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Responsable(s) Olivier Doutres

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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Olivier Doutres


PLAN DE COURS

Été 2019
MEC111 : Statique de l'ingénieur (4 crédits)



Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 25,0 % 25,0 % 50,0 %




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
Maîtriser les concepts fondamentaux de la statique et de la résistance des matériaux. Mettre en application des concepts de base de la méthodologie de projet dans la conception des structures de treillis et des membrures en flexion.

Notions de base relatives aux forces, aux vecteurs et aux unités. Forces, moments, couples et équilibre des corps rigides dans le plan, corps à deux forces. Centre de masse, forces réparties, centroïde des lignes et des surfaces, moment d'inertie de surface, rayon de giration, théorème des axes parallèles. Contrainte et déformation normales, contrainte de cisaillement, essai de traction, module d'élasticité, loi de Hooke, essai de compression, formules de flambage des colonnes longues et courtes, facteur de sécurité. Structures de treillis, identification, méthode des nœuds, méthode des sections, calcul de la résistance des treillis. Charpentes et mécanismes. Effort tranchant, moment de flexion, contrainte normale en flexion, poutres composées, calcul des poutres. Frottement sec, coefficients de frottement statique et cinétique, équilibre avec frottement, introduction au frottement des courroies.

Séances de laboratoire sur les comportements des membrures en compression et en flexion. Projet de conception des structures de treillis et des membrures en flexion.



Objectifs du cours
  • Acquérir les concepts fondamentaux de la statique et de la résistance des matériaux pour être capable de concevoir et analyser des assemblages d'éléments chargés axialement et en flexion.
  • Appliquer l’approche de méthodologie de projet.
  • Acquérir de la rigueur dans la résolution de problèmes par l’utilisation d’une méthode structurée.
  • Accroître les compétences pour le travail en équipe.
  • Développer le comportement professionnel.



Stratégies pédagogiques
  • 39 heures d'enseignement portant sur la théorie, illustrée par des exemples (13 semaines à 3 h / semaine);
  • 36 heures de travaux dirigés qui se composent approximativement de :
    • 24 heures de résolution d’exercices reliés à la théorie :
    • 4 heures de laboratoires (deux séances de 2 h) : flambage de colonnes et flexion;
    • 8 heures d'activités guidées sur des projets de conception et d'analyse d'une structure de treillis et de poutres.

 

Chaque étudiant doit consacrer environ 6 h par semaine de travail personnel et en équipe pour réviser la théorie, lire le livre de référence, faire des exercices supplémentaires, réaliser le projet, rédiger le rapport du projet.




Utilisation d’appareils électroniques

L’utilisation d’appareils électroniques (par ex. cellulaires, ordinateurs portables) est interdite pendant toutes les épreuves d'évaluation. Leur utilisation pour usage personnel est également interdite en classe et en TP.

 

 




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques et laboratoire
Vendredi 08:30 - 12:00 Activité de cours
02 Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Jeudi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques et laboratoire
03 Mardi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques et laboratoire
Jeudi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Abdelmajid Lajmi Activité de cours cc-Abdelmajid.Lajmi@etsmtl.ca A-2112
02 Louis-Charles Forcier Activité de cours cc-Louis-Charles.Forcier@etsmtl.ca A-3570
03 Abdelmajid Lajmi Activité de cours cc-Abdelmajid.Lajmi@etsmtl.ca A-2112



Cours

Voir aussi la feuille de route à la fin du plan de cours.

  • Notions de base : (1 h)
    • Masse, accélération, force, accélération gravitationnelle, poids.
  • Forces concourantes dans le plan (2D) : (2 h)
    • Scalaire, vecteur, addition des forces, composantes d'une force, équilibre des forces concourantes en 2D.
  • Statique des corps rigides dans le plan : (6 h)
    • Forces externes, forces internes, transmissibilité des forces, moment d'une force, couple, système de force-couple équivalent, diagramme du  corps libre (DCL), équations d'équilibre, corps à deux forces.
  • Forces réparties, centroïdes, moments d'inertie : (6 h)
    • Centre de gravité des masses, forces réparties uniformes, centroïde des lignes et des surfaces, forces réparties linéaires, moments d'inertie de surface, rayon de giration, théorème des axes parallèles.
  • Résistance des membrures sous charges axiales : (6 h)
    • Contrainte et déformation normales, contrainte de cisaillement, essai de traction, module d'élasticité, loi de Hooke, essai de compression, formules de flambage des colonnes longues et courtes, facteur de sécurité.
  • Calcul des structures de treillis : (3 h)
    • Définition d'un treillis, structures de treillis approchés, identification des treillis, méthode des nœuds, méthode des sections, calcul de la résistance des treillis, calcul des treillis en 2D.
  • Effort tranchant et moment de flexion : (9 h)
    • Effort tranchant (V) et moment de flexion (M), diagrammes de V et M, contrainte normale due à un moment de flexion, poutres composées, calcul des poutres.
  • Charpentes et mécanismes : (3 h)
    • Charpentes, mécanismes, calcul des forces dans un assemblage isostatique, charpentes rigide et non-rigide sans les appuis.
  • Frottement : (3 h)
    • Frottement sec, coefficients de frottement, frottement de courroie, angle d’enroulement.



Laboratoires et travaux pratiques
  • 36 heures de travaux dirigés qui se composent approximativement de :
    • 24 heures de résolution d’exercices reliés à la théorie;
    • 4 heures de laboratoires (deux séances de 2 h) : flambage de colonnes et flexion;



Utilisation d'outils d'ingénierie
  • Calculatrice;
  • Outils de dessin (2 équerres, 1 rapporteur d’angle et un compas).



Évaluation
Laboratoires Deux laboratoires en équipe 5 %
Projet Un projet de session en équipe 25 %
Mini-Quiz Devoir ou Mini-Quiz (au libre choix de
l'enseignant)
5 %
Exam 1 après le cours 3 (70 minutes), 15 %
Exam 2 après le cours 7 (90 minutes) 15 %
Examen final pendant la période des examens finaux (180
minutes)
35 %

 

Clause particulière : Une moyenne minimale de 50 % dans les mini-quiz, quiz et examen final (35/70) est requise pour réussir le cours.

 




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

Pénalité pouvant aller jusqu’à 10 % par jour.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, 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 ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » 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).



Documentation obligatoire
  • V. N. Lê, version avril 2018, avec la collaboration de O. Doutres, M. Dubé, A. Lajmi  et S. Hô., L.C. Forcier et L. Cormier, Statique de l’ingénieur : notes de cours MEC111. Montréal : École de technologie supérieure.
  • J. L. Meriam,  L. G. Kraige et J. N. Bolton, 8e édition 2018, Mécanique de l'ingénieur : statique. Version française. Repentigny, Québec : R. Goulet, 516 p. (livre à la bibliothèque).



Ouvrages de références
  • A. Bazergui, 2002. Résistance des matériaux, 3e éd. Montréal : Presses internationales Polytechnique, 715 p. (livre à la bibliothèque).
  • D. Beaulieu, 2003. Calcul des charpentes d'acier : Tome 1, 2e éd. 2e tirage revu. Willowdale, Ont. : Institut canadien de la construction en acier, 800 p. (livre à la bibliothèque).
  • A. Bedford, et W. L. Fowler, 2008. « Statics ». In Engineering Mechanics : Statics & Dynamics, 5th ed., p. 3-634. Upper Saddle River, NJ : Pearson/Prentice Hall. (livre à la bibliothèque).
  • F. P. Beer, E. R. Johnston, D. F. Mazurek et E. R. Eisenberg, 2011. Mécanique pour ingénieurs : Statique, vol. 1, 2e éd. Adaptation de C. Benedetti, Y. A. Youssef et A. Hénault. Montréal : Chenelière/McGraw-Hill, 588 p. (livre à la bibliothèque – 1ère éd.).
  • R. C. Hibbeler, 2010. « Statics ». In Engineering Mechanics : Statics and Dynamics, 12th ed., p. 1-655. Upper Saddle River, N.J. : Pearson/Prentice Hall. (livre à la bibliothèque).
  • J. L. Meriam et L. G. Kraige, 2011. Engineering Mechanics : Statics, 7th ed. Hoboken, N.J. : Wiley, 544 p. (livre à la bibliothèque – 6th ed.).
  • A. Picard, 2006. Mécanique des corps rigides : statique. Longueuil, Québec : Loze-Dion, 513 p. (livre à la bibliothèque).
  • A. Picard, et D. Beaulieu, 1991. Calcul des charpentes d'acier. Willowdale, Ont. : Institut canadien de la construction en acier, 862 p. (livre à la bibliothèque).
  • R. W. Soutas-Little, D. J. Inman et D. S. Balint, 2008. Engineering Mechanics : Statics : Computational Edition, 1e ed. CL-Engineering, 496 p.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca




Autres informations

FEUILLE DE ROUTE DU COURS MEC111 : STATIQUE DE L’INGÉNIEUR

 

 

SÉANCE

(3 h)

 

MATIÈRE À L’ÉTUDE

 

LECTURE

 

 

Notes de cours

Manuel M & K & B

1

Notions de base (Chapitre 1)

Masse, accélération, force, accélération gravitationnelle, poids.

Forces concourantes dans le plan (2D) (Chapitre 2)

Scalaire, vecteur, addition des forces, composantes d'une force, équilibre des forces concourantes en 2D.

p. 1.1-1.3

p. 2.1-2.3

p. 3-18

p. 23-31

2

Statique des corps rigides dans le plan (Chapitre 3 : 1 de 2)

Forces externes et internes, transmissibilité des forces, moment, couple, système de force-couple équivalent.

p. 3.1-3.4

p. 39-43

p. 50-52

p. 58-60

3

Statique des corps rigides dans le plan (Chapitre 3 : 2 de 2)

Diagramme du corps libre (DCL), équations d’équilibre, corps à deux forces.

p. 3.5-3.7

p. 109-129

4

Forces réparties, centroïdes, moments d’inertie (Chapitre 4 : 1 de 2)

Centre de gravité, forces réparties uniformes, centroïdes des lignes et des surfaces, forces réparties linéaires.

p. 4.1-4.3

p. 229-237

p. 250-253

5

Forces réparties, centroïdes, moments d’inertie (Chapitre 4 : 2 de 2)

Moments d’inertie, 2es moments de surface, rayon de giration, théorème des axes parallèles.

p. 4.4-4.8

p. 434-442

6

Résistance des membrures sous charges axiales (Chapitre 5 : 1 de 2)

Contrainte et déformation normales, contrainte de cisaillement, essais de traction/compression, module d’élasticité, loi de Hooke.

p. 5.1-5.6

Recours aux références facultatives

7

Résistance des membrures sous charges axiales (Chapitre 5 : 2 de 2)

Formules de flambage des colonnes longues et courtes, facteur de sécurité.

p. 5.7-5.9

Recours aux références facultatives

8

Calcul des structures de treillis (Chapitre 6)

Définition, structures de treillis approchés, identification des treillis, méthodes des nœuds et des sections, calcul de la résistance d’un treillis.

p. 6.1-6.4

p. 169-177

p. 184-187

9

Flexion (Chapitre 7 : 1 de 3)

Effort tranchant (V) et moment de flexion (M), diagrammes V–M.

p. 7.1-7.5

Recours aux références facultatives

10

Flexion (Chapitre 7 : 2 de 3) : Contrainte normale due à un moment de flexion.

p. 7.6-7.7

Recours aux références facultatives

11

Flexion (Chapitre 7 : 3 de 3) : Poutres composées.

p. 7.8-7.9

Recours aux références facultatives

12

Charpentes et mécanismes (Chapitre 8)

 

p. 8.1-8.4

p. 200-205

13

Frottement (Chapitre 9)

Coefficients de frottement, angle de frottement, frottement, frottement de courroie.

p. 9.1-9.3

p. 331-341

p. 372-375