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Responsable(s) Philippe Causse

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Philippe Causse


PLAN DE COURS

Automne 2025
GPA772 : Conception de machines (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7485, 7885
             
  Profils(s) : T  
             
    GPA305    
             
Programme(s) : 6557
             
  Profils(s) : T  
             
    ING150    
             
Unités d'agrément




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
À la fin de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure : d’analyser les principaux éléments des machines mécaniques; de concevoir des systèmes mécaniques.

Analyse et conception des éléments principaux de machines. Conception d'un système mécanique et méthodologie de design. Facteur de sécurité et concentration de contraintes. Théorie de limitation en statique et en fatigue. Calcul des arbres, clavettes et accouplements. Vis de transmission. Boulons et joints boulonnés. Ressorts hélicoïdaux et à lames. Transmissions par courroies et par chaînes. Choix des roulements, lubrification et paliers lisses. Engrenages cylindriques droits : géométrie, résistance en flexion et résistance à l'usure. Trains d'engrenages. Freins et embrayages.

Séances de travaux pratiques : réaliser en équipe des projets portant sur la conception d’un système mécanique; résoudre des problèmes concrets d’analyse ou de conception mécanique.

Précision sur les préalables - Ils sont spécifiques à certains profils :
Profil E, I et P : GPA305 Éléments de résistance des matériaux + ING150 Statique et dynamique
Profils M : ING150 Statique et dynamique



Objectifs du cours

Objectif du cours

Le cours de conception de machines est un cours avancé dans la formation d’un ingénieur en production automatisée. Son objectif est de fournir à l’étudiant l’ensemble des notions requises pour la conception de mécanismes.

Objectifs spécifiques

  • Présenter les principaux éléments de machines et leur fonctionnement
  • Analyser, dimensionner et choisir les éléments de machines
  • Appliquer la méthodologie d'analyse et de dimensionnement des éléments de machines à la conception de mécanismes

        Les deux premiers thèmes seront abordés dans le cadre de cours théoriques et de séances d'exercices. Le troisième sera traité lors de deux projets de conception devant être réalisés en équipe.




Stratégies pédagogiques

39    heures de cours magistral (enseignement théorique)

24    heures de laboratoire (exercices)

9      heures de travail personnel (en moyenne) par semaine




Utilisation d’appareils électroniques

N/A




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Jeudi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 08:30 - 10:30 Travaux pratiques



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Philippe Causse Activité de cours philippe.causse@etsmtl.ca A-3649
01 Philippe Causse Travaux pratiques philippe.causse@etsmtl.ca A-3649



Cours

 

Le plan de cours prévu se veut complet et ordonnancé chronologiquement, mais certaines modifications peuvent être apportées en cours de session.

 

Séance

ACTIVITÉS DES COURS

Cours 01

 

Introduction

  • Présentation générale du cours
  • Méthodologie de design
  • Facteur de sécurité
  • Équilibre, contraintes et déformations
  • Loi de comportement des matériaux
  • Chargements mécaniques simples

Cours 02

 

Révision des éléments de résistance des matériaux

  • Chargements combinés
  • État plan de contraintes
  • Contraintes principales
  • Cercle de Mohr

Cours 03

 

 Théories de limitation en statique

  • Concentration de contraintes
  • Écoulement des matériaux ductiles
  • Rupture des matériaux fragiles

Cours 04

 

 

Fatigue des matériaux

  • Rupture en fatigue
  • Résistances à la fatigue : diagramme S-N
  • Facteurs influents sur la résistance à la fatigue
  • Limite d’endurance et estimation de la vie de composantes mécaniques
  • Contrainte moyenne (courbes de Goodman et de Soderberg)

Cours 05

 

Les arbres de transmission

  • Vitesse de rotation, couple de torsion et puissance
  • Contraintes dans les arbres (diagrammes de V, M et T)
  • Critères de résistance
  • Déformations dans les arbres
  • Vibrations et vitesses critiques

Cours 06

 

 

Les roulements

  • Types de roulement
  • Choix de roulement
  • Durée du roulement
  • Charge statique
  • Montage des roulements

Cours 07

 

EXAMEN DE MI-SESSION

Cours 08

 

Courroies et chaînes

  • Caractéristiques générales
  • Conditions de transmission
  • Construction et matériaux
  • Contraintes
  • Dimensions normalisées
  • Choix

Cours 09

 

 

Les engrenages cylindriques

  • Géométrie d’un engrenage
  • Développante de cercle
  • Définitions et normalisations
  • Mouvement du point de contact

Engrenages et trains d’engrenages

  • Interchangeabilité de deux engrenages
  • Jeux entre deux engrenages
  • Résistances des engrenages et facteurs de sécurité
  • Trains simples
  • Trains planétaires

Cours 10

 

 

 

Vis de serrage et de transmission, joints boulonnés

  • Forces et contraintes
  • Vis autobloquante
  • Vérification du flambage
  • Redistribution des charges
  • Couples de serrage des vis
  • Joints boulonnés

Cours 11

 

 

Les ressorts

  • Types de ressorts
  • Constantes du ressort
  • Ressorts en compression et ressorts en tension
  • Matériaux pour les ressorts
  • Contraintes admissibles dans les spires des ressorts

Cours 12

 

 

Freins et embrayages

  • Analyse des forces
  • Matériaux
  • Dissipation d'énergie

Cours 13

 

Révisions




Laboratoires et travaux pratiques

Séance

ACTIVITÉS DES SÉANCES DE TRAVAUX PRATIQUES

TP 01

 

Exercices - notions de base

TP 02

 

Exercices - résistance des matériaux

TP 03

 

Exercices - théories de limitation en statique

TP 04

 

Exercices - théories de limitation en fatigue

TP 05

 

Exercices - arbres de transmission

TP 06

 

Exercices - roulements 

TP 07

 

Exercices - courroies  et chaînes 

TP 08

 

Exercices - engrenages

TP 09

 

Exercices - vis de transmission et joints boulonnés

TP 10

 

Exercices - ressorts

TP 11

 

Exercices - freins et embrayages

TP 12

 

Exercices - révisions

 

 

 




Utilisation d'outils d'ingénierie

Dans le cadre des projets de conception, les étudiants devront utiliser un logiciel de calcul numérique (ex: Python, Matlab, Excel).

 




Évaluation

ACTIVITÉ

DESCRIPTION

%

Devoirs

3 devoirs à réaliser individuellement

pondération : 4 %, 3 % et 3 %

dates de remise : 16 octobre, 20 novembre et 05 décembre

10

Projets

Deux projets de conception en équipe (2-3 étudiants)

pondération : 12.5 % et 12,5 %

dates de remise : 13 novembre et 05 décembre

25

Intra

Réalisé lors du cours 07, durée de 2 heures 30 minutes

25

Final

Durée de 3 heures

40

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 23 octobre 2025



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.



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

Aucune




Ouvrages de références
  • DROUIN, G., M. GROU, P. THIRY et R. VINET (1987). Éléments de machine, 2éd. Revue et augmentée, Éd. de l’École Polytechnique de Montréal.
  • R.C. Juvinal et K.M. Marshek, Fundamentals of Machine Component Design, 6e édition, Wiley, 2017.
  • R.L. Norton, "Machine Design: an integrated approach", 5e édition, Pearson, 2014, (référence facultative).
  • Richard G. BUDYNAS, J. Keith Nisbett, Shigley's Mechanical Engineering Design, 10e éd., McGraw-Hill, 2015.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

ena.etsmtl.ca

 




Autres informations

Ne s'applique pas.