Backstage technique — fiche de préparation avant la visite (humanités techniques électricité et mécanique, 1re à 4e)

Pourquoi cette visite

Un manège est une machine industrielle complète : une armoire électrique alimentée en 380 V triphasé, un moteur asynchrone piloté par un variateur de fréquence, un réducteur, une couronne dentée, des roulements graissés chaque semaine, une centrale hydraulique et un compresseur pour le cinéma 5D, des capteurs, un automate, des arrêts d'urgence et un plan de maintenance qui décide chaque matin si l'attraction ouvre ou non. Pendant 240 minutes, vos élèves des sections électricité et mécanique entrent dans les zones techniques du parc avec un technicien de l'équipe maintenance devant chaque demi-groupe de 15. Ils lisent le schéma unifilaire de la Grande Roue, calculent le rapport de transmission du Carrousel, lisent le schéma hydraulique de la plateforme de mouvement du cinéma 5D, diagnostiquent une panne simulée sur un banc 12 V et lisent le plan de maintenance réel d'un manège. C'est une visite d'observation : on regarde, on lit, on mesure sur le banc pédagogique ; on ne touche jamais une installation du parc.

Déroulé de la visite (240 minutes)

Chaque groupe de 30 est scindé en deux demi-groupes de 15 qui permutent S1 et S2 puis passent S3 ; S4 et S5 se font en groupe complet en salle d'atelier. Deux groupes au maximum par session. Les manèges visités sont à l'arrêt et consignés (cadenas et étiquette) pendant les stations S1 à S3.

Vocabulaire à installer avant la visite

• Grandeurs : tension U (V), intensité I (A), fréquence f (Hz), puissance P (W, kW), résistance de terre (Ω).
• Protections : disjoncteur (surcharge et court-circuit), différentiel 30 mA (protection des personnes), fusible, relais thermique, sectionneur, mise à la terre, sélectivité.
• Schéma unifilaire, plaque signalétique (tension, courant, puissance, fréquence, vitesse, indice de protection IP).
• Moteur asynchrone triphasé, variateur de fréquence (démarrage progressif, variation de vitesse 20 à 48 Hz sur le Carrousel), transformateur.
• Chaîne cinématique : moteur → réducteur → pignon → couronne dentée → plateau ; rapport de transmission i = n sortie ÷ n entrée ; couple ; roulement ; graissage.
• Hydraulique : centrale, pompe, vérin, distributeur, pression (bar, Pa), F = p × S ; pneumatique : compresseur, réservoir, électrovanne.
• Automatisme : capteur, automate programmable, actionneur, relais, arrêt d'urgence, chaîne de sécurité.
• Maintenance : préventive, corrective, plan de graissage, consignation (séparer, condamner, identifier, vérifier l'absence de tension), plan de maintenance, contrôle d'ouverture.

Activité de classe de 20 minutes : « lire une plaque et une protection »

Objectif : que chaque élève sache lire une plaque signalétique et choisir la protection correspondante avant d'être devant l'armoire de la Grande Roue.

1. (5 min) Projetez ou écrivez au tableau la plaque d'exercice d'un moteur : 380 V, 50 Hz, 7,5 kW, 15,5 A, 1 450 tr/min, IP55. Faites nommer chaque grandeur et son unité ; demandez le nombre de pôles (4, car 1 500 tr/min de synchronisme à 50 Hz) et le sens du glissement.
2. (5 min) Question : quel calibre de disjoncteur moteur choisir ? (réglage thermique autour de 15,5 A, courbe adaptée aux démarrages). Que protège le différentiel 30 mA que le disjoncteur ne protège pas ? (les personnes).
3. (5 min) Le Carrousel exige une tension d'alimentation entre 342 et 418 V (380 V ± 10 %). Faites calculer ces deux bornes et discuter ce que fait l'opérateur quand la tension du réseau sort de cette plage (il suspend l'exploitation, règle du constructeur).
4. (5 min) Transfert : au parc, chaque élève relèvera sur sa fiche « armoire » les valeurs réellement lues sur les plaques et les afficheurs, avec l'unité. Faites préparer la colonne « valeur d'exercice » de la fiche pour comparer.

Trois rappels de cours utiles

1. Rapport de transmission : pour un réducteur 1:40 suivi d'un pignon de 20 dents sur une couronne de 200 dents, i total = 1/40 × 20/200 = 1/400 ; un moteur à 1 400 tr/min donne 3,5 tr/min au plateau, soit un tour en 17 secondes. Le couple est multiplié d'autant, aux rendements près.
2. Force d'un vérin : F = p × S. À 100 bar (10⁷ Pa), un piston de 50 mm de diamètre (S = 1,96 × 10⁻³ m²) pousse avec 19 600 N, soit le poids d'environ deux tonnes.
3. Méthode de diagnostic : symptôme observé → hypothèses classées par probabilité et facilité de test → tests (mesures) → cause confirmée → remède → essai. Une hypothèse non testée n'est pas une cause.

Ce que l'école apporte

• Un adulte pour 15 élèves ; un enseignant est gratuit pour 10 élèves inscrits. Chaque élève apporte une calculatrice, un crayon, une règle et des chaussures fermées (obligatoires en zone technique ; sans elles, l'élève reste avec l'animateur hors zone). Le parc fournit casques, gilets et lunettes.
• Cheveux attachés, pas de bijoux pendants ni d'écharpe.
• La fiche santé de la classe et la liste nominative, remises au chef d'animation.
• Gourde, casquette, repas de midi si la session est suivie d'un temps libre ; une adresse électronique de l'enseignant pour recevoir sous 48 heures la fiche de prolongement et le corrigé du diagnostic.
• Le tarif élève est de 10 USD, réglé en francs congolais au taux affiché à la caisse le jour de la visite, sur devis puis facture émis par le portail des écoles.

Sécurité : ce qu'il faut dire aux élèves avant de partir

• Zones techniques : observation uniquement, derrière la ligne jaune, jamais plus de 15 élèves, un technicien devant et un animateur derrière. On ne touche ni armoire, ni vérin, ni commande. Les arrêts d'urgence sont montrés, jamais actionnés.
• Les armoires ne sont ouvertes que par le technicien, sur un manège à l'arrêt et consigné ; les élèves ne mesurent jamais sur une installation sous tension, uniquement sur le banc 12 V de la salle d'atelier.
• Plateforme du cinéma 5D : centrale hydraulique à l'arrêt et pression purgée avant l'observation ; personne sous la plateforme.
• Casque, gilet, lunettes et chaussures fermées obligatoires ; toute autre consigne d'attraction : selon les consignes affichées à l'attraction.
• Jamais un élève seul ; bracelet de couleur ; comptage à chaque transition ; point de rassemblement à l'accueil, où se trouve le secouriste.

Après la visite

Les élèves rapportent leur dossier technique complet (fiches S1 à S5 et fiche de diagnostic). La fiche de prolongement, envoyée sous 48 heures, transforme le dossier en rapport de diagnostic noté, en exercice de calcul de transmission et de force de vérin, et en lecture critique d'un plan de maintenance. Programmez la séance dans la semaine qui suit.

Sources programme : HS1-ELE-ELECTRICITE-DE-BASE, HS3-ELE-INSTALLATIONS-NORMES, HS2-ELE-ELECTROMAGNETISME-MOTEURS, HS4-ELE-MACHINES-ELECTRIQUES-VARIATEURS, HS2-MEC-TRANSMISSIONS, HS2-TEC-HYDRAULIQUE-PNEUMATIQUE, HS3-TEC-AUTOMATISME-CAPTEURS, HS4-MEC-MAINTENANCE-INDUSTRIELLE, HS4-TEC-ENERGIES-RENOUVELABLES.