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Cours
Responsable(s) Romain Lemaire

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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Romain Lemaire


PLAN DE COURS

Été 2019
MEC240 : Thermodynamique (4 crédits)



Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 29,3 % 70,7 %




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’étudiant sera en mesure d’analyser les phénomènes reliés à l'utilisation et à la production d'énergie thermique en faisant appel aux principes de base de la thermodynamique.

À la fin du cours, l’étudiant sera capable de :

- Calculer les quantités d’énergie échangées sous forme de travail et de chaleur dans les processus industriels;

-analyser le fonctionnement de la plupart des machines thermiques usuelles en utilisant le premier et le second principe de la thermodynamique;

- planifier et réaliser un projet expérimental démontrant les notions de thermodynamique vues dans le cours.

Introduction; définition des concepts; premier principe : propriétés des substances; processus thermiques appliqués aux substances; second principe : disponibilité de l'énergie et irréversibilité, cycles biphasés directs et renversés; moteurs à piston, turbines à gaz; introduction à la thermochimie.

Séances de travaux pratiques composés d'exercices choisis pour illustrer et compléter la théorie vue en classe.

Projet expérimental permettant à l’étudiant d’illustrer les principes vus en classe tout en développant ses capacités d’investigation.



Objectifs du cours

Descriptif du cours

Ce cours est une introduction à la thermodynamique appliquée. Après avoir rappelé quelques notions de base, on familiarise l'étudiant(e) à l’utilisation des tables thermodynamiques et de certaines relations d’état permettant de déterminer les propriétés des substances pures. Après avoir été introduit aux deux piliers de la thermodynamique (premier et second principes), l'étudiant(e) devrait être en mesure d’analyser les machines fonctionnant selon un cycle thermodynamique (ex. centrales thermiques, pompes à chaleur, réfrigérateurs, etc.), de calculer les quantités d’énergie échangées sous forme de travail ou de chaleur ainsi que les rendements et performances thermiques des machines.

 

Objectifs du cours

À la fin de ce cours, les étudiant(e)s devront être capables d’analyser les phénomènes reliés à l'utilisation et à la production d'énergie thermique en faisant appel aux principes de base de la thermodynamique.




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 des travaux pratiques hebdomadaires et une séance de laboratoire, pour permettre d’appliquer les concepts vus en cours.




Utilisation d’appareils électroniques

Aucun enregistrement audio ou vidéo n’est autorisé en cours, TP ou laboratoire. De même, l'usage du téléphone portable est rigoureusement interdit pendant les cours, TP ou laboratoire. Des points seront systématiquement retirés aux examens (intra et final) en cas de non-respect de ces règles. (-2 points à chaque manquement constaté)




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques et laboratoire
Mercredi 08:30 - 12:00 Activité de cours
02 Lundi 08:30 - 11:30 Travaux pratiques et laboratoire
Jeudi 13:30 - 17:00 Activité de cours
03 Lundi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Mercredi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Slimane Benneceur Activité de cours cc-slimane.benneceur@etsmtl.ca A-2112
02 Romain Lemaire Activité de cours Romain.Lemaire@etsmtl.ca A-2128
03 Romain Lemaire Activité de cours Romain.Lemaire@etsmtl.ca A-2128



Cours
Séance Contenu du cours Chapitre du livre Problèmes suggérés
1 Notions générales, rappels de mathématiques 1 Voir liste sur Moodle
2 Propriétés des substances pures 3 Voir liste sur Moodle
3 Premier principe de la thermodynamique 2 Voir liste sur Moodle
4 Premier principe : systèmes fermés 4 Voir liste sur Moodle
5 Premier principe : systèmes ouverts 5 Voir liste sur Moodle
6 Second principe de la thermodynamique 6 Voir liste sur Moodle
7 Concept de l'entropie (1) 7 Voir liste sur Moodle
8 Concept de l'entropie (2) 7 Voir liste sur Moodle
9 Cycles à vapeur - Cycles frigorifiques 10-11 Voir liste sur Moodle
10 Cycles de puissance à gaz (1) 9 Voir liste sur Moodle
11 Cycles de puissance à gaz (2) 9 Voir liste sur Moodle
12 Air humide 13-14 Voir liste sur Moodle
13 Réactions chimiques 15 Voir liste sur Moodle



Laboratoires et travaux pratiques

Pour préparer les séances de travaux pratiques, on demande aux étudiant(e)s de résoudre au moins trois des exercices suggérés dans la liste d’exercices fournie sur le site Moodle avant la séance de TP correspondante.




Utilisation d'outils d'ingénierie

Sans objet.




Évaluation
Activité Pondération Programme
Examen intra 30 % Cours 1 à 6 inclus
Examen final 40 % Cours 1 à 13 inclus
Projet - Analyse de cycles thermodynamiques 15 %  
Laboratoire - Thermopompe 15 %  

 L'examen intra aura lieu lors du TP 7, pour chaque groupe.

Clause particulière : Une moyenne de 50 % ou plus aux examens individuels (intra et final) est nécessaire pour passer 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

À discuter en classe.




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
  • Çengel, Y.A., Boles, M.A., Lacroix, M. « Thermodynamique : une approche pragmatique »,
    Les éditions de la Chenelière, 2008 (obligatoire et disponible à la Coop).

  • Recueil d’acétates (disponible sur le site Web du cours).




Ouvrages de références

Sans objet.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca

 




Autres informations

Les séances de cours, TP et laboratoire commencent précisément au début des créneaux horaires prévus pour chacune de ces activités. La ponctualité est donc de mise et il est recommandé d’arriver aux séances de cours, TP et laboratoire quelques minutes avant le début de l’activité de sorte à ne pas en perturber le déroulement.