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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Lucas Abia Hof


PLAN DE COURS

Automne 2024
MEC200 : Technologie des matériaux (4 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7684,7884
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    CHM131    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 25,0 % 75,0 %




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
L’objectif général de cours consiste à comprendre le comportement des matériaux et structures simples, selon leur environnement et le type de sollicitation auquel elles sont soumises, afin de les optimiser et prévoir leur possible dégradation.

À la fin de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure :
  • de traduire en équations simples les concepts de base utilisés en ingénierie (absence de déformation plastique, absence de rupture, facteur de sécurité, masse minimale…);
  • de choisir judicieusement un matériau pour une application donnée; de proposer des moyens simples pour changer (améliorer) les propriétés des matériaux (modifications de composition chimique et de microstructure par des procédés simples);
  • d’expliquer le lien entre les propriétés des matériaux et les liaisons atomiques, microstructures et défauts;
  • de pouvoir expliquer en quoi les matériaux sont rarement homogènes et isotropes à de faibles échelles;
  • de prévoir les modes de dégradation possible des matériaux et structures simples, et les minimiser par le choix des matériaux ou du design;
-de planifier une investigation et à appliquer des méthodologies éprouvées de caractérisation des matériaux.

Classification des matériaux (polymériques, céramiques, composites) et exemples d’application. Propriétés des matériaux et leur caractérisation. Liaisons atomiques, microstructure et propriétés des matériaux. Choix des matériaux. Structure cristalline et défauts. Effets des contraintes et de la température sur les structures simples : écrouissage, recristallisation, essais mécaniques. Structures polyphasées : diagrammes de phase, durcissement structural et diffusion. Aciers au carbone et faiblement alliés : microstructures, traitements thermiques, trempabilité, diagrammes TTT et TRC. Aciers fortement alliés. Alliages non ferreux. Propriétés et applications des céramiques. Défaillance des matériaux : fatigue, usure, corrosion, fluage.

Séances de laboratoire sur la caractérisation des matériaux, leurs modes de défaillance et les traitements thermiques permettant d’optimiser les alliages métalliques.



Objectifs du cours

Notes importantes :

Les horaires et équipes de séances d’activité pratique (AP) seront déterminés par le groupe-cours d'inscription.

 

Objectif général

Le cours montrera comment l’ingénieur peut choisir de façon convenable un matériau pour une application donnée ou modifier les propriétés de celui-ci pour améliorer la performance d’une pièce en service ou sa mise en forme. Pour cela, le cours mettra en évidence les relations qui existent entre les propriétés des matériaux, leur structure, leur procédé de fabrication et les conditions d’utilisation.

 

Objectifs spécifiques

À l’issue du cours, l’étudiant sera évalué sur sa capacité à pouvoir :

  1. Acquérir les notions de base des propriétés mécaniques;
  2. Décrire et prédire les mécanismes à l’origine des propriétés spécifiques des matériaux;
  3. Acquérir des connaissances nécessaires pour choisir judicieusement un matériau pour des applications industrielles, en fonction de ses conditions d’utilisation, de ses propriétés et de sa mise en forme;
  4. Développer des compétences en investigation expérimentale des matériaux et en rédaction de rapports techniques.



Stratégies pédagogiques

Stratégies pédagogiques 

  1. Le livre : Le livre de référence (1) sert de base au cours. Sa lecture est essentielle à l’assimilation des notions de base. Il est fortement recommandé de lire les chapitres couverts par le cours . En particulier, le livre sert à consolider les notions présentées en classe.
  2. Le cours (3 heures par semaine) : C'est le lieu idéal pour construire et tester ses connaissances. Des exposés magistraux seront encadrés par des périodes plus informelles où la participation active des étudiants est essentielle. Ces activités soutiendront l’écoute active et fourniront aux étudiants des opportunités d’autoévaluation.
  3. Les exercices : Certaines applications numériques seront montrées en classe, mais la plupart des exemples seront suggérés ou fournis aux étudiants (par exemple, dans le livre de référence).
  4. Les échanges et discussions avec les autres étudiants sont fortement encouragés. 
  5. Les devoirs : Ils seront attribués vers le cours #5 et le cours #10. Vous les traiterez en équipe de six à dix (6 à 10) et les remettrez SEULEMENT en un (1) exemplaire par équipe sur Moodle. Pour des raisons pédagogiques, il est essentiel de travailler en équipe; les devoirs qui ne seront pas réalisés en équipe de 6 à 10 étudiants se verront attribuer la note de zéro (0). Les solutionnaires seront disponibles sur le site Moodle avant les examens intra et final. Ces devoirs vous permettront de vérifier l’acquisition des connaissances et serviront d’entraînement pour les examens.
  6. Le travail interactif : Des modules à faire sur la plateforme Moodle (avant l'intra).
  7. L'examen intra : L’examen intra permettra aux étudiants de baliser leur apprentissage, de valider la compréhension des notions de base et de vérifier qu’ils réagissent correctement à des problèmes simples. L’examen sera fait en ligne sur la plateforme Moodle.
  8. Activités pratiques & laboratoires (3 heures chaque semaine dans l’emploi du temps, excluant le temps de préparation) : Des séances d’activités pratiques permettent d’intégrer des notions vues dans le cours. Elles sont importantes et comptent pour presque un tiers de la note finale. Quatre (4) sujets seront traités au cours de ces séances : la microstructure, la corrosion, la fatigue et les traitements thermiques. Pour chaque sujet, un rapport écrit sera demandé et noté (contenu, forme). Les étudiants doivent, TOUS, avoir préparé les laboratoires avant de venir aux séances de travaux pratiques. Toutes les séances de laboratoire ont lieu au local A-2150 (laboratoire des matériaux). L’organisation des groupes des travaux pratiques se fera lors de la première semaine de cours. Les groupes sont de deux (2) ou trois (3) étudiants disponibles au même moment dans leur emploi du temps.

 

 




Utilisation d’appareils électroniques

Tout appareil électronique.

NB: Le cours MEC200 sera offert en personne.




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



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Nicole R. Demarquette Activité de cours NicoleR.Demarquette@etsmtl.ca A-2920
01 Ricardo J. Zednik Activité de cours ricardo.zednik@etsmtl.ca A-2138
01 Gabriel Rondeau-Bouvrette Laboratoire gabriel.rondeau-bouvrette.1@ens.etsmtl.ca
01 Judith Zaessinger Laboratoire judith.zaessinger.1@ens.etsmtl.ca
02 Nicole R. Demarquette Activité de cours NicoleR.Demarquette@etsmtl.ca A-2920
02 Ricardo J. Zednik Activité de cours ricardo.zednik@etsmtl.ca A-2138
02 Manon Favre Laboratoire manon.favre.1@ens.etsmtl.ca
02 Judith Zaessinger Laboratoire judith.zaessinger.1@ens.etsmtl.ca
03 Nicole R. Demarquette Activité de cours NicoleR.Demarquette@etsmtl.ca A-2920
03 Ricardo J. Zednik Activité de cours ricardo.zednik@etsmtl.ca A-2138
03 Wala Eddine Guettouche Laboratoire wala-eddine.guettouche.1@ens.etsmtl.ca
04 Nicole R. Demarquette Activité de cours NicoleR.Demarquette@etsmtl.ca A-2920
04 Ricardo J. Zednik Activité de cours ricardo.zednik@etsmtl.ca A-2138
04 Lamyae Lachguer Laboratoire lamyae.lachguer.1@ens.etsmtl.ca
04 Gabriel Rondeau-Bouvrette Laboratoire gabriel.rondeau-bouvrette.1@ens.etsmtl.ca
05 Nicole R. Demarquette Activité de cours NicoleR.Demarquette@etsmtl.ca A-2920
05 Ricardo J. Zednik Activité de cours ricardo.zednik@etsmtl.ca A-2138
05 Manon Favre Laboratoire manon.favre.1@ens.etsmtl.ca
05 Maxime Bernatchez Laboratoire maxime.bernatchez.1@ens.etsmtl.ca
06 Nicole R. Demarquette Activité de cours NicoleR.Demarquette@etsmtl.ca A-2920
06 Ricardo J. Zednik Activité de cours ricardo.zednik@etsmtl.ca A-2138
06 Jazmine Sanson Laboratoire jazmine.sanson.1@ens.etsmtl.ca
06 Florian Carlier Laboratoire florian.carlier.1@ens.etsmtl.ca



Cours

MEC200 - AUTOMNE 2024

CALENDRIER DES ACTIVITÉS
 

Semaine

Activités

Lectures

Askeland et al.

1

Introduction sur le génie et science des matériaux : Relation structure - propriétés; classes des matériaux, structure atomique, choix des matériaux.

Chap. 1

2

Les liaisons atomiques et propriétés des matériaux : Relation liaisons – propriétés.

Chap. 2

3

Structure cristalline des matériaux et caractérisation : Matériaux cristallins, semi-cristallins, amorphes, méthodes expérimentales de caractérisation.

Chap. 3, 12, 13

4

Défauts dans les cristaux et diffusion : Défauts ponctuels, dislocations, relations défauts-propriétés, diffusion. Travail Interactif.

Chap. 4, 5

5

Propriétés mécaniques : Propriétés en traction des différents matériaux, module d’élasticité, plasticité, dureté, flexion, viscosité, viscoplasticité, viscoélasticité.

(Attribution du Devoir 1)

Chap. 6, 13

6

Diagramme de phase unitaire et binaire à l'équilibre : Définitions, règle des bras de levier, eutectique.

(Remise par les étudiants du Devoir 1 au plus tard le vendredi 18 octobre à minuit sur Moodle)

Chap.9, 10

8, 10, 11

7

Modification des propriétés mécaniques : Écrouissage, taille grains, solution solide, durcissement structural, durcissement par précipitation.

(Correction du devoir 1)

Chap. 8, 10, 11

8

EXAMEN INTRA (portant sur les cours 1 à 6)

 

9

Le traitement thermique des alliages d’aluminium et des aciers : Durcissement par précipitation, Diagramme de phase, traitement thermiques des aciers, diagrammes TTT.

Chap. 11

10

Mécanique de la rupture : Ductilité, fragilité, ténacité, TTDF, concentration des contraintes et intensité des contraintes.

Chap. 6, 7

11

La fatigue et le fluage : Courbe S-N, courbe de Paris, paramètres de Larson-Miller

(Attribution du Devoir 2)

Chap. 7

12

Les céramiques et les composites : Liaisons, propriétés, types et utilisation et mise en forme; matrices et renforts, mélanges, propriétés mécaniques et applications.

(Remise par les étudiants du Devoir 2 au plus tard le vendredi 29 novembre à minuit sur Moodle)

Chap. 12, 14

13

Corrosion : Et autres modes de dégradation des matériaux; méthodes de protection.

(Correction du Devoir 2)

Chap. 15

 




Laboratoires et travaux pratiques

Laboratoires et activités pratiques (AP) : Dans la salle A-2150. Horaire déterminé par le groupe-cours d'inscription.

Si vous avez des quéstions par apport les AP, contactez le coordonnateur de laboratoire :

  Jean-Philippe Leclaire: jean-philippe.leclair.1@ens.etsmtl.ca

 




Utilisation d'outils d'ingénierie

Sans objet.




Évaluation

Évaluation

Examen intra 25 %
Activités pratiques / labos 1 à 4 : (AP #1 : 5%; AP #2 : 10%; AP #3 : 10%; AP #4 : 10%) 35 %
Devoirs 1 et 2 (2,5 % chacun) 5 %
Examen final 35 %

 

Notes :

  • Une moyenne de 50 % ou plus aux examens (c.à.d. moyenne pondérée de l’intra et de l’examen final) est nécessaire (mais n'est pas suffisante) pour passer le cours.
  • Aux examens, les calculatrices (inclusivement les calculatrices graphiques et programmables) sont fortement suggérées.
  • Selon l’article 7.2.3 du Règlement des études de premier cycle, le total des notes des examens de même que tout travail individuel, doivent constituer au moins 60 % de l’ensemble des éléments d’évaluation du cours (Notons que MEC200 respecte ce seuil car 60% de la note provient d'évaluations individuelles).

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1, 2 30 octobre 2024
3, 4 29 octobre 2024
5, 6 28 octobre 2024



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.

Dispositions additionnelles

Note :

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 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par 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.

Dispositions additionnelles

S/O




Documentation obligatoire
  • Askeland, Wright, Demarquette, et Zednik. Science et génie des matériaux, 4e édition, Version SI. ISBN: 978-2-89377-573-9. Éditions Goulet © 2020. Ce livre est disponible à la Coop ou en ligne : https://www.goulet.ca/catalogue/detail/science-genie-materiaux.
  • Ce livre est une traduction de l’anglais. Vous pouvez donc également choisir la version anglaise (prix plus élevé) (ISBN : 978- 1337385497). Veuillez noter que la numération de chapitres n’est pas identique.
  • Notes du cours : Diapositives (site web du cours MEC200).



Ouvrages de références
  • Ashby, M. F., Jones, D. R. H., Matériaux. T1 Propriétés, applications et conception, 4e Ed., Dunod, 2013. Callister, W. D., Science et génie des matériaux, Modulo, 2001.

  • Baïlon, J.P., Dorlot, J.M., Des matériaux, 3e édition, Presses Internationales Polytechnique, 2000, ISBN 2-553-00770-1 ASM Handbooks.

 




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca

https://www.etsmtl.ca/Etudes/calendrier-universitaire




Autres informations

S/O