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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Marlène Sanjosé


PLAN DE COURS

Hiver 2022
MGA900 : Étude de cas (3 crédits)
Conception préliminaire d’un système hydraulique d’avion de ligne


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
Aucun préalable requis




Descriptif du cours

Favoriser l'acquisition de connaissances et d'habiletés pratiques reliées à l'aérospatiale. Se familiariser avec des problèmes réels, développer son habileté à aborder et à solutionner un problème et permettre d'approfondir les principes de base déjà acquis.

Des études de cas sont offertes en collaboration avec les industries partenaires de l'un ou l'autre des établissements montréalais participants, par des experts de l'industrie. Lorsqu'une étude de cas est proposée, elle est offerte à l'ensemble des étudiants des établissements; elle est dispensée dans un seul de ces derniers et n'est pas répétée. L'enseignement est dispensé en français ou en anglais, au choix de l'expert.




Objectifs du cours

 

Cette étude de cas est offerte par M. Gustave Nfonguem (PhD) qui est spécialiste en ingénierie des systèmes chez Lockheed Martin Canada (Rotary & Mission Systems).

 

L’objectif de cette étude de cas est de permettre la mise en application de certains concepts lies à la conception et à l’intégration d’un système hydraulique à travers un exemple concret qui s’appuie sur l’expérience en ingénierie du chargé de cours.

 

L’étude de cas proposée consiste à concevoir un système de génération et de distribution de la puissance hydraulique (système hydraulique) optimisé qui intègre une part plus importante de technologie électrique. Cette étude s’articule autour des étapes clés suivantes, typiques en conception de système hydraulique d’un avion de transport civil :

  1. L’évaluation des requis de sécurité et de performance fournis

  2. L’analyse des besoins en puissance des consommateurs

  3. L’allocation des consommateurs aux différents circuits hydrauliques

  4. L’évaluation et l’analyse de la distribution hydraulique

  5. La définition de l’architecture

  6. Le dimensionnement de la génération hydraulique

  7. La vérification des requis

 

À l’issue de l’étude de cas, l’étudiant sera en mesure de :

  • Bien comprendre les enjeux liés à la conception d’un système critique d’un avion

  • Comprendre les notions de base de l’analyse fonctionnelle d’un système technique

  • Comprendre les différentes étapes de la conception d’un système hydraulique avion

  • Connaître les architectures typiques de système hydraulique implémentées sur les avions existants

  • Comprendre les notions de base sur la transmission et le contrôle de la puissance sous forme hydraulique ainsi que leurs applications en aéronautique

  • Connaître les avantages, inconvénients et les enjeux futurs de l’électrification dans la distribution de puissance dans un avion.

  • Analyser un cahier des charges à plusieurs niveaux

  • Définir et respecter un échéancier

  • Utiliser l’environnement Simulink pour modéliser et valider/verifier des requis.

  • Travailler en groupe, présenter des résultats à l’oral et à l’écrit.




Stratégies pédagogiques

Ce cours prend la forme d’une étude de cas durant laquelle les étudiants en groupe devront concevoir un système hydraulique en respectant le cahier des charges et les dates de remise de la session. L’étude de cas se compose de 6 étapes qui sont réparties sur les 13 périodes de la session. Les équipes (d’un maximum de 6 étudiants) doivent travailler en autonomie en dehors des plages horaires de cours et profiter des séances de discussion à l’horaire pour échanger avec le chargé de cours pour répondre à leur points bloquants.

Chacune des 6 étapes est accompagnée d’au moins un cours magistral afin de permettre aux étudiants de mieux l’aborder et d’initier des discussions au sein de la classe ou des équipes. En plus, de développer les compétences en travail d’équipe, les étudiants seront également évalués individuellement (Voir section Évaluation).




Utilisation d’appareils électroniques

Les étudiants doivent disposer d’un ordinateur performant pour suivre de manière confortable les séances de cours via la plateforme Zoom. Ils doivent également disposer d’une caméra et d’un microphone pour participer de manière actives aux ateliers de discussion.

Les étudiants devront accéder aux ordinateurs de la salle de laboratoire A-1432 pour accéder aux logiciels nécessaires pour la simulation et la validation des concepts.

Cet accès se fait par de système VDI : https://vdi.etsmtl.ca/




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Vendredi 18:00 - 21:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Gustave Nfonguem Activité de cours cc-Gustave.Nfonguem@etsmtl.ca



Cours

Pour accompagner les notions abordées dans le cadre de l’étude de cas, des cours magistraux seront donnés sur des périodes de 1 à 2 heures.
Voir la répartition des séances (C) dans la section “Autre”

  1. Notion de l’analyse fonctionnelle, fonctions de base d’un système hydraulique et exemples d’implémentation de systèmes hydrauliques

  2. Sources et transmission de  puissance à bord d’un avion de ligne

  3. Utilisateurs de la puissance hydraulique

  4. Composants hydrauliques et modélisation

  5. Hydraulique de puissance et système hydraulique

  6. Vers des avions plus électriques




Laboratoires et travaux pratiques

Pour accompagner les étudiants dans les étapes de dimensionnement, d’optimisation et de validation de l’architecture hydraulique proposée, les étudiants bénéficieront de 3 ateliers portant sur le module Simscape® pour la simulation de composants hydrauliques inclut dans Simulink/Matlab®
Voir la répartition des séances (A) dans la section “Autre”

  1. Introduction à Simscape et la modélisation physique

  2. Construction du modèle de simulation

  3. Évaluation du modèle de simulation




Évaluation
  Type Description Pondération Dates

1

Travail individuel

Devoir à la maison

Rapport écrit

25 %

18 Février 2022

2

Évaluation Individuelle

Examen intra

Quiz et Exercices

20 %

25 Février 2022

3

Évaluation en groupe

Projet de conception d’un système hydraulique

Rapport final

+ Présentation orale

55 %

1/3 présentation

2/3 rapport

8 Avril 2022




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 25 février 2022



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

Pour les travaux remis en retard sans motif valable, la pénalité est de 10% de retenue sur la note finale par jour de retard




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/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

Les lectures pour l'évaluation individuelle seront fournies par l'enseignant.

 

 




Ouvrages de références

[1] Commande et asservissement Hydrauliques et Électrohydrauliques", Par Marcel Guillon; Lavoisier 1999 ISBN-10 285206760.

[2] "Electrohydraulic Servomechanisms", by Allen C. Morse, 1963 McGraw-Hill.

[3] "Aircraft Hydraulic System", by William A. Neese, Third Edition Krieger Publishing Compogny.

[4] Kolmetz Handbook of Process Equipment Design - Piping Hydraulics Fluid Flow Line Sizing and Material Selection

[5] System Engineering For Dummies, by Cathleen Shamieh




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/




Autres informations
Sem Dates Étape du projet Cours magistraux Discussions et travail de groupe liées au projet Remise de travaux
1 7 Jan 2022 Etape 1 - Analyse du cahier des charges C1 - Notions sur l’analyse fonctionnelle, fonctions de base d’un système hydraulique et exemples d’implémentation (2h) Présentation de l’étude de cas et remise des devoirs aux étudiants (1h) Constitution des équipes
2 14 Jan 2022 Etape 1 - Analyse du cahier des charges C2 - Sources et transmission de puissance à bord d’un avion de ligne (1h)
C3 - Utilisateurs de la puissance hydraulique (1h)
Discussion au sujet de l’étape 1 de l’étude de cas (1h)  
3 21 Jan 2022 Etape 2 - Analyse des besoins en puissance des consommateurs hydrauliques C3 – Utilisateurs de la puissance hydraulique (1h)
C4 - Composants hydrauliques(1h)
Discussion au sujet de l’étape 2 de l’étude de cas (1h)  
4 28 Jan 2022 Etape 2 - Analyse des besoins en puissance des consommateurs hydrauliques C4 - Composants hydrauliques(1h) Discussion au sujet de l’étape 2 de l’étude de cas (2h)  
5 4 Fev 2022 Etape 3 - Proposition d’architectures possibles du système C5 - Hydraulique de puissance et système hydraulique (1h) Discussion au sujet de l’étape 3 de l’étude de cas (2h)  
6 11 Fev 2022 Etape 3 - Proposition d’architectures possibles du système C5 - Hydraulique de puissance et système hydraulique (1h)
A1 - Outil d'aide a la définition d'architectures (1h)
Discussion au sujet de l’étape 3 de l’étude de cas (1h)  
7 18 Fev 2022 Etape 3 - Proposition d’architectures possibles du système C6 - Avions plus électrique (1h) Discussion au sujet de l’étape 3 de l’étude de cas (2h) Remise des rapports de
mi-session
8 25 Fev 2022 Etape 4 – Sélection de l’architecture finale Mini contrôle (1.5h) Discussion au sujet de l’étape 4 de l’étude de cas (1h30)  
8 4 Mar 2022   Relâche    
9 11 Mar 2022 Etape 5 – Dimensionnement de la génération de puissance C4 – Composants hydrauliques avancées (1h) Discussion au sujet de l’étape 5 de l’étude de cas (2h)  
10 18 Mar 2022 Etape 6 – Validation de l’architecture finale proposée A2 - Introduction à Simscape et la modélisation physique (1h30) Discussion au sujet de l’étape 6 de l’étude de cas (1h30)  
11 25 Mar 2022 Etape 6 – Validation de l’architecture finale proposée A3 - Développement du modèle de simulation (1h30) Discussion au sujet de l’étape 6 de l’étude de cas (1h30)  
12 1 Avr 2022 Etape 6 – Validation de l’architecture finale proposée A3 - Développement du modèle de simulation (1h30) Discussion au sujet de l’étape 6 de l’étude de cas (1h30)  
13 8 Avr 2022   Présentation orale des projets en équipe   Remise des rapports finaux