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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Louis Dufresne


PLAN DE COURS

Hiver 2026
MEC757 : Introduction à l’aérodynamique (3 crédits)


Préalables
Pour tous profils : MEC335



Description du cours
À la fin du cours l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure :
  • d’expliquer les principes de base qui gouvernent la portance et la traînée des corps aérodynamiques;
  • d’évaluer la portance et la traînée d’un profil aérodynamique;
  • d’évaluer la portance et la traînée d’une aile de géométrie simple;
  • d’appliquer certains outils d’aérodynamique numérique à la conception d’ailes simples.
Rappel des équations de la dynamique des fluides : équations de Navier-Stokes, d’Euler et de Bernoulli. Couche limite. Similitude. Estimation de la traînée. Nomenclature des profils aérodynamiques et des ailes. Écoulements incompressibles et sans effets visqueux. Équations de Laplace et écoulements potentiels élémentaires. Portance, théorème de Kutta-Joukowski et condition de Kutta. Théorie des profils minces. Méthode de panneaux. Théorie de la ligne portante. Chargement aérodynamique des ailes. Effets de compressibilité.

Séances de travaux pratiques composés d’exercices choisis pour illustrer la théorie vue en classe. Laboratoire d’introduction à l’aérodynamique numérique incluant l’utilisation de logiciels d’analyse et de conception de profils et d’ailes.



Stratégies pédagogiques

Le cours sera donné en présence. Une période de trois (3) heures par semaine est prévue pour présenter la matière de même qu’une période de deux (2) heures est aussi prévue pour les séances de travaux pratiques (TP).

De manière à rendre le plus efficace et dynamique possible, il est attendu que les étudiantes et étudiants aient fait au préalable, avant chaque séance, les lectures et exercices appropriés, prévus au plan de cours. Au besoin, une période de temps pourra aussi être réservée, plus particulièrement durant les séances de TP, pour discuter et répondre aux questions concernant les exercices suggérés.

Des solutions analytiques et numériques seront proposées pour modéliser les écoulements d'air autour d'objets aux formes simples puis de profils 2D et des ailes 3D.




Informations concernant l’agrément du BCAPG
Ce cours compte 58,8 unités d'agrément réparties comme suit :

Catégories de UA Nombre Proportion Matière(s) traitée(s)
Sciences naturelles 22,6 UA 38,44 %
Science du génie 27,2 UA 46,26 %
Conception Ingénierie 9 UA 15,31 %






Utilisation d’appareils électroniques

L’utilisation d’appareils électroniques (tablettes, smart-phones, etc.) durant le cours à des fins autres que celles requises par le cours n’est pas permise.

Au cours de la session différents programmes et logiciels seront présentés. Ils pourront être installé sur votre ordinateur personnel. Ils seront disponibles dans les salles informatiques.

 

 




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Mardi 10:30 - 12:30 Travaux pratiques



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Patrick Germain Activité de cours patrick.germain@etsmtl.ca
01 Patrick Germain Activité de cours patrick.germain@etsmtl.ca A-2124
01 Marlène Sanjosé Activité de cours marlene.sanjose@etsmtl.ca A-2144
01 Travaux pratiques



Cours

Organisation des cours 

Cours Description Section(s) du manuel Exercices suggérés*

01-02

1.   Introduction, concepts de base et rappels

  1. Bref historique
  2. Propriétés physiques des fluides
  3. Statique des fluides et
    atmosphère standard
  4. Types d’écoulements
  5. Volumes de contrôle
  6. Conservation de la masse
  7. Conservation de la quantité de mouvement
  8. Équations de Navier-Stokes
  9. Théorie de la similitude

 

1.1, 1.2
1.4
1.9 & Notes compl.


1.10
2.2, 2.3
2.4
2.5, 2.6
15.2-15.4
1.7, 1.8

 

 

1.11, C-1.1 – C-1.5

2.2, 2.7, 2.8

C-1.6 – C-1.10

C-1.11, C-1.12

15.1, 15.2, C-1.13

1.8 – 1.10, C-1.14

03-05

3.  Écoulements incompressibles sans effets visqueux

  1. Introduction
  2. Équations d’Euler et de Bernoulli
  3. Vorticité et circulation
  4. Écoulement irrotationel et
    théorème de Kelvin
  5. Fonction de courant et potentiel de vitesse
  6. Écoulements potentiels et
    équation de Laplace
  7. Écoulements potentiels élémentaires
  8. Cylindre non portant et portant
  9. Théorème de Kutta-Joukowski
  10. Méthodes analytiques pour l’aérodynamique, Méthode exacte

 

3.1

2.5, 3.2-3.6

2.12, 2.13

4.6

2.14-2.16

3.7

3.9-3.12, 3.14

3.13, 3.18, 3.20, 3.15

3.16

 

 

 

3.1-3.7

2.7 – 2.9, C-3.1

4.3

2.11, C-3.2 – C-3.4

 

3.8 – 3.14, C-3.5, C-3.6

3.15 – 3.19, C-3.7, C-3.8

3.20, 4.12

 

06

3.  Profils, ailes et paramètres caractéristiques

  1. Nomenclature des profils
  2. Effets physiques
  3. Caractéristiques aérodynamiques
    des profils
  4. Méthode des panneaux sources

 

4.1, 4.2

1.5, 1.6, 1.12

4.3

3.17

 

 

1.2 – 1.6, 1.12, 1.15

4.1, 4.2, C-2.1, C-2.2

 

 

07-08

4.  Aérodynamique des profils : Théorie 2D

  1. Génération de la portance
  2. Prédiction théorique de la portance
  3. Théorie des profils minces
  4. Profils épais et
    méthode des panneaux tourbillons
  5. Contrôle de la couche limite et
    mécanismes hypersustentateurs

 

3.16, 4.1, 4.6

4.4, 4.5

4.7-4.9

4.10 & Notes compl.

4.11-4.13

 

 

 

4.4 – 4.11, C-4.1 – C-4.4

 

09-10

4. Effets visquex

  1. Couches limites

  2. Traînée

  3. Contrôle de la couche limite et
    mécanismes hypersustentateurs

 

1.11, 17.1-17.5, 18.2, 19.2

1.5, 1.12, 6.6

4.11-4.13

 

19.1 – 19.3, C-1.15,
C-1.16

1.15, C-1.17

11-12

5.  Aérodynamique des ailes : Théorie 3D

  1. Effets de bouts
  2. Système tourbillonnaire et
    loi de Biot-Savart
  3. Théorie de la ligne portante de Prandtl
  4. Distribution de portance elliptique
  5. Distribution de portance arbitraire
  6. Traînée induite et rapport de forme

 

5.1

5.2

5.3

5.3

5.3

5.3

 

 

5.1, 5.2, C-5.1

 

C-5.2, C-5.3

C-5.4 – C-5.6

5.3 – 5.5, C-5.7 – C-5.11

13

6.  Sujets complémentaires

  1. Effets de compressibilité
  2. Effets de sol et autres...

 

7.3, 7.5, 8.3-8.5, 11.4, 11.6

Notes compl.

 

11.2, 11.3

* Les exercices précédés d’un « C » (p. ex. C-1.1) proviennent de la liste des exercices complémentaires, les autres sont tirés du manuel.

 

 

 Calendrier des activités

Calendrier des activités MEC757

Salles de classes :  D-5010 D-5007 A-2200

  Date Description To Do Enseignant

01

5 Janvier

6 Janvier

C1 - Introduction, concepts de base

TP1 – Exercices d’application

Devoir 1

M. Sanjose

R. Pouhe

02

12 Janvier

13 Janvier

C2Écoulements incompressibles et non-visqueux – I

TP2 – Formation informatique (Python)

 

M. Sanjose

R. Pouhe

03

19 Janvier

20 Janvier

C3 – Écoulements incompressibles et non-visqueux – II

TP3Superposition et analyse d’écoulements

Devoir 2

M. Sanjose

R. Pouhe

04

26 Janvier

27 Janvier

C4Écoulements potentiels autour d’obstacles

TP4 - Écoulement autour du profil de Joukovski

 

M. Sanjose

R. Pouhe

05

2 Février

3 Février

C5Profils, ailes et paramètres, Méthode des panneaux

TP5Introduction à XFOIL / XFLR5

 

M. Sanjose

R. Pouhe

06

9 Février

10 Février

C6Effets visqueux et couche limites

TP6Mesure de couche limite en laboratoire

Projet Exp

M. Sanjose

M. Sanjose

07

16 Février

17 Février

C7Aérodynamique des profils : Théorie 2D – I

TP7 - Comparaison XFOIL et Théorie profil mince

 

M. Sanjose

R. Pouhe

08

23 Février

24 Février

C8Aérodynamique des profils : Théorie 2D – II

TP8 – Problème squelettique

Devoir 3

P. Germain

R. Pouhe

09

 

Relâche

 

 

10

9 Mars

10 Mars

C9Aérodynamique des profils : Théorie 2D – III

TP9 - XFOIL en mode visqueux

 

P. Germain

R. Pouhe

11

16 Mars

17 Mars

C10Aérodynamique des profils : Théorie 3D – I

TP10 - Exercices d’application

Projet - début

P. Germain

R. Pouhe

12

23 Mars

24 Mars

C11Aérodynamique des profils : Théorie 3D – II

TP11 - XFLR5 ailes d’envergure finie

(projet)

P. Germain

R. Pouhe

13

30 Mars

31 Mars

C12 – Appplications sur Aéronefs – Visite à l’ÉNA

Pas de TP

 

(projet)

P. Germain

 

14

13 Avril

14 Avril

C13Effets de compressibilité

TP12XFOIL en mode compressible

Projet - remise

P. Germain

R. Pouhe


 

Examen Final du 16 au 27 Avril 2026

 




Laboratoires et travaux pratiques

Voir la rubrique Cours - Attention aux salles cours / laboratoire




Utilisation d'outils d'ingénierie
  • xfoil / xlrf5
  • python

 




Évaluation


Informations additionnelles :

Activité

Description

%

Devoirs

Travail individuel ; toute documentation permise ; le temps alloué sera d'une (1) semaine. Trois (3) devoirs seront proposés dans la session. Chacun comptera pour 10% de la note finale du cours.

30

Laboratoire

Travail en équipe ; toute documentation permise ; le temps alloué sera de deux (2) semaines. Les équipes seront invitées à mesurer l'écoulement de couche limite dans la soufflerie du TFT (A-2200). Chaque équipe devra produire un rapport d'analyse qui sera évalué.

10

Projet

Travail en équipe ; toute documentation permise. Un mini-projet de dimensionnement de profil sur plusieurs semaines est prévu en fin de session. Chaque équipe devra produire un rapport d'analyse qui sera évalué.

30

Final

Travail individuel ; toute documentation permise ; le temps alloué sera de 2h.  Pendant la période des examens finaux.

30

 




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.

Dispositions additionnelles

Les travaux remis en retard sans justification valable seront pénalisés.

 




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.

Dispositions additionnelles

L'utilisation de correcteurs grammatical et orthographique (qui peuvent éventuellement inclure des SIAG) est fortement recommandée avant les remises de rapport de laboratoire et de projet. Les SIAG pourront être utilisés pour assister à l'élaboration de post-traitements de données dans les rapports de projet (aide à la programmation de formules, affichage de données).

Une déclaration de l'utilisation éventuelle des SIAG devra être fournie en annexe des rapports qui en ont fait l'usage. Cette déclaration devra préciser les détails et contexte précis de son utilisation.




Documentation obligatoire

Le manuel suivant est recommandé pour le cours. Plusieurs exemplaires sont disponibles à la bibliothèque.

  • ANDERSON, J.D. 2011 Fundamentals of Aerodynamics. McGraw-Hill, 7th Ed.

En complément au manuel précédent, les étudiantes et étudiants pourront également se procurer (disponible en version électronique à la Bibliothèque de l’ÉTS) :

  • Houghton, E.L., Carpenter, P.W., Collicott, S.H., & Valentine, D.T. 2017 Aerodynamics for Engineering Students. Butterworth-Heinemann/Elsevier, 7th ed.



Ouvrages de références
  • Abbott, I.H. & von Doenhoff, A.E. 1949 Theory of Wing Sections. McGraw-Hill; Dover republication 1959.
  • Anderson, J.D. 2005 Introduction to Flight.  McGraw-Hill, 5th ed.
  • Ashley, H. & Landahl, M. 1965 Aerodynamics of Wings and Bodies. Addison-Wesley Publ. Co.; Dover republication 1985.
  • Bertin, J.J. & Smith, M.L. 1998 Aerodynamics for Engineers.  Prentice-Hall, 3rd ed.
  • Çengel, Y.A. & Cimbala, J.M. 2006 Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications.  McGraw-Hill.
  • Glauert, H. 1947 The Elements of Aerofoil and Airscrew Theory.  Cambridge Univ. Press, 2nd ed.
  • Katz, J. & Plotkin, A.  2001 Low-Speed Aerodynamics.  Cambridge Univ. Press, 2nd ed.
  • Kroo, I. 1997 Applied aerodynamics — A digital textbook.  Desktop Aeronautics Inc. (CD-ROM).
  • Kuethe, A.M. & Chow, C.-Y. 1998 Foundations of Aerodynamics. J. Wiley & Sons, 5th ed.
  • Mccormick, B.W.  1995 Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Mechanics. J. Wiley & Sons, 2nd ed.
  • Milne-Thomson, L.M. 1958 Theoretical Aerodynamics. Macmillan & Co., 4th ed.; Dover republication 1973.
  • Munson, B.R., Young, D.F. & Okiishi, T.H. 2006 Fundamentals of Fluid Mechanics. J. Wiley & Sons, 5th ed.
  • Moran, J. 1984 An Introduction to Theoretical and Computational Aerodynamics. J. Wiley & Sons; Dover republication 2003.
  • Phillips W.F. 2004 Mechanics of Flight. J. Wiley & Sons.
  • Thwaites, B. (ed.) 1960 Incompressible Aerodynamics. Oxford Univ. Press; Dover republication 1987.
  • Von Kármán, T. 1957 Aerodynamics. Cornell Univ. Press; Dover republication 2004.
  • Von Mises, R. 1959 Theory of Flight.  Dover.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/