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École de technologie supérieure
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Responsable(s) de cours :
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Nicole R. Demarquette
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PLAN DE COURS
Automne 2023
MEC786 : Mise en forme de polymères et composites (3 crédits)
Préalables
| Programme(s) : 7684,7884 | | | | | | | | | | | Profils(s) : Tous profils | | | | | | | | | | | | | MEC300 | | | | | | | | | | | |
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Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8
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Qualités de l'ingénieur
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Qualité visée dans ce cours |
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Qualité visée dans un autre cours |
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Indicateur enseigné |
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Indicateur évalué |
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Indicateur enseigné et évalué |
Descriptif du cours
Ce cours couvrira les procédés de mise en forme de polymères et de composites. La première partie couvrira les polymères et la deuxième partie les composites.
À la fin du cours, l’étudiante ou l’étudiant sera en mesure : de choisir une méthode de mise en forme en fonction des applications et propriétés des produits à concevoir; de déterminer certains paramètres du procédé de mise en forme retenu.
Polymères : Révision thermoplastiques et thermodurcissables, Polymères amorphes, polymères semi-cristallins, température de transition vitreuse, de fusion, taux de cristallinité, structure des polymères, caractérisation de la structure des polymères, propriétés des polymères,
rhéologie des polymères, modèles visco-élastiques, moulage par injection, extrusion et procédés qui en découlent, mélanges de polymères.
Composites : Types de fibres, procédés de mise en forme : moulage au contact, sous vide,
injection, compression, enroulement filamentaire, pultrusion, estampage. Problèmes lors de la
mise en forme : porosité, « spring back », flambage local des fibres. Science des procédés de
fabrication : équations de transfert de chaleur et développement des contraintes internes.
Séances de laboratoire sur l’identification et caractérisation de la microstructure, des propriétés mécaniques et thermiques des polymères.
Objectifs du cours
L’étudiant connaîtra les propriétés principales des polymères et composites à base de polymère ainsi que les principes de leur mise en forme.
Objectifs spécifiques :
À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure :
• de choisir une méthode de mise en forme en fonction des applications et propriétés des produits à concevoir;
• de déterminer certains paramètres du procédé de mise en forme retenu.
Stratégies pédagogiques
- 39 heures d’enseignement portant sur la théorie, illustrée par des exemples où la participation des étudiants sera encouragée (13 semaines à 3 h / semaine incluant une séance pour l’examen intra)
- 24 heures de travaux dirigés qui se composent approximativement de :
- 16 heures de laboratoires ou démonstrations d’expérimentations en laboratoire suivi d’exercices pratiques
- 8 heures de travaux pratiques
- 4 heures de baladodiffusions à écouter à la maison
Utilisation d’appareils électroniques
Les ordinateurs portables sont autorisés pour ce cours, toutefois, leur utilisation pour un usage qui n'est pas lié au cours est interdit en classe et en TP.
Horaire
| Groupe | Jour | Heure | Activité |
| 01 | Mardi | 08:30 - 10:30 | Laboratoire |
| Jeudi | 08:30 - 12:00 | Activité de cours |
Coordonnées du personnel enseignant le cours
Cours
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Semaine
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Contenu du cours
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Références
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Contenu du labo ou TP
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1
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Cours 1 Généralités sur les polymères :
Facteurs qui contrôlent leurs propriétés (chimie, taille, structure, température)
Synthèse
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Chapitres 15 et 16:Science et génie des matériaux, William D. Callister Jr.
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| 2 |
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Labo 1 : Identification méthodes de caractérisation et introduction et Identification des polymères |
| 3 |
Cours 2 Propriétés mécaniques des polymères : Comportement en traction
Comportement viscoélastique |
Chapters 9: Materials Science of Polymer for Engineers |
4 séances tournantes :
- Labo 2 : Températures de transitions et propriétés mécaniques des polymères
- TP1: Analyse microstructurale des polymères
- Labo 3 : Principe de superposition temps-température
- Labo 4: Indice de fluidité
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4
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Cours 3 Solidification des polymères
Etat Amorphe
Cristallisation
Contraintes résiduelles
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Chapitres 4 et 8: Materials Science of Polymers for Engineers |
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5
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Cours 4 Propriétés rhéologiques des polymères : Rhéologie des polymères fondus Rhéométrie
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Chapitre 5: Materials Science of Polymers for Engineers
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6
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Cours 5 Mise en forme des polymères
Extrusion et injection
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Chapitre 6 :
Materials Science of Polymers for Engineers
Chapitre 7 : Principles of Polymer Engineering
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7
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Cours 6 Méthodes de mise en forme émergentes
Mélanges de polymères
Rappels |
Notes de cours
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TP2: Exercices de préparation à l’intra |
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8
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Cours 7 - Matériaux composites: applications. constituants et mécanique
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Notes de cours
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9
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INTRA
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TP3: Constituants
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10
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Cours 8 - Constituants et introduction aux procédés de mise en forme
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Notes de cours et chapitres 5-6 de Advanced Composites Manufacturing
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Labo 5 : Infusion
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11
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Cours 9 - Mise en forme des composites thermodurcissables |
Notes de cours et chapitre 10 de Advanced Composites Manufacturing
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Labo 6 : Pré-impregnés
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| 12 |
Cours 10 - Mise en forme des composites thermodurcissables - 2 |
Notes de cours et chapitre 10 de Advanced Composites Manufacturing |
Labo 7 : Constituants |
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13
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Cours 11 - Procédés de mise en forme des matériaux composites thermoplastiques
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Notes de cours et chapitre 3 de Advanced Composites Manufacturing
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Labo 8 : Composites thermoplastiques
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14
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Cours 12 - Joints et réparations
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Notes de cours et chapitre 12 de Advanced Composites Manufacturing
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TP 4 : Exercices
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Laboratoires et travaux pratiques
8 séances de laboratoires et 4 séances de travaux pratiques.
Utilisation d'outils d'ingénierie
Matlab sera employé dans ce cours comme une calculatrice pour résoudre des problèmes.
Évaluation
| Quatre (4) laboratoires sur la caractérisation et mise en forme des polymères |
28 % |
| Quatre (4) laboratoires sur la mise en forme et la caractérisation de composites |
28 % |
| Les Quiz |
4 % |
| Examen intra |
20 % |
| Examen final |
20 % |
Double seuil
Note minimale : 50
Dates des examens intra
| Groupe(s) | Date |
| 1 | 26 octobre 2023 |
Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-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).
Documentation obligatoire
Notes de cours de MEC786
Ouvrages de références
1 W. D. Callister, Science et génie des matériaux, Modulo, 2001. Chapitres 16 et 17.
2 T.A. Oswald,G. Mendes, "Materials Science of Polymers for Engineers", Hanser Verlag, 3rd edition, 2012
3 N.G. McGrum, C.P. Buckley and C.B. Bucknall : “Principles of Polymer Engineering”, Oxford Science Publication 2nd Edition, 2011.
4 P. Combette, I. Ernoult, "Physique des Polymères", Presses internationales Polytechniques, 2005.
5 R.S. Davé, A. C. Loos, « Processing of composites », Hanser, 2000
6 T. G. Gutowski, “Advanced Composites Manufacturing”, John Wiley & Sons, Inc., 1997