Mis à jour le mardi 21 février 2017
  • 10 heures
  • Difficile

Présentation et mise en garde

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Le monde merveilleux de l'électronique nous ouvrira ses portes seulement lorsque l'on sera prêt à comprendre les phénomènes physiques que l'on va manipuler ainsi que les risques encourus. Pour cela, nous allons commencer par faire une rapide explication de ce qu'est l'électronique et de ses domaines de prédilection. Nous poursuivrons par une explication non exhaustive des phénomènes physiques qui constituent l'électronique. Enfin, ce n'est qu'à ce moment-là que nous pourrons nous diriger vers une partie plus intéressante : l'apprentissage du fonctionnement et de l'utilisation des composants électroniques de base.

Présentation

Pendant ces deux derniers siècles, après de nombreuses découvertes scientifiques sur l'électricité et sur son application, l'électronique est apparue. Bien des composants ont été inventés au tout début, mais leur application avait une étendue limitée notamment à cause de la place qu'ils occupaient et de l'impossibilité d'être exploités et fabriqués en grande quantité. Plus les années avançaient, plus l'électronique se miniaturisait et se fiabilisait.

Pourquoi l'électronique a-t-elle été inventée ?

Avec les guerres, l'électronique fut un domaine favorisé car très utilisé dans la fabrication d'engins de combat et de matériel militaire, mais aussi la communication par radio. Aujourd'hui, elle vient s'imposer dans nos foyers en améliorant notre confort quotidien. La physique, la médecine et l'électronique elle-même sont favorisées par les applications possibles de l'électronique grâce au matériel de plus en plus sophistiqué et performant. Son seul but est donc d'améliorer le confort et de permettre la recherche scientifique de façon plus aisée.

Qu'est-ce que l'électronique ?

Avant de nous lancer dans l'apprentissage de l'électronique, il est bon de savoir ce que c'est exactement. Je vais reprendre en partie la définition que nous offre Wikipedia pour vous l'expliquer. :-°

L'électronique est une science qui permet l'étude de structures qui traitent des signaux électriques, le but étant de transmettre ou de recevoir des données ou de l'énergie afin de créer des systèmes plus ou moins complexes et autonomes. Ces systèmes utilisent des sources d'énergie pour pouvoir fonctionner. En général, il est question d'association de sous-systèmes pour en créer de gros qui présentent la caractéristique de réaliser plusieurs tâches différentes et parfois en même temps.

On peut trouver deux branches en électronique : l'électronique de signaux et l'électronique de puissance. Nous parlerons uniquement de l'électronique qui utilise des signaux car l'électronique de puissance se révèle plus dangereuse à manipuler (mais fera l'objet d'un cours à part entière).

Image utilisateur
Étendue de l'électronique

Cela peut paraître évident pour certains, mais moins pour d'autres : l'électronique est présente partout dans notre quotidien, que ce soit dans les pays riches et développés où elle améliore le confort et la recherche ou dans les pays pauvres qui recyclent les objets électroniques afin de subvenir à leurs besoins, par exemple.

Prenons quelques exemples d'appareils électroniques.
Le premier qui nous viendrait à l'esprit est celui que vous utilisez en ce moment même, en lisant ce cours : le smartphone ou l'ordinateur. Tous deux fonctionnent avec de l'électronique. Un exemple plus anodin : la montre que vous portez au bras fonctionne grâce à un circuit électronique.

Pourquoi choisir d'apprendre l'électronique ?

Voilà une question assez vaste tout de même ! Pourquoi diable se lancer dans l'apprentissage de l'électronique ?

Plusieurs raisons sont valables. Afin de vous en convaincre, nous expliquerons par la suite pourquoi c'est un bon choix. Attention cependant, nous ne vous incitons pas à apprendre l'électronique, nous vous présentons simplement les aspects bénéfiques que nous apporte cette science.

Avenir de l'électronique

Je n'aurais certainement pas créé ce tutoriel s'il n'y avait pas eu d'avenir certain pour l'électronique. Pour vous donner quelques exemples résultant de cette science, voici un petit résumé des avancées technologiques permises par l'électronique.

Ces dernières décennies, l'électronique a marqué le domaine de la physique et des recherches scientifiques grâce à ses innovations technologiques telles que le microscope électronique et à effet tunnel, les accélérateurs de particules, l'ordinateur et la plus importante (surtout l'une des premières) : la calculatrice ! Toutes ces avancées ont permis des évolutions incroyables dans bien d'autres domaines comme la médecine, la chirurgie, le domaine militaire, les constructions mécaniques (voitures, machines-outils…) et du bâtiment, etc.

L'électronique, après de nombreux services rendus, n'a pas cessé d'exister et nous étonne même encore. Dans un futur proche, il se pourrait bien que l'on se retrouve dans un monde proche du décor du film Avatar de James Cameron (en matière de technologie). Les téléphones portables seront flexibles et transparents, ainsi que les écrans. Tout sera miniaturisé à tel point que l'espionnage sera devenu banal dans la vie de tous les jours car rendu extrêmement facile.

Plus intéressant maintenant : les jeux vidéo ! :p Ce ne seront plus les mêmes qu'actuellement, ils imiteront la réalité avec perfection ; si bien que l'on risquera de se croire vivant dans un monde virtuel ! Mais pour en arriver là, il faut des personnes compétentes en informatique, certes, mais surtout en électronique pour concevoir le « cocon » qui plongera le joueur dans le monde virtuel.

Utilité de l'électronique

À quoi cela va vous servir d'apprendre l'électronique ? Eh bien, il y a plusieurs réponses possibles, ceci selon vos goûts. En effet, devenir technicien en électronique peut être l'envie ou le rêve de certains (autrement dit : faire de l'électronique son métier). D'autres préfèreront tout simplement savoir se servir de l'électronique afin de réaliser leurs propres montages ayant une utilité pour leurs propres besoins ou ceux des autres. En outre, ces deux possibilités se recoupent puisqu'elles ont un objectif en commun : concevoir l'électronique de demain !

Dans les deux cas, vous êtes bien tombé en venant lire ce tutoriel sur l'électronique ! Il vous permettra de vous préparer pour entrer dans une section électronique de l'enseignement ou bien de vous permettre de créer des montages simples. Parmi eux : sirène, clignotant lumineux, détecteur d'inondation, alimentation, amplificateur audio…

Métiers de l'électronique

Je ne vais pas vous faire une fiche détaillée de chaque métier que compte l'électronique dans ses effectifs, cela serait bien trop long et fastidieux, mais je vais vous montrer les débouchés possibles avec un bon niveau en électronique et aussi la place qu'il y a dans ce domaine.

Premièrement, si l'on veut trouver un bon emploi dans une entreprise qui tourne sans difficulté, il faut malheureusement faire des études et passer des diplômes qui sont reconnus nationalement et/ou internationalement. Pour plus de renseignements sur ces formations pré-bac ou post-bac, il suffit de rechercher sur Internet en allant par exemple sur le site de l'Onisep.

Voici une liste non exhaustive des métiers que l'on peut trouver dans le domaine de l'électronique (liste que j'ai honteusement pompée sur Internet :-° ).

Citation : Onisep.fr

La recherche amont :

  • ingénieur d'études avancées ;

  • ingénieur d'études avancées doctorant.

L'élaboration de la proposition :

  • architecte système logiciel ;

  • architecte système matériel.

Le développement :

  • ingénieur études et développement en électronique analogique ;

  • ingénieur études et développement en logiciels de simulation ;

  • ingénieur études en mécanique et thermique (dans le domaine spatial) ;

  • ingénieur études et développement en optique ;

  • ingénieur études et développement en logiciels.

La production, les tests et l'intégration :

  • technicien méthodes ;

  • responsable industrialisation ;

  • technicien d'essai et d'intégration.

Les services et le support :

  • responsable de soutien logistique intégré ;

  • technicien de services et supports opérationnels.

D'autres métiers :

  • ingénieur de programme ;

  • acheteur industriel ;

  • ingénieur commercial ;

  • ingénieur assurance qualité.

On peut dire que vous avez du choix ! :p

Risques de l'électricité sur le corps humain

Si manipuler quelque chose que l'on ne voit pas est difficile, manipuler quelque chose de mortel que l'on ne voit pas non plus est dangereux. Cette chose, c'est l'électricité.

Plus jeune, on vous a certainement dit qu'il ne fallait pas mettre les doigts dans une prise ; sachez que lorsque l'on manipule l'électricité, certaines règles s'ajoutent !
Il y a certains points dangereux qu'il ne faut absolument pas négliger sous peine de commettre des erreurs irréversibles dans les cas les plus graves. L'électronique n'est pas sans danger, retenez-le !

Si l'électricité est dangereuse, c'est parce que le corps humain est sensible au courant électrique d'autant plus que nous ne disposons d'aucun sens qui nous permette de ressentir le passage du courant à travers notre corps. L'électrocution représente environ deux cents décès par an en France.

Les effets du courant électrique sur le corps humain

Le corps humain se comporte comme une résistance dont la valeur est variable selon les individus, plus ou moins résistants, et en fonction de leur peau : si cette dernière est sèche, la résistance sera élevée, si au contraire elle est humide, la résistance sera faible. Partant de ce principe, la norme NF C 15-100 permet d'établir des courbes de sécurité :

Image utilisateur

Ces courbes délimitent dans le repère t=f(Uc) la durée maximum d’exposition sans danger mortel en fonction de la tension de contact Uc et du type de local :

  • UL = 12 V : local immergé (piscine, sauna, milieu extérieur...) ;

  • UL = 25 V : local avec point d'eau (cuisine, salle de bain...) ;

  • UL = 50 V : local sec (bureau et toutes les autres pièces d'une habitation).

À titre informatif, ce tableau vous permettra d'appréhender les niveaux de risque du courant sur le corps humain :

Effets

Courant continu

Courant alternatif

Légère sensation de picotement

0,6 - 1,0 mA

0,3 - 0,4 mA

Sensation évidente

3,5 - 5,2 mA

0,7 - 1,1 mA

Douleurs, mais contrôle musculaire conservé

41 - 62 mA

6 - 9 mA

Douleurs et incapacité de lâcher le métal

51 - 76 mA

10 - 16 mA

Difficultés respiratoires (paralysie de la cage thoracique)

60 - 90 mA

15 - 23 mA

Fibrillations cardiaques (dans les 3 secondes)

500 mA

65 - 100 mA

En électronique, on utilisera uniquement l'électricité dans le domaine de la très basse tension (abrégée TBT). C'est le domaine où la tension minimale est de 0 volt et la tension maximale est de 24 volts.
A priori, la tension ne posera pas de problème, mais faites très attention au courant !

Comment s'en protéger ?

Bien entendu, pour éviter tout accident, vous devez respecter quelques règles toutes simples.

L'espace de travail

Il faut :

  • un poste de travail dégagé, solide, plat et si possible avec une table et un siège confortable :p ;

  • un éclairage suffisant ;

  • des espaces de rangement pour ranger les outils et composants nécessaires.

La sécurité
  • Utilisez une source de courant indépendante : préférez une alimentation stabilisée (avec isolation galvanique par transformateur) ou des piles plutôt qu'un branchement direct sur le réseau EDF.

  • Faites toutes les vérifications possibles avant la mise sous tension : vérifiez que votre circuit électronique ne possède pas de court(s)-circuit(s) et que la source d'alimentation est adaptée au circuit.

  • Éloignez tout liquide, animal et jeune enfant. Vous devez être seul sur votre espace de travail.

  • Travaillez en bonne forme (aucun travail lorsque vous êtes fatigué, distrait ou éventuellement malade).

  • Toute manipulation d'un circuit ou d'un appareil électronique doit se faire HORS TENSION !

J'espère ne pas vous avoir fait peur en vous donnant toutes ces précautions ! :p

Responsabilité : qui ?

En tout cas, j'ai bien insisté sur les points incontournables ! Mais ce que je ne pas encore évoqué, c'est la responsabilité engagée lors de vos actions. Développons.

VOUS ÊTES LE SEUL RESPONSABLE DE VOS MANIPULATIONS !

Sur ce point, le développement est infaillible. :p

Pourquoi êtes-vous le seul responsable ?

Eh bien, cette conclusion provient de ce qui a été dit précédemment. Vous devez être seul sur votre espace de travail ! Si tel n'est pas le cas, vous serez responsable de chaque acte réalisé par la personne qui vous entoure (même si c'est le chat du voisin) et des dégâts qui peuvent en découler sur votre projet. Si par chance, aucun incident ne s'est produit quand votre petite sœur est venue vous voir pour regarder de plus près le travail que vous effectuiez, il se peut que vous soyez perdu après cette déconcentration au risque de faire une erreur qui puisse mettre à mal votre projet.

Et si mes erreurs étaient dues à une mauvaise explication dans ce tutoriel ?

Dans ce cas, si vous trouvez un problème dans une explication ou un schéma, prévenez-nous afin que nous puissions corriger nos erreurs et par là même éviter à d'autres zéros de faire cette erreur. Cependant, il ne tient qu'à vous de vérifier, par vos connaissances, que ce que vous vous apprêtez à faire est exempt de toute erreur ! Cependant, nous ferons tout notre possible pour éviter ce genre de désagrément, soyez rassuré. Le risque zéro n'est jamais atteint…

Ce qu'il faut retenir à tout prix !

L'électronique est dangereuse, surtout lorsqu'on ne prend pas de précautions ! Le responsable, c'est vous et personne d'autre !

Vous pouvez lire la suite de ce tutoriel en toute sérénité ! ;)

Exemple de certificat de réussite
Exemple de certificat de réussite