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École de technologie supérieure
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Responsable(s) de cours :
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Nicole R. Demarquette
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PLAN DE COURS
Été 2024
MEC786 : Mise en forme de polymères et composites (3 crédits)
Préalables
| Programme(s) : 7684,7884 | | | | | | | | | | | Profils(s) : Tous profils | | | | | | | | | | | | | MEC300 | | | | | | | | | | | |
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Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8
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Qualités de l'ingénieur
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Qualité visée dans ce cours |
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Qualité visée dans un autre cours |
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Indicateur enseigné |
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Indicateur évalué |
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Indicateur enseigné et évalué |
Descriptif du cours
Ce cours couvrira les procédés de mise en forme de polymères et de composites. La première partie couvrira les polymères et la deuxième partie les composites.
À la fin du cours, l’étudiante ou l’étudiant sera en mesure : de choisir une méthode de mise en forme en fonction des applications et propriétés des produits à concevoir; de déterminer certains paramètres du procédé de mise en forme retenu.
Polymères : Révision thermoplastiques et thermodurcissables, Polymères amorphes, polymères semi-cristallins, température de transition vitreuse, de fusion, taux de cristallinité, structure des polymères, caractérisation de la structure des polymères, propriétés des polymères,
rhéologie des polymères, modèles visco-élastiques, moulage par injection, extrusion et procédés qui en découlent, mélanges de polymères.
Composites : Types de fibres, procédés de mise en forme : moulage au contact, sous vide,
injection, compression, enroulement filamentaire, pultrusion, estampage. Problèmes lors de la
mise en forme : porosité, « spring back », flambage local des fibres. Science des procédés de
fabrication : équations de transfert de chaleur et développement des contraintes internes.
Séances de laboratoire sur l’identification et caractérisation de la microstructure, des propriétés mécaniques et thermiques des polymères.
Objectifs du cours
L’étudiant connaîtra les propriétés principales des polymères et composites à base de polymère ainsi que les principes de leur mise en forme.
Objectifs spécifiques :
À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure :
• de choisir une méthode de mise en forme en fonction des applications et propriétés des produits à concevoir;
• de déterminer certains paramètres du procédé de mise en forme retenu.
Stratégies pédagogiques
- 39 heures d’enseignement portant sur la théorie, illustrée par des exemples où la participation des étudiants sera encouragée (13 semaines à 3 h / semaine incluant une séance pour l’examen intra)
- 24 heures de travaux dirigés qui se composent approximativement de 14 heures de laboratoires ou démonstrations d’expérimentations en laboratoire suivi d’exercices pratiques et 10 heures de travaux pratiques
- 4 heures de baladodiffusions à écouter à la maison
Utilisation d’appareils électroniques
Les ordinateurs portables sont autorisés pour ce cours, toutefois, leur utilisation pour un usage qui n'est pas lié au cours est interdit en classe et en TP.
Horaire
| Groupe | Jour | Heure | Activité |
| 01 | Mardi | 13:30 - 17:00 | Activité de cours |
| Vendredi | 10:30 - 12:30 | Laboratoire |
Coordonnées de l’enseignant
Cours
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Semaine
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Contenu du cours
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Références
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Labo/TP
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1
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Matériaux composites: applications. constituants et mécanique
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Notes de cours
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Labo 1/TP1 : Constituants
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2
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Constituants et introduction aux procédés de mise en forme des composites
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Notes de cours et chapitres 5-6 de Advanced Composites Manufacturing
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Labo 1/TP1 : Constituants
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3
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Mise en forme des composites thermodurcissables
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Notes de cours et chapitre 10 de Advanced Composites Manufacturing
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Labo 2/TP2 : Pré-imprégnés
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4
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Mise en forme des composites thermodurcissables - 2
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Notes de cours et chapitre 10 de Advanced Composites Manufacturing
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Labo 2/TP2 : Pré-imprégnés
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5
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Procédés de mise en forme des matériaux composites thermoplastiques
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Notes de cours et chapitre 3 de Advanced Composites Manufacturing
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Labo 3/TP3 : Infusion
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6
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Joints et réparations
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Notes de cours et chapitre 12 de Advanced Composites Manufacturing
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Labo 3/TP3 : Infusion
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7
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INTRA
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Semaine
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Contenu du cours
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Références
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Contenu du labo ou TP
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8
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Généralités sur les polymères :
Facteurs qui contrôlent leurs propriétés (chimie, taille, structure, température)
Synthèse
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Chapitres 15 et 16:Science et génie des matériaux, William D. Callister Jr.
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Labo 4
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9
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Propriétés mécaniques des polymères : Comportement en traction
Comportement viscoélastique
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Chapters 9: Materials Science of Polymer for Engineers
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4 séances tournantes :
- Labo 5 : Températures de transitions et propriétés mécaniques des polymères
- TP4 : Analyse microstructurale des polymères
- Labo 6 : Principe de superposition temps-température
- Labo 7: Indice de fluidité
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10
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Solidification des polymères
Etat Amorphe
Cristallisation
Contraintes résiduelles
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Chapitres 4 et 8: Materials Science of Polymers for Engineers
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11
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Propriétés rhéologiques des polymères : Rhéologie des polymères fondus Rhéométrie
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Chapitre 5: Materials Science of Polymers for Engineers
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12
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Mise en forme des polymères
Extrusion et injection
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Chapitre 6 :
Materials Science of Polymers for Engineers
Chapitre 7 : Principles of Polymer Engineering
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13
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Méthodes de mise en forme émergentes
Mélanges de polymères
Rappels
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Notes de cours
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TP5 : Exercices de préparation à l’intra
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Examen final pendant la période des examens finaux
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Laboratoires et travaux pratiques
Les séances de laboratoire et travaux pratiques sont précisés ci-dessus.
Utilisation d'outils d'ingénierie
Matlab sera employé dans ce cours comme une calculatrice pour résoudre certains problèmes.
Évaluation
| Quatre (4) laboratoires sur la caractérisation et mise en forme des polymères |
24 % |
| Trois (3) laboratoires sur la mise en forme et la caractérisation de composites |
18 % |
| Un (1) travail en équipe à faire en séance de TP |
6% |
| Les Quiz |
2 % |
| Examen intra |
25 % |
| Examen final |
25 % |
Dates des examens intra
| Groupe(s) | Date |
| 1 | 20 juin 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 7.2.5/ 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 un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiante ou l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice ou du coordonnateur – Affaires académiques qui en référera à la personne assurant la direction du département. Pour un examen final, l’étudiante ou l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau de la registraire. Dans tous les cas, l’étudiante ou l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire de demande d’examen de compensation 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’une étudiante ou 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 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
Notes de cours de MEC786 disponibles sur Moodle.
Ouvrages de références
1 W. D. Callister, Science et génie des matériaux, Modulo, 2001. Chapitres 16 et 17.
2 T.A. Oswald,G. Mendes, "Materials Science of Polymers for Engineers", Hanser Verlag, 3rd edition, 2012
3 N.G. McGrum, C.P. Buckley and C.B. Bucknall : “Principles of Polymer Engineering”, Oxford Science Publication 2nd Edition, 2011.
4 P. Combette, I. Ernoult, "Physique des Polymères", Presses internationales Polytechniques, 2005.
5 R.S. Davé, A. C. Loos, « Processing of composites », Hanser, 2000
6 T. G. Gutowski, “Advanced Composites Manufacturing”, John Wiley & Sons, Inc., 1997