École de technologie supérieure Responsable(s) de cours : Martine Dubé PLAN DE COURS Automne 2023 MEC111 : Statique de l'ingénieur (4 crédits) Préalables Unités d'agrément Aucun préalable requis Total d'unités d'agrément : 64,8 Qualités de l'ingénieur Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q11 Q8 i3 i1 i3 i3 Qualité visée dans ce cours Q10 Q12 i2 i1 i1 i1 i1 i3 i2 i4 i3 i5 i4 i4 Qn Q9 Qn Qualité visée dans un autre cours Indicateur enseigné Indicateur évalué Indicateur enseigné et évalué Descriptif du cours Maîtriser 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. 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 01 02 03 04 05 06 07 Jour Mardi Mercredi Mardi Mercredi Mardi Jeudi Mardi Jeudi Mardi Jeudi Mardi Jeudi Lundi Mercredi Heure 13:30 ‐ 17:00 13:30 ‐ 16:30 13:30 ‐ 16:30 13:30 ‐ 17:00 08:30 ‐ 11:30 13:30 ‐ 17:00 08:30 ‐ 12:00 13:30 ‐ 16:30 18:00 ‐ 21:00 18:00 ‐ 21:30 18:00 ‐ 21:00 18:00 ‐ 21:00 18:00 ‐ 21:00 18:00 ‐ 21:30 Activité Activité de cours Travaux pratiques et laboratoire Travaux pratiques et laboratoire Activité de cours Travaux pratiques et laboratoire Activité de cours Activité de cours Travaux pratiques et laboratoire Travaux pratiques et laboratoire Activité de cours Activité de cours Travaux pratiques et laboratoire Travaux pratiques et laboratoire Activité de cours Coordonnées de l’enseignant Groupe Nom Activité 01 Slimane Benneceur Activité de cours 02 03 04 05 Ngoc Sang Hô Françoise Marchand Martine Dubé Van Ngan Lê Activité de cours Activité de cours Activité de cours Activité de cours 06 Slimane Benneceur Activité de cours Courriel cc‐ slimane.benneceur@etsmtl.ca cc‐ngocsang.ho@etsmtl.ca Francoise.Marchand@etsmtl.ca Martine.Dube@etsmtl.ca VanNgan.Le@etsmtl.ca cc‐ slimane.benneceur@etsmtl.ca Local A‐2112 A‐2112 A‐2914 A‐1918 A‐2144 A‐2112 Disponibilité 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 Projet Mini‐quiz Quiz 1 Quiz 2 Quiz 3 Examen final Deux laboratoires en équipe Un projet de session en équipe Mini‐Quiz (sur Moodle ou en classe) Pendant la période des examens finaux (180 minutes) 5% 25 % 5% 10 % 10 % 10 % 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 : 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 Pénalité pouvant aller jusqu’à 10 % par jour. 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). Plagiat et fraude 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 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 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 les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants‐actuels/Baccalaureat/Citer‐pas‐plagier). 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 et à la coop). 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 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. 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. 2 3 LECTURE Notes de cours p. 1.1‐1.3 p. 2.1‐2.3 Livres Meriam et al. p. 3‐18 p. 23‐31 p. 3.1‐3.4 Meriam et al. p. 39‐43 p. 50‐52 p. 58‐60 Meriam et al. p. 109‐129 Statique des corps rigides dans le plan (Chapitre 3 : 2 de 2) Diagramme du corps libre (DCL), équations d’équilibre, corps à deux forces. 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. 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. 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. Résistance des membrures sous charges axiales (Chapitre 5 : 2 de 2) Formules de flambage des colonnes longues et courtes, facteur de sécurité. 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. Flexion (Chapitre 7 : 1 de 3) Effort tranchant (V) et moment de flexion (M), diagrammes V–M. Flexion (Chapitre 7 : 2 de 3) : Contrainte normale due à un moment de flexion. p. 3.5‐3.7 11 Flexion (Chapitre 7 : 3 de 3) : Poutres composées. p. 7.8‐7.9 12 Charpentes et mécanismes (Chapitre 8) p. 8.1‐8.4 13 Frottement (Chapitre 9) Coefficients de frottement, angle de frottement, frottement, frottement de courroie. p. 9.1‐9.3 4 5 6 7 8 9 10 p. 4.1‐4.3 p. 4.4‐4.8 p. 5.1‐5.6 p. 5.7‐5.9 p. 6.1‐6.4 p. 7.1‐7.5 p. 7.6 Meriam et al. p. 229‐237 p. 250‐253 Meriam et al. p. 434‐442 Bazergui et al. p. 20‐25 p. 214‐219 Bazergui et al. p. 328‐334 Meriam et al. p. 169‐177 p. 184‐187 Meriam et al. p. 276‐282 Bazergui et al. p. 64‐72 p. 80‐81 Bazergui et al. p. 520‐525 Meriam et al. p. 200‐205 Meriam et al. p. 331‐341 p. 372‐375
