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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Martine Dubé


PLAN DE COURS

Hiver 2021
MEC111 : Statique de l'ingénieur (4 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2021


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2021, les modalités suivantes seront appliquées :


La plupart des cours de la session d'hiver seront donnés à distance. Les autres seront donnés en présence si la situation socio-sanitaire le permet. Cette information est disponible sur l’horaire de la session d’hiver diffusé sur le site de l’ÉTS ainsi que sur Cheminot.

L’étudiant inscrit à un cours à distance doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours à distance pourraient être enregistrés, à la discrétion de l’ÉTS, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits aux cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l'ÉTS.


Les examens intra se feront normalement à distance. Les examens finaux se feront normalement en présence si la situation socio-sanitaire le permet.


Pour les examens (intra, finaux) qui devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.

Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2021, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’hiver 2021.

Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

En vous inscrivant ou en demeurant inscrit, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2021.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 40,0 % 20,1 % 40,0 %




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.

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

Les appareils électroniques permis lors des séances de cours en présentiel ou en ligne seront précisés par les professeures.

 




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



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Ngoc Sang Hô Activité de cours cc-ngocsang.ho@etsmtl.ca A-2112
02 Van Ngan Lê Activité de cours VanNgan.Le@etsmtl.ca A-2144
02 Van Ngan Lê Travaux pratiques et laboratoire VanNgan.Le@etsmtl.ca A-2144
03 Louis-Charles Forcier Activité de cours cc-Louis-Charles.Forcier@etsmtl.ca A-2112
03 Vincent Chapotard Travaux pratiques et laboratoire vincent.chapotard.1@ens.etsmtl.ca



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;
    • 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'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 20 %
Mini-Quiz Mini-Quiz (sur Moodle ou en classe) 5 %
Examen 1 75 minutes; Dates: 27 jan (gr.03), 28 jan (gr.02), 29 jan (gr.01) 15 %
Examen 2 75 minutes Dates: 3 mars (gr.03), 4 mars (gr.02), 5 mars (gr.01) 15 %
Examen final Pendant la période des examens finaux (180 minutes) 40 %

 

Clause particulière : Une moyenne minimale de 50 % dans les mini-quiz, intra 1, intra 2 et examen final (37,5/75) 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/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-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 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 (disponible sur Moodle).
  • 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. (voir les informations sur Moodle).
  • A Bazergui, T. Bui-Quoc, A. Biron, G. McIntyre et C. Laberge, Résistance des matériaux, 3e édition, Montréal : Presses internationales Polytechnique, 2002, 715 p. (extraits disponibles sur Moodle).



Ouvrages de références

 

  • 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

Livres

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

Meriam et al.

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

Meriam et al.

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

Meriam et al.

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

Meriam et al.

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

Meriam et al.

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

Bazergui et al.

p. 20-25

p. 214-219

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

Bazergui et al.

p. 328-334

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

Meriam et al.

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

Meriam et al.

p. 276-282

10

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

p. 7.6-7.7

Bazergui et al.

p. 64-72

p. 80-81

11

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

p. 7.8-7.9

Bazergui et al.

p. 520-525

12

Charpentes et mécanismes (Chapitre 8)

 

p. 8.1-8.4

Meriam et al.

p. 200-205

13

Frottement (Chapitre 9)

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

p. 9.1-9.3

Meriam et al.

p. 331-341

p. 372-375