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Programme(s) : 7483, 7694, 7883

Profils(s) : Électricité, Technologie de systemes ordines, Tous profils

Afficher les préalables et les unités d'agrément

Afficher les qualités de l'ingénieur

École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :

Ammar B. Kouki

PLAN DE COURS

Hiver 2024
ELE413 : Ondes électromagnétiques (4 crédits)

Préalables

Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8

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
Au terme de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant sera familier avec le phénomène de radiation ainsi qu’avec la propagation et la transmission des ondes électromagnétiques dans différents milieu.

Équations de Maxwell. Solutions des équations de Maxwell dans différents milieux. Réflexion et transmission des ondes planes uniformes, impédance de surface. Écoulement de puissance : vecteur de Poynting. Pertes de transmission dans un conducteur plan. Ondes guidées et guides d’ondes. Propagation entre deux plans conducteurs parallèles. Ondes électriques et magnétiques transversales, ondes TEM, ondes quasi-TEM. Atténuation et impédance d'ondes. Lignes de transmission. Équations des télégraphistes. Abaque de Smith. Représentation des impédances complexes sur l’abaque de Smith. Phénomènes de radiations. Fonction potentielle. Dipôle élémentaire. Puissance irradiée. Patrons de rayonnement.

Séances de travaux pratiques traitant de l'analyse et du calcul des problèmes pratiques de propagation d'ondes électromagnétiques.

Objectifs du cours

À la fin de ce cours, l’étudiant(e) devra être en mesure de :

comprendre et d’interpréter la propagation des ondes électromagnétiques dans différents milieux ainsi que les concepts associés dans lesquels les équations de Maxwell serviront de base au développement théorique;
connaître les mécanismes du transport de l’énergie électromagnétique;
saisir le phénomène de radiation;
appliquer les notions de base dans le calcul des paramètres importants;
d’être initié aux lignes de transmission et à l’abaque de Smith.

Stratégies pédagogiques

Les principaux moyens pédagogiques envisagés sont :

Cours magistraux (un (1) cours par semaine)

L’enseignement théorique est abordé durant les heures de cours magistraux, appuyé par les exemples pratiques. L’acquisition des connaissances sera renforcée par les travaux dirigés qui ont une grande importance dans l’assimilation de la matière. L’évaluation globale se complète finalement par les examens de contrôle.

Travaux dirigés (deux (2) heures par semaine)

Ces séances serviront à la résolution des exercices proposés aux étudiant(e)s afin de leur permettre de mieux comprendre les notions présentées dans le cours. Les diverses relations démontrées dans le cours seront appliquées pour résoudre des problèmes concrets. Les étudiant(e)s peuvent également poser des questions portant sur la matière du cours.

Utilisation d’appareils électroniques

L’utilisation de la calculatrice est permise aux examens. Pour les devoirs et les travaux

pratiques, l’utilisation de l’ordinateur et des outils de calcul est fortement encouragé.

Horaire

Groupe	Jour	Heure	Activité
01	Jeudi	08:30 - 11:30	Travaux pratiques et laboratoire
	Vendredi	08:30 - 12:00	Activité de cours
02	Lundi	18:00 - 21:00	Travaux pratiques et laboratoire
	Mercredi	18:00 - 21:30	Activité de cours

Coordonnées de l’enseignant

Groupe	Nom	Activité	Courriel	Local	Disponibilité
01	Michaël Ménard	Activité de cours	Michael.Menard@etsmtl.ca	A-3328
01	Azeddine Ghodbane	Travaux pratiques et laboratoire	Azeddine.Ghodbane@etsmtl.ca
02	Michaël Ménard	Activité de cours	Michael.Menard@etsmtl.ca	A-3328
02	Azeddine Ghodbane	Travaux pratiques et laboratoire	Azeddine.Ghodbane@etsmtl.ca

Cours

Date	Contenus traités dans le cours	Heures
	Introduction Rappel des notions fondamentales Induction magnétique, équation de continuité pour les champs variables, inconsitance de la loi d’Ampère et équations de Maxwell Caractéristiques des milieux et conditions à une surface de séparation Fonctions d’ondes et équations d’ondes Champs électromagnétiques harmoniques et phaseurs complexes	9 heures
	Propagation des ondes dans l’espace libre Équations de Maxwell Ondes planes uniformes : vitesse de propagation, constante de propagation, atténuation, polarisation et profondeur de pénétration Réflexion et transmission des ondes planes Écoulement d’énergie - Théorème de Poynting Impédance de surface et pertes dans un plan conducteur	9 heures
	Ondes guidées Modes de propagation : TE, TM, TEM et quasi-TEM Ondes entre deux (2) plans de conducteurs parallèles Vitesse de propagation, atténuation et impédances d’onde Courant à la surface des conducteurs Discontinuité dans un guide à deux (2) plans de conducteurs parallèles	9 heures
	Lignes de transmission et abaque de Smith Paramètres primaires d’une ligne de transmission Équations de télégraphistes Régime sinusoïdal permanent des lignes de transmission de longueur infinie Régime sinusoïdal permanent des lignes de transmission de longueur finie Construction de l’abaque de Smith Applications de l’abaque de Smith	9 heures
	EXAMEN INTRA	3 heures
	Total	39 heures

Laboratoires et travaux pratiques

Date	Description	Heures
	Travaux pratiques – Phaseurs et algèbre vectorielle	6 heures
	Travaux pratiques – Équations de Maxwell et Équation d’onde	6 heures
	Travaux pratiques – Propagation des ondes dans le vide	6 heures
	Travaux pratiques – Propagation dans les milieux quelconques	6 heures
	Travaux pratiques – Comportement aux interfaces	3 heures
	Travaux pratiques – Guides d’ondes et lignes de transmission	6 heures
	Travaux pratiques – Abaques de Smith	3 heures
	Total	36 heures

Utilisation d'outils d'ingénierie

L’étudiant utilisera les logiciels et outils de calcul servant à la résolution de problèmes mathématiques complexes en ingénierie et à la visualisation des solutions (Matlab, Maple, Mathematica, Excel, Calculatrice graphique, etc...).

Évaluation

Note 1 : Toutes les sources de référence imprimées ou manuscrites sont acceptées aux examens.

Note 2 : Un devoir numérisé dans un seul fichier en format .pdf devra être déposé sur la page Moodle du cours.

Note 3 : La note de passage est de 50 %.

Note 4 : Délai de dix (10) jours ouvrables est alloué pour la consultation des cahiers d’examen après la communication des résultats.

Autres information:

Heures de consultation: Sur RDV

Activité	Description	%	Date
	Examen Intra: durée de trois (3) heures. (voir Note 1)	35 %	Voir ci-dessous
	Quiz Moodle	6 %
	Trois (3) devoirs (voir Note 2)	24 %
	Examen final (voir Note 1)	35 %	à déterminer

Dates des examens intra

Groupe(s)	Date
1	23 février 2024
2	28 février 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 : 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

Sauf pour raisons exceptionnelles (et justifiables), les devoirs remis en retard sans avoir obtenu une dérogation spéciale au préalable ne seront pas corrigés.

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
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/Etudes/citer-pas-plagier). Les clauses du règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS (« Règlement ») 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 qui constituent des infractions de nature académique au sens du Règlement ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.

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’enseignant(e) du cours.

Documentation obligatoire

SADIKU M. N. O., Elements of Electromagnetics, 7th edition, Oxford University Press, 2018.

WENTWORTH S. M., Applied Electromagnetics – Early Transmission Lines Approach, Wiley, 2006.

Ouvrages de références

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/