PLAN DE COURS
Automne 2026
GPA772 : Conception de machines (3 crédits)
Préalables
Pour tous profils : ING150, GPA305
Description du cours
À la fin de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure : d’analyser les principaux éléments des machines mécaniques; de concevoir des systèmes mécaniques.
Analyse et conception des éléments principaux de machines. Conception d'un système mécanique et méthodologie de design. Facteur de sécurité et concentration de contraintes. Théorie de limitation en statique et en fatigue. Calcul des arbres, clavettes et accouplements. Vis de transmission. Boulons et joints boulonnés. Ressorts hélicoïdaux et à lames. Transmissions par courroies et par chaînes. Choix des roulements, lubrification et paliers lisses. Engrenages cylindriques droits : géométrie, résistance en flexion et résistance à l'usure. Trains d'engrenages. Freins et embrayages.
Séances de travaux pratiques : réaliser en équipe des projets portant sur la conception d’un système mécanique; résoudre des problèmes concrets d’analyse ou de conception mécanique.
Précision sur les préalables - Ils sont spécifiques à certains profils :
Profil E, I et P : GPA305 Éléments de résistance des matériaux + ING150 Statique et dynamique
Profils M : ING150 Statique et dynamique
Stratégies pédagogiques
39 heures de cours magistral (enseignement théorique)
24 heures de laboratoire (exercices)
5 heures de travail personnel (en moyenne) par semaine
Informations concernant l’agrément du BCAPG
| Catégories de UA | Proportion | Matière(s) traitée(s) |
| Science du génie | 33 % | N/A |
| Conception Ingénierie | 67 % | |
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 |
| expliquer le rôle et le fonctionnement des principaux éléments de machines; | Q1 . Connaissances en génie | i3 . Appliquer les concepts de l’ingénierie | Appliqué |
| analyser les efforts mécaniques, les contraintes et les déformations dans les éléments de machines; | Q2 . Analyse de problèmes | i1 . Identifier et formuler des problèmes complexes | Appliqué |
| analyser les efforts mécaniques, les contraintes et les déformations dans les éléments de machines; | Q2 . Analyse de problèmes | i2 . Choisir un modèle ou une méthode pour solutionner | Appliqué |
| analyser les efforts mécaniques, les contraintes et les déformations dans les éléments de machines; | Q2 . Analyse de problèmes | i3 . Appliquer modèle ou méthode | Appliqué |
| concevoir des systèmes de transmission de puissance impliquant différents éléments de machines; | Q4 . Conception | i1 . Formuler un problème d'ingénierie ouvert | Appliqué |
| concevoir des systèmes de transmission de puissance impliquant différents éléments de machines; | Q4 . Conception | i4 . Intégrer les concepts | Appliqué |
| utiliser des outils de calcul numérique pour le dimensionnement des éléments de machines; | Q5 . Outils d'ingénierie | i1 . Évaluer outils et techniques | Appliqué |
| produire des documents techniques intégrant les modèles, calculs, analyses et conclusions nécessaires pour présenter de manière professionnelle un projet de conception mécanique. | Q7 . Communication | i1 . Rédiger des rapports | Appliqué |
Utilisation d’appareils électroniques
N/A
Horaire
| Groupe | Jour | Heure | Activité |
| 01 | Mercredi | 13:30 - 17:00 | Activité de cours |
| Vendredi | 13:30 - 15:30 | Travaux pratiques |
Coordonnées du personnel enseignant le cours
Cours
Le plan de cours prévu se veut complet et ordonnancé chronologiquement, mais certaines modifications peuvent être apportées en cours de session.
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Séance
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ACTIVITÉS DES COURS
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Cours 01
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Introduction
- Présentation générale du cours
- Méthodologie de design
- Facteur de sécurité
- Équilibre, contraintes et déformations
- Loi de comportement des matériaux
- Chargements mécaniques simples
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Cours 02
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Révision des éléments de résistance des matériaux
- Chargements combinés
- État plan de contraintes
- Contraintes principales
- Cercle de Mohr
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Cours 03
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Théories de limitation en statique
- Concentration de contraintes
- Écoulement des matériaux ductiles
- Rupture des matériaux fragiles
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Cours 04
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Fatigue des matériaux
- Rupture en fatigue
- Résistances à la fatigue : diagramme S-N
- Facteurs influents sur la résistance à la fatigue
- Limite d’endurance et estimation de la vie de composantes mécaniques
- Contrainte moyenne (courbes de Goodman et de Soderberg)
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Cours 05
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Les arbres de transmission
- Vitesse de rotation, couple de torsion et puissance
- Contraintes dans les arbres (diagrammes de V, M et T)
- Critères de résistance
- Déformations dans les arbres
- Vibrations et vitesses critiques
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Cours 06
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Les roulements
- Types de roulement
- Choix de roulement
- Durée du roulement
- Charge statique
- Montage des roulements
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Cours 07
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EXAMEN DE MI-SESSION
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Cours 08
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Courroies et chaînes
- Caractéristiques générales
- Conditions de transmission
- Construction et matériaux
- Contraintes
- Dimensions normalisées
- Choix
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Cours 09
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Les engrenages cylindriques
- Géométrie d’un engrenage
- Développante de cercle
- Définitions et normalisations
- Mouvement du point de contact
Engrenages et trains d’engrenages
- Interchangeabilité de deux engrenages
- Jeux entre deux engrenages
- Résistances des engrenages et facteurs de sécurité
- Trains simples
- Trains planétaires
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Cours 10
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Vis de serrage et de transmission, joints boulonnés
- Forces et contraintes
- Vis autobloquante
- Vérification du flambage
- Redistribution des charges
- Couples de serrage des vis
- Joints boulonnés
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Cours 11
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Les ressorts
- Types de ressorts
- Constantes du ressort
- Ressorts en compression et ressorts en tension
- Matériaux pour les ressorts
- Contraintes admissibles dans les spires des ressorts
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Cours 12
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Freins et embrayages
- Analyse des forces
- Matériaux
- Dissipation d'énergie
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Cours 13
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Révisions
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Laboratoires et travaux pratiques
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Séance
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ACTIVITÉS DES SÉANCES DE TRAVAUX PRATIQUES
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TP 01
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Exercices - résistance des matériaux
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TP 02
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Exercices - théories de limitation en statique
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TP 03
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Exercices - théories de limitation en fatigue
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TP 04
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Exercices - arbres de transmission
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TP 05
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Révisions intra
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TP 06
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Exercices - roulements
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TP 07
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Exercices - courroies et chaînes
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TP 08
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Exercices - engrenages
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TP 09
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Exercices - vis de transmission et joints boulonnés
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TP 10
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Exercices - ressorts
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TP 11
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Exercices - freins et embrayages
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TP 12
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Exercices - révisions
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Utilisation d'outils d'ingénierie
Dans le cadre des projets de conception, les étudiants devront utiliser un logiciel de calcul numérique (ex: Python, Matlab, Excel).
Évaluation
Informations additionnelles :
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ACTIVITÉ
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DESCRIPTION
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%
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| Devoirs |
3 devoirs à réaliser individuellement
pondération : 4 %, 3 % et 3 %
dates de remise : 14 octobre, 20 novembre et 04 décembre
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10 |
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Projets
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Deux projets de conception en équipe (2-3 étudiants)
pondération : 12.5 % et 12,5 %
dates de remise : 28 octobre et 25 novembre
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25
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Intra
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Réalisé lors du cours 07, durée de 2 heures 30 minutes
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25
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Final
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Durée de 3 heures
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40
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Dates des examens intra
| Groupe | Date | Heure |
| 1 | 21 octobre 2026 | 13:30 |
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
Aucune
Ouvrages de références
- DROUIN, G., M. GROU, P. THIRY et R. VINET (1987). Éléments de machine, 2e éd. Revue et augmentée, Éd. de l’École Polytechnique de Montréal.
- R.C. Juvinal et K.M. Marshek, Fundamentals of Machine Component Design, 6e édition, Wiley, 2017.
- R.L. Norton, "Machine Design: an integrated approach", 5e édition, Pearson, 2014, (référence facultative).
- Richard G. BUDYNAS, J. Keith Nisbett, Shigley's Mechanical Engineering Design, 10e éd., McGraw-Hill, 2015.
Adresse internet du site de cours et autres liens utiles
ena.etsmtl.ca
Autres informations
Ne s'applique pas.