Formation Professionnelle en Électricité
Exercices pratiques, situations professionnelles, dépannage, machines électriques, commande, pneumatique et électronique. Niveau préparation aux épreuves de fin de module et de fin de formation.
Centre d'entraînement professionnel
Cette page a été conçue pour s'entraîner sur des situations proches de celles rencontrées pendant une formation professionnelle en électricité.
Chaque situation présente un contexte de travail, des données techniques et plusieurs tâches à réaliser. La correction est cachée afin de permettre au stagiaire de travailler seul avant de vérifier sa réponse.
30 situations professionnelles
Moteurs, installations électriques, protections, commande, diagnostic, pneumatique et électronique.
4 épreuves finales
Électricité générale, machines électriques, commande industrielle et épreuve complète de fin de formation.
Électricité et installations
Situations professionnelles avec calculs, choix de protections, mesures et diagnostic.
Dimensionnement d'un circuit monophasé
- Calculer le courant absorbé.
- Choisir un calibre de disjoncteur adapté parmi 16 A, 20 A ou 25 A.
- Expliquer pourquoi le calibre ne doit pas être choisi uniquement à partir de la puissance.
- Indiquer les vérifications à effectuer avant la mise sous tension.
Correction
I = P / (U × cos φ)
I = 3680 / (230 × 0,92) ≈ 17,4 A.
Un calibre de 20 A peut être retenu si la section du conducteur et les conditions d'installation permettent cette protection.
Le choix final doit tenir compte de la section, du mode de pose, de la longueur, de la chute de tension et des règles de l'installation.
Recherche d'une chute de tension
- Calculer la chute de tension en volts.
- Calculer son pourcentage par rapport à 230 V.
- Citer au moins trois causes possibles.
- Proposer deux solutions techniques.
Correction
ΔU = 230 − 207 = 23 V.
ΔU% = (23 / 230) × 100 = 10 %.
Causes possibles : conducteur trop long ou trop faible, mauvais serrage, surcharge, mauvais contact ou alimentation insuffisante.
Solutions : vérifier les connexions et adapter la section du conducteur après étude de l'installation.
Déclenchement d'un disjoncteur
- Donner les premières mesures de sécurité.
- Différencier surcharge et court-circuit.
- Citer quatre contrôles permettant de localiser le défaut.
- Pourquoi ne faut-il pas remplacer directement le disjoncteur par un calibre supérieur ?
Correction
Il faut d'abord sécuriser l'installation et rechercher la cause du déclenchement.
Une surcharge correspond à un courant supérieur au courant normal pendant une durée donnée. Un court-circuit provoque généralement un courant beaucoup plus important.
Contrôles : état des conducteurs, continuité, isolement, récepteurs raccordés et connexions.
Augmenter arbitrairement le calibre peut supprimer une protection nécessaire et créer un risque pour les conducteurs.
Diagnostic avec multimètre
- Quelle fonction utiliser pour mesurer une tension ?
- Quelle fonction utiliser pour vérifier une continuité hors tension ?
- Pourquoi ne faut-il pas mesurer une résistance sur un circuit alimenté ?
- Décrire une méthode logique de recherche de panne.
Correction
La tension se mesure avec la fonction voltmètre appropriée. La continuité se contrôle hors tension avec la fonction ohmmètre/ continuité.
Une mesure de résistance sur un circuit sous tension peut endommager le multimètre et créer un danger.
Méthode : alimentation → protection → commande → câblage → récepteur, en progressant méthodiquement.
Défaut d'isolement
- Que peut indiquer ce comportement ?
- Quels éléments contrôler ?
- Quel est le rôle du conducteur de protection ?
- Pourquoi ne faut-il pas supprimer la protection différentielle ?
Correction
Le comportement peut indiquer une fuite de courant vers la terre ou un défaut d'isolement.
Contrôler l'appareil, les conducteurs, les connexions et l'isolement conformément à la procédure de maintenance.
Le conducteur de protection participe à la mise en sécurité des masses métalliques.
Consommation d'un atelier
- Calculer l'énergie consommée par jour.
- Calculer l'énergie consommée pendant les 25 jours.
- Expliquer la différence entre puissance et énergie.
Correction
E = P × t
Par jour : 2 × 6 = 12 kWh.
Sur 25 jours : 12 × 25 = 300 kWh.
La puissance représente la vitesse de consommation d'énergie, tandis que l'énergie représente la quantité consommée pendant une durée.
Récepteur triphasé
- Calculer approximativement la puissance active.
- Écrire la formule utilisée.
- Expliquer pourquoi la puissance triphasée ne se calcule pas comme une charge monophasée.
Correction
P = √3 × U × I × cos φ
P ≈ 1,732 × 400 × 8 × 0,8
P ≈ 4,43 kW.
Deux phases absentes
- Quel défaut peut expliquer le comportement ?
- Pourquoi le moteur chauffe-t-il ?
- Citer les points à contrôler dans l'ordre.
- Pourquoi faut-il éviter de laisser le moteur fonctionner dans cette situation ?
Correction
Il peut s'agir d'une perte de phase ou d'un mauvais contact. Le moteur ne fonctionne alors pas dans ses conditions normales, ce qui peut provoquer une surchauffe et un courant déséquilibré.
Contrôler alimentation, disjoncteur, contacteur, bornes, câblage puis moteur.
Résistances dans une installation
- Calculer la résistance équivalente.
- Calculer le courant.
- Calculer la tension aux bornes de chaque résistance.
Correction
Rtotal = 20 + 30 = 50 Ω.
I = 100 / 50 = 2 A.
U1 = 20 × 2 = 40 V.
U2 = 30 × 2 = 60 V.
Moteur monophasé avec condensateur
- Quel est le rôle du condensateur dans ce type de moteur ?
- Citer des symptômes d'un condensateur défectueux.
- Quelles précautions prendre avant son contrôle ?
- Pourquoi faut-il respecter les caractéristiques du condensateur de remplacement ?
Correction
Le condensateur crée le déphasage nécessaire au fonctionnement du moteur monophasé concerné.
Un moteur peut ronronner, avoir un mauvais démarrage ou manquer de couple lorsqu'un condensateur est défectueux.
L'alimentation doit être coupée et le condensateur traité selon la procédure de sécurité avant intervention.
Machines électriques et moteurs
Situations inspirées du travail en atelier : plaque signalétique, couplage, protection, démarrage et diagnostic.
Lecture d'une plaque signalétique
- Que signifient 230/400 V ?
- Quel couplage utiliser sur un réseau 400 V si la plaque est de type 230/400 V ?
- Quelle intensité correspond au fonctionnement sous 400 V ?
- Que représente 1450 tr/min ?
Correction
230/400 V indique les tensions nominales associées aux deux couplages du moteur.
Sur un réseau 400 V, un moteur 230/400 V se couple généralement en étoile.
Le courant correspondant au 400 V est ici environ 6,5 A, conformément à la plaque.
1450 tr/min est la vitesse nominale indiquée par le constructeur.
Choix du relais thermique
- Quelle information de la plaque doit être utilisée ?
- Pourquoi ne faut-il pas régler arbitrairement le relais à 10 A ?
- Quel est le rôle du relais thermique ?
- Quelle différence entre relais thermique et disjoncteur ?
Correction
La référence principale est le courant nominal indiqué sur la plaque, avec prise en compte des conditions réelles d'installation.
Le relais thermique protège principalement le moteur contre certaines surcharges prolongées.
Le disjoncteur assure d'autres fonctions de protection, notamment contre les surintensités importantes selon son type.
Démarrage direct d'un moteur
- Identifier les éléments de puissance.
- Identifier les éléments de commande.
- Expliquer le principe de l'auto-maintien.
- Que se passe-t-il lorsque le relais thermique déclenche ?
Correction
La puissance comprend l'alimentation, la protection, le contacteur, le relais thermique et le moteur.
La commande comprend notamment les boutons Marche/Arrêt et le contact auxiliaire utilisé pour l'auto-maintien.
Après pression sur Marche, le contacteur colle. Son contact auxiliaire maintient la bobine alimentée après relâchement du bouton.
En cas de surcharge, le relais thermique ouvre son contact de commande et provoque l'arrêt du contacteur.
Inversion de sens de rotation
- Comment inverser le sens de rotation d'un moteur triphasé ?
- Pourquoi utiliser deux contacteurs ?
- Pourquoi faut-il un interverrouillage ?
- Que pourrait-il se produire si les deux contacteurs collaient simultanément ?
Correction
Il suffit d'intervertir deux phases pour inverser le sens de rotation d'un moteur triphasé.
Deux contacteurs permettent de commander les deux configurations.
L'interverrouillage empêche les deux contacteurs de fonctionner simultanément.
Une fermeture simultanée peut provoquer un défaut grave dans le circuit de puissance.
Moteur : le contacteur colle mais le moteur ne tourne pas
- Citer au moins cinq causes possibles.
- Dans quel ordre effectuer le diagnostic ?
- Quelles tensions contrôler ?
- Comment distinguer un problème d'alimentation d'un problème moteur ?
Correction
Causes possibles : absence de phase, contacteur défectueux, relais thermique déclenché, mauvais serrage, câble coupé, moteur bloqué ou défaut interne.
Diagnostic logique : alimentation → protection → sortie contacteur → relais thermique → bornes moteur → moteur.
Les mesures doivent être effectuées avec l'appareil adapté et selon une procédure de sécurité.
Calcul du courant nominal
U = 400 V
η = 0,90
cos φ = 0,84
- Calculer approximativement le courant nominal.
- Expliquer pourquoi on doit tenir compte du rendement.
- Quelle donnée doit être vérifiée en priorité sur le moteur réel ?
Correction
Pabs = P / η = 7500 / 0,90 ≈ 8333 W.
I = Pabs / (√3 × U × cos φ)
I ≈ 8333 / (1,732 × 400 × 0,84) ≈ 14,3 A.
En pratique, la plaque signalétique du moteur reste la référence pour son courant nominal.
Couplage étoile / triangle
- Quel couplage correspond au fonctionnement nominal sur 400 V ?
- Pourquoi un moteur 400/690 V n'est-il pas traité comme un 230/400 V ?
- Quel risque existe en cas de mauvais couplage ?
Correction
Pour une plaque 400/690 V sur réseau 400 V, le couplage nominal est généralement triangle.
Le premier nombre correspond à la tension associée au couplage triangle et le second au couplage étoile, selon le marquage habituel du moteur.
Un mauvais couplage peut soumettre les enroulements à une tension inadaptée et provoquer une surintensité ou une surchauffe.
Moteur qui chauffe
- Citer au moins six causes possibles.
- Quels contrôles électriques réaliser ?
- Quels contrôles mécaniques réaliser ?
- Pourquoi vérifier le courant des trois phases ?
Correction
Causes possibles : surcharge mécanique, ventilation insuffisante, perte de phase, déséquilibre de courant, mauvais couplage, roulements défectueux, tension incorrecte ou défaut d'enroulement.
Il faut comparer les courants des trois phases et vérifier l'état mécanique et la ventilation.
Identification d'une plaque à bornes
- Quel est le rôle de la plaque à bornes ?
- Pourquoi les barrettes doivent-elles être placées correctement ?
- Que faut-il vérifier avant de raccorder les conducteurs ?
- Pourquoi la tension du réseau doit-elle être comparée à la plaque moteur ?
Correction
La plaque à bornes permet d'effectuer le raccordement des enroulements selon le couplage demandé.
Les barrettes déterminent la configuration étoile ou triangle.
Il faut vérifier la plaque signalétique, le réseau, le couplage, le serrage et l'état des bornes avant mise sous tension.
Diagnostic complet d'une pompe
- Donner une hypothèse électrique.
- Donner une hypothèse mécanique.
- Donner une hypothèse liée au réglage du relais thermique.
- Proposer une démarche complète de diagnostic.
Correction
Hypothèses : surcharge mécanique, pompe bloquée, mauvais refroidissement, déséquilibre de phases ou courant trop élevé.
Il faut vérifier le courant réel, la plaque moteur, le réglage du relais thermique, l'état mécanique de la pompe et les conditions de fonctionnement.
Commande industrielle et dépannage
Analyse de circuits de commande, contacteurs, auto-maintien, capteurs et recherche de défauts.
Le bouton Marche ne fonctionne pas
- Citer les points à contrôler.
- Comment vérifier le bouton Marche ?
- Comment contrôler la bobine du contacteur ?
- Quel défaut peut empêcher l'auto-maintien ?
Correction
Contrôler le bouton Marche, les connexions, les contacts en série, la bobine du contacteur et le contact auxiliaire d'auto-maintien.
Si la tension correcte arrive à la bobine mais que le contacteur ne colle pas, la bobine ou le contacteur peut être défectueux.
Auto-maintien absent
- Quel élément est probablement concerné ?
- Quel est le rôle du contact auxiliaire NO ?
- Comment vérifier ce contact ?
Correction
Le symptôme correspond typiquement à un problème d'auto-maintien.
Le contact auxiliaire NO du contacteur se ferme lorsque le contacteur colle et permet de maintenir la bobine alimentée.
Il faut contrôler le câblage et l'état du contact auxiliaire.
Contacteur qui ne colle pas
- Quelles mesures effectuer ?
- Quelle tension faut-il comparer à la tension nominale de la bobine ?
- Citer deux causes possibles.
Correction
Vérifier la tension réellement présente aux bornes de la bobine et la comparer à sa tension nominale.
Causes possibles : bobine coupée, mauvaise tension, mauvais contact dans le circuit de commande ou problème mécanique du contacteur.
Arrêt d'urgence
- Quel est l'objectif d'un arrêt d'urgence ?
- Pourquoi son fonctionnement doit-il être vérifié ?
- Pourquoi ne doit-il pas être considéré comme un simple bouton Marche/Arrêt ?
Correction
L'arrêt d'urgence permet de provoquer rapidement l'arrêt de la machine lorsqu'une situation dangereuse l'exige.
Il doit être installé et testé selon les exigences applicables à la machine et ne doit pas être contourné.
Fin de course d'un convoyeur
- Quel type de composant peut être utilisé ?
- Quel est son rôle dans le circuit de commande ?
- Que vérifier si le moteur ne s'arrête pas ?
- Pourquoi vérifier aussi le câblage du capteur ?
Correction
Un interrupteur de position ou capteur adapté peut être utilisé.
Il transmet l'information de position au circuit de commande.
Contrôler le positionnement, le fonctionnement du contact, le câblage et la logique de commande.
Pneumatique industrielle
Situations professionnelles autour des vérins, distributeurs, pression et séquences automatiques.
Vérin double effet
- Pourquoi utiliser un vérin double effet ?
- Quel distributeur peut commander les deux mouvements ?
- Quel est le rôle de l'air comprimé ?
- Que vérifier si le vérin avance mais ne revient pas ?
Correction
Un vérin double effet utilise l'air comprimé pour produire les deux mouvements : sortie et rentrée.
Un distributeur adapté, par exemple 5/2 selon l'installation, permet d'inverser l'alimentation des chambres.
Si le vérin ne revient pas : contrôler distributeur, alimentation, tuyaux, raccords, commande et état mécanique.
Perte de pression
- Citer plusieurs causes possibles.
- Pourquoi une fuite peut-elle provoquer ce problème ?
- Quels éléments contrôler ?
- Quel rôle joue le régulateur de pression ?
Correction
Causes possibles : pression insuffisante, fuite, filtre colmaté, régulateur mal réglé, distributeur ou tuyau défectueux.
Une fuite réduit la quantité d'air disponible et peut faire baisser la pression effective au niveau de l'actionneur.
Contrôler alimentation, pression, raccords, tuyaux, filtre, régulateur et distributeur.
Cycle automatique A+ / A-
- Quel capteur détecte la sortie complète ?
- Comment déclencher le mouvement de retour ?
- Pourquoi utiliser les deux fins de course ?
- Que contrôler si le cycle reste bloqué en position sortie ?
Correction
Le capteur de position avant détecte la sortie complète. Son signal peut commander le retour du vérin selon la logique de commande.
Les deux capteurs permettent de connaître les positions extrêmes et de séquencer le cycle.
Si le cycle reste bloqué : contrôler le capteur avant, son câblage, le distributeur et la logique de commande.
Électronique appliquée
Applications simples rencontrées dans les circuits de commande, signalisation et alimentation.
LED de signalisation
- Pourquoi faut-il utiliser une résistance en série ?
- Calculer la valeur théorique de la résistance.
- Calculer approximativement sa puissance.
- Pourquoi choisir une résistance ayant une puissance nominale supérieure à la puissance calculée ?
Correction
La résistance limite le courant traversant la LED.
R = (12 − 2) / 0,01 = 1000 Ω.
P = R × I² = 1000 × 0,01² = 0,1 W.
Une résistance d'une puissance nominale supérieure offre une marge de fonctionnement adaptée.
Alimentation électronique en panne
- Par où commencer le diagnostic ?
- Quels éléments contrôler avant de conclure que la carte est HS ?
- Pourquoi vérifier la tension d'entrée ?
- Comment distinguer un problème d'alimentation d'un court-circuit en sortie ?
Correction
Commencer par vérifier l'alimentation d'entrée et ses protections.
Ensuite contrôler les connexions, fusibles, bornes, tension de sortie et charge raccordée.
Une charge en court-circuit peut faire chuter la tension de sortie. Il faut donc isoler le défaut selon une procédure de diagnostic appropriée.
Épreuves de fin de module et de fin de formation
Ces épreuves regroupent plusieurs compétences. Elles sont destinées à l'entraînement et ne constituent pas des sujets officiels d'un organisme de formation.
Épreuve 01 — Électricité générale
Durée indicative : 45 minutes — Barème : /20
Question 1 — Installation monophasée
Un récepteur de 2300 W fonctionne sous 230 V avec cos φ = 1. Calculer le courant absorbé.
Question 2 — Énergie
Un appareil de 1,5 kW fonctionne pendant 8 heures. Calculer l'énergie consommée en kWh.
Question 3 — Triphasé
Pour P = 5 kW, U = 400 V et cos φ = 0,8, calculer approximativement le courant.
Question 4 — Diagnostic
Quel défaut correspond le plus probablement à un déclenchement immédiat lors de la mise sous tension ?
Question 5 — Mesure
Peut-on mesurer une résistance avec un multimètre sur un circuit alimenté ?
Épreuve 02 — Machines électriques
Durée indicative : 60 minutes — Barème : /20
Question 1 — Courant moteur
Moteur : P = 5,5 kW, U = 400 V, η = 0,88, cos φ = 0,82. Calculer approximativement le courant nominal.
Question 2 — Plaque signalétique
Un moteur porte 230/400 V et est raccordé à un réseau 400 V. Quel couplage utiliser normalement ?
Question 3 — Protection
Quel appareil protège principalement le moteur contre certaines surcharges prolongées ?
Question 4 — Inversion
Pour inverser le sens de rotation d'un moteur triphasé, que fait-on ?
Question 5 — Diagnostic
Le contacteur colle mais le moteur ne tourne pas. Citer une première vérification importante.
Épreuve 03 — Commande et automatisme
Durée indicative : 60 minutes — Barème : /20
Question 1
Quel est le rôle du contact auxiliaire utilisé dans l'auto-maintien ?
Question 2
Quel composant permet de détecter mécaniquement la position finale d'un convoyeur ?
Question 3
Un vérin double effet doit sortir puis rentrer automatiquement. Quel élément permet généralement d'inverser l'alimentation des deux chambres ?
Question 4
Le moteur fonctionne seulement tant que le bouton Marche est maintenu. Quel défaut rechercher en priorité ?
Question 5
Un vérin manque de force. Citer une cause possible.
Épreuve finale — Installation industrielle
Épreuve globale — Barème : /20
Une entreprise possède un convoyeur entraîné par un moteur triphasé de 5,5 kW. Le moteur est commandé par un contacteur, un relais thermique et deux boutons Marche/Arrêt. Le convoyeur doit également posséder un arrêt en position finale.
Question 1 — Calcul
Calculer approximativement le courant nominal du moteur.
Question 2 — Protection
Quel appareil est utilisé pour protéger le moteur contre certaines surcharges prolongées ?
Question 3 — Commande
Quel est le rôle du contact auxiliaire d'auto-maintien ?
Question 4 — Capteur
Quel composant peut détecter l'arrivée du convoyeur en position finale ?
Question 5 — Diagnostic
Le contacteur colle mais le moteur reste arrêté. Donner une vérification prioritaire.
Question 6 — Sécurité
Pourquoi faut-il sécuriser l'installation avant une intervention de maintenance ?
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