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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Philippe Bocher


PLAN DE COURS

Automne 2019
SYS812 : Fatigue, endommagement et mécanique de la rupture (3 crédits)



Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours
Acquisition de connaissances fondamentales sur les mécanismes d’endommagement sous contrainte qui sont à l’origine de la détérioration des pièces mécaniques au cours de leur utilisation. A la fin du cours l’étudiant serait en mesure de contrôler et optimiser la résistance des matériaux à la fatigue.

Le cours couvre les domaines de la déformation des matériaux et de la mécanique de la rupture. Notions de fatigue (mécanismes d’endommagement, fatigue oligocyclique, fractographie), de fluage (à chaud et à froid) et de mécanismes d’endommagement (modes de rupture, propagation, mesure de ténacité). L'étudiant est évalué sur des études de cas et un projet synthèse.



Objectifs du cours

Objectifs généraux

Le cours démontrera pourquoi l’ingénieur doit utiliser plusieurs approches pour pouvoir comprendre et prédire la rupture des pièces manufacturées. En particulier, le cours couvrira plusieurs domaines allant de la micromécanique des dislocations à la philosophie de conception avec tolérance au dommage en passant par les notions de ténacité et de caractérisation des matériaux. Le cours mettra en évidence les relations qui existent entre les propriétés des matériaux, leurs structures, leurs procédés de fabrication et leurs conditions d’utilisation.

 

Objectifs spécifiques

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

  • identifier les mécanismes à l’origine des changements de propriétés des matériaux imputables à leur sollicitation en fatigue, fatigue corrosion et fluage;
  • différencier et utiliser les méthodes et les outils permettant de quantifier ces mécanismes;
  • élaborer un plan de caractérisation d’un produit défaillant.



Stratégies pédagogiques

Le livre : Le livre de référence est obligatoire et sert de base au cours. Sa lecture est essentielle à l’assimilation des notions de base. Il est recommandé de lire les chapitres couverts par le cours rapidement après le cours magistral (ils seront communiqués sur le site internet du cours). En particulier, le livre sert à préciser le vocabulaire.

Le cours et le TP : C'est le lieu idéal pour construire ses connaissances. Des exposés magistraux seront encadrés par des périodes informelles où la participation active des étudiants est essentielle. Ces activités soutiendront l’écoute active et fourniront aux étudiants des opportunités d’auto-évaluation. Les premiers seront essentiellement des cours magistraux. Les cours laisseront de plus en plus la place à des exposés oraux par des intervenants et les étudiants du cours.

Des exercices de réflexion et théoriques : Pour illustrer certaines notions, des applications numériques seront montrées en classe.

Contexte professionnel : Les évaluations du cours (devoirs 2 à 4, projet de session) seront faites dans un contexte professionnel où l’étudiant doit gérer son projet comme un projet dans un contexte industriel. Les notes obtenues pourront être multipliées par un facteur allant de 0,5 à 1.

Micro-tests : Au début de certains cours, un micro-test de 5-10 minutes sera donné et corrigé aussitôt en classe. Le niveau de ces micro-tests sera tel qu’il permettra aux étudiants de baliser leur apprentissage et confirmer les points essentiels du cours.

Intra (15 %) : Fait "à la maison" et il peut être fait en groupe (maximum 5 étudiants).

Devoirs (35 %) : Quatre devoirs seront donnés au cours de la session. Les premiers sont à remettre dès le deuxième cours. La pondération est la suivante : 5 % + 10 % + 10 % + 10 %. Les devoirs 2 à 4 seront présentés à l’oral dans le cadre du cours : le contexte est une synthèse de lecture faite à un supérieur hiérarchique. Le document Powerpoint sera également évalué et un résumé d'une page devra être rédigé et déposé sur le site Moodle du cours pour évaluation.

Le projet de session (25 %) : Il permet d’intégrer les notions apprises dans le cours sur une problématique concrète qui pourra être reliée au sujet de thèse de l’étudiant. Ce sujet du projet sera validé avec le professeur la mi-octobre et sera évalué lors d’une soutenance orale en fin de cours et un résumé de deux pages. Les présentations orales auront lieu en fin de session.

Examen final (25 %) : Fait "à la maison" et il peut être fait en groupe (maximum 5 étudiants).




Utilisation d’appareils électroniques

N/A




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Jeudi 13:30 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Philippe Bocher Activité de cours Philippe.Bocher@etsmtl.ca A-1808
01 Ricardo J. Zednik Activité de cours ricardo.zednik@etsmtl.ca A-2138



Cours

Cours

Sujets traités

12 septembre

Introduction, définitions, historiques, Weibull, Limite d’élasticité

19 septembre

Remise Devoir 1

Présentation Devoir 2

Griffith, fractographie, rupture

3 octobre

Présentation Devoir 3

Propagation da/dN

10 octobre

Remise de l’intra

Amorçage, fractographie, analyse de défaillance

17 octobre

Études de cas, corrosion

24 octobre

Présentation Devoir 4

Fluage, effet des procédés de fabrication, conception

14 novembre

Présentations finales




Laboratoires et travaux pratiques

Pas de laboratoires ni de travaux pratiques.




Évaluation

Activités

%

Intra

15 %

Devoirs

35 %

Projet de session

25 %

Devoir final

25 %

 

Rappel : Les évaluations (devoirs 2 à 4, intra, projet de session et devoir final) seront faites dans un contexte professionnel et les notes obtenues pourront être réduites par un facteur multiplicateur allant de 0,5 à 1 si ce contexte n’est pas respecté.




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 10 octobre 2019



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

S/O




Absence à un examen
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 de 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 (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

S/O




Documentation obligatoire
  • Richard W. Hertzberg, « Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials », 4e édition, 1995, 816 p., ISBN 0-471-01214-9, Wiley.



Ouvrages de références
  • « Fatigue and Fracture », Volume 19, 1996, 1 057 p., ISBN 0-87170-385-8, ASM.
  • Norman E. Dowling, « Mechanical Behavior of Materials: Engineering Methods for Deforma  on, Fracture and Fatigue », 1999, 830 p., ISBN 0-13-905720-X, Prentice Hall.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

N/A