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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Louis-Xavier Proulx


PLAN DE COURS

Été 2026
MAT265 : Équations différentielles (4 crédits)


Préalables
Pour tous profils : MAT145



Description du cours
Ce cours vise à acquérir les concepts et les méthodes de résolution pour différents types d'équations différentielles rencontrées dans des problèmes en science et en génie.

Au terme de ce cours, la personne étudiante sera en mesure de :
  • identifier les propriétés d'une équation différentielle;
  • appliquer les techniques de résolution appropriées pour une équation différentielle;
  • résoudre des problèmes modélisés par des équations différentielles;
  • communiquer ses démarches de façon claire et structurée;
  • utiliser un logiciel de calcul symbolique.


Éléments de contenu : ordre. Linéarité. Solutions générales et particulières. Équations différentielles du premier ordre : séparation de variables, facteur intégrant, changement de variable, champ de pentes, méthode d Euler et applications. Équations différentielles linéaires à coefficients constants : solutions homogène et particulière, méthode des coefficients indéterminés et méthode de variation des paramètres. Transformées de Laplace : définition, propriétés, convolution et résolution d'équations différentielles. Fonction échelon-unité et delta de Dirac. Applications : mouvement harmonique et circuits électriques. Solutions en séries de puissances : formule de récurrence et intervalle de convergence. Méthodes numériques pour des systèmes du premier ordre. Séries de Fourier : coefficients de Fourier et prolongements périodiques.




Stratégies pédagogiques

Trois heures de cours magistral par semaine. De nombreux exemples seront faits en classe pour permettre aux étudiantes et étudiants de bien assimiler la théorie et les techniques présentées durant le cours.

Les 3 heures hebdomadaires de travaux pratiques pourront servir à travailler les exercices distribués, à demander des éclaircissements sur les notions vues au cours, et à compléter le cours magistral par certaines démonstrations ou certains exemples s’il y a lieu.




Informations concernant l’agrément du BCAPG
Ce cours compte 64,8 unités d'agrément réparties comme suit :

Catégories de UA Nombre Proportion Matière(s) traitée(s)
Mathématiques 64,8 UA 100,00 %



Les objectifs de ce cours sont liés aux indicateurs de qualités requises des diplômés de la manière suivante :

Objectif spécifique Qualité Indicateur Niveau d'enseignement
Identifier les propriétés d'une équation différentielle. Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Introduit
Appliquer les techniques de résolution appropriées pour une équation différentielle. Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Introduit
Résoudre des problèmes modélisés par des équations différentielles. Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Introduit
Communiquer ses démarches de façon claire et structurée. Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Introduit
Utiliser un logiciel de calcul symbolique. Q1 . Connaissances en génie i1 . Résoudre des problèmes mathématiques Introduit



Utilisation d’appareils électroniques

L'enregistrement audio et video et la prise de photos en classe sont interdits sauf en cas d'approbation préalable de l'enseignante ou de l'enseignant. Voir l'article 1.3.14 du règlement sur les infractions de nature académique.

Les modalités quant à l’utilisation d’appareils électroniques (cellulaires, tablettes et ordinateurs) en classe seront communiquées par l'enseignante ou l'enseignant de chaque cours-groupe.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Mercredi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques
02 Jeudi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques
03 Mercredi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques
04 Lundi 09:00 - 12:30 Activité de cours
Jeudi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques
05 Lundi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques
Mardi 09:00 - 12:30 Activité de cours
06 Mercredi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques
Jeudi 18:00 - 21:30 Activité de cours
07 Mardi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques
Mercredi 09:00 - 12:30 Activité de cours
09 Jeudi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 09:00 - 12:00 Travaux pratiques
10 Mercredi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Saïd Hilal Activité de cours said.hilal@etsmtl.ca B-2520
01 Travaux pratiques
02 Hassan Lahoussine Activité de cours hassan.lahoussine@etsmtl.ca B-2520
02 Hassan Lahoussine Travaux pratiques hassan.lahoussine@etsmtl.ca B-2520
03 Saïd Hilal Activité de cours said.hilal@etsmtl.ca B-2520
03 Travaux pratiques
04 Jordan Payette Activité de cours jordan.payette@etsmtl.ca B-2512
04 Jordan Payette Travaux pratiques jordan.payette@etsmtl.ca B-2512
05 Saïd Hilal Activité de cours said.hilal@etsmtl.ca B-2520
05 Travaux pratiques
06 Zoumana Coulibaly Activité de cours zoumana.coulibaly@etsmtl.ca B-2520
06 Omar Foutlane Activité de cours cc-omar.foutlane@etsmtl.ca B-2520
06 Zoumana Coulibaly Travaux pratiques zoumana.coulibaly@etsmtl.ca B-2520
07 Hassan Lahoussine Activité de cours hassan.lahoussine@etsmtl.ca B-2520
07 Hassan Lahoussine Travaux pratiques hassan.lahoussine@etsmtl.ca B-2520
09 Philippe Choquette Activité de cours philippe.choquette@etsmtl.ca B-2518
09 Philippe Choquette Travaux pratiques philippe.choquette@etsmtl.ca B-2518
10 Hassan Lahoussine Activité de cours hassan.lahoussine@etsmtl.ca B-2520
10 Hassan Lahoussine Travaux pratiques hassan.lahoussine@etsmtl.ca B-2520



Cours

Semaine

Matière

Chapitre

Heures

 

1 à 3

 

 

 

 

 

4

Introduction : exemples de problèmes menant à des É.D.O. Champ de pentes et méthode d’Euler. Aspects théoriques : unicité des solutions, dépendance des conditions initiales.

Résolution analytique des E. D. séparables, linéaires, exactes.  Méthode de changements de variables.

Applications physiques : mouvement rectiligne, circuits RL et RC, croissance exponentielle, etc.

Avec la calculatrice : apprendre à tracer un champ de pentes et utiliser la méthode d’Euler.  Savoir utiliser la commande « deSolve » afin de vérifier et même trouver des solutions.

 

Chapitres 1 et 2

 

 

 

 

Chapitre 3

12

5 et 6

Équations différentielles linéaires d’ordre supérieur. Équations linéaires et homogènes à coefficients constants.

Algèbre des nombres complexes.

Méthodes des coefficients indéterminés, méthode de variation des paramètres.

Avec la calculatrice : utiliser les commandes appropriées sur la calculatrice pour simplifier les calculs nécessaires en exécutant la méthode de variation des paramètres ainsi que celle des coefficients indéterminés.

Chapitre 4

6

7

Examen intra

Chapitres 1 à 4

3

 

 

 

8 et 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Les transformées de Laplace en équations différentielles.

Définitions, propriétés diverses et utilisation de tables. Application à la résolution d’équations différentielles. Transformées inverses, techniques diverses, convolution, fonctions définies par morceaux, impulsions et fonctions périodiques. Systèmes d’équations différentielles.

Avec la calculatrice : définir la fonction échelon-unité d’Heaviside (step), utiliser la fonction « expand » conjointement avec la table de transformées de Laplace.  Tracer et analyser les graphiques des solutions, utilisant au besoin des combinaisons linéaires de fonctions échelons.

Applications : étude du mouvement harmonique, circuits RLC, fonction de transfert, etc.

Avec la calculatrice : savoir tracer et analyser les graphiques des solutions aux problèmes de masse-ressort et de circuits RLC. 

Installer la librairie « ETS_specfunc » et utiliser les commandes « laplace », « ilaplace » et « solved ».

 

 

 

Chapitre 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chapitre 6

9

11

Méthodes numériques pour la résolution d'une équation différentielle et pour un système d'équations différentielles.

Avec la calculatrice : appliquer la méthode de Bogacky-Shampine (BS23) afin de résoudre numériquement des équations différentielles d’ordre 2 (ou plus) à l’aide d’un système d’équations différentielles d’ordre 1.

Résolution d'équations différentielles linéaires à l’aide de séries de puissances : formule de récurrence, intervalle de convergence, estimation de la valeur de la solution en un point.

Avec la calculatrice : utiliser le mode graphique « Suite » et la fonction « seqGen » pour générer les coefficients d’une série de puissances et évaluer la solution en un point donné avec précision.

Chapitre 7

3

12 et 13

Fonctions périodiques et séries de Fourier. Motivation, définition et propriétés. Prolongement périodique pair ou impair. Utilisation de tables.

Avec la calculatrice : pour une fonction donnée, mettre en mémoire les coefficients de Fourier et tracer le graphique d’une somme partielle d’ordre n.

Chapitre 8

6

Total : 39 heures  

 




Laboratoires et travaux pratiques

Trois heures de travail pratique par semaine. Sous la supervision de la personne responsable des travaux pratiques, ces périodes permettront de faire des exercices ou de compléter les notions vues au cours.




Utilisation d'outils d'ingénierie

Une calculatrice symbolique TI Nspire CX II CAS est requise pour ce cours et certaines questions d’examen vont vérifier son utilisation. Elle sera utilisée de façon continue, tout au long de la session : pour automatiser certaines procédures, pour illustrer des concepts pratiques tout comme théoriques et pour visualiser graphiquement des solutions à des problèmes concrets en mathématiques et en sciences du génie. Les logiciels Derive, Maple, Matlab, SageMath ou TI-Nspire CX CAS pourront être présentés par l'enseignante ou l'enseignant et être requis pour certains devoirs.




Évaluation


Informations additionnelles :
Mode d'évaluation Pondération

Examen intra en deux parties (3h)

35 %

Examen final en deux parties (3h)

35 %

Devoirs et/ou mini-tests

30 %

 

Devoirs et/ou mini-tests

Votre enseignante ou votre enseignant vous communiquera les modalités de ces évaluations. La pondération de chaque devoir et mini-test sera inférieure à 15 %. 

Examen intra en deux parties

L'examen intra est d'une durée totale de 3 heures. Il comporte deux parties : une première où la calculatrice est interdite et une deuxième où l'usage de la calculatrice TI-Nspire CX II CAS est autorisé. L'examen intra porte sur le contenu des cours 1 à 6, tel que décrit à la section « Cours ». Votre enseignante ou votre enseignant vous communiquera les modalités et le local de l'examen.

Examen final en deux parties

L’examen final est d’une durée totale de 3 heures. Il comporte deux parties : une première où la calculatrice est interdite et une deuxième où l'usage de la calculatrice TI-Nspire CX II CAS est autorisé. L'examen final porte sur le contenu des cours 8 à 13, tel que décrit à la section « Cours ». L'examen final est commun à tous les groupes de MAT265. L'ordinateur portable et la documentation sur support électronique sont interdits.

Documentation papier permise pour l’examen final :

  • Un résumé personnel de 3 feuilles 8½×11, recto verso (6 pages);
  • Une table de transformées de Laplace (2 pages);
  • Une table de séries de Fourier (2 pages);
  • Un aide-mémoire d'algèbre et de trigonométrie (2 pages);
  • Une table de règles et formules de dérivation et d'intégration (1 page).

Voir la section « Documents » du Moodle du cours pour des copies de chacune des tables et de l'aide-mémoire.

 

 

Examens de compensation

Lorsqu’une demande d’examen de compensation pour une évaluation papier surveillée de 15 % ou plus, à l’exception de l’examen final, est approuvée, la date de la reprise est déterminée par le Département et se tient le dimanche, habituellement dans un délai d’environ trois semaines suivant l’évaluation initiale. Cette date est finale et ne peut être modifiée. Aucun accommodement ne sera accordé en cas d’empêchement à la date prévue. Toute absence à l’examen de compensation entraîne la note de zéro. Les étudiantes et étudiants visés recevront, par courriel, les renseignements relatifs à la date, à l’heure et au local au moins 48 heures avant la tenue de l’examen.

Double seuil

Une note moyenne pondérée de 55 % est exigée pour les évaluations à caractère individuel suivantes : examen intra et examen final. Ce seuil est une condition nécessaire à la réussite du cours mais ne la garantit pas.




Seuil de passage pour les éléments à caractère individuel

Note minimale : 55



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1, 5 16 juin 2026
2, 6, 9 18 juin 2026
3, 7, 10 17 juin 2026
4 22 juin 2026



Politique de retard des travaux
Conformément au Règlement des études de premier cycle (article 7.5.6) et au Règlement des études de cycles supérieurs (article 6.5.6), 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 à l’article 7.5.5.1 dans le Règlement des études de premier cycle et l’article 6.5.2 dans le Règlement des études de cycles supérieurs, se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions soient communiquées par écrit par la personne enseignante 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 la personne enseignante du cours ou la personne coordonnatrice dans le cas des stages.



Documentation obligatoire

PICARD, Gilles. MAT265 Équations différentielles. Notes de cours et exercices : Volume 1 (version de juin 2025) et Volume 2 (version de juin 2025)




Ouvrages de références

BOYCE, William E. et Richard C. DIPRIMA. Équations différentielles, Chenelière / McGraw-Hill, 2002.

EDWARDS, C. Henry & David E. PENNY. Differential Equations. Computing and Modeling. 4th Edition. Prentice Hall, 2008.

KOSTELICH, Eric J. & Dieter ARMBRUSTER, Introductory Differential Equations, Addison-Wesley, 1997.

NAGLE, R. K. et E. SAFF. Fundamental of Differential Equation, 7th Edition, Addison Wesley, 2008.

POLKING, BOGGESS et ARNOLD, Differential Equations, Prentice Hall, 2001.

SOUCY, Luc. MAT265 Équations différentielles. Notes de cours et exercices (version de mars 2016).




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