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Responsable(s) Julien Weiss

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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Julien Weiss


PLAN DE COURS

Automne 2018
MEC557 : Méthodes expérimentales en thermofluide (3 crédits)



Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 29,9 % 70,1 %




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
Ce cours vise à exposer les problématiques relevant de l’utilisation de méthodes expérimentales en mécanique des fluides, en thermodynamique ou en transfert thermique.

À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure :
• de sélectionner les instruments de mesure et les chaînes d’acquisition les plus appropriés pour une application expérimentale en thermo-fluide;
• d’utiliser le vocabulaire technique juste permettant d’interagir efficacement avec du personnel technique spécialisé dans le cadre d’un projet expérimental en thermo-fluide;
• d’effectuer une analyse spectrale des données temporelles recueillies;
• d’effectuer une analyse d’incertitude sur les données recueillies.

Le cours est divisé en deux parties :

1) Des cours magistraux décrivant les techniques expérimentales utilisées en thermofluide, avec notamment : montages expérimentaux en thermofluide (bancs d’essais; souffleries); instruments de mesure spécifiques (grandeurs scalaires : pression, température; grandeurs vectorielles : cisaillement, vitesse; instrumentation moderne : LDA, PIV, PLIF, etc.); systèmes d’acquisition de données; visualisation des écoulements; bases du traitement du signal; analyse d’incertitudes; introduction aux plans d’expérience.

2) Une série de projets réalisés en équipe en respectant les étapes suivantes : description technique du montage, reconnaissance d'une problématique liée aux systèmes thermofluides et établissement d'une revue de littérature présentant les concepts théoriques qui permettent d'étudier la problématique en question; détermination des quantités physiques à mesurer et des instruments de mesure à utiliser; élaboration et préparation d’un plan d’expérience; réalisation de la campagne d'essais et analyse des résultats.



Objectifs du cours

Ce cours vise à exposer les problématiques relevant de l’utilisation de méthodes expérimentales en mécanique des fluides, en thermodynamique ou en transfert thermique.

À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure :

  • de sélectionner les instruments de mesure et les chaînes d’acquisition les plus appropriés pour une application expérimentale en thermo-fluide;
  • de planifier, exécuter et communiquer les résultats d’expériences de laboratoire simples;
  • d’utiliser le vocabulaire technique juste permettant d’interagir efficacement avec du personnel technique spécialisé dans le cadre d’un projet expérimental en thermo-fluide;
  • d’effectuer une analyse spectrale des données temporelles recueillies;
  • d’effectuer une analyse d’incertitude sur les données recueillies.



Stratégies pédagogiques

Trois heures de cours magistraux par semaine sont consacrées à la présentation de la théorie et d’exemples concrets. Le cours est complété par deux heures de travaux pratiques hebdomadaires.

 

 




Utilisation d’appareils électroniques

La calculatrice, symbolique obligatoire à l’ÉTS, est fortement recommandée. L’analyse de données se fait obligatoirement avec MATLAB. Ce dernier est installé sur les ordinateurs dans les salles informatiques du département de génie mécanique.

 




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 10:45 - 12:45 Travaux pratiques et laboratoire
Mercredi 13:30 - 17:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Abdelouahab Mohammed Taifour Activité de cours cc-Abdelouahab.Mohammed-Taifour@etsmtl.ca



Cours

 

Groupe Jour Heure Activité Local

01

Mercredi

Mardi

13:30 – 17:00

10:45 – 12:45

Cours

TPs / Laboratoires

B-1512

A-1220 / A2200

 

Cours 1 Introduction générale – Rappels de thermo-fluide

Cours 2

Installations d’essais en thermo-fluide – Planification des essais

Cours 3 

Chaînes d’acquisition de données

Cours 4 

Traitement des signaux I

Cours 5

Traitement des signaux II

Cours 6 

Mesures de pression et de température

Cours 7 

Mesures de vitesse I : Pitot, multihole et HWA

Cours 8 

Mesures de vitesse II : LDV et PIV

Cours 9 

Incertitudes de mesures

Cours 10

Mesures de frottement pariétal – Mesures de composition

Cours 11

Visualisation des écoulements – Méthodes optiques

Cours 12 

Présentation des lectures techniques I

Cours 13 

Présentation des lectures techniques II

 

Le calendrier des séances de cours est fourni sur Moodle.

 




Laboratoires et travaux pratiques

Le calendrier des séances de TP est fourni sur Moodle.




Utilisation d'outils d'ingénierie

Sans objet.




Évaluation

Activité

Pondération

Programme

Examen intra

30 %

Cours 1 à 6 inclus

Examen final

30 %

Cours 1 à 13 inclus

Projet expérimental

25 %

N/A

Lectures techniques

15 %

N/A

 

Notes concernant la documentation permise aux examens :

Notes de cours

Notes de TP

Livre de Tavoularis (référence principale)

Calculatrice




Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/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 7.2.7 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.

Dispositions additionnelles

Les travaux remis en retard seront pénalisés.

 




Absence à un examen
• Pour les départements à l'exception du SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).

• Pour SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence auprès de son enseignant. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
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 étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) 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 les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Dispositions additionnelles

(http://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Cycles-sup/Realisation-etudes/Citer-pas-plagier)




Documentation obligatoire

Référence principale (fortement suggérée) :

  • Stavros Tavoularis : « Measurements in Fluid Mechanics », Cambridge University Press, 2005



Ouvrages de références

Références secondaires à consulter au besoin :

 

  •  « Hanbook of Experimental Fluid Mechanics », Springer, 2007. (Disponible en version électronique à la bibliothèque)
  • C. Bailly, G. Comte-Bellot : « Turbulence », Springer, 2015. (uniquement le chapitre 10, disponible en version électronique à la bibliothèque)
  • F. Cottet : « Traitement des signaux et acquisition des données », Dunod, 2009.
  • J. S. Bendat, A. G. Piersol: “Random Data: Analysis and Measurement procedures“, Wiley, 2010.
  • H. W. Coleman, W. G. Steele: “Experimentation, Validation, and Uncertainty Analysis for Engineers”, Wiley 2009.
  • G. S. Settles: “Schlieren and Shadowgraph Techniques – Visualizing Phenomena in Transparent Media”, Springer, 2001.
  • J.B. Barlow, W.H Rae, A. Pope: “Low-Speed Wind Tunnel Testing”, Wiley 1999.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Moodle: https://ena.etsmtl.ca