Nathan 1994 ISBN T1: 2.09.176-895-3

ISBN T2: 2-09-176704-2

Niveau ingénieur:

Collection TRAITE D'ELECTRICITE: (Presses Polytechniques et Universitaires Romandes) Site web: http//www.ppur.org

FREDERIC DE COULON & MARCEL JUFER

[1] Introduction é l'électrotechniqueLausanne PPUR 1995 (7e éd.) ISBN: 2-88074-041-X

HANSRUEDI BÜHLER

Electronique de réglage et de commandeLausanne PPUR 1990 (3e éd.) ISBN: 2-88074-056-8

Electronique de puissanceLausanne PPUR 1978 (1ère éd.) ISBN: 2-604-00017-2

Réglage de systèmes d'électronique de puissance Volumes 1, 2 et 3Lausanne PPUR 1997 ISBN: 2-88074-341-9 Vol.1

ISBN: 2-88074-342-7 Vol.2ISBN: 2-88074-397-4 Vol.3

Convertisseurs statiquesLausanne PPUR 1991 ISBN: 2-88074-230-7