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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Louis-Xavier Proulx, Michel Beaudin


PLAN DE COURS

Hiver 2026
MAT265 : Équations différentielles (4 crédits)


Préalables
Pour tous profils : MAT145



Description du cours
Au terme de ce cours, l’étudiante ou l’étudiant aura acquis des méthodes de solution de différents types d'équations différentielles rencontrées dans les travaux d'ingénierie.

Origine et définition, famille de solutions, conditions initiales, équations différentielles du premier ordre : séparables exactes, linéaires. Applications : mouvement rectiligne, circuits électriques, etc. Équations différentielles linéaires à coefficients constants : solutions complémentaires (homogènes) et solutions particulières, méthode des coefficients indéterminés (variation des paramètres, opérateur inverse); applications : mouvement harmonique et circuits électriques. Transformées de Laplace en équations différentielles, applications, systèmes d'équations différentielles. Solutions d'équations différentielles par séries, méthodes numériques en équations différentielles. Séries de Fourier, résolutions d'équations différentielles par séries de Fourier.

Séances de travaux pratiques composées d'exercices choisis pour illustrer et compléter la théorie vue en classe.



Stratégies pédagogiques

Trois heures de cours magistral par semaine. De nombreux exemples seront faits en classe pour permettre aux étudiantes et étudiants de bien assimiler la théorie et les techniques présentées durant le cours.

Les 3 heures hebdomadaires de travaux pratiques pourront servir à travailler les exercices distribués, à demander des éclaircissements sur les notions vues au cours, et à compléter le cours magistral par certaines démonstrations ou certains exemples s’il y a lieu.




Informations concernant l’agrément du BCAPG
Ce cours compte 64,8 unités d'agrément réparties comme suit :

Catégories de UA Nombre Proportion Matière(s) traitée(s)
Mathématiques 64,8 UA 100,00 %



Les objectifs de ce cours sont liés aux indicateurs de qualités requises des diplômés de la manière suivante :

Objectif spécifique Qualité Indicateur Niveau d'enseignement
identifier les propriétés d'une équation différentielle; Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Introduit
appliquer les techniques de résolution appropriées pour une équation différentielle; Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Introduit
résoudre des problèmes modélisés par des équations différentielles; Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Introduit
communiquer ses démarches de façon claire et structurée; Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Introduit
utiliser un logiciel de calcul symbolique. Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Introduit



Utilisation d’appareils électroniques

L'enregistrement audio et video et la prise de photos en classe sont interdits sauf en cas d'approbation préalable de l'enseignante ou de l'enseignant. Voir l'article 1.3.14 du règlement sur les infractions de nature académique.

Les modalités quant à l’utilisation d’appareils électroniques (cellulaires, tablettes et ordinateurs) en classe seront communiquées par l'enseignante ou l'enseignant de chaque cours-groupe.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques
Mercredi 09:00 - 12:30 Activité de cours
02 Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques
03 Lundi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques
Jeudi 09:00 - 12:30 Activité de cours
04 Mardi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques
Jeudi 13:30 - 17:00 Activité de cours
05 Mercredi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques
06 Lundi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Mercredi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques
07 Mardi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques
Vendredi 13:30 - 17:00 Activité de cours
08 Lundi 09:00 - 12:30 Activité de cours
Jeudi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques
09 Mercredi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques
Jeudi 18:00 - 21:30 Activité de cours
10 Lundi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Mardi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques
11 Mardi 09:00 - 12:30 Activité de cours
Jeudi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques
12 Mercredi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Jeudi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Gilles Picard Activité de cours gilles.picard@etsmtl.ca B-2346
01 Gilles Picard Travaux pratiques gilles.picard@etsmtl.ca B-2346
02 Saïd Hilal Activité de cours said.hilal@etsmtl.ca B-2520
02 Travaux pratiques
03 Toufik Hammouche Activité de cours toufik.hammouche@etsmtl.ca B-2520
03 Toufik Hammouche Travaux pratiques toufik.hammouche@etsmtl.ca B-2520
04 Michel Beaudin Activité de cours michel.beaudin@etsmtl.ca B-2532
04 Michel Beaudin Travaux pratiques michel.beaudin@etsmtl.ca B-2532
05 Saïd Hilal Activité de cours said.hilal@etsmtl.ca B-2520
05 Travaux pratiques
06 Michel Beaudin Activité de cours michel.beaudin@etsmtl.ca B-2532
06 Michel Beaudin Travaux pratiques michel.beaudin@etsmtl.ca B-2532
07 Zoumana Coulibaly Activité de cours zoumcoul@gmail.com B-2520
07 Karima Mahni Activité de cours cc-karima.mahni@etsmtl.ca B-2518
07 Travaux pratiques
08 Roberto Persechino Activité de cours roberto.persechino@etsmtl.ca B-2518
08 Roberto Persechino Travaux pratiques roberto.persechino@etsmtl.ca B-2518
09 Toufik Hammouche Activité de cours toufik.hammouche@etsmtl.ca B-2520
09 Travaux pratiques
10 Michel Beaudin Activité de cours michel.beaudin@etsmtl.ca B-2532
10 Michel Beaudin Travaux pratiques michel.beaudin@etsmtl.ca B-2532
11 Saïd Hilal Activité de cours said.hilal@etsmtl.ca B-2520
11 Travaux pratiques
12 Toufik Hammouche Activité de cours toufik.hammouche@etsmtl.ca B-2520
12 Travaux pratiques



Cours

Semaine

Matière

Chapitre

Heures

 

1 à 3

 

 

 

 

 

4

Introduction : exemples de problèmes menant à des É.D.O. Champ de pentes et méthode d’Euler. Aspects théoriques : unicité des solutions, dépendance des conditions initiales.

Résolution analytique des E. D. séparables, linéaires, exactes.  Méthode de changements de variables.

Applications physiques : mouvement rectiligne, circuits RL et RC, croissance exponentielle, etc.

Avec la calculatrice : apprendre à tracer un champ de pentes et utiliser la méthode d’Euler.  Savoir utiliser la commande « deSolve » afin de vérifier et même trouver des solutions.

 

Chapitres 1 et 2

 

 

 

 

Chapitre 3

12

5 et 6

Équations différentielles linéaires d’ordre supérieur. Équations linéaires et homogènes à coefficients constants.

Algèbre des nombres complexes.

Méthodes des coefficients indéterminés, méthode de variation des paramètres.

Avec la calculatrice : utiliser les commandes appropriées sur la calculatrice pour simplifier les calculs nécessaires en exécutant la méthode de variation des paramètres ainsi que celle des coefficients indéterminés.

Chapitre 4

6

7

Examen intra

Chapitres 1 à 4

3

 

 

 

8 et 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Les transformées de Laplace en équations différentielles.

Définitions, propriétés diverses et utilisation de tables. Application à la résolution d’équations différentielles. Transformées inverses, techniques diverses, convolution, fonctions définies par morceaux, impulsions et fonctions périodiques. Systèmes d’équations différentielles.

Avec la calculatrice : définir la fonction échelon-unité d’Heaviside (step), utiliser la fonction « expand » conjointement avec la table de transformées de Laplace.  Tracer et analyser les graphiques des solutions, utilisant au besoin des combinaisons linéaires de fonctions échelons.

Applications : étude du mouvement harmonique, circuits RLC, fonction de transfert, etc.

Avec la calculatrice : savoir tracer et analyser les graphiques des solutions aux problèmes de masse-ressort et de circuits RLC. 

Installer la librairie « ETS_specfunc » et utiliser les commandes « laplace », « ilaplace » et « solved ».

 

 

 

Chapitre 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chapitre 6

9

11

Méthodes numériques pour la résolution d'une équation différentielle et pour un système d'équations différentielles.

Avec la calculatrice : appliquer la méthode de Bogacky-Shampine (BS23) afin de résoudre numériquement des équations différentielles d’ordre 2 (ou plus) à l’aide d’un système d’équations différentielles d’ordre 1.

Résolution d'équations différentielles linéaires à l’aide de séries de puissances : formule de récurrence, intervalle de convergence, estimation de la valeur de la solution en un point.

Avec la calculatrice : utiliser le mode graphique « Suite » et la fonction « seqGen » pour générer les coefficients d’une série de puissances et évaluer la solution en un point donné avec précision.

Chapitre 7

3

12 et 13

Fonctions périodiques et séries de Fourier. Motivation, définition et propriétés. Prolongement périodique pair ou impair. Utilisation de tables.

Avec la calculatrice : pour une fonction donnée, mettre en mémoire les coefficients de Fourier et tracer le graphique d’une somme partielle d’ordre n.

Chapitre 8

6

Total : 39 heures  

 




Laboratoires et travaux pratiques

Trois heures de travail pratique par semaine. Sous la supervision de la personne responsable des travaux pratiques, ces périodes permettront de faire des exercices ou de compléter les notions vues au cours.




Utilisation d'outils d'ingénierie

Une calculatrice symbolique TI Nspire CX II CAS est requise pour ce cours et certaines questions d’examen vont vérifier son utilisation. Elle sera utilisée de façon continue, tout au long de la session : pour automatiser certaines procédures, pour illustrer des concepts pratiques tout comme théoriques et pour visualiser graphiquement des solutions à des problèmes concrets en mathématiques et en sciences du génie. Les logiciels Derive, Maple, Matlab, SageMath ou TI-Nspire CX CAS pourront être présentés par l'enseignante ou l'enseignant et être requis pour certains devoirs.




Évaluation


Informations additionnelles :
Mode d'évaluation Pondération

Examen intra en deux parties (3h)

35 %

Examen final en deux parties (3h)

35 %

Devoirs et/ou mini-tests

30 %

 

Devoirs et/ou mini-tests (évaluations non considérées dans le double seuil puisque l'entraide est possiblement permise)

Votre enseignante ou votre enseignant vous communiquera les modalités de ces évaluations. La pondération de chaque devoir et mini-test sera inférieure à 15 %. 

Examen intra en deux parties (évaluation à caractère individuelle considérée dans le double seuil)

L'examen intra est d'une durée totale de 3 heures. Il comporte deux parties : une première où la calculatrice est interdite et une deuxième où l'usage de la calculatrice TI-Nspire CX II CAS est autorisé. L'examen intra porte sur le contenu des cours 1 à 6, tel que décrit à la section « Cours ». Votre enseignante ou votre enseignant vous communiquera les modalités et le local de l'examen.

Examen final en deux parties (évaluation à caractère individuelle considérée dans le double seuil)

L’examen final est d’une durée totale de 3 heures. Il comporte deux parties : une première où la calculatrice est interdite et une deuxième où l'usage de la calculatrice TI-Nspire CX II CAS est autorisé. L'examen final porte sur le contenu des cours 8 à 13, tel que décrit à la section « Cours ». L'examen final est commun à tous les groupes de MAT265. L'ordinateur portable et la documentation sur support électronique sont interdits.

Documentation papier permise pour l’examen final :

  • Un résumé personnel de 3 feuilles 8½×11, recto verso (6 pages);
  • Une table de transformées de Laplace (2 pages);
  • Une table de séries de Fourier (2 pages);
  • Un aide-mémoire d'algèbre et de trigonométrie (2 pages);
  • Une table de règles et formules de dérivation et d'intégration (1 page).

Voir la section « Documents » du Moodle du cours pour des copies de chacune des tables et de l'aide-mémoire.

 

Double seuil

Une note moyenne pondérée de 55 % est exigée pour l’ensemble des évaluations à caractère individuel. Ce seuil est une condition nécessaire à la réussite du cours mais ne la garantit pas.




Seuil de passage pour les éléments à caractère individuel

Note minimale : 55



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1, 5, 12 18 février 2026
2, 11 17 février 2026
3, 4, 9 19 février 2026
6, 8, 10 16 février 2026
7 20 février 2026



Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.



Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par la personne enseignante du cours ou la personne coordonnatrice dans le cas des stages.



Documentation obligatoire

PICARD, Gilles. MAT265 Équations différentielles. Notes de cours et exercices : Volume 1 (version de juin 2025) et Volume 2 (version de juin 2025)




Ouvrages de références

BOYCE, William E. et Richard C. DIPRIMA. Équations différentielles, Chenelière / McGraw-Hill, 2002.

EDWARDS, C. Henry & David E. PENNY. Differential Equations. Computing and Modeling. 4th Edition. Prentice Hall, 2008.

KOSTELICH, Eric J. & Dieter ARMBRUSTER, Introductory Differential Equations, Addison-Wesley, 1997.

NAGLE, R. K. et E. SAFF. Fundamental of Differential Equation, 7th Edition, Addison Wesley, 2008.

POLKING, BOGGESS et ARNOLD, Differential Equations, Prentice Hall, 2001.

SOUCY, Luc. MAT265 Équations différentielles. Notes de cours et exercices (version de mars 2016).




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