Technologie · 4e
Système automatisé : exercices corrigés de 4e
Publié le 12 novembre 2026 · Mis à jour le 12 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Un système automatisé exécute seul une tâche précise et limitée, souvent pénible ou dangereuse pour un humain.1
- Pour l'analyser, repère ce qui capte, ce qui décide (programme, interface) et ce qui agit.
- Chaque exercice se résout en suivant la chaîne d'information puis la chaîne d'énergie.
- Quand un système ne marche pas, teste les éléments un par un, dans l'ordre où l'information circule.
- Les données collectées par un système servent à repérer un dysfonctionnement.2
Comment utiliser ces exercices
Les systèmes automatisés sont partout autour de nous, des plus simples aux plus complexes.1 Ces exercices t'entraînent à les décrire, à les programmer en pensée et à comprendre pourquoi l'un d'eux se comporte mal. Ils prolongent tes notions sur la chaîne d'énergie et la chaîne d'information, et ils préparent l'étude de la structure d'un objet technique.
Rappel : à quoi sert un système automatisé
Un système automatisé n'« invente » rien : il applique un programme. Si la consigne est mauvaise, le résultat est mauvais, même quand tous les composants fonctionnent. C'est pour cela qu'on teste le système et qu'on cherche la cause quand il ne fonctionne pas.3
Les exercices
Exercice 1 Repérer les éléments d'un éclairage automatique
Un couloir de collège s'éclaire tout seul quand quelqu'un entre, puis s'éteint un moment après son passage. Voici des éléments : détecteur de présence, lampe, carte programmable, alimentation électrique 230 V.
- Classe chaque élément : capteur, actionneur, élément qui traite l'information, ou source d'énergie.
- Décris en une phrase le trajet de l'information.
- Décris en une phrase le trajet de l'énergie.
Indice 1
Demande-toi pour chaque élément : mesure-t-il, décide-t-il, agit-il, ou alimente-t-il ?
Indice 2
L'information part du lieu où l'on détecte quelque chose.
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Le détecteur de présence est le capteur : il détecte la personne.
La carte programmable est l'élément qui traite l'information : elle exécute le programme et décide d'allumer ou non.
La lampe est l'actionneur : elle produit la lumière.
L'alimentation 230 V est la source d'énergie de la chaîne d'énergie.
Trajet de l'information : détecteur → carte programmable → commande de la lampe.
Trajet de l'énergie : alimentation → (commande de la carte) → lampe.
Retiens la règle : l'information circule du capteur vers l'actionneur en passant par le traitement, et l'énergie alimente surtout l'actionneur.
Exercice 2 Quelle tâche confier à un système automatisé ?
Pour chaque situation, dis si elle justifie bien l'emploi d'un système automatisé et explique pourquoi, en utilisant les mots « dangereux », « pénible » ou « gain de temps ».
- A. Surveiller la température d'un four industriel très chaud.
- B. Répéter mille fois par heure le même geste de perçage sur une chaîne de fabrication.
- C. Calculer un itinéraire pendant que le conducteur garde les yeux sur la route.
- D. Choisir la couleur d'un tableau pour un artiste.
Indice 1
Rappelle-toi le type de travaux qu'on réserve en priorité aux systèmes automatisés.
Indice 2
Un système exécute une tâche précise et limitée : un choix artistique l'est-il ?
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A : tâche dangereuse pour un humain, donc bien adaptée à l'automatisation.
B : tâche pénible et répétitive, précise et limitée : bien adaptée.
C : tâche qui fait gagner du temps et facilite la vie, comme le fait un GPS : bien adaptée.1
D : le choix n'est ni précis ni limité, il dépend d'une sensibilité humaine : mal adapté.
Conclusion : A, B et C sont de bons candidats ; D ne l'est pas.
On automatise une tâche quand elle est bien définie et qu'elle présente un intérêt : sécurité, confort ou gain de temps.
Exercice 3 Économie d'énergie d'un lampadaire
Une commune veut un éclairage automatique efficace et économique.3 Un lampadaire équipé d'une lampe de 40 W reste allumé 10 h chaque nuit. Après installation d'un détecteur de présence, la lampe ne reste allumée que 4 h par nuit en moyenne.
Calcule l'énergie économisée sur 30 nuits, en kWh. On rappelle que l'énergie vaut la puissance multipliée par la durée, et que 1 kWh = 1 000 Wh.
Indice 1
Commence par calculer le nombre d'heures d'éclairage évitées chaque nuit.
Indice 2
Pense à convertir les Wh en kWh à la fin.
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Heures évitées par nuit : h.
Énergie économisée par nuit : Wh.
Sur 30 nuits : Wh.
Conversion : kWh.
Le détecteur économise 7,2 kWh en 30 nuits pour ce lampadaire. Multiplié par le nombre de lampadaires d'une commune, le gain devient important.
Exercice 4 Programmer un arrosage selon l'humidité
Un système d'arrosage automatique se programme puis produit des données que l'on peut analyser.2 On règle le programme ainsi : « si l'humidité du sol est strictement inférieure à 30 %, la pompe se déclenche ».
Le capteur a relevé, au cours d'une journée, les valeurs suivantes (en %) : 42 ; 35 ; 28 ; 25 ; 31 ; 27.
- Quel est le capteur ? Quel est l'actionneur ?
- Combien de fois la pompe se déclenche-t-elle ?
Indice 1
Compare chaque valeur au seuil de 30 %.
Indice 2
Une valeur égale à 30 ne déclencherait pas la pompe, car la condition est « strictement inférieure ».
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Le capteur est le capteur d'humidité du sol ; l'actionneur est la pompe.
Comparons : 42 non, 35 non, 28 oui, 25 oui, 31 non, 27 oui.
On compte les valeurs inférieures à 30 : 28, 25 et 27, soit 3 valeurs.
La pompe se déclenche donc 3 fois.
La pompe se déclenche 3 fois. Écrire la condition avec précision (strictement inférieur ou non) change le résultat dans les cas limites.
Exercice 5 Repérer un dysfonctionnement dans les données
Analyser les données produites par un système permet d'identifier d'éventuels dysfonctionnements.2 Dans l'exercice précédent, le programme prévoit que chaque déclenchement fasse tourner la pompe 5 min. Le journal de données indique pour la journée une durée totale de fonctionnement de la pompe de 27 min, pour 3 déclenchements.
- Calcule la durée totale attendue.
- Calcule l'écart avec la durée mesurée, en minutes.
- Propose deux causes possibles.
Indice 1
Durée attendue = nombre de déclenchements × durée prévue.
Indice 2
Cherche une cause dans le programme et une cause dans un composant.
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Durée attendue : min.
Écart : min de trop.
Cause possible 1 : une erreur dans le programme (durée de fonctionnement mal réglée ou condition d'arrêt jamais atteinte).
Cause possible 2 : un composant défaillant, par exemple une commande de pompe qui reste collée après l'ordre d'arrêt.
On teste ensuite chaque hypothèse séparément.
Les données ne disent pas seules la cause, mais l'écart de 12 min prouve qu'il y a un problème à chercher.
Exercice 6 Pourquoi la lampe ne s'allume-t-elle pas ?
Un technicien installe un éclairage automatique. Il teste le système et constate que rien ne fonctionne : la lampe reste éteinte malgré le passage devant le détecteur.3 Il dispose du schéma de câblage et d'un programme déjà chargé.
- Propose un ordre logique de vérification de la chaîne, du capteur à la lampe.
- Pour chaque étape, indique ce qu'il contrôle.
- Donne un exemple de panne qui n'est pas matérielle.
Indice 1
Suis le sens de circulation de l'information.
Indice 2
Une panne peut venir du programme même si tous les fils sont bien branchés.
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Étape 1 : vérifier l'alimentation (le système est-il sous tension ?).
Étape 2 : vérifier le capteur (détecte-t-il un passage ? un signal sort-il ?).
Étape 3 : vérifier l'interface et le câblage entre capteur, carte et lampe (fil mal serré, mauvaise borne).
Étape 4 : vérifier le programme (la condition de déclenchement est-elle correcte ? le bon programme est-il chargé ?).
Étape 5 : vérifier l'actionneur (la lampe fonctionne-t-elle si on la branche directement ?).
Panne non matérielle : un programme qui lit la mauvaise entrée de la carte, ou qui commande la mauvaise sortie : la lampe reste éteinte alors que tous les fils sont bien branchés.
On teste du début à la fin de la chaîne, un élément à la fois : on isole ainsi la cause sans rien changer au hasard.
Les questions qu'on se pose
Comment distinguer un capteur d'un actionneur ?
Pose-toi une question : l'élément reçoit une information du monde extérieur, ou agit sur lui ? Un détecteur de présence ou un capteur d'humidité reçoit : c'est un capteur. Une lampe ou une pompe agit : c'est un actionneur.
Que faire quand je ne trouve pas la cause d'une panne dans un exercice ?
Suis la chaîne dans l'ordre : alimentation, capteur, liaisons, programme, actionneur. Teste un seul élément à la fois et note ce que tu observes. Une panne peut venir du programme comme du matériel, comme dans le cas du technicien qui teste son éclairage et constate qu'il ne fonctionne pas.3
Sources
- Système automatisé — Ressource Éduscol STI, Éduscol STI. Consulté le 12 novembre 2026.
- Système automatisé — Éduscol STI (ressource spécialisée), Éduscol STI. Consulté le 12 novembre 2026.
- Cycle 4 4e — Pistes pédagogiques Éclairage Automatisé, Académie de Bordeaux. Consulté le 12 novembre 2026.
- Pistes pédagogiques — Éclairage intelligent et domotique, Académie de Bordeaux. Consulté le 12 novembre 2026.
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