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Responsable(s) Marc Boulé, Abdas Salam Bajamgnigni Gbambie

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Marc Boulé, Abdas Salam Bajamgnigni Gbambie


PLAN DE COURS

Été 2025
PHY332 : Électricité et magnétisme (4 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7622, 7625, 7921
             
  Profils(s) : T  
             
    CTN248    
             
Programme(s) : 6557, 7065, 7070, 7084, 7086, 7365, 7485, 7610, 7885
             
  Profils(s) : T  
             
    ING150    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 100,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
Au terme de ce cours, l’étudiante ou l’étudiant aura acquis les connaissances élémentaires en matière d’électricité et de magnétisme de façon à pouvoir analyser et interpréter les phénomènes connexes qui y sont reliés.

L'électrostatique et ses lois : charge électrique, champ, loi de Coulomb, potentiel électrique. Fondement de la théorie de l'électrostatique : polarisation, dipôle, loi de Gauss. Énergie électrostatique : charges ponctuelles, charges distribuées, conducteurs, capacité, couple moteur. Circuits en courant continu : lois d'Ohm et de Kirchhoff. Magnétisme des courants continus, force magnétique, champ perpendiculaire, loi de Biot-Savart. Fondement de la théorie du magnétisme de la matière. Loi de Faraday, inductance, énergie magnétique.

Séances de laboratoire et exercices reliés à des applications en ingénierie.

Précision sur les préalables : le cours PHY332 ne requiert qu'un seul préalable (CTN248 ou ING150), soit plus précisément :
• ING150 Statique et dynamique (4 cr.) sauf pour les étudiants au baccalauréat en génie mécanique;
ou
• CTN248 Statique et dynamique (3 cr.) pour les étudiants au baccalauréat en génie de la construction.



Objectifs du cours

Le cours a pour but de fournir à l’étudiante ou l'étudiant certaines connaissances fondamentales de physique jugées nécessaires à une formation technologique avancée. Plus spécifiquement, ce cours a comme objectif de familiariser l’étudiante ou l'étudiant avec les concepts de base de l’étude de certains phénomènes électriques et magnétiques, de l’analyse des circuits ainsi que les techniques mathématiques associées au traitement de ces matières de manière à rendre l’étudiante ou l'étudiant apte à comprendre les applications technologiques de l’électricité et du magnétisme.




Stratégies pédagogiques

Le cours comporte deux périodes : le cours magistral de trois heures et demie pour la présentation de la théorie et une période de travaux pratiques pour permettre aux étudiantes et étudiants de faire les exercices reliés au cours sous la supervision de l'enseignante, de l'enseignant ou de l'auxiliaire d'enseignement, selon le cas.

Des expériences seront présentées en démonstration en classe. De plus, certaines simulations (laboratoire virtuel sur site web) seront également présentées en classe ou disponibles sur le site web du cours. Les étudiantes et étudiants seront invités à réaliser des expériences de laboratoires au cours de la session pour compléter leur apprentissage.

Les outils de calculs comme la calculatrice programmable (TI-Nspire) et les logiciels de calculs symboliques comme Maple, Derive ou Matlab serviront pour le traitement numérique et/ou graphique de certains exercices ou pour la rédaction des rapports de laboratoires ou des devoirs, selon les directives des enseignant·es.




Utilisation d’appareils électroniques

S.O.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 09:00 - 12:30 Activité de cours
Mercredi 13:30 - 16:30 Laboratoire
02 Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Jeudi 09:00 - 12:00 Laboratoire
03 Mardi 09:00 - 12:30 Activité de cours
Mercredi 09:00 - 12:00 Laboratoire
04 Mercredi 18:00 - 21:00 Laboratoire
Jeudi 18:00 - 21:30 Activité de cours
05 Mardi 09:00 - 12:00 Laboratoire
Mercredi 09:00 - 12:30 Activité de cours



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Marc Boulé Activité de cours Marc.Boule@etsmtl.ca B-2560
01 Marc Boulé Laboratoire Marc.Boule@etsmtl.ca B-2560
02 Tounsia Ait Ahcene Activité de cours Tounsia.AitAhcene@etsmtl.ca B-2344
02 Jules Kouam Laboratoire Jules.Kouam@etsmtl.ca A-2112
03 Marc Boulé Activité de cours Marc.Boule@etsmtl.ca B-2560
03 Marc Boulé Laboratoire Marc.Boule@etsmtl.ca B-2560
04 Jérôme Quintin Activité de cours jerome.quintin@etsmtl.ca
04 Jérôme Quintin Laboratoire jerome.quintin@etsmtl.ca
05 Tounsia Ait Ahcene Activité de cours Tounsia.AitAhcene@etsmtl.ca B-2344
05 Tounsia Ait Ahcene Laboratoire Tounsia.AitAhcene@etsmtl.ca B-2344



Cours
Durée Matière et référence
Bloc I (18 heures)
2 heures Chapitre 1 Électrostatique
  1.1 La charge électrique
  1.2 Conducteurs et isolants
  1.3 Le phénomène de charge par induction
  1.4 L’électroscope à feuilles (à lire)
  1.5 La loi de Coulomb
4 ½ heures Chapitre 2 Le champ électrique
  2.1 Le champ électrique
  2.2 Les lignes de champ
  2.3 Le champ électrique et les conducteurs
  2.4 Les charges en mouvement dans un champ électrique uniforme
  2.5 Les distributions de charges continues
  2.6 Les dipôles
  2.8 L’expérience de la goutte d’huile de Millikan (à lire)
4 heures Chapitre 3 Le théorème de Gauss
  3.1 Le flux électrique
  3.2 La démonstration du théorème de Gauss
  3.3 La symétrie
  3.4 L’utilisation du théorème de Gauss
  3.5 Le théorème de Gauss et les conducteurs
4 ½ heures Chapitre 4 Potentiel électrique
  4.1 Le potentiel électrique
  4.2 La relation entre le potentiel et l’énergie et le travail
  4.3 La relation entre le potentiel et le champ électrique
  4.4 Le potentiel et l’énergie potentielle dans le champ d'une charge ponctuelle
  4.5 L'addition du potentiel (distributions de charges ponctuelles)
  4.6 L'addition du potentiel (distributions de charges continues)
  4.7 Le potentiel d'un conducteur
3 heures   Examen sur le bloc 1
Bloc II  (9 heures)
3 heures Chapitre 5 Condensateurs et diélectriques
  5.1 La capacité
  5.2 Les associations de condensateurs en série et en parallèle
  5.3 L’énergie emmagasinée dans un condensateur
  5.4 La densité d’énergie du champ électrique
  5.5 Les diélectriques
  5.6 La description atomique des diélectriques
2 heures Chapitre 6 Courant et résistance
  6.1 Le courant électrique
  6.2 La vitesse de dérive et la densité de courant
  6.3 La résistance
  6.4 La loi d’Ohm
  6.5 Une explication microscopique de la loi d'Ohm (à lire)
  6.6 La puissance électrique
4 heures Chapitre 7 Les circuits à courant continu
  7.1 La force électromotrice
  7.2 Les résistances en série et en parallèle
  7.3 Les instruments de mesure      
  7.4 Les lois de Kirchhoff
  7.5 Les circuits RC
Bloc III  (12 heures)
4 heures Chapitre 8 Le champ magnétique
  8.1 Le champ magnétique
  8.2 La force magnétique sur une particule chargée
  8.3 La force sur un conducteur parcouru par un courant
  8.4 Le moment de force sur une boucle de courant
  8.5 Lemouvement d'une particule chargée dans un champ magnétique
  8.6 La combinaison des champs électrique et magnétique
  8.7 à 8.9 Le cyclotron, l’effet Hall et La découverte de l’électron (à lire)
3 heures Chapitre 9 Les sources de champ magnétique
  9.1 Le champ créé par un long fil conducteur rectiligne
  9.2 La force magnétique entre des fils conducteurs parallèles
  9.3 La loi de Biot-Savart
  9.4 Le théorème d’Ampère
3 heures Chapitre 10 L’induction électromagnétique
  10.1 L’induction électromagnétique
  10.2 Le flux magnétique
  10.3 La loi de Faraday et la loi de Lenz
  10.4 Les générateurs
  10.5 et 10.6 Les orignes de la f.é.m indute et les champs électriques induits (à lire)
  10.7 La f.é.m. induite dans un conducteur en mouvement
  10.8 Les courants de Foucault (à lire)
2 heures Chapitre 11 L’inductance
  11.1 L’auto-induction
  11.2 et 11.3 L’inductance Les circuits RL
  11.4 L’énergie emmagasinée dans une bobine d’induction

Total : 39 heures (N.B. Le nombre d'heures allouées à chaque chapitre est à titre indicatif seulement.)




Laboratoires et travaux pratiques

Un total de 36 heures de travaux pratiques sont associées à ce cours.

Les laboratoires se déroulent à l'extérieur des périodes inscrites à l'horaire pour le cours ou les travaux pratiques. Les laboratoires sont conçus pour être réalisés idéalement en équipes de trois étudiantes et étudiants maximum, mais des équipes de quatre seront tolérées au besoin. L'étudiante ou l'étudiant doit prévoir une certaine disponibilité pour ces travaux d'équipe obligatoires qui ont lieu durant la session (environ 2 rencontres). La section "Évaluation" contient davantage d'information concernant les modalités présentiel vs distance pour les laboratoires.




Utilisation d'outils d'ingénierie

Le logiciel FEMM* peut être utilisé pour illustrer divers thèmes du cours et/ou dans le cadre de certains laboratoires.

* Finite Element Method Magnetics, David Meeker, www.femm.info




Évaluation
Évaluation Pondération
Examen intra 1 sur le bloc 1 (3h) 30% 
Examen intra 2 (2h, 10%) et/ou mini-test(s) et/ou devoir(s) et/ou exercices notés 20%
Rapports de laboratoire (2) 2 x 10%
Examen final sur le bloc 3 (3h) 30%

Il n'y a pas de double-seuil en PHY332.

La pondération de tout mini-test, devoir ou exercice noté sera inférieure à 15 % de la note finale.

* Les groupes ayant un examen intra 2 sont les groupes pour lesquels une date de type "Intra 2" apparait dans la section "Dates des examens intra" de ce plan de cours.

Documentation permise aux examens: toute documentation sous forme papier est permise à l’exception des livres Physique 2 (obligatoire pour le cours par contre) et Physique 2 Solutionnaire, par H. Benson. À l'exception des tableaux de constantes et énoncés de problèmes uniquement, aucune photocopie ou impression numérique de ces livres n'est permise. À l'exception de la calculatrice, aucun appareil électronique n'est autorisé (pas d’ordinateur portable, tablette, cellulaire, etc.).




Dates des examens intra
# Intra Groupe(s) Date
1 1, 3, 4 4 juin 2025
1 2 5 juin 2025
1 5 10 juin 2025
2 1, 3, 4 9 juillet 2025
2 2 10 juillet 2025
2 5 15 juillet 2025



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux


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 l’enseignante ou l’enseignant du cours.



Documentation obligatoire

BENSON, H. Physique 2 : Électricité et magnétisme, 6e* édition, Pearson-ERPI, 2024. Il est prévu que le livre soit disponible à la Coop de l'ÉTS lors de sa réouverture à l'automne 2024. Un accès numérique 12-mois est aussi disponible sur le site de l'éditeur (environ 60$)

https://www.erpi.com/fr/bundle-physique-2-electricite-6e-man-9782766157303.html

* La 5e édition peut également être utilisée sans problème.




Ouvrages de références

S.O.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Du matériel supplémentaire est aussi disponible sur le site web du cours PHY332 ainsi que les pages des différents groupes.

Site pour calcultarice :  https://ena.etsmtl.ca/course/view.php?id=23359

 




Autres informations

Les séances de cours et de travaux pratiques des cours-groupes dont le mode d'enseignement est hybride sont offertes entièrement à distance. L'étudiante ou l'étudiant inscrit à un tel cours-groupe n'a donc pas besoin de se déplacer à l'École durant la session, sauf lors des évaluations en présence identifiées à la section "Évaluation".

À moins d’indication contraire, le matériel pédagogique rendu disponible dans le cadre de ce cours est la propriété intellectuelle de l’enseignante ou de l'enseignant. Il est fourni à l'usage exclusif des étudiantes et étudiants inscrits au cours. Toute reproduction ou diffusion nécessite la permission de la personne détententrice du droit d'auteur.