🚀 Situation déclenchante
Observe, interroge-toi et formule ta problématique avant de commencer la séquence.
Il est 17h30. Tu rentres du collège. Avant même d'ouvrir la porte, les volets extérieurs se sont déjà fermés parce que le soleil était fort. En entrant, la lumière du couloir s'allume toute seule grâce à un capteur de présence. Le chauffage s'est mis en route 20 minutes avant ton arrivée pour que l'appartement soit à bonne température. Et si quelqu'un sonne à la porte, tu pourras voir qui c'est depuis ton smartphone… depuis ta chambre !
À partir de la situation, complète la phrase (directement dans la page) :
⛓ Chaîne d'énergie
Identifier les 4 blocs (alimenter, distribuer, convertir, transmettre) et leurs composants dans la maison domotique.
📡 Chaîne d'information
Identifier les 3 blocs (acquérir, traiter, communiquer) et comprendre comment elle pilote la chaîne d'énergie.
📡 Capteurs & actionneurs
Reconnaître capteurs et actionneurs, et distinguer information logique / analogique et signal numérique / analogique.
🔍 Analyse fonctionnelle
Analyser un système domotique inconnu, remplir un tableau fonctionnel et reconstituer les deux chaînes.
📖 Niveau 1 · Connaître
Découvre le vocabulaire fondamental de l'analyse fonctionnelle des systèmes automatisés.
Un système domotique est un système automatisé qui gère et contrôle les fonctions d'une habitation (chauffage, éclairage, volets, sécurité…) de façon automatique ou à distance. Pour fonctionner, il a besoin d'énergie et d'informations.
🔍 Analyse fonctionnelle
Démarche qui consiste à identifier ce que fait un système (ses fonctions), ce qu'il reçoit en entrée et ce qu'il produit en sortie.
⛓ Chaîne d'énergie
Ensemble des blocs qui alimentent, distribuent, convertissent et transmettent l'énergie nécessaire pour agir sur le milieu extérieur.
📡 Chaîne d'information
Ensemble des blocs qui acquièrent, traitent et communiquent les informations pour piloter la chaîne d'énergie.
📡 Capteur
Composant situé en entrée de la chaîne d'information. Il mesure une grandeur physique (température, luminosité, présence…) et la transforme en signal électrique.
⚙️ Actionneur
Composant situé en sortie de la chaîne d'énergie. Il convertit l'énergie en action mécanique, lumineuse ou thermique. Ex : moteur, ampoule, résistance chauffante.
🔌 Interface
Composant qui adapte ou convertit un signal entre deux blocs qui ne parlent pas le même « langage » (ex : convertisseur numérique/analogique).
La chaîne d'information pilote la chaîne d'énergie. L'information circule dans la chaîne d'information ; l'énergie circule dans la chaîne d'énergie. Les deux chaînes sont complémentaires et indispensables au fonctionnement du système.
Le schéma fonctionnel représente le système dans sa globalité. Il montre les flux entrants et sortants.
SYSTÈME
DOMOTIQUE
« Maison intelligente »
💡 Les flèches → entrantes = ce que le système reçoit. Les flèches → sortantes = ce qu'il produit ou fait.
1. Quel composant mesure la température ambiante et envoie un signal au système domotique ?
2. Dans une maison domotique, le moteur qui ferme les volets appartient à…
3. L'analyse fonctionnelle permet de…
4. La chaîne d'information pilote la chaîne d'énergie. Vrai ou faux ?
🔎 Niveau 2 · Comprendre
Explore en détail la structure de la chaîne d'énergie et de la chaîne d'information.
La chaîne d'énergie répond à la question : « Comment l'énergie est-elle transformée pour produire une action ? »
Source d'énergie
(réseau EDF, batterie…)
Interrupteur,
contacteur, relais
Moteur, résistance,
ampoule LED
Courroie, engrenage,
vis sans fin
| Bloc | Rôle | Exemple dans la maison domotique |
|---|---|---|
| Alimenter | Fournir l'énergie nécessaire au système | Prise électrique 230 V du réseau EDF |
| Distribuer | Acheminer et réguler l'énergie vers le bon composant | Tableau électrique, contacteur de volet |
| Convertir | Transformer l'énergie électrique en une autre forme (mécanique, lumineuse, thermique) | Moteur de volet roulant, ampoule LED, radiateur |
| Transmettre | Transporter l'effet de la conversion vers l'objet à déplacer | Axe et lame du volet, câble du store |
La chaîne d'information répond à la question : « Comment les données sont-elles traitées pour piloter la chaîne d'énergie ? »
Capteur, codeur,
détecteur
Microcontrôleur,
automate, PC
Écran, signal sonore,
actionneur via interface
| Bloc | Rôle | Exemple dans la maison domotique |
|---|---|---|
| Acquérir | Capter une information sur l'environnement (mesure) | Capteur de luminosité, détecteur de mouvement, sonde de température |
| Traiter | Analyser les données reçues et prendre une décision (calcul) | Box domotique (microcontrôleur), application smartphone |
| Communiquer | Envoyer l'ordre à la chaîne d'énergie ou informer l'utilisateur | Ordre d'ouverture/fermeture du volet, affichage de la température |
La chaîne d'information envoie des ordres (signaux de commande) au bloc « Distribuer » de la chaîne d'énergie. C'est ce lien qui rend le système automatisé : sans intervention humaine, il peut adapter son comportement selon les informations captées.
Pour chaque composant de la maison domotique, indique à quelle chaîne et à quel bloc il appartient.
Ces questions portent directement sur le contenu des vidéos « Chaîne d'énergie » et « Chaîne d'information ».
1. D'après la vidéo sur la chaîne d'énergie, quel bloc transforme l'énergie électrique en énergie mécanique ?
2. D'après la vidéo sur la chaîne d'information, quel bloc reçoit les données des capteurs et prend une décision ?
3. D'après les vidéos, par quel bloc de la chaîne d'énergie passe le signal de commande envoyé par la chaîne d'information ?
4. Vrai ou faux ? Un système domotique peut fonctionner sans chaîne d'information.
Place les blocs dans le bon ordre pour chaque chaîne. Sélectionne le numéro de position (1 = premier).
🛠 Niveau 3 · Appliquer
Identifie capteurs et actionneurs dans des situations réelles, et découvre la nature des signaux.
〰️ Signal analogique
Le signal varie de façon continue entre deux valeurs. Il peut prendre une infinité de valeurs. Ex : la tension de sortie d'un capteur de température (varie de 0 V à 5 V selon la température).
0/1 Signal numérique
Le signal ne prend que des valeurs discrètes (0 ou 1 en binaire). Il est codé en suite de bits. Ex : données envoyées par le Wi-Fi de la box domotique, signal d'un codeur.
💡 Information logique
L'information ne peut prendre que deux états (VRAI / FAUX, ouvert / fermé, 0 / 1). Ex : le détecteur de présence (présent / absent).
📊 Information analogique
L'information peut prendre une infinité de valeurs dans un intervalle. Ex : la valeur de la température (18,5 °C, 19,2 °C, 21,7 °C…).
Pour chaque composant de la maison domotique, précise s'il est un capteur (mesure/détecte) ou un actionneur (produit une action physique).
Pour chaque information, précise si elle est logique (2 états) ou analogique (infinité de valeurs), et si le signal associé est numérique ou analogique.
1. La présence ou l'absence d'une personne dans la pièce (détecteur PIR) est une information…
2. La valeur de la température ambiante (ex : 18,7 °C, 21,3 °C, 23,9 °C…) est une information…
3. Les données Wi-Fi échangées entre la box domotique et les capteurs sont transmises par un signal…
Ces questions portent directement sur les vidéos de capteurs et de signaux du niveau 3.
1. D'après la vidéo, de quelle chaîne fait partie le capteur ?
2. D'après la vidéo sur la nature du signal, quel signal peut prendre une infinité de valeurs ?
3. D'après la vidéo IP 2-3, quel est le rôle de l'interface entre capteur et bloc TRAITER ?
🧠 Niveau 4 · Analyser
Analyse un système complet – la maison domotique – en utilisant toutes tes connaissances.
La flèche de l'ordre part du bloc COMMUNIQUER (chaîne d'information) vers le bloc DISTRIBUER (chaîne d'énergie), sans traverser les autres blocs.
💡 La flèche rose en pointillés représente l'ordre de pilotage : de COMMUNIQUER vers DISTRIBUER, sans traverser les blocs intermédiaires.
Dans une maison domotique, la qualité de l'air est surveillée en permanence. Un capteur de CO₂ mesure la concentration en dioxyde de carbone. Si le taux dépasse un seuil fixé (ex : 1 000 ppm), une ventilation mécanique contrôlée (VMC) se met en marche automatiquement pour renouveler l'air. Dès que le taux redevient normal, la VMC s'arrête.
- Grandeur mesurée : concentration en CO₂ (en ppm – parties par million)
- Seuil de déclenchement : 1 000 ppm
- Énergie d'alimentation : réseau électrique 230 V alternatif
- Capteur : capteur de CO₂ NDIR (infrarouge non dispersif)
- Actionneur : moteur de ventilation (VMC)
- Unité de traitement : microcontrôleur intégré à la box domotique
Complète ce tableau en identifiant chaque composant du système de ventilation automatique.
Pour le système de ventilation automatique, reconstitue les deux chaînes en plaçant les bons blocs.
Réponds aux questions suivantes dans ton cahier en t'appuyant sur le schéma des deux chaînes et le contexte de la VMC.
1. Explique en 3 phrases comment le signal de pilotage passe de la chaîne d'information à la chaîne d'énergie. Cite les blocs concernés.
2. La valeur du taux de CO₂ (ex : 842 ppm, 1 050 ppm…) est-elle une information logique ou analogique ? Justifie ta réponse.
3. Dessine dans ton cahier le schéma complet des deux chaînes pour ce système VMC, en y plaçant le capteur de CO₂, le microcontrôleur, le contacteur, le moteur, la courroie et en traçant la flèche de pilotage.
Chaîne d'énergie : Réseau 230 V → [ALIMENTER] → Contacteur → [DISTRIBUER] ← (reçoit la flèche) → Moteur VMC → [CONVERTIR] → Pales/courroie → [TRANSMETTRE] → Air renouvelé.
📝 Synthèse des apprentissages
Réponds aux questions de bilan dans ton cahier, consulte la carte des connaissances et auto-évalue-toi.
1. Dessine et légende les deux chaînes (énergie et information) de la maison domotique avec leurs blocs fonctionnels. Donne un exemple de composant pour chaque bloc.
2. Définis dans tes propres mots : capteur, actionneur, interface. Pour chacun, cite un exemple issu de la maison domotique.
3. Explique la différence entre un signal analogique et un signal numérique. Donne un exemple de chaque type dans un système domotique.
4. Qu'est-ce que l'analyse fonctionnelle ? Pourquoi est-elle utile pour comprendre ou concevoir un système ?
5. Explique en 5 lignes comment fonctionne la maison domotique depuis la détection d'un événement jusqu'à l'action finale. (Ex : il fait nuit → lumière s'allume.)
⛓ Chaîne d'énergie (N2)
📡 Chaîne d'information (N2)
📡 Capteurs & actionneurs (N3)
〰️ Nature du signal (N3)
Coche les compétences que tu maîtrises :
🎬 Ressources
Toutes les vidéos et les fiches de connaissance à consulter ou télécharger librement.
Télécharge et imprime ces fiches pour consolider tes apprentissages (source : Fiches de structuration des connaissances Cycle 4 v2022 — Académie de Bordeaux).
MSOST-1-3-C1 · Représentation fonctionnelle – Structure des systèmes (DM)
📥 Télécharger la ficheMSOST-1-3-C1 · Représentation fonctionnelle – Structure des systèmes (F)
📥 Télécharger la ficheMSOST-1-3-C3 · Chaîne d'énergie (MF)
📥 Télécharger la ficheMSOST-1-3-C4 · Chaîne d'information (MF)
📥 Télécharger la ficheMSOST-1-4-C3 · Chaîne d'énergie – niveau 4e (MF)
📥 Télécharger la ficheMSOST-1-4-C4 · Chaîne d'information – niveau 4e (MF)
📥 Télécharger la ficheMSOST-1-6-C2 · Principe de fonctionnement d'un capteur, codeur, détecteur (MF)
📥 Télécharger la ficheV2MSOST-1-6-C3 · Nature du signal : analogique ou numérique (DMF)
📥 Télécharger la ficheMSOST-1-6-C4 · Nature d'une information : logique ou analogique (DMF)
📥 Télécharger la ficheIP-2-3-C6 · Capteur, actionneur, interface (MF)
📥 Télécharger la fiche🚀 Révisions interactives
Minuteur, flashcards, quiz sur les vidéos et quiz de bilan pour être prêt(e) le jour J.
Clique sur la carte pour voir la réponse. Utilise les boutons pour naviguer ou mélanger.
Ces 6 questions s'appuient directement sur les vidéos de la séquence. Revois-les si tu bloques !
1. D'après la vidéo chaîne d'énergie, quel bloc fournit l'énergie au départ du système ?
2. D'après la vidéo chaîne d'information, quel composant se trouve dans le bloc ACQUÉRIR ?
3. D'après la vidéo sur les capteurs (MSOST 1-6), qu'est-ce qu'un codeur ?
4. D'après la vidéo sur la nature du signal, lequel ne peut prendre que les valeurs 0 ou 1 ?
5. D'après la vidéo IP 2-3 (capteur, actionneur, interface), quel est le rôle de l'interface ?
6. D'après la vidéo sur la nature d'une information, le détecteur de présence fournit une information…
1. Dans quel bloc de la chaîne d'information se trouve un capteur de mouvement ?
2. Un signal Wi-Fi est…
3. Quel est le rôle du bloc « Distribuer » dans la chaîne d'énergie ?
4. La valeur de l'intensité lumineuse (en lux) mesurée par un capteur de luminosité est une information…
5. Qu'est-ce qui différencie un capteur d'un actionneur ?
6. Dans un système domotique, quel composant prend la décision d'allumer le chauffage ?
🎓 Vers le Brevet
Entraîne-toi sur des sujets officiels du DNB en lien avec la maison domotique.
1. Lire le dossier
Lis entièrement le contexte avant de répondre. Les réponses sont souvent dans les documents fournis !
2. Identifier le système
Repère toujours les entrées, sorties, l'énergie et les informations du système étudié.
3. Utiliser le vocabulaire exact
Emploie les mots du cours : capteur, actionneur, chaîne d'énergie, signal analogique/numérique…
4. Justifier ses réponses
Une réponse sans justification peut perdre des points. Explique toujours pourquoi en une phrase.
Sujets sélectionnés en lien avec l'analyse fonctionnelle et les systèmes automatisés (source : Académie de Limoges).
Polynésie
2021
Asie
2024
Q1. (2 pts) Identifie le capteur et l'actionneur de ce système. Précise leur rôle respectif.
Q2. (3 pts) Remplis le tableau des blocs fonctionnels des deux chaînes.
Chaîne d'énergie : Alimenter = réseau 230 V · Distribuer = contacteur commandé · Convertir = moteur électrique · Transmettre = axe + lames du volet.
Q3. (2 pts) La valeur de la luminosité (ex : 42 000 lux, 51 000 lux…) est-elle une information logique ou analogique ? Justifie.
Q4. (1 pt) Si le microcontrôleur reçoit un signal Wi-Fi depuis un smartphone pour commander les volets, ce signal est-il analogique ou numérique ?
| Composant | Description |
|---|---|
| Détecteur infrarouge | Détecte les obstacles devant le robot (présence / absence) |
| Capteur de poussière | Mesure la concentration en particules (en µg/m³) |
| Moteur de roue gauche | Entraîne la roue gauche du robot |
| Moteur de roue droite | Entraîne la roue droite du robot |
| Turbine d'aspiration | Aspire l'air et les poussières |
Q1. (2 pts) Classe les composants en deux catégories : capteurs et actionneurs.
Q2. (2 pts) L'information du détecteur infrarouge est-elle logique ou analogique ? Et celle du capteur de poussière ?
Q3. (2 pts) Identifie le bloc « Traiter » de ce robot. Quel est son rôle concret dans ce système ?