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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Patrick Germain

PLAN DE COURS

Automne 2024
AER600 : Introduction à l’aérospatiale (3 crédits)

Préalables
Aucun préalable requis

Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8

Qualités de l'ingénieur

Q10

Q11

Q12

Qualité visée dans ce cours

Qualité visée dans un autre cours

Indicateur enseigné

Indicateur évalué

Indicateur enseigné et évalué

Descriptif du cours
Ce cours vise à donner une vue d’ensemble de la conception d’un aéronef, incluant la structure, le système de propulsion et l’avionique ainsi que du processus de certification.

A la fin de ce cours, l'étudiante ou l‘étudiant sera en mesure :
• d’effectuer une conception préliminaire d’un aéronef;
• d’analyser les notions d’intégration des différents systèmes d’un aéronef;
• de réaliser une analyse de compromis;
• de déterminer les différents paramètres de performance (coût, poids, consommation de carburant, etc.);
• de classifier les éléments de certification en aéronautique (processus, organismes, normes).

Partie 1 : Histoire de l’aviation, description du marché, requis de configuration, processus global de conception et de fabrication, programmes d’essais, processus de normalisation et de certification.
Partie 2 : Notions de base en aérodynamique, structures, matériaux, performances et manoeuvres, fuselage, aile, longerons, mécanique de vol.
Partie 3 : Systèmes de propulsion, cycles de turbines à gaz, principes de propulsion, éléments de conception et application aux turboréacteurs, turbosoufflantes et turbo-moteurs.
Partie 4 : Instruments de bord et capteurs, instruments gyroscopiques et de radio-navigation, systèmes avioniques, systèmes embarqués, systèmes de commande.

Les travaux dirigés seront très proches de la réalité industrielle :
• études de cas;
• instruments de l’avion et le simulateur de vol;
• projet de session portant sur l’analyse d’un avion (pourrait servir de base à un projet de fin d’études en aérospatiale).

Objectifs du cours

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

d’effectuer une conception préliminaire d’un aéronef et du système de propulsion;
d’analyser les notions d’intégration des différents systèmes d’un aéronef;
de réaliser une analyse de compromis;
de déterminer les différents paramètres de performance (coût, poids, consommation de carburant, etc.);
de classifier les éléments de certification en aéronautique (processus, organismes, normes).

Partie 1 : Propulsion et turbomachines. Systèmes de propulsion. Turboréacteurs, turbosoufflantes et turbomoteurs. Processus de conception. Turbomachines. Transfert d’énergie. Turbines. Compresseurs.

Partie 2 : Aéronef et forces aérodynamiques. Impacts de la géométrie sur l’aérodynamique. Polaire de traînée. Décollage, montée, croisière et descente. Composantes principales des avions. Conception des aéronefs.

Partie 3 : Avioniques et certification. Systèmes embarqués. Survol des instruments aéronautiques. Instruments de navigation et cockpits modernes. Réglementation et certification. Pilotes automatiques et systèmes FBW. Programmes de vol d’essai

Partie 4 : Matériaux et fabrication. Structures aéronautiques. Matériaux moteurs et applications. Procédés de fabrication. Nouveaux défis en matériaux, fabrication, et réparation.

Les travaux dirigés seront très proches de la réalité industrielle :

problèmes et études de cas;
instruments de l’avion et simulateur de vol;
visite ÉNA

Stratégies pédagogiques

Pratique et étude de cas de l’industrie;
Démonstration d’exemples concrets pouvant se produire en industrie;
Présentation des grandes tendances de l’industrie;

Utilisation d’appareils électroniques

N/A

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Mardi	08:30 - 12:00	Activité de cours
	Jeudi	13:30 - 15:30	Travaux pratiques
02	Mercredi	13:30 - 17:00	Activité de cours
	Jeudi	15:30 - 17:30	Travaux pratiques

Coordonnées du personnel enseignant le cours

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Patrick Germain	Activité de cours	Patrick.Germain@etsmtl.ca
01	Samir Mourad Chentouf	Activité de cours	cc-Samir-Mourad.Chentouf@etsmtl.ca	A-2112
01	Richard Clairoux	Activité de cours	richard.clairoux@etsmtl.ca	A-2112
01	Maxence Vandevivere	Activité de cours	cc-Maxence.VANDEVIVERE@etsmtl.ca
01	Adrien Misandeau	Travaux pratiques	adrien.misandeau.1@ens.etsmtl.ca
01	Nicolae Rogojina	Travaux pratiques	nicolae.rogojina@gmail.com
01	Rafik Safarbati	Travaux pratiques	rafik.safarbati.1@ens.etsmtl.ca
01	Maxence Vandevivere	Travaux pratiques	cc-Maxence.VANDEVIVERE@etsmtl.ca
02	Patrick Germain	Activité de cours	Patrick.Germain@etsmtl.ca
02	Samir Mourad Chentouf	Activité de cours	cc-Samir-Mourad.Chentouf@etsmtl.ca	A-2112
02	Richard Clairoux	Activité de cours	richard.clairoux@etsmtl.ca	A-2112
02	Maxence Vandevivere	Activité de cours	cc-Maxence.VANDEVIVERE@etsmtl.ca
02	Adrien Misandeau	Travaux pratiques	adrien.misandeau.1@ens.etsmtl.ca
02	Nicolae Rogojina	Travaux pratiques	nicolae.rogojina@gmail.com
02	Rafik Safarbati	Travaux pratiques	rafik.safarbati.1@ens.etsmtl.ca
02	Maxence Vandevivere	Travaux pratiques	cc-Maxence.VANDEVIVERE@etsmtl.ca

Cours

Contenu du cours

Groupe 1 : mardi 08 h 30 – 12 h, local D-3008;

Groupe 2 : mercredi 13 h30 – 17 h, local F-3064

Groupe 1	Groupe 2	Description	Heures
3 sept.	4 sept.	Introduction et propulsion (Présentiel) Patrick Germain L’industrie aéronautique, main d’œuvre et défis Tendances technologiques Cycle de Brayton : rendement thermique et travail spécifique Poussée brute et nette et rendement propulsif Consommation spécifique rapportée à la poussée Turboréacteur, turbosoufflante et turbopropulseur Étapes de la conception d’une turbine à gaz	3 h
10 sept.	11 sept.	Turbines (Présentiel) Patrick Germain Transfert d’énergie – Équation d’Euler – Triangles des vitesses Pertes aérodynamiques Caractéristiques des étages Charge du profil : coefficient de Zweifel Performance hors conception Refroidissement des turbines	3 h
17 sept.	18 sept.	Compresseurs (Présentiel) Patrick Germain Composants et types Transfert d’énergie Aubes directrices d’entrée Caractéristiques des étages Marge de décrochage et d’étranglement, pompage	3 h
24 sept.	25 sept.	Aéronef (ENA) (Présentiel) Patrick Germain Avions et hélicoptères Composantes Banc d’essai Moteurs d’avions (ENA) (Présentiel) Patrick Germain Types de moteurs Composantes Banc d’essai	3 h
1^er oct.	2 oct.	Aérodynamique des avions (Présentiel) Richard Clairoux Principes de base en aérodynamique Portance Traînée Polaire aérodynamique Impacts géométriques Allongement Angle de flèche Effilement	3 h
8 oct.	9 oct.	Performances des avions (Présentiel) Richard Clairoux Vol typique d’un avion Décollage Montée Croisière Descente Atterrissage	3 h
22 oct.	23 oct.	Composantes des avions (Présentiel) Richard Clairoux Composantes principales Fuselage Aile Empennage Axes de mouvements Stabilité et contrôle Train d’atterrissage Poids et centrage Aperçu du processus de conception	3 h
29 oct.	30 oct.	Réglementation (Présentiel) Maxence Vadevivere Navigabilité Processus de certification Regulation Types of Certification Equivalent Level of Safety Certification Philosophy General Compliance Plan	3 h
5 nov.	6 nov.	Systèmes embarqués (Présentiel) Maxence Vandevivere Survol des instruments aéronautiques Pilotage – Navigation – Motorisation Instruments de navigation et cockpits modernes Contraintes de vol aux instruments Automatic Flight Control Sytem (AFCS) Flight Management System (FMS)	3 h
12 nov.	13 nov.	Commandes de vol (Présentiel) Maxence Vandevivere Commandes et contrôles Vols d’essais Commandes de vol réversibles Équilibrage Retour d’effort Parties mobiles et fonctions	3 h
19 nov.	20 nov.	Matériaux et structures aéronautiques (Présentiel) Samir Chentouf Les matériaux aéronautiques Sélection et applications Matériaux de structures : Fuselage et train d’atterrissage Propriétés caractéristiques Procédés de fabrication	3 h
26 nov.	27 nov.	Matériaux moteur et applications (Présentiel) Samir Chentouf Matériaux de moteur : Compresseur et turbine Types et applications Exigences mécaniques et métallurgiques	3 h
3 déc.	4 déc.	Matériaux moteur et applications (suite) (Présentiel) Samir Chentouf Procédés de fabrication Nouveaux défis en matériaux, fabrication et réparation des composantes aéronautiques	3 h
			39

Laboratoires et travaux pratiques

Laboratoires ou travaux pratiques

Groupe 1 : jeudi 13 h 30 – 15 h 30, local B-1716;

Groupe 2 : jeudi 15 h 30 – 17 h 30, local B-3420

Date	Description	Heures
5 sept.	TP #1 – Propulsion et turbomachines (présentiel)	2
19 sept.	TP #2 – Propulsion et turbomachines (présentiel)	2
26 sept.	TP #3 – Propulsion et turbomachines (présentiel)	2
3 oct	TP #4 – Propulsion et turbomachines : Examen 1 (intra) (présentiel)	2
10 oct.	TP #5 – Aéronef (en ligne)	2
24 oct.	TP #6 – Aéronef (en ligne)	2
31 oct.	TP #7 – Aéronef : Examen 2 (intra) (présentiel)	2
7 nov.	TP #8 – Certification d’un IMA (présentiel)	2
14 nov.	TP #9 – Simulateur de vol : Initiation au pilotage (présentiel)	2
21 nov.	TP #10 – Avioniques et certification : Examen 3 (intra) (présentiel)	2
28 nov.	TP #11 – Matériaux et fabrication (présentiel)	2
5 déc.	TP #12 – Matériaux et fabrication (présentiel)	2
Total		24

Utilisation d'outils d'ingénierie

MatLab
Excel

Évaluation

Activité	Description	%
Examen 1	Partie 1 : Propulsion et turbomachines	25
Examen 2	Partie 2 : Aéronef	25
Examen 3	Partie 3 : Avioniques et certification	15
Devoir 1	Partie 3 : Avioniques et certification	10
Examen final	Partie 4 : Matériaux et fabrication	25

Dates des examens intra

# Intra	Groupe(s)	Date
1	1, 2	3 octobre 2024
2	1, 2	31 octobre 2024
3	1, 2	21 novembre 2024

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 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Utilisation d’appareils électroniques : Non

Documentation obligatoire : Manuel de cours

Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).

Infractions de nature académique
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 étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-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 tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignante ou l’enseignant du cours.

Documentation obligatoire

En vente à la COOP

Livre « CATIA V5-6R2020 for Designers », S. Tickoo, CADCIM, ISBN : 978-1-64057-137-2 (19th Edition). Une version antérieure ou usagée du livre de référence est acceptée. Veuillez prendre au minimum la version 2017 du livre.

Ouvrages de références

Sans objet.

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Sans objet.

Autres informations

IMPORTANT

Examens pratiques et devoir

Les examens pratiques (quiz) ont lieu dans les laboratoires informatiques. À cet effet, seuls les ordinateurs peuvent être utilisés (calculatrice, téléphone, ordinateur personnel sont interdits).

Les quiz sont prévus les 2e et 3e jours de cours.