M1 Génie Civil - Matériaux et structures

Claire LAMBARD, ENS PARIS-SACLAY.

Modalité d'évaluation : Prise de parole en interaction et en continu / Compréhension orale / Expression et production orale.

Objectifs :
Les cours en anglais Master visent à aider les étudiants à développer et parfaire leur maîtrise des différentes catégories de la langue, et notamment à les faire gagner en aisance et en autonomie à l'oral comme à l'écrit.
Préparation au Cambridge Advanced ou à l'IELTS
Contenus :
Essay writing / Oral and written comprehension - Debating / Class discussions / Presentations.

Savoir mener des présentations orales sur des sujets d'actualité divers. Savoir comprendre à l'oral comme à l'écrit des supports d'anglais général et scientifique. Avoir d'importantes notions en grammaire anglaise.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre - Janvier.

GIF-SUR-YVETTE

David NÉRON, PU, ENS PARIS-SACLAY Cécile OLIVER-LEBLOND, MCF, ENS PARIS-SACLAY.

Mode d'évaluation : Session 1 : 0,33 (contrôle continu : TP ou projet) + 0,67 (examen écrit).

Objectif :
ce cours apportera aux étudiants les connaissances de base, nécessaires au traitement numérique des équations aux dérivées partielles issues de la mécanique des milieux continus et introduira les principales méthodes permettant de résoudre ces équations, principalement les méthodes de différences, volumes et éléments finis.
Contenu : Pour les étudiants n'ayant pas suivi la formation initiale correspondante, un cours de remise à niveau sur les outils numériques de base (solutions d'équations et de systèmes d'équations algébriques linéaires et non linéaires, interpolation, intégration numérique) sera proposé.
Le cours de méthodes numériques proprement dit abordera les points suivants :
• Présentation, classification et analyse d'équations aux dérivées partielles modèles, issues de la physique et/ou de la mécanique des milieux continus.
• Introduction des différentes méthodes numériques de résolution des équations aux dérivées partielles et éléments d’analyse pour caractériser ces méthodes (par exemple consistance, stabilité, convergence…) :
- Méthode des différences finies
- Méthode des volumes finis
- Méthode des éléments finis
Le cours sera accompagné de travaux dirigés et de séances de TP. Ces dernières seront l’occasion de coder les méthodes numériques introduites pour les simulations numériques de quelques problèmes modèles.

Cours d'analyse numérique de licence de mécanique ou UE équivalentes. Notions de programmation.

• R. Théodor, Initiation à l'analyse numérique, CNAM cours A, Masson, 1994. • G. Allaire, Analyse Numérique et Optimisation, Editions de l’Ecole Polyechnique, 2012. • A. Quarteroni, Numerical Models For Differential Problems, Springer Verlag, 2012.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre.

GIF-SUR-YVETTE

Philippe Gondret, Professeur, section 60, Faculté des Sciences d’Orsay.

7 semaines avec 2h de cours et 2h de TD à chaque fois. Un examen final début novembre.

Maîtriser les bases tensorielles de la mécanique des fluides et de résolution de l'équation de Navier-Stokes.

Description synthétique :
Equations bilan
Tenseurs des taux de déformation et des contraintes
Equation de Navier-Stokes et techniques de résolution
Analyse dimensionnnelle, similitude
Régimes inertiels et visqueux
Introduction aux couches limites.

Maîtrise des équations aux dérivées partielles.

E. Guyon, J.-P. Hulin et L. Petit, Hydrodynamique physique (EDP Sciences, Collection Savoirs Actuels, 3ème édition, 2012).

Septembre - Octobre.

GIF-SUR-YVETTE

Ludovic CHAMOIN, PU, ENS PARIS-SACLAY Federica DAGHIA, MCF, ENS PARIS-SACLAY Cuong HA MINH, MCF, ENS PARIS-SACLAY.

Modalités d'évaluation : Session 1 : EF écrit - Session 2 : EF écrit ou oral.

Mots clés : Élasticité, milieux curvilignes, solides
Objectifs : Approfondir les modélisations des milieux solides élastiques 3D et curvilignes
Contenu : Résolution d’un problème d’élastostatique, Anisotropie, Principe des Puissances Virtuelles, Mécanique des poutres, Théorèmes de l'énergie, Approximation de solution.
Compétences à acquérir : Acquérir les connaissances et les méthodes d'analyse de problème de mécanique en élastostatique.

Mécanique du point, bases de MMC.

Germain-Muller Introduction à la Mécanique des Milieux Continus  Masson 1995.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre.

GIF-SUR-YVETTE

Olivier ALLIX, MCF, ENS PARIS-SACLAY Federica DAGHIA, MCF, ENS PARIS-SACLAY.

Modalités d'évaluation : Session 1 : EF (60 %) et CC (40 %) - Session 2 : EF écrit ou oral (60 %) et report CC (40 %).

Objectifs :
Acquérir les notions de base sur les ondes dans les fluides;
Etudier quelques types d'ondes, savoir les modéliser;
Connaître quelques applications pratiques principalement en acoustique et pour la houle.
Contenus :
Notions de bases sur les ondes dans les fluides : équation d'onde, relation de dispersion, vitesses de phase et de groupe, énergie; Réflexion et transmission sur une interface; diffraction;
acoustique linéaire; définition du dB; pondération A;
résonateurs de Helmholtz et applications;
ondes de surface gravito-capillaires (théorie d'Airy);
étude de quelques phénomènes non linéaires (ondes solitaires, mascarets...).

Connaissance des principaux phénomènes de propagation d'onde et d'acoustique dans les fluides.

Ondes acoustiques (A. Chaigne); Hydrodynamique physique (L. Petit, E. Guyon, J.P. Hulin); Ondes en mécanique des fluides (V. Guinot). O. Thual,‘Hydrodynamique de l’environnement.’, Editions de l’École Polytechnique, 2010.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre.

GIF-SUR-YVETTE

Cédric GIRY, MCF, ENS PARIS-SACLAY Federica DAGHIA, MCF, ENS PARIS-SACLAY Cuong HA MINH, MCF, ENS PARIS-SACLAY.

Modalité d'évaluation : Session 1 : EF écrit (70 %) et CC TP (30 %) - Session 2 : EF écrit ou oral (70 %) et report CC TP (30 %).

Objectifs :
Acquérir les connaissances et les outils standards d'analyse de problème de mécanique vibratoire des systèmes discrets et continus simples. Comprendre l'importance des méthodes approchées.
Contenus :
Analyse vibratoire de systèmes discrets et de milieux continus. Méthodes approchées.
Formulation variationnelle pour la vibration, notions d'analyse modale, méthodes exactes et approchées.

Mécanique du point, Outils de résolution d'équations différentielles.

M., Géradin ; D., Rixen : "Théorie des vibrations : application à la dynamique des structures",Masson. T. Gmür : "Dynamique des structures : analyse modale numérique",PPUR. J.L., Guyader : "Vibration de milieux continus" Hermes. R.W. Clough, J. Penzien : "Dynamics of structures", McGraw-Hill.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre.

GIF-SUR-YVETTE

Clément DESODT, PRAG, ENS PARIS-SACLAY Cécile OLIVER-LEBLOND, MCF, ENS PARIS-SACLAY.

Mode d'évaluation : Session 1 : EF écrit - Session 2 : EF écrit ou oral.

Objectifs :
Utiliser efficacement les méthodes énergétiques.
Résoudre des problèmes de structures hyperstatiques avec ou sans prise en compte des effets du second ordre.
Contenus :
Actions climatiques – approche semi-probabiliste,
Méthodes énergétiques,
Résolution systèmes hyperstatiques,
Instabilités.

Résistance des matériaux Mécanique générale MMC Matériaux.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre.

GIF-SUR-YVETTE

Rodrigue DESMORAT, PU, ENS PARIS-SACLAY, LMT Alexandra BOURDOT, MCF, ENS PARIS-SACLAY, LMT.

Mode d'évaluation : Session 1 : EF écrit - Session 2 : EF écrit ou oral.

Objectifs :
Aborder de manière complète la description des matériaux du Génie Civil à l’échelle microscopique, de leur comportement mécanique à l’échelle mésoscopique de l’élément de volume de la MMC, et leur utilisation en vue de calculs de structures à l’échelle macroscopique des ouvrages. Comprendre la nécessité de prendre en compte l'environnement pour la formulation de bétons durables.
Contenus :
Durabilité des bétons: microstructure, formulation et pathologies.
Comportement mécanique : élasticité (isotropie, anisotropie), critères limite d’élasticité (von Mises, Tresca, Drucker-Prager, Mohr-Coulomb, Mazars), thermo-hydro-élasticité, notions de chimio-élasticité, visco-élasticité, plasticité, notions d’endommagement.

MMC Matériaux (bases).

Lemaitre J., Chaboche J.L., Benallal A., Desmorat R.: Mécanique des matériaux solides, nouvelle édition, Dunod, 2009. Bazant Z., Cedolin L., Stability of structures : elastic, inelastic, fracture and damage theories, Oxford University Press, 1991. Ollivier J-P., Vichot A. : La durabilité des bétons, Presses des Ponts et Chaussées, 2008.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre.

GIF-SUR-YVETTE

Clément DESODT, PRAG, ENS PARIS-SACLAY.

Modalités d'évaluation :Session 1 : EF écrit (70%) et CC TP (30%) - Session 2 : EF écrit ou oral (70%) et report CC TP (30%).

Objectifs :
Cet enseignement permet d'acquérir les connaissances de base relatives à l'identification des sols et à leur comportement. Les phénomènes élémentaires d’écoulement, de tassement élastoplastique et de consolidation sont traités dans le cadre des hypothèses classiques. La mise en place des méthodes de calculs des efforts exercés par les terres sur les ouvrages est faite. Les méthodes de calcul de type analyse limite et calcul à la rupture terminent ce cours.
Contenus :
1. Notions de géologie : nature, formation et évolution des roches. Identification et caractérisation des sols : phases,
caractéristiques physiques, classifications.
2. Hydraulique des sols : perméabilité, nappes, écoulements.
3. Contraintes et déformations dans les sols : caractéristiques des états de contraintes, représentations.
4. Théorie de la consolidation : essais en laboratoire, calcul des tassements.
5. Modèles de comportement appliqués aux sols : élasticité, plasticité, critères de rupture. Tassements élastoplastiques.
6. Calcul des calcul des ouvrages de soutènement.

MMC Matériaux.

Cordary 1995 Mécanique des sols Phillipponnat 1997 Fondations et ouvrages en terre.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre.

GIF-SUR-YVETTE

Kamilia ABAHRI, MCF, ENS PARIS-SACLAY Clotilde CHAMBREUIL, ENS PARIS-SACLAY Guillaume LE GUERN, PRAG, ENS PARIS-SACLAY.

Modalité d'évaluation : Session 1 : EF écrit (70%) et CC TP (30%) - Session 2 : EF écrit ou oral (70%) et report CC TP (30%).

Objectifs :
Analyse des transferts thermiques dans les bâtiments et l’environnement. Applications aux transferts thermiques dans les parois, les sols, les échangeurs…
Contenus :
Conduction : Régime permanent et variable. Solutions analytiques associées (Laplace, changement de variables, Green, superposition…), Solutions analogiques.
Analyse dimensionnelle : Théorème de Vaschy-Buckingham, nombres adimensionnels des transferts.
Convection : Analyse dimensionnelle et corrélations associées. Transferts de masse convectifs. Application aux échangeurs de chaleur
Rayonnement : Lois du rayonnement, rayonnement des corps noirs et réels. Radiosités et linéarisations.
Résolutions numériques : Régime permanent, variable. Différences finies. Méthodes de résolution associées.

Eléments de thermodynamique et thermique en régime permanent : résistances conductives équivalentes aux parois.

Traité de physique du bâtiment Volume 4 : thermique et aéraulique. HERNOT D., Thermique appliquée aux bâtiments, Porcher. SACADURA J.F., Initiation aux transferts thermiques.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre.

GIF-SUR-YVETTE

Tiina Suomijarvi, UPSay / IPNO Adrien Mercier, UPSay / GEEPS Caroline De Sa, ENS Paris-Saclay Sylvain Le Gall, UPSay / GEEPS Loïc Assaud, UPSay / ICMMO.

7 séances de 3h30 de cours.

En complément de l'UE "Ressources en énergie", on termine le tour d'horizon des grandes resources (éolien) et on introduit la production et le stockage de l'électricité ainsi que la prise en compte de l'intermittence des sources renouvelables ; on présente également les concepts de l'efficacité énergétique pour les batiments.

UE Ressources en énergie du même parcours.

Janvier - Février - Mars.

GIF-SUR-YVETTE

Rodrigue DESMORAT, PU, ENS PARIS-SACLAY, LMT Guillaume LE GUERN, PRAG, ENS PARIS-SACLAY.

Modalité d'évaluation : Session 1 : EF écrit (70%) et CC TP (30%) - Session 2 : EF écrit ou oral (70%) et report CC TP (30%).

Objectifs:
Établir les paramètres acoustiques et les bilans d'énergie acoustique dans une salle à partir des équations d'ondes de l'acoustique physique.
Contenus :
Acoustique physique puis applications en acoustique des salles
Équations des ondes
Mesures du son (intensité, décibel)
Réverbérations
Acoustique des salles.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

GIF-SUR-YVETTE

Frédéric RAGUENEAU,PU, ENS PARIS-SACLAY, LMT Xavier DUBOIS, Ingénieur d’étude, EDF, SOFINEL Alberto FRAU, CEA, DEN, DANS, DM2S, SEMT, EMSI.

Modalités d'évaluation : Session 1 : EF écrit (70%) et CC Projet (30%) - Session 2 : EF écrit ou oral (70%) et report CC Projet (30%).

Objectifs :
L’objectif de ce module est de donner les bases théoriques et technologiques permettant d’aborder le dimensionnement des structures en béton précontraint.
Contenus :
Technologie du béton armé et précontraint
Comportement des matériaux et modélisation
Équations de bases et dimensionnement
Application à des cas d’études concrets.

Résistance des matériaux, mécanique des structures.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

GIF-SUR-YVETTE

Cédric GIRY, MCF, ENS PARIS-SACLAY Benjamin RICHARD, Ing. Chercheur, HDR - IRSN.

Modalités d'évaluation : Session 1 : EF écrit (70%) et CC Projet (30%) - Session 2 : EF écrit ou oral (70%) et report CC Projet (30%).

Objectifs :
L'objectif du module est de donner aux étudiants des notions et les outils de base pour appréhender le domaine du Génie Parasismique.
Contenus :
Génie parasismique :
Elements de sismologie et de conception parasismique
Réponse dynamique de quelques oscillateurs
Analyse élastique
Analyse anélastique
Analyse torsionnelle
Vérification à l’ELU et à l’ELS selon l’Eurocode 8.

Dynamique des structures.

Dynamics of Structures. Theory and applications to earthquake engineering. Anil K. Chopra Dynamics of Structures. Ray W. Clough and Joseph Penzien Génie parasismique : conception et dimensionnement des ouvrages. M. Badoux, P. Lestuzzi et S. Sellami.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

GIF-SUR-YVETTE

Clément DESODT, PRAG, ENS Paris-Saclay Xavier JOURDAIN, PRAG, ENS Paris-Saclay.

MCC_UE_S1 : EE * 60% [Épreuve écrite 2h] + CCTP * 40% [2 projets de 4h. Implication durant les séances, compte rendu] MCC_UE_S2 : EE * 60% [Épreuve écrite 2h ou orale 1h] + CCTP * 40% [Rep].

L'objectif de ce module est de fournir aux élèves des outils d'apprentissage automatique (machine learning) leur permettant de traiter efficacement différents problèmes liés au génie civil qu'ils pourraient rencontrer dans leur futur métier.

Après une présentation générale des outils de machine learning qu'ils seront susceptibles de croiser dans des applications de génie civil, les élèves devront programmer différentes méthodes afin de bien maitriser les atouts et les limites de ces méthodes.

Les projets aborderont les thèmes suivants :

1. Apprentissage supervisé (Supervised learning)

1.1 Problème de régression (Regression problem)

- régression linéaire multivariables & les différents types de régularisations

- analyse de la qualité de l'algorithme utilisé :

- notions de Biais/Variance

- cross validation test
- recherche du paramètre de régularisation optimum

1.2 Problème de classification :

1.2.1. Régression logistique (Logistic regression)

- stratégie "one VS all"

- analyse de la qualité de l'algorithme utilisée avec le "F1 Score"

1.2.2. Réseau de neurone (Neural network)

2. Apprentissage non supervisé (Unsupervised learning)

2.1 Partitionnement de données (Clustering)

- sensibilisation au surajustement (Overfitting)

2.2 Détection d'anomalies (Anomaly detection).

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

GIF-SUR-YVETTE

Xavier JOURDAIN, PRAG, ENS Paris-Saclay.

MCC_UE_S1 : EE * 70% [Épreuve écrite 2h] + CCTP * 30% [1 projet de 4h. Implication durant les séances, compte rendu ] MCC_UE_S2 : EE * 70% [Épreuve écrite 2h ou orale 1h] + CCTP * 30% [Rep].

Le module s’articule autour de cours et de travaux dirigés permettant d’aborder la démarche de projet (intervenants dans un marché de travaux, étude de prix, etc.), les matériels utilisés sur les chantiers (coffrages, engins de levage et de terrassement, etc.) mais aussi les méthodes de construction (rotation de matériels, calcul d’étaiement, etc.). Une introduction aux maquettes numériques et à la méthode de travail "BIM" permettra durant deux séances de 4h de travailler sur des logiciels professionnels de la suite Autodesk (Revit, Naviswork Manage).

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

GIF-SUR-YVETTE

Cédric GIRY, MCF, ENS PARIS-SACLAY Cécile OLIVER-LEBLOND, MCF, ENS PARIS-SACLAY.

Modalités d'évaluation : Session 1 : EF écrit (70%) et CC TP (30%) - Session 2 : EF écrit ou oral (70%) et report CC TP (30%).

Objectifs :
Ce module a pour objectif de présenter des méthodes numériques permettant d’appréhender des problèmes transitoires, à caractère non linéaire.
Contenus :
Résolution des équations et des systèmes non linéaires.
Méthodes de Newton, quasi-Newton, Newton modifié, opérateur tangent et tangent consistent.
Schémas d’intégration temporelle
Intégration numérique
Formulation générale d'un code éléments finis pour la résolution de problèmes non linéaires.

Équations aux dérivées partielles.

The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals, Olek C Zienkiewicz, Robert L Taylor, J.Z. Zhu. Nonlinear Finite Element Analysis of Solids and Structures, Rene de Borst, Wiley and Sons Pub. Prat M., Bisch Ph., Mestat Ph., Millard A., Pijaudier-Cabot G. (1995) La modélisation des ouvrages. Collection AFPC-Emploi des éléments finis en génie civil. Editions Hermès, Paris, 770 p. Prat M., Bisch Ph., Mestat Ph., Millard A., Pijaudier-Cabot G. (1997) Calcul des ouvrages généraux de construction. Collection AFPC-Emploi des éléments finis en génie civil. Editions Hermès, Paris, 768 p.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

GIF-SUR-YVETTE

Les modalités d'évaluation de cette UE d'ouverture sont décrites dans le parcours porteur de cette UE.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

GIF-SUR-YVETTE