SinusPhy : présentation, types d'utilisations avec exemples publié le 13/01/2020  - mis à jour le 24/04/2020

Premier article d’une série montrant toutes les utilisations de SinusPhy en Sciences de l’Ingénieur et en STI2D avec des exemples de modèles et de schémas créés pour illustrer des parties de programme, des explications pour concevoir ses propres modèles et des schémas simulant le fonctionnement de maquettes d’élèves ou le comportement de sous-systèmes.

1- Mise en situation

SinusPhy (SImulation NUmérique des Systèmes PHYsiques) est un outil de simulation multiphysique créé en 2013/2014, suite à la réforme de 2011/2012 des Sciences de l’Ingénieur en bac S et à la création du bac STI2D à la même période.

L’une des principales nouveautés de la réforme des Sciences de l’Ingénieur de 2011/2012 a été l’analyse systématique des écarts entre les performances attendues, les performances mesurées du système réel et les performances du système simulé.
Les notions de grandeurs EFFORT et FLUX ont également été amenées dans cette réforme afin d’aborder, avec la rigueur nécessaire, la modélisation de composants de la chaîne d’énergie et la simulation multiphysique.

SinusPhy reprend ces notions de grandeurs EFFORT et FLUX et les met en valeur en permettant aux utilisateurs de voir clairement les 2 relations existant entre les composants de la chaîne d’énergie.
Ce type de simulation permettant de trouver, à tout moment, le point d’équilibre d’une chaîne d’énergie complète et complexe est appelé simulation ACAUSALE.

Mise en valeur des notions d'efforts et de flux dans une chaîne d'énergie standard

En simulation ACAUSALE, on voit évoluer (régime transitoire) l’état du système simulé jusqu’à l’équilibre (régime permanent) lorsqu’il existe un effort en entrée de la chaîne d’énergie (par exemple, une tension d’alimentation qui devra être constante pour obtenir un équilibre) et un effort en sortie (par exemple, une charge correspondant à un couple résistant ou à une force opposée)

La simulation ACAUSALE reproduit, au plus près du réel, le fonctionnement de la chaîne d’énergie et montre les évolutions des différents efforts et flux jusqu’à obtenir l’équilibre en tenant compte des inerties et des autres constantes de temps liées aux particularités des différents composants (ce qu’une étude sur papier ne peut pas du tout aborder en pré-Bac).

Enfin, SinusPhy s’appuie sur les programmes de mathématiques de terminale en n’utilisant que des outils mathématiques vus en cours d’année, comme la notion de dérivée et d’intégrale et, contrairement aux autres logiciels de simulation multiphysique, il n’utilise pas les notations liées à la transformée de Laplace, de niveau nettement post-Bac.

Exemple de réponse d'un asservissement de position avant que le correcteur PID soit réglé