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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Guy Gauthier


PLAN DE COURS

Hiver 2022
GPA668 : Capteurs et actionneurs (4 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2022


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2022, les modalités suivantes seront appliquées :


Les activités d’enseignement de la session d’hiver 2022 comprendront des activités en présence et à distance, lesquelles seront ajustées en fonction de l’évolution de la situation socio-sanitaire.


Pour les cours (ou séances de cours) donnés à distance, l’étudiant ou l'étudiante doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. Il ou elle doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours (ou séances de cours) donnés à distance pourraient être enregistrés afin de les rendre disponibles aux personnes inscrites au cours.


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


Les examens (intra, finaux) se feront en présence, si la situation socio-sanitaire le permet.


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 2022, 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, si requis, qu'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 toute ou pour une partie de la session d’hiver 2022. Ainsi, si les examens (intra, finaux) 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.


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 à la session d'hiver 2022, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2022.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 18 janvier 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 1er février 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Programme(s) : 7485,7885
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    GPA535    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 50,0 % 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

Au terme de ce cours, l’étudiant sera en mesure :

  • d’établir les spécifications complètes d’un système de capteurs et d'actionneurs incluant la chaîne de mesure et de contrôle;
  • de déterminer les caractéristiques optimales en fonction d’une application particulière;
  • de sélectionner les technologies de mesure et d’opération les plus appropriées.

Caractéristiques d’un système de mesure : précision, résolution, répétabilité, temps de réponse, plage d’opération, linéarité. Éléments d’une chaîne de mesure et de contrôle : grandeur physique, capteur, système d’acquisition, stratégie de contrôle, actionneur.

Présentation des caractéristiques et des diverses technologies des capteurs: proximité, position, vitesse, accélération, force, pression, niveau, débit, température. Caractéristiques des systèmes d'acquisition. Normes sur les signaux de mesure ainsi que les réseaux de terrain. Schémas d'instrumentation (norme ISA). Présentation des caractéristiques importantes de divers actionneurs: moteur CA, moteur CC, moteurs pas-à-pas, valves de contrôle.

Séances de laboratoire : appliquer les capteurs et actionneurs à l’aide d’automates programmables; évaluer la performance du système résultant.




Objectifs du cours
  • Initier l’étudiant(e) au contrôle de procédés industriels et aux différents instruments et actionneurs en utilisation dans cette discipline.
  • Fournir à l’étudiant(e) des notions de base lui permettant de sélectionner les technologies de mesure et d’opération les plus appropriées et d’en déterminer les caractéristiques optimales en fonction d’une application particulière.
  • Permettre à l’étudiant(e) d’établir des spécifications complètes d’un système, incluant les cartes d’acquisition et les systèmes de mesure et de contrôle reliant les capteurs aux actionneurs.



Stratégies pédagogiques
  • 39 heures de cours magistral (enseignement théorique)
  • 36 heures de laboratoire (et projet de session)
  • 12 heures de travail personnel (en moyenne) par semaine

 

13 cours d’une durée de 3 h 30 par semaine et 12 séances de travaux pratiques d’une durée de 3 heures par semaine.




Utilisation d’appareils électroniques

Le professeur permet l'utilisation d'appareils électroniques, en autant que cela ne dérange pas les autres étudiants ainsi que le professeur.  Il est interdit d'enregistrer le professeur de quelques façons que ce soit, sans son accord écrit.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Vendredi 08:30 - 11:30 Laboratoire
Vendredi 13:30 - 17:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Mamane Moustapha Dodo Amadou Activité de cours cc-Moustapha.DodoAmadou@etsmtl.ca A-3736
01 Mamane Moustapha Dodo Amadou Laboratoire cc-Moustapha.DodoAmadou@etsmtl.ca A-3736



Cours

DATES

ACTIVITÉS DES COURS *

7 janvier 2022

Terminologie de la mesure, principe de base des capteurs.

14 janvier 2022

Présentation générale des capteurs et des principes de mesure de position, vitesse et accélération.

21 janvier 2022

Étude des principes de mesure de force et de couple. Présentation des caractéristiques (limitations, applications et avantages) des éléments de mesure de pression mécaniques, élastiques et électriques.

28 janvier 2022

Présentation des appareils de mesure de niveau et leurs caractéristiques tels qu’utilisés dans les mesures de niveaux liquides et solides granulaires.

4 février 2022

Étude des principes de détection de la température avec transmission et indication continue.

11 février 2022 Étude des différents types de débitmètres : organes déprimogènes pour conduites fermées et conduites ouvertes, tubes électromagnétiques, à déplacement positif, à surface variable, débit massique.
18 février 2022

Examen de mi-session

25 février 2022 Étude des différents types de débitmètres : organes déprimogènes pour conduites fermées et conduites ouvertes, tubes électromagnétiques, à déplacement positif, à surface variable, débit massique
11 mars 2022

Définition des composantes d’une valve  de régulation. Dimensionnement d’une valve pour les écoulements turbulents de liquides.

18 mars 2022

Dimensionnement d’une valve pour les écoulements laminaires de liquides. Dimensionnement d’une valve pour les gaz. Phénomènes de cavitation, vaporisation, auto réfrigération et bruit dans les valves.

25 mars 2022

Analyse des types de moteurs CA, CC et pas à pas. Calculs pour dimensionner un moteur.

1er avril 2022

Étude sur les contrôleurs électroniques.

8 avril 2022

Type et identification des éléments d’une boucle de contrôle. Rôle des instruments dans la commande du procédé.

 




Laboratoires et travaux pratiques

DATES

ACTIVITÉS DES LABORATOIRES

14 janvier 2022

Devoir no 1 : Caractéristiques des capteurs.

21 janvier 2022

28 janvier 2022

4 février 2022

11 février 2022

Devoir no 2 :  Détecteurs de proximité. Capteurs de distance, vitesse, accélération, force, pression, niveau et température.

18 février 2022

25 février 2022

11 mars 2022

18 mars 2022

Projet de session : description à venir.

25 mars 2022

1er avril 2022

8 avril 2022

 




Utilisation d'outils d'ingénierie

Calculatrice TI-Nspire

Logiciel Matlab 
Logiciel Excel

 




Évaluation
Pondération des évaluations du cours
Activité Proportion en %
Deux devoirs (7.5% chacun) 15
Projet de session 15
Examen de mi-session (Intra) 35
Examen final 35

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 18 février 2022



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

Un malus de 7.5 % par jour de retard est applicable sur les travaux en retard.




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

Fichiers disponibles sur le site Moodle du cours GPA668 - Capteurs et Actionneurs




Ouvrages de références

ALALOUF, S., D. LABELLE et J. MÉNARD (1990). Introduction à la statistique appliquée, 2e éd., Addison-Wesley, Montréal.

ALBERT, C.L. et D.A. COGGAN (éd.). (1992). Fundamentals of Industrial Controls, Practical Guides for Measurement and Control, Instrument Society of America, Research Triangle Park (N.C.).

BOLEA, I. et S.S.NASAR (1998).  Electric Drive, CRC Press.

BORDEN, G. (1998). Control Valves, Instrument Society of America, Research Triangle Park (N.C.).

BSATA, A. (1994). Instrumentation et automation dans le contrôle des procédés, Les éditions Le Griffon d’argile.

CONSIDINE, D.M. (1993). Process/Industrial Instruments and Controls Handbook, McGraw-Hill.

De SILVA, C.W. (1989). Control Sensors and Actuators, Prentice-Hall.

DOEBELIN, E.O. (1966). Measurement Systems: Application and Design, McGraw-Hill, New York.

DRISKELL, L. (1983). Control-Valve Selection and Sizing, Instruments Society of America, Research Triangle Park (N.C.).

FRADEN, J. (1993). AIP Handbook of Modern Sensors : Physics, Designs and Application, AIP Press, New York.

GROUT, M. (2002). Instrumentation industrielle : spécification et installation des capteurs et des vannes de régulation, Paris, Dunod.

ISA (1988). Pressure, Industrial Measurement Series, Instrument Society of America, Research Triangle Park (N.C.).

Idem, Temperature.

Idem, Level.

Idem, Flow.

ISA, Standards and Recommended Practices for Instrumentation and Control, Instrument Society of America, Research Triangle Park (N.C.).

KISSEL, T.E. (1990). Modern industrial / Electrical Motor Controls: Operation, Installation  and Troubleshooting, Prentice-Hall.

KIRK, F.W., T.A. WEEDON, A. THOMAS et P. KIRK (2005).  Instrumentation, American Technical Publication.

LECOUFLE, J.-C. (1993). Actionneurs électriques industriels : technologie et méthodes de choix, CETIM.

PALAS-ARENY, R. et J.G. WEBSTER (1991). Sensors and Signal Conditioning, Wiley and Sons.

PARATTE, P.-A. et P. ROBERT (1996). Traité d’électricité – Systèmes de mesure, volume XVII, Presses polytechniques romandes.

RIOUT, J. (1986). Capteurs industriels, technologie et méthodes de choix, CETIM.

SOLOMAN, S. (1999). Sensor Handbook, McGraw-Hill, New York.

WILDI, T. (1991). Électrotechnique, Presses de l’Université Laval.

 




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site du cours GPA-668 sur le Moodle de l'ÉTS.




Autres informations

Ne s'applique pas.