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Sciences de l'ingénieur · 2ème Année Bac — Sciences et Technologies Électriques

Automatisme et GRAFCET

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

Le GRAFCET (Graphe Fonctionnel de Commande Étape Transition) est un outil graphique de modélisation du comportement séquentiel d'un système automatisé.

  • Étape : Représentée par un carré, elle est soit active, soit inactive.
  • Transition : Représentée par une barre perpendiculaire, elle indique la possibilité d'évolution entre deux étapes.
  • Réceptivité : Condition logique associée à une transition (ex: $capteur_a \cdot bouton_marche$).
  • Action : Associée à une étape, elle définit l'état d'un actionneur (ex: $KM1$).
  • Règles d'évolution :
    1. Franchissement d'une transition : la transition est validée ET la réceptivité est vraie.
    2. Évolution : les étapes précédentes sont désactivées et les suivantes activées.
    3. Évolutions simultanées : plusieurs transitions peuvent être franchies simultanément.

Méthodes à maîtriser

  • Passage du cahier des charges au GRAFCET : Identifier les étapes (états stables) et les réceptivités (événements).
  • Gestion des divergences/convergences :
    • OU (aiguillage) : Un seul chemin est choisi.
    • ET (parallélisme) : Plusieurs chemins s'exécutent en même temps.
  • Traduction en équations logiques :
    • $X_i$ : variable d'état de l'étape $i$.
    • $Activation(X_i) = (X_{i-1} \cdot réceptivité_{i-1})$
    • $Désactivation(X_i) = (X_{i+1} \cdot réceptivité_i)$

Exemples corrigés

  • Séquence simple : Étape 0 (repos) $\rightarrow$ transition $dcy$ $\rightarrow$ Étape 1 (action $M1$).
  • Divergence en OU : Si $a$ alors étape 2, si $b$ alors étape 3. On utilise deux transitions partant de l'étape 1.

Erreurs fréquentes

  • Oublier l'étape initiale (double carré).
  • Relier deux transitions ou deux étapes directement entre elles.
  • Confusion entre réceptivité (condition) et action (ordre).
  • Oublier la règle : "deux étapes ne peuvent pas être reliées directement sans transition".
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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Automatisme et GRAFCET

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Quelle est la condition pour franchir une transition ?

❓ Questions fréquentes

C'est quoi la différence entre une étape et une transition ?
  1. L'étape est un état du système (ex: "le vérin est sorti"). Elle est représentée par un carré.
  2. La transition est le passage entre deux étapes. Elle est représentée par un trait horizontal.
  3. Le système ne change d'étape que si la condition (réceptivité) associée à la transition est vraie.

💡 À retenir : L'étape décrit le "quoi" (l'action), la transition décrit le "quand" (la condition).

Kifach n3ref wach ndir divergence en OU wla en ET ?
  1. Pose-toi la question : "Est-ce que le système fait un choix ou fait-il tout en même temps ?"
  2. Si le système choisit entre deux chemins selon une condition (ex: si pièce métal $\rightarrow$ chemin A, si plastique $\rightarrow$ chemin B), c'est un OU.
  3. Si le système doit effectuer deux tâches simultanément (ex: avancer le tapis ET allumer un voyant), c'est un ET.

💡 À retenir : OU = Choix (Exclusif), ET = Parallélisme (Simultané).

Est-ce qu'on peut avoir deux étapes actives en même temps dans un GRAFCET simple ?

Non, dans un GRAFCET linéaire (séquence unique), une seule étape est active à la fois. Si tu as besoin de deux actions simultanées, tu dois obligatoirement utiliser une structure de divergence en ET (parallélisme).

💡 À retenir : Une seule étape active par séquence simple.

Chno hiya "receptivité" exactement ?

La réceptivité est une condition logique qui doit être vraie pour passer à l'étape suivante. Elle peut être :

  1. Un capteur (ex: $s1$).
  2. Une information opérateur (ex: $m$).
  3. Une combinaison logique (ex: $s1 \cdot \overline{s2}$).
  4. Une temporisation (ex: $t1$).

💡 À retenir : Sans réceptivité vraie, le système reste bloqué à l'étape actuelle.

Kifach n7seb l'équation d'une étape Xn ?

Pour écrire l'équation d'une étape $X_n$ :

  1. $Activation = (étape_précédente \cdot réceptivité_précédente)$.
  2. $Désactivation = (étape_suivante \cdot réceptivité_suivante)$.
  3. $X_n = (Activation + X_n) \cdot \overline{Désactivation}$.

💡 À retenir : L'équation est une fonction de type "Set-Reset" (Mise à 1, Mise à 0).

C'est quoi une action conditionnelle ?

C'est une action qui ne s'exécute que si une condition supplémentaire est remplie, même si l'étape est active. On l'écrit dans le rectangle d'action avec la condition entre parenthèses : $Action \cdot (Condition)$.

💡 À retenir : L'action dépend de l'étape active ET de la condition.

Est-ce que le GRAFCET peut gérer les pannes ?

Oui, on utilise souvent une "séquence d'arrêt d'urgence" ou une "séquence de sécurité" qui force le GRAFCET à revenir à l'étape initiale ou à une étape d'arrêt sécurisé via une réceptivité prioritaire.

💡 À retenir : La sécurité est prioritaire sur le cycle normal.

Pourquoi on met un double carré pour l'étape 0 ?

Le double carré indique l'étape initiale. C'est l'étape qui est automatiquement active dès la mise sous tension du système, avant même d'appuyer sur le bouton de marche.

💡 À retenir : Tout GRAFCET doit avoir au moins une étape initiale.

Est-ce qu'on peut mettre deux actions dans le même rectangle ?

Oui, tu peux empiler plusieurs actions dans le même rectangle d'étape si elles doivent être réalisées simultanément pendant cette étape.

💡 À retenir : Toutes les actions dans le rectangle sont actives tant que l'étape est active.

C'est quoi une transition validée ?

Une transition est validée quand toutes les étapes immédiatement précédentes sont actives. Si c'est une séquence simple, il suffit que l'étape juste au-dessus soit active.

💡 À retenir : Validation = étapes amont actives. Franchissement = validation + réceptivité vraie.

Wach l'ordre des étapes est obligatoire ?

Oui, le GRAFCET décrit une évolution séquentielle. L'ordre des étapes doit respecter le cycle de fonctionnement réel du système automatisé.

💡 À retenir : Le GRAFCET est une représentation temporelle du cycle.

Comment représenter une temporisation dans un GRAFCET ?

On utilise une action temporisée dans l'étape précédente : $T1 / Xi / 5s$. La réceptivité de la transition suivante sera alors $T1.Q$ (ou simplement $T1$).

💡 À retenir : La temporisation est une action qui génère une réceptivité.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Un système de perçage automatique comporte un vérin A (A+ : sortie, A- : rentrée) et un moteur de perçage M. Cycle :

  1. Appui sur bouton départ cycle (dcy).
  2. Sortie du vérin A.
  3. Une fois sorti (capteur a1), démarrage du moteur M pendant 5s.
  4. Rentrée du vérin A. Établir le GRAFCET du point de vue système.
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Exercice 2

Soit un système de tri de colis. Si le colis est petit (capteur p), le vérin B sort. Si le colis est grand (capteur g), le vérin C sort. Établir le GRAFCET avec une divergence en OU.

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Exercice 3

Un système de mélangeur possède deux vannes V1 et V2. Le cycle impose :

  1. Ouverture V1.
  2. Une fois V1 ouverte, ouverture V2 ET démarrage agitateur A simultanément.
  3. Fermeture de tout après 10s. Établir le GRAFCET avec une divergence en ET.
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