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Responsable(s) Victor Songmene

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Victor Songmene


PLAN DE COURS

Hiver 2021
MEC200 : Technologie des matériaux (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
Programme(s) : 7684,7884
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    CHM131    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 25,0 % 75,0 %




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

L’objectif général de cours consiste à comprendre le comportement des matériaux et structures simples, selon leur environnement et le type de sollicitation auquel elles sont soumises, afin de les optimiser et prévoir leur possible dégradation.

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

  • de traduire en équations simples les concepts de base utilisés en ingénierie (absence de déformation plastique, absence de rupture, facteur de sécurité, masse minimale, etc.);
  • de choisir judicieusement un matériau pour une application donnée;
  • de proposer des moyens simples pour changer (améliorer) les propriétés des matériaux (modifications de composition chimique et de microstructure par des procédés simples);
  • d’expliquer le lien entre les propriétés des matériaux et les liaisons atomiques, microstructures et défauts;
  • d'expliquer en quoi les matériaux sont rarement homogènes et isotropes à de faibles échelles;
  • de prévoir les modes de dégradation possible des matériaux et structures simples, et les minimiser par le choix des matériaux ou du design;
  • de planifier une investigation et à appliquer des méthodologies éprouvées de caractérisation des matériaux.

Classification des matériaux (polymériques, céramiques, composites) et exemples d’application. Propriétés des matériaux et leur caractérisation. Liaisons atomiques, microstructure et propriétés des matériaux. Choix des matériaux. Structure cristalline et défauts. Effets des contraintes et de la température sur les structures simples : écrouissage, recristallisation, essais mécaniques. Structures polyphasées : diagrammes de phase, durcissement structural et diffusion. Aciers au carbone et faiblement alliés : microstructures, traitements thermiques, trempabilité, diagrammes TTT et TRC. Aciers fortement alliés. Alliages non ferreux. Propriétés et applications des céramiques. Défaillance des matériaux : fatigue, usure, corrosion, fluage.

Séances de laboratoire sur la caractérisation des matériaux, leurs modes de défaillance et les traitements thermiques permettant d’optimiser les alliages métalliques.




Objectifs du cours

Notes importantes :

 

Les horaires et équipes de séances d'activité pratique seront déterminés lors du premier cours.

 

Objectifs général

 

Le cours montrera comment l'ingénieur peut choisir de façon convenable un matériau pour une application donnée ou modifier les propriétés de celui-ci pour améliorer la performance d'une pièce en service ou sa mise en forme. Pour cela, le cours mettra en évidence les relations qui existent entre les propriétés des matériaux, leur structure, leur procédé de fabrication et les conditions d'utilisation.

 

Objectifs spécifiques

 

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

 

  1. Acquérir les notions de base des propriétés mécaniques;
  2. Décrire et prédire les mécanismes à l'origine des propriétés spécifiques sur les matériaux;
  3. Acquérir des connaissances nécessaires pour choisir judicieusement un mtériau pour des applications industrielles, en fonction de ses conditions d'utilisation, de ses propriétés et de sa mise en forme;
  4. Développer des compétences en investigation expérimentale sur les matériaux et en rédaction de rapports techniques.



Stratégies pédagogiques
  • Le livre : Le livre de référence (premier titre dans documentation obligatoire) sert de base au cours. Sa lecture est essentielle à l’assimilation des notions de base. Il est fortement recommandé de lire les chapitres couverts par le cours. En particulier, le livre sert à consolider les notions présentées en classe.
  • Le cours (3 heures par semaine) : C'est le lieu idéal pour construire et tester ses connaissances. Des exposés magistraux seront encadrés par des périodes plus informelles où la participation active des étudiants est essentielle. Ces activités soutiendront l’écoute active et fourniront aux étudiants des opportunités d’autoévaluation.
  • Les exercices : Certaines applications numériques seront montrées en classe, mais la plupart des exemples seront suggérés ou fournis aux étudiants (par exemple, dans le livre de référence).
  • Les échanges et discussions avec les autres étudiants sont fortement encouragés.
  • Les devoirs : Ils seront attribués vers les cours #5 et cours #10. Vous les traiterez par équipe de six à dix (6 à 10) étudiants et les remettrez SEULEMENT un (1) exemplaire par équipe sur Moodle. Pour des raisons pédagogiques, il est essentiel de travailler en équipe; les devoirs qui ne sont pas réalisés en équipe de 6 à 10 étudiants se verront attribuer la note de zéro (0). Les solutionnaires seront disponibles sur le site Moodle avant les examens intra et final. Ces devoirs vous permettront de vérifier l’acquisition des connaissances et serviront d’entraînement pour les examens.
  • L’examen intra : L’examen intra permettra aux étudiants de baliser leur apprentissage, de valider la compréhension des notions de base et de vérifier qu’ils réagissent correctement à des problèmes simples. L’examen sera fait en ligne sur la plateforme Moodle.
  • Activités pratiques & laboratoires (3 heures chaque semaine dans l’emploi du temps, excluant le temps de préparation) : Des séances d’activités pratiques permettent d’intégrer des notions vues dans le cours. Elles sont importantes et comptent pour presque un tiers de la note finale. Quatre (4) sujets seront traités parmi lesquels : caractérisation des propriétés de matériaux, fatigue et traitements thermiques, corrosion, et matériaux non métalliques. L’activité se fait en groupe.
    • L’organisation des groupes des travaux pratiques se fera lors de la première semaine de cours. Les groupes sont de trois (3) ou quatre(4) étudiants disponibles au même moment dans leur emploi du temps. Une fois le sujet reçu, le groupe devra chercher les informations nécessaires grâce à Internet, ouvrages de référence et bases de données disponibles via la bibliothèque de l’ETS (et son site web).
    • Chaque semaine à la période commune définie dans l’emploi du temps, tous les membres de l’équipe devront faire un état de l’avancement de leur recherche au cours d’une présentation orale suivie d’échange avec les chargés d’activité pratique (présentation à distance : l’outil ZOOM est fortement recommandé). Cette présentation se fera devant les autres étudiants qui ont choisis cette période dans leur emploi du temps. Les chargés d’activité pratique agiront comme des superviseurs industriels. Les étudiants doivent TOUS avoir préparé les activités pratiques avant de venir aux séances et s’être suffisamment concertés pour présenter un travail cohérent. Les étudiants développeront ainsi leur qualité de présentateur et apprendront à structurer une recherche.
    • Les présentations, l’avancement du projet, et la participation active lors de la présentation des autres groupes sont notés. A la fin de chaque activité, un rapport de synthèse sera demandé et évalué également. Les étudiants évalueront également le travail des autres équipes à chaque séance.
  • Projet de fin de cours : Les dernières séances d’activités pratiques sont dédiées à un projet technologique permettant de fabriquer des matériaux ou des pièces avec des propriétés avancées. Ceci permet de faire la synthèse de certaines notions vues dans un contexte actuel et avec les technologies utilisées dans l’industrie. En suivant les mêmes règles que dans les Activités pratiques (point 7).

 




Utilisation d’appareils électroniques

Note :

Le cours MEC200 (Hiver 2021) se donnera entièrement sur ZOOM. Les liens vous seront communiqués sur Moodle.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 08:30 - 12:00 Activité de cours
03 Lundi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Nicole R. Demarquette Activité de cours NicoleR.Demarquette@etsmtl.ca A-2920
01 Ricardo J. Zednik Activité de cours ricardo.zednik@etsmtl.ca A-2138
03 Nicole R. Demarquette Activité de cours NicoleR.Demarquette@etsmtl.ca A-2920
03 Ricardo J. Zednik Activité de cours ricardo.zednik@etsmtl.ca A-2138



Cours

 

 

Semaine

Activités

Lectures

Askeland et al.

 

1

Introduction sur le génie et science des matériaux : relation structure – propriétés; classes des matériaux, structure atomique, choix des matériaux.

Chap. 1

2

Les liaisons atomiques et propriétés des matériaux : relation liaisons – propriétés.

Chap. 2

 

3

Structure cristalline des matériaux et caractérisation : matériaux cristallins, semi-cristallins, amorphes, méthodes expérimentales de caractérisation.

 

Chap 3, 12, 13

4

Défauts dans les cristaux et Diffusion : défauts ponctuels, dislocations, relations défauts-propriétés, diffusion.

Chap. 4 et 5

 

5

Propriétés mécaniques 1 : propriétés en traction des différents matériaux, module d’élasticité, plasticité, dureté, flexion, viscosité, viscoplasticité, viscoélasticité.

(Attribution du Devoir 1)

 

Chap. 6 et 13

 

6

Modification des propriétés mécaniques : écrouissage, taille grains, solution solide, durcissement structural, durcissement par précipitation.

 

Chap. 8, 10 et 11

 

7

Mécanique de la rupture : ductilité, fragilité, ténacité, TTDF, concentration des contraintes et intensité des contraintes. (Remise par les étudiants du Devoir 1 au plus tard le lundi 15 février à midi sur Moodle).

 

Chap. 6 et 7

8

EXAMEN INTRA (portant sur les cours 1 à 6)

Prenez soin de la permutation d’horaire durant la semaine 8!

 

9

La fatigue et le fluage : courbe S-N, courbe de Paris, paramètres de Larson-Miller.

Chap. 7

 

10

Diagramme de phase unitaire et binaire à l'équilibre : définitions, règle des bras de levier, eutectique.

(Attribution du Devoir 2)

 

Chap. 9 et 10

11

Le traitement thermique des alliages d’aluminium et des aciers : durcissement par précipitation, diagramme de phase, traitement thermiques des aciers, diagrammes TTT.

Chap. 11

12

Corrosion : et autres modes de dégradation des matériaux; méthodes de protection.

Chap. 15

13

Les céramiques et les composites : liaisons, propriétés, types et utilisation et mise en forme; matrices et renforts, mélanges, propriétés mécaniques et applications.

(Remise par les étudiants du Devoir 2 au plus tard le lundi 29 mars à midi sur Moodle)

Chap. 12 et 14

 




Laboratoires et travaux pratiques

Laboratoires et activités pratiques (AP) : rencontre virtuelle (plateforme ZOOM) : Horaire à déterminer pendant la première semaine de cours.

Si vous êtes absent au premier cours, contactez le coordonnateur de laboratoire de votre groupe :

Quentin Boyadjian: quentin.boyadjian.1@ens.etsmtl.ca

 




Utilisation d'outils d'ingénierie

N/A




Évaluation

Examen Intra

25 %

Activité pratique 1 à 4 (5%AP #1; 5% AP #2; 5% AP #3; 15% AP #4)

30 %

Devoirs 1 et 2 (5 % chacun)

10 %

Examen final

35 %

 

Notes :

Une moyenne de 50 % ou plus aux examens (c.à.d. moyenne pondérée de l’intra et de l’examen final) est nécessaire pour passer le cours.

Selon l’article 7.2.3 du Règlement des études de premier cycle, le total des notes des examens de même que tout travail individuel, doivent constituer au moins 60 % de l’ensemble des éléments d’évalua on du cours (Notons que MEC200 respecte ce seuil car 60 % de la note provient d'évaluations individuelles).

 

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

 

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 2 mars 2021
3 25 février 2021



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.



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
  • Askeland, Wright, Demarquette, et Zednik. Science et génie des matériaux, 4e édition, Version SI. ISBN: 978-2-89377-573-9. Éditions Goulet © 2020. Ce livre est disponible à la Coop ou online : https://www.goulet.ca/catalogue/detail/science-genie-materiaux
  • Ce livre est une traduction de l’anglais. Vous pouvez donc également choisir la version anglaise (prix plus élevé) (ISBN : 978- 1337385497). Veuillez noter que la numération de chapitres n’est pas identique.
  • Notes du cours : Diapositives (site web du cours MEC200).



Ouvrages de références
  • Ashby, M.F., Jones, D.R.H., Matériaux. T1 Propriétés, applications et conception, 4e édition., Dunod, 2013. Callister,  W.D., Science et génie des matériaux, Modulo, 2001.
  • Baïlon, J.P., Dorlot, J.M., Des matériaux, 3e édition, Presses Internationales Polytechnique, 2000, ISBN 2-553-00770-1 ASM Handbooks



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles :

https://ena.etsmtl.ca

https://www.etsmtl.ca/Etudes/calendrier-universitaire




Autres informations

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