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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Michel Baraer


PLAN DE COURS

Automne 2019
CTN426 : Hydraulique et hydrologie (4 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7622
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    CTN336 ET *MAT350    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 25,0 % 29,9 % 45,1 %




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 : de calculer le diamètre économique et concevoir des systèmes simples de conduites en série et en parallèle; de choisir les pompes appropriées et calculer leurs propriétés hydrauliques; de déterminer les caractéristiques d'un écoulement à surface libre et calculer ses propriétés hydrauliques ; de prédire le débit des rivières à partir des précipitations et exploiter les équations de laminage naturel et artificiel.

Rappels des équations de base des calculs hydrauliques. Choix des pompes et conception des stations de pompage. Propriétés géométriques et hydrauliques des écoulements à surface libre, écoulement uniforme, équation de Manning. Écoulements fluvial et torrentiel, nombre de Froude. Calcul des courbes de remous et ressaut hydraulique. Structures d’amortissement. Cycle hydrologique, précipitation, infiltration, évaporation. Calcul du ruissellement de surface, averses de design. Méthode rationnelle et hydrogramme unitaire. Laminage des crues en rivière et à travers un réservoir hydrologique statistique.

Travaux pratiques et séances de laboratoire permettant aux étudiants de mettre en pratique les théories et méthodes étudiées durant les périodes de cours.

Précision sur un préalable : le cours MAT350 Probabilités et statistiques est préalable OU concomitant.



Objectifs du cours

Ce cours a pour but d'initier l'étudiant aux notions d'hydraulique et d'hydrologie utilisées en ingénierie de la construction.

Ayant complété ce cours avec succès, l'étudiant :

  • pourra concevoir des systèmes simples de conduites en série et en parallèle;
  • comprendra les caractéristiques d’une station de pompage, et saura faire la conception d’une station simple;
  • aura acquis les notions des écoulements à surface libre lui permettant de comprendre leur comportement et de calculer leurs caractéristiques principales;
  • maîtrisera les notions hydrologiques permettant une bonne compréhension des principes de la transformation pluie-débit, et saura calculer un débit de crue correspondant à une averse donnée selon le principe de l’hydrogramme unitaire;
  • comprendra les notions d’emmagasinement et pourra utiliser les modèles appropriés pour calculer le laminage des crues dans une rivière ou à travers un réservoir;

De façon générale, suite à ce cours, l’étudiant aura acquis des notions et habiletés lui permettant de bien comprendre la majorité des aspects hydrauliques et hydrologiques reliés à la construction, et de pouvoir aisément discuter avec les concepteurs d’ouvrages hydrauliques et hydrologiques.



Stratégies pédagogiques
  • 39 heures d'enseignement magistral (trois (3) heures par semaine) comportant des périodes de questions, de discussion et d'études de cas.
  • Travaux pratiques permettant aux étudiants de mettre en pratique les théories et méthodes étudiées durant les périodes de cours et de vérifier ces notions au laboratoire.
  • Examens permettant aux étudiants de prendre conscience de l'état d'avancement de leurs connaissances, de leurs progrès et de leur réussite.



Utilisation d’appareils électroniques

L'utilisation d'appareils électroniques (téléphones intelligents, ordinateurs portables, tablettes) à des fins autres que pour la prise de notes, la résolution de problèmes et la consultation de sources d'information pertinentes n'est pas permise dans ce cous, sauf dans des situations exceptionnelles le justifiant. Dans ce dernier cas, une autorisation devra préalablement être obtenue de l'enseignant(e).

Les calculatrices Ti-Inspire et/ou Ti-voyage 200, lors des examens, sont exclusivement permises.



Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 08:30 - 11:30 Travaux pratiques et laboratoire
Mardi 08:30 - 12:00 Activité de cours
02 Lundi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Mercredi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques et laboratoire
03 Lundi 08:45 - 12:15 Activité de cours
Mardi 08:30 - 11:30 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Philippe Gatien Activité de cours Philippe.Gatien@etsmtl.ca B-2338
02 Philippe Gatien Activité de cours Philippe.Gatien@etsmtl.ca B-2338
03 Michel Baraer Activité de cours Michel.Baraer@etsmtl.ca A-1493



Cours

La matière de ce cours, subdivisée en groupes de sujets, est la suivante (les durées indiquées sont approximatives) :

Contenus traités dans le cours Heures
Rappel des notions de pression, de charge hydraulique, de vitesse et de débit; viscosité, coefficient de frottement, perte de charge; équations de la mécanique des fluides; équations de continuité et d'énergie.   3h
Systèmes gravitaires en mouvement permanent, pertes de charge, calcul des conduites sous pression, conduites en série et en parallèle. 1h30
Pompes et stations de pompage, pompes centrifuges, point de fonctionnement, notion de NPSH et problème de cavitation. 4h30
Écoulements à surface libre, caractéristiques géométriques, équation d'énergie, écoulement uniforme, mesure du débit par les déversoirs. 6h
Écoulement graduellement varié, courbes de remous, ressaut hydraulique. 3h
Cycle hydrologique, mouvements de l'eau dans la nature, hydrologie des bassins versants, précipitation, infiltration, évaporation, ruissellement. 3h
Méthode rationnelle,  composantes de l'écoulement, mesure du débit en rivière et courbe de tarage, l'hydrogramme unitaire, laminage des crues, méthode de Muskingum, laminage de crue à travers un réservoir, ouvrages de contrôle, barrages, digues et déversoirs. 12h
Hydrologie statistique. 3h
+ Examen 3h
Total 39h



Laboratoires et travaux pratiques
Description Heures
Travaux pratiques en classe 30
Laboratoire sur les pompes 2
Laboratoire sur les écoulements à surface libre 2
Laboratoires sur l’hydrologie 2
Total 36h

 

INFORMATIONS ET DIRECTIVES GÉNÉRALES

La plateforme de communication qui sera privilégiée dans ce cours est Moodle. Cette plateforme doit être consultée régulièrement pour obtenir des précisions sur le cours.Elle servira également d'outil de diffusion de documentation supplémentaire. L'horaire des travaux pratiques y sera disponible dès le débit de la session.

 

L’accès aux laboratoires A-1430, A-1470 et A-1472 requiert le port de chaussures fermées en tout temps.



Utilisation d'outils d'ingénierie

L'enseignement de ce cours fait appel aux équipements appropriés permettant la réalisation de trois expériences en laboratoire : bancs de pompes centrifuges, canaux d'écoulement à surface libre et prise de mesures et montage pour la transformation pluie-débit.

De plus une grande partie des cours sur l'hydrologie s'appuie sur le matériel pédagogique et sur les données en temps réel du "Bassin Versant Expérimental de Sainte-Marthe"

L'ensemble des expériences à réaliser par les étudiants fait d'abord l'objet de démonstrations durant les heures de cours.

 

 


Évaluation

La note globale est la résultante des évaluations durant le trimestre, à savoir:

  • l’examen intra 
  • l'examen final
  • les laboratoires et devoirs:

Pondération appliquée au calcul de la note globale:

Activité %
Examen intra 40
Examen final  40
Laboratoires et devoirs  20

Les examens intra-trimestriel et final sont d’une durée de trois (3) heures.

Une note globale de passage est fixée à 55%. Par ailleur, l’étudiant doit obtenir une note cumulative de 50% ou plus aux deux examens contrôlés pour réussir le cours.

 



Double seuil
Note minimale : 50



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1, 3 29 octobre 2019
2 28 octobre 2019



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 retard dans la remise d’un rapport entraîne une pénalité de 10% par jour de 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).



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 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

Bennis, Saad, Hydraulique – hydrologie. Livre disponible à la Coop de l’ÉTS

 

Acces aux données du BVE Ste-Marthe http://142.137.244.38/sainte-marthe/index.html

Acces au matériel pédagogique du BVE Ste-Marthe http://bvesm.etsmtl.ca



Ouvrages de références

Chadwick, A. et Morfett, J., Hydraulics in Civil and Environmental Engineering. 2nd Edition, 1993.

NB : Du matériel pédagogique supplémentaire sera distribué en classe et sera diffusé via le site Moodle du cours.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Accès à Moodle : https://ena.etsmtl.ca