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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Martine Dubé


PLAN DE COURS

Automne 2024
MEC111 : Statique de l'ingénieur (4 crédits)





Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 40,0 % 20,1 % 40,0 %




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’étudiante ou l’étudiant maîtrisera les concepts fondamentaux de la statique et de la résistance des matériaux. Mettre en application des concepts de base de la méthodologie de projet dans la conception des structures de treillis et des membrures en flexion.

À la fin de ce cours, l’étudiante ou l’étudiant sera en mesure :
  • d’utiliser un vocabulaire technique précis dans toutes ses productions; de modéliser des systèmes mécaniques réels à l’aide de diagrammes de corps libres;
  • de résoudre des problèmes d’équilibre;
  • de concevoir des structures de treillis et de charpentes dans le plan, incluant le dimensionnement des membrures et le choix des sections de poutres.
Notions de base relatives aux forces, aux vecteurs et aux unités. Forces, moments, couples et équilibre des corps rigides dans le plan, corps à deux forces. Centre de masse, forces réparties, centroïde des lignes et des surfaces, moment d'inertie de surface, rayon de giration, théorème des axes parallèles. Contrainte et déformation normales, contrainte de cisaillement, essai de traction, module d'élasticité, loi de Hooke, essai de compression, formules de flambage des colonnes longues et courtes, facteur de sécurité. Structures de treillis, identification, méthode des nœuds, méthode des sections, calcul de la résistance des treillis. Charpentes et mécanismes. Effort tranchant, moment de flexion, contrainte normale en flexion, poutres composées, calcul des poutres. Frottement sec, coefficients de frottement statique et cinétique, équilibre avec frottement, introduction au frottement des courroies.

Séances de laboratoire sur les comportements des membrures en compression et en flexion. Projet de conception des structures de treillis et des membrures en flexion.



Objectifs du cours
  • Acquérir les concepts fondamentaux de la statique et de la résistance des matériaux pour être capable de concevoir et analyser des assemblages d'éléments chargés axialement et en flexion.
  • Appliquer l’approche de méthodologie de projet.
  • Acquérir de la rigueur dans la résolution de problèmes par l’utilisation d’une méthode structurée.
  • Accroître les compétences pour le travail en équipe.
  • Développer le comportement professionnel.



Stratégies pédagogiques
  • 39 heures d'enseignement portant sur la théorie, illustrée par des exemples (13 semaines à 3 h/semaine);
  • 36 heures de travaux dirigés.

Chaque étudiant doit consacrer environ 6 h par semaine de travail personnel et en équipe pour réviser la théorie, lire le livre de référence, faire des exercices supplémentaires, réaliser le projet, rédiger le rapport du projet.




Utilisation d’appareils électroniques

Les appareils électroniques permis lors des séances de cours en présentiel ou en ligne seront précisés par les professeures et chargés de cours.

 




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mercredi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Vendredi 08:30 - 11:30 Travaux pratiques
02 Mercredi 08:30 - 11:30 Travaux pratiques
Vendredi 08:30 - 12:00 Activité de cours
03 Lundi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Mercredi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques
04 Lundi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques
Mercredi 13:30 - 17:00 Activité de cours
05 Mercredi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Jeudi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques
06 Mercredi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques
Jeudi 18:00 - 21:00 Activité de cours
07 Lundi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques
Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Martine Dubé Activité de cours Martine.Dube@etsmtl.ca A-1918
01 Émile Girouard-Laflamme Travaux pratiques emile.girouard-laflamme@etsmtl.ca
02 Ngoc Sang Hô Activité de cours cc-ngocsang.ho@etsmtl.ca A-2112
02 Ngoc Sang Hô Travaux pratiques cc-ngocsang.ho@etsmtl.ca A-2112
03 Françoise Marchand Activité de cours Francoise.Marchand@etsmtl.ca A-2914
03 Alex Hébert Travaux pratiques alex.hebert.1@ens.etsmtl.ca
04 Françoise Marchand Activité de cours Francoise.Marchand@etsmtl.ca A-2914
04 Alex Hébert Travaux pratiques alex.hebert.1@ens.etsmtl.ca
05 Slimane Benneceur Activité de cours cc-slimane.benneceur@etsmtl.ca A-2112
05 Slimane Benneceur Travaux pratiques cc-slimane.benneceur@etsmtl.ca A-2112
06 Ngoc Sang Hô Activité de cours cc-ngocsang.ho@etsmtl.ca A-2112
06 Henri Trépanier-Leroux Travaux pratiques henri.trepanier-leroux.1@ens.etsmtl.ca
07 David Provencher Activité de cours cc-David.Provencher@etsmtl.ca A-2112
07 David Provencher Travaux pratiques cc-David.Provencher@etsmtl.ca A-2112



Cours

Voir aussi la feuille de route à la fin du plan de cours.

  • Notions de base : (1 h)
    • Masse, accélération, force, accélération gravitationnelle, poids.
  • Forces concourantes dans le plan (2D) : (2 h)
    • Scalaire, vecteur, addition des forces, composantes d'une force, équilibre des forces concourantes en 2D.
  • Statique des corps rigides dans le plan : (6 h)
    • Forces externes, forces internes, transmissibilité des forces, moment d'une force, couple, système de force-couple équivalent, diagramme du  corps libre (DCL), équations d'équilibre, corps à deux forces.
  • Forces réparties, centroïdes, moments d'inertie : (6 h)
    • Centre de gravité des masses, forces réparties uniformes, centroïde des lignes et des surfaces, forces réparties linéaires, moments d'inertie de surface, rayon de giration, théorème des axes parallèles.
  • Résistance des membrures sous charges axiales : (6 h)
    • Contrainte et déformation normales, contrainte de cisaillement, essai de traction, module d'élasticité, loi de Hooke, essai de compression, formules de flambage des colonnes longues et courtes, facteur de sécurité.
  • Calcul des structures de treillis : (3 h)
    • Définition d'un treillis, structures de treillis approchés, identification des treillis, méthode des nœuds, méthode des sections, calcul de la résistance des treillis, calcul des treillis en 2D.
  • Effort tranchant et moment de flexion : (9 h)
    • Effort tranchant (V) et moment de flexion (M), diagrammes de V et M, contrainte normale due à un moment de flexion, poutres composées, calcul des poutres.
  • Charpentes et mécanismes : (3 h)
    • Charpentes, mécanismes, calcul des forces dans un assemblage isostatique, charpentes rigide et non-rigide sans les appuis.
  • Frottement : (3 h)
    • Frottement sec, coefficients de frottement, frottement de courroie, angle d’enroulement.



Laboratoires et travaux pratiques
  • 36 heures de travaux dirigés qui se composent approximativement de :
    • 24 heures de résolution d’exercices reliés à la théorie;
    • 4 heures de laboratoires (deux séances de 2 h) : flambage de colonnes et flexion;
    • 8 heures d'activités guidées sur des projets de conception et d'analyse d'une structure de treillis et de poutres.

 

Chaque étudiant doit consacrer environ 6 h par semaine de travail personnel et en équipe pour réviser la théorie, lire le livre de référence, faire des exercices supplémentaires, réaliser le projet, rédiger le rapport du projet.




Utilisation d'outils d'ingénierie
  • Calculatrice;
  • Outils de dessin (2 équerres, 1 rapporteur d’angle et un compas).



Évaluation
Laboratoires Deux laboratoires en équipe 5 %
Projet Un projet de session en équipe 25 %
Mini-quiz Mini-Quiz (sur Moodle ou en classe) 5 %
Quiz 1   10 %
Quiz 2   10 %
Quiz 3   10 %
Examen final Pendant la période des examens finaux (180 minutes) 35 %

 

Clause particulière : Une moyenne minimale de 50 % dans les mini-quiz, quiz et examen final (35/70) est requise pour réussir le cours.

 




Double seuil
Note minimale : 50



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

Pénalité pouvant aller jusqu’à 10 % par jour.




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
  • V. N. Lê, version avril 2023, avec la collaboration de O. Doutres, M. Dubé, A. Lajmi  et S. Hô., L.C. Forcier et L. Cormier, Statique de l’ingénieur : notes de cours MEC111. Montréal : École de technologie supérieure (disponible sur Moodle).
  • J. L. Meriam,  L. G. Kraige et J. N. Bolton, 8e édition 2018, Mécanique de l'ingénieur : statique. Version française. Repentigny, Québec : R.Goulet, 516 p. (disponible à la coop).
  • A Bazergui, T. Bui-Quoc, A. Biron, G. McIntyre et C. Laberge, Résistance des matériaux, 3e édition, Montréal : Presses internationales Polytechnique, 2002, 715 p. (extraits disponibles sur Moodle).



Ouvrages de références

 

  • D. Beaulieu, 2003. Calcul des charpentes d'acier : Tome 1, 2e éd. 2e tirage revu. Willowdale, Ont. : Institut canadien de la construction en acier, 800 p. (livre à la bibliothèque).
  • A. Bedford, et W. L. Fowler, 2008. « Statics ». In Engineering Mechanics : Statics & Dynamics, 5th ed., p. 3-634. Upper Saddle River, NJ : Pearson/Prentice Hall. (livre à la bibliothèque).
  • F. P. Beer, E. R. Johnston, D. F. Mazurek et E. R. Eisenberg, 2011. Mécanique pour ingénieurs : Statique, vol. 1, 2e éd. Adaptation de C. Benedetti, Y. A. Youssef et A. Hénault. Montréal : Chenelière/McGraw-Hill, 588 p. (livre à la bibliothèque – 1ère éd.).
  • R. C. Hibbeler, 2010. « Statics ». In Engineering Mechanics : Statics and Dynamics, 12th ed., p. 1-655. Upper Saddle River, N.J. : Pearson/Prentice Hall. (livre à la bibliothèque).
  • J. L. Meriam et L. G. Kraige, 2011. Engineering Mechanics : Statics, 7th ed. Hoboken, N.J. : Wiley, 544 p. (livre à la bibliothèque – 6th ed.).
  • A. Picard, 2006. Mécanique des corps rigides : statique. Longueuil, Québec : Loze-Dion, 513 p. (livre à la bibliothèque).
  • A. Picard, et D. Beaulieu, 1991. Calcul des charpentes d'acier. Willowdale, Ont. : Institut canadien de la construction en acier, 862 p. (livre à la bibliothèque).
  • R. W. Soutas-Little, D. J. Inman et D. S. Balint, 2008. Engineering Mechanics : Statics : Computational Edition, 1e ed. CL-Engineering, 496 p.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca




Autres informations

FEUILLE DE ROUTE DU COURS MEC111 : STATIQUE DE L’INGÉNIEUR

 

SÉANCE

(3 h)

MATIÈRE À L’ÉTUDE

LECTURE

 

 

Notes de cours

Livres

1

Notions de base (Chapitre 1)

Masse, accélération, force, accélération gravitationnelle, poids.

Forces concourantes dans le plan (2D) (Chapitre 2)

Scalaire, vecteur, addition des forces, composantes d'une force, équilibre des forces concourantes en 2D.

p. 1.1-1.3

p. 2.1-2.3

Meriam et al.

p. 3-18

p. 23-31

2

Statique des corps rigides dans le plan (Chapitre 3 : 1 de 2)

Forces externes et internes, transmissibilité des forces, moment, couple, système de force-couple équivalent.

p. 3.1-3.4

Meriam et al.

p. 39-43

p. 50-52

p. 58-60

3

Statique des corps rigides dans le plan (Chapitre 3 : 2 de 2)

Diagramme du corps libre (DCL), équations d’équilibre, corps à deux forces.

p. 3.5-3.7

Meriam et al.

p. 109-129

4

Forces réparties, centroïdes, moments d’inertie (Chapitre 4 : 1 de 2)

Centre de gravité, forces réparties uniformes, centroïdes des lignes et des surfaces, forces réparties linéaires.

p. 4.1-4.3

Meriam et al.

p. 229-237

p. 250-253

5

Forces réparties, centroïdes, moments d’inertie (Chapitre 4 : 2 de 2)

Moments d’inertie, 2es moments de surface, rayon de giration, théorème des axes parallèles.

p. 4.4-4.8

Meriam et al.

p. 434-442

6

Résistance des membrures sous charges axiales (Chapitre 5 : 1 de 2)

Contrainte et déformation normales, contrainte de cisaillement, essais de traction/compression, module d’élasticité, loi de Hooke.

p. 5.1-5.6

Bazergui et al.

p. 20-25

p. 214-219

7

Résistance des membrures sous charges axiales (Chapitre 5 : 2 de 2)

Formules de flambage des colonnes longues et courtes, facteur de sécurité.

p. 5.7-5.9

Bazergui et al.

p. 328-334

8

Calcul des structures de treillis (Chapitre 6)

Définition, structures de treillis approchés, identification des treillis, méthodes des nœuds et des sections, calcul de la résistance d’un treillis.

p. 6.1-6.4

Meriam et al.

p. 169-177

p. 184-187

9

Flexion (Chapitre 7 : 1 de 3)

Effort tranchant (V) et moment de flexion (M), diagrammes V–M.

p. 7.1-7.5

Meriam et al.

p. 276-282

10

Flexion (Chapitre 7 : 2 de 3) : Contrainte normale due à un moment de flexion.

p. 7.6

Bazergui et al.

p. 64-72

p. 80-81

11

Flexion (Chapitre 7 : 3 de 3) : Poutres composées.

p. 7.8-7.9

Bazergui et al.

p. 520-525

12

Charpentes et mécanismes (Chapitre 8)

 

p. 8.1-8.4

Meriam et al.

p. 200-205

13

Frottement (Chapitre 9)

Coefficients de frottement, angle de frottement, frottement, frottement de courroie.

p. 9.1-9.3

Meriam et al.

p. 331-341

p. 372-375