Agrégation externe SII - 2026 - Option SII et ingénierie mécanique - Épreuve de conception

Agrégation concours externe 

Section : Sciences Industrielles de l’Ingénieur 
Épreuve d'admissibilité 
Option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie mécanique 

Support : Ligne de production

Contexte de l’étude

Bigorre Ingénierie, société située dans le sud-ouest de la France, est spécialisée dans la réalisation d’équipements ferroviaires, d’équipements d’accès pour travaux en hauteur et de machines spéciales. Ce bureau d’études a été sollicité par une société française spécialiste des parafoudres de moyenne et haute tensions servant à la protection des réseaux électriques contre les surtensions, afin de concevoir et fabriquer une ligne de production ayant pour objectifs le déchargement automatique et la palettisation de varistances de parafoudre.

Ces varistances, composants électroniques utilisés pour protéger les circuits contre les surtensions, sont fabriquées à partir d'oxyde de zinc (ZnO) compacté puis fritté. La ligne de production étudiée s'installe entre la sortie de la presse et les fours de frittage. Elle doit permettre d'augmenter la productivité tout en limitant les risques de troubles musculosquelettiques.

Le système de déchargement est composé physiquement de cinq sous-ensembles (Figure 1) :

- Magasin (1) : ascenseur dans lequel l'opérateur place les plaques supports vides pour alimenter le système transfert. Le chargement du magasin s’effectue par un opérateur hors local presse. Sa capacité est de 2 x 15 plaques. La charge peut être complétée à tout moment du cycle sans nécessiter l’arrêt du système.

- Transfert (2) : mécanisme assurant le transfert linéaire des plaques vides. Le transfert est constitué d'un châssis supportant deux unités de translation et supporte la charge de douze plaques pleines et de deux plaques vides en même temps.

- Poste de chargement (3) : mécanisme assurant la récupération des pièces dans la presse, et leur dépose sur les plaques. Un robot récupère la pièce directement dans une presse DORST, puis assure sa dépose soit sur la plaque en zone de palettisation, soit sur le plateau qui reçoit les échantillons à tester.

- Manipulateur (4) : système d'assistance à la manutention des plaques. Le manipulateur assure une assistance à la manutention des plaques pleines en bout de transfert aussi bien lors de la prise des plaques, que lors de leur dépose sur la table élévatrice mobile. Une fois chargée, la table élévatrice emmène les plaques vers le poste de cuisson.

- Poste d'empilage (5) : poste auquel l'opérateur effectue l'empilage des plaques pleines. Le poste d'empilage est équipé d'une plateforme sur laquelle l'opérateur prend place pour réaliser les opérations suivantes :

• récupération des plaques pleines en bout de transfert, avec l'assistance du manipulateur,
• dépose des plaques pleines sur la table élévatrice pour la confection des piles, avec l'assistance du manipulateur. Le rajout d’entretoises entre deux plaques est fait manuellement par l’opérateur.

L’ensemble des opérations de gestion et de surveillance de la presse, chargement en poudre d’oxyde de zinc, analyse des échantillons de varistances en sortie de presse, constitution des piles doit être réalisé par une seule et même personne et peut durer jusqu’à 15 minutes.

Contenu de l'étude 

Ce sujet comporte trois parties qui peuvent être traitées de manière indépendante.

Chacune des parties vise des objectifs spécifiques :

• la première partie s’intéresse au respect des cadences de production ;
• la deuxième partie permet de dimensionner et d’asservir le système de transfert ;
• dans la dernière partie, les candidats étudient le poste de chargement.