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M1 Geomechanics and Construction Work
Master's degree
Génie Civil
Full-time academic programmes
English
French
The M1 in Geomechanics and Construction Works at Université Paris-Saclay offers a solid foundation in theoretical and numerical mechanics, while introducing students to real-world engineering challenges and research practices.
The M1 program is structured in two semesters. Classes are taught both in English and in French. English or French language are mandatory, depending on the level. The first semester introduces the theoretical background of solid, granular and fluid mechanics, as well as the principles of mass, heat and energy transfer. The theoreticla foundations of vibration and acoustics are taught, alongside an introduction to structural mechanics. The first semester introduces non-linear material mechanics course, and an introductive class in geotechnical engineering. The second semester is instead devoted to numerical analysis and finite element analysis of multiphysics problems. Students can choose whether to deepn their knowledge in thermodynamics or focusing on building renovation. Two semestrial projects are proposed, to further investigate topics out of personal curiosity and discover the engineering and R&D practice.
Model, simulate, and experiment to address scientific and technological challenges.
Objectives
The M1 program in Geomechanics and Construction Works at Université Paris-Saclay aims to provide students with a strong theoretical foundation in solid, granular, and fluid mechanics, along with the principles of mass, heat, and energy transfer. It introduces essential concepts in structural mechanics, vibrations, acoustics, and the non-linear behavior of materials, as well as a first approach to geotechnical engineering. The program also develops students' abilities in numerical modeling and finite element analysis applied to multiphysics problems. Depending on their interests, students may choose to deepen their knowledge in either thermodynamics or building renovation. Through two semester-long projects, the program encourages independent learning, critical thinking, and exposure to real-world engineering and research challenges. Overall, it prepares students for further study at the M2 level or for professional careers in engineering, construction, or research and development.
Career Opportunities
Career prospects
Après un Master ou Master + Doctorat : ingénieur (R&D, contrôle, production…)
Après un Master ou Master + Doctorat : ingénieur (recherche-développement, contrôle, production…) dans les domaines santé, pharmacie, agroalimentaire, biotechnologies, instruments et réactifs, cosmétique, dépollution et environnement
Après Master + Doctorat : chercheur ou enseignant-chercheur
Après un Master ou Master + Doctorat : ingénieur (recherche et développement, contrôle, production…)
Ingénieur d’études / de recherche dans un service R&D dans l’industrie ophtalmique
Letter of recommendation (compulsory for candidates who have already been enrolled in higher education in France before).
Copy of passport.
Supporting documents (TOEFL, TOEIC, certificate of a teacher ...) of a level of a foreign language.
Motivation letter.
Letter of recommendation or internship evaluation.
All transcripts of the years / semesters validated since the high school diploma at the date of application.
Certificate of English level (compulsory for non-English speakers).
Curriculum Vitae.
Detailed description and hourly volume of courses taken since the beginning of the university program.
Additional supporting documents
VAP file (obligatory for all persons requesting a valuation of the assets to enter the diploma).
Supporting documents :
- Residence permit stating the country of residence of the first country
- Or receipt of request stating the country of first asylum
- Or document from the UNHCR granting refugee status
- Or receipt of refugee status request delivered in France
- Or residence permit stating the refugee status delivered in France
- Or document stating subsidiary protection in France or abroad
- Or document stating temporary protection in France or abroad.
Proof of comparability of diplomas (compulsory for students who can not justify a university degree) https://www.enic-naric.net/.
Mécanique des Milieux Continus (Continuum Mechanics)
Sciences des Transferts-Thermiques et Fluides
Programme / plan / contenus
Analyse dimensionnelle
Bilans locaux et macroscopiques de transport de masse, espèces, quantité
de mouvement et énergie
Evolution entre des différents champs (vitesse, pression, température) et
leurs interactions
Calcul d'efforts (locaux ou intégrés), puissances, rendements, pertes de
charges
Couche limite
Bloc au choix: Mécanique des Fluides avancée, Ecoulements compressibles, Ouverture thématique
Objectifs d'apprentissage
Le cours prolonge les notions, équations et compétences fondamentales établies lors du cours de Sciences des Transferts vers une maîtrise des diverses complexités des écoulements fluides, de leur dynamique et des systèmes et configurations reposant sur la mécanique des fluides. Le cours permet d’atteindre un niveau confirmé dans cette discipline et les applications concernées avant d’envisager des études plus avancées et spécialisées.
Organisation générale et modalités pédagogiques
Le cours se compose de trois blocs. Le premier approfondit les notions fondamentales au travers d’outils théoriques, de traitement et de l’analyse de données expérimentales et numériques. Un deuxième bloc est dédié à l’analyse des écoulements compressibles dans différents régimes (subsonique, supersonique, ondes de choc), permettant ainsi d’aborder un vaste champ d’applications jusqu’alors non traité. Enfin, les étudiants sont invités à choisir le thème de leur troisième bloc afin de s’ouvrir brièvement à une spécialisation parmi : Aérodynamique, Ecoulements météorologique et climatique, Propulsion aéronautique et spatiale, Systèmes énergétiques, Environnement, Hypersonique ...
Modalités pédagogiques particulières
Questionnaires, préparation de poster
Compétences
Utiliser et développer les modèles adaptés, choisir la bonne
échelle de modélisation et les hypothèses simplificatrices pertinentes
pour traiter le problème
Résoudre le problème avec une pratique de l'approximation,
de la simulation et de l'expérimentation
Avoir approfondi un domaine ou une discipline relative aux
sciences fondamentales ou aux sciences de l'ingénieur.
Exploiter tout type de données, structurées ou pas, y compris
massive
Mécanique des Milieux Continus (Continuum Mechanics)
Programme / plan / contenus
Réponse d'un oscillateur à des chargements stationnaires, transitoires et aléatoires
Ondes mécaniques et acoustiques, résonances
Vibration des poutres
Bureau d'étude 1: vibrations d'un oscillateur sous chargements stationnaires, transitoires et aléatoires
Construction de modèles réduits en dynamique (cours et TD) et rappels de mécanique des n-milieux continus ( auto-apprentissage)
Bureau d'étude 2: vibrations d'un bâtiment soumis à un seisme et au vent (modèle par Eléments Finis)
Rayonnement acoustique
Résonances acoustiques
Bureau d'étude 3: Analyse d'un papier scientifique
Objectifs d'apprentissage
Le but de ce cours est de donner les connaissances essentielles, en termes de méthodes et d'outils pour l'analyse et la quantification des phénomènes de vibration et d'acoustique. Il s'appuiera sur un certain nombre d'applications pour mettre en évidence les concepts fondamentaux de résonance et d'émission. Les vibrations jouent un rôle essentiel dans de nombreux domaines : géophysique, résistance des ouvrages au vent et aux séismes, stabilité et confort des véhicules aéronautiques ou terrestres. Les questions d'acoustique sont aussi importantes, par exemple dans les transports, à la fois du point de vue du confort interne que vis à vis de l'environnement. Ces deux domaines sont associés dans le fonctionnement d'instruments de musique, mais également dans le cadre de contrôles non destructifs.
Modalités pédagogiques particulières
TP python noté (notebook) et analyse d'article scientifique par binôme (notée)
Compétences
Capacité à modéliser le
comportement dynamique d'une structure
Capacité à modéliser des effets incertains d'environnement (vent, séismes )
Capacité à modéliser des problèmes acoustiques simples
Capacité à résoudre les problèmes de dynamique des structures et d'acoustique en basses fréquences , en utilisant les outils associés à une
approche modale ( développement sur base , fonction de réponse en
fréquence )
Convection forcée externe - modèle des couches limites mécanique et thermiques
Notions de convection forcée interne
Objectifs d'apprentissage
L’objectif de ce cours est d’inculquer les notions fondamentales de transferts de masse, d’espèces, de chaleur et de quantité de mouvement nécessaires à la caractérisation et au dimensionnement de multiples systèmes. Du fait de la grande analogie entre les transferts d’espèces et de chaleur d’une part, et du couplage fort entre la mécanique des fluides et les transferts thermiques et massiques inhérent au phénomène de convection d’autre part, ce paquet de sciences de l’ingénieur forme un tout très cohérent et fait partie du socle disciplinaire de base dans un ensemble de secteurs industriels très vaste couvrant l’énergie (nucléaire, fossiles, renouvelables), les transports (automobile, aéronautique, spatial), les procédés (industries chimique, biomédicale, ...), la santé ou encore le bâtiment. Le cours repose sur un contenu théorique dense (transferts de masse, de chaleur et de quantité de mouvement par diffusion, convection ou rayonnement thermique dans diverses configurations.
Organisation générale et modalités pédagogiques
11 séances de 3 heures chacune.
Modalités pédagogiques particulières
questionnaires-test traités en cours sans documents.
Compétences
Analyser, concevoir et réaliser des systèmes complexes à
composantes scientifiques, technologiques, humaines et
économiques
Analyser : étudier un système dans sa globalité, la situation dans son ensemble. Identifier, formuler et analyser
un système dans le cadre d’une approche transdisciplinaire
avec ses dimensions scientifiques, économiques, humaines,
etc.
Modéliser : utiliser et développer les modèles adaptés, choisir la bonne échelle de modélisation et les hypothèses
simplificatrices pertinentes
Résoudre : résoudre un problème avec une pratique de l'approximation, de la simulation et de l'expérimentation
Développer une compétence approfondie dans un domaine d’ingénieur et dans une famille de métiers
Approfondir un domaine des sciences de l'ingénieur ou une discipline scientifique.
Bibliographie
Polycopié CentraleSupélec « Mécanique des Fluides» ; Tome I ; Sébastien Candel.
• « Transferts thermiques - Introduction aux transferts d’énergie » ; 5ème
édition ; auteurs : Jean Taine, Franck Enguehard et Estelle Iacona ; Dunod,
Paris, 2014.
Matériel de cours fourni
Déformation : approche lagrangienne du mouvement, tenseur des petites déformations et de Green-Lagrange
Contrainte : relations fondamentales de la dynamique pour un domaine matériel, tenseur des contraintes de Cauchy, équation d'équilibre local
Critères de résistance : essais de caractérisation mécanique, critères de rupture par clivage, Tresca, von Mises, concentrations de contraintes
Comportement des matériaux : diversité des comportements mécaniques, comportement élastique linéaire isotrope, thermoélasticité
Séance numérique à l'aide du logiciel Comsol Multiphysics
Approximation des poutres : mise en évidence des hypothèses du modèle pout
Approximation des poutres : approximation de la cinématique, relations de comportement, liaisons
Approximation des poutres : méthodes de résolution, phénomène de flambement.
Objectifs d'apprentissage
On souhaite montrer par des applications variées l'extrême diversité des utilisations de la Mécanique dans les projets industriels classiques et de haute technologie. Les concepts de base sont introduits dans un cadre commun et unifié à la mécanique des solides tridimensionnels déformables et à la mécanique des structures minces. Des problèmes impliquant la mécanique à différentes échelles illustrent le cours, avec des ouvertures proposées notamment sur les applications concernant le génie civil, les transports, la biomécanique ou les nanotechnologies.
Organisation générale et modalités pédagogiques
Cours/TD sauf les séances 6, 10 et 11 (3h de TD)
Compétences
Analyser : étudier un système dans sa globalité, la situation dans son
ensemble. Identifier, formuler et analyser un système dans le cadre d'une approche trans-disciplinaire avec ses dimensions scientifiques,
économiques, humaines.
Modéliser : utiliser et développer les modèles adaptés, choisir la bonne échelle de modélisation et les hypothèses simplificatrices pertinentes.
Résoudre : résoudre un problème avec une pratique de
l'approximation, de la simulation et de l'expérimentation.
Concevoir : spécifier, réaliser et valider tout ou partie d'un système complexe
Mécanique des Milieux Continus (Continuum Mechanics)
Matériaux
Programme / plan / contenus
Introduction, approche de modélisation (rappels)
Élasticité anisotrope des matériaux composites: Introduction aux matériaux composites (nature, intérêt au moyen des cartes Ashby, procédé de fabrication). Élasticité linéaire anisotrope. Propriétés du milieu homogène équivalent.
Homogénéisation de matériaux hétérogènes: homogénéisation de Voigt et Reuss.
Viscoélasticité des polymères et des élastomères: introduction aux polymères (nature, comportement en fonction de la température). Viscoélasticité. Comportement dépendant du temps.
Mécanismes de plasticité dans les alliages métalliques: Structure et défauts des matériaux cristallins. Dislocations et facteur de Schmid. Durcissement des alliages.
Élastoplasticité: Description des modifications du domaine élastique. Élastoplasticité 3D incrémentielle.
Sécurité des structures - dommages et fractures: introduction au béton (nature et spécificités du comportement et des dommages). Volume de dégâts. Durabilité des fissure
Objectifs d'apprentissage
La conception des structures des matériaux et leur optimisation (en termes de durée de vie, de performances, de coût) nécessite de pouvoir prédire la réponse des matériaux considérés pour cette application sous les sollicitations imposées pendant leur durée de vie (charge, température,
contrainte, humidité...). L'objectif de ce cours est de mettre en évidence le comportement mécanique
et la durabilité des principales classes de matériaux dans diverses conditions de chargement, de comprendre les bases physiques des micromécanismes impliqués, et d'utiliser une modélisation pertinente pour la conception, dans le cadre de méthodes numériques. Les concepts sont introduits dans le cadre
de la mécanique des milieux continus, et utilisent des notions liées au cours de Matériaux. Applications dans les transports, l'énergie, les systèmes électroniques et le
génie civil.
Organisation générale et modalités pédagogiques
Sessions 1 à 6: cours magistral + session d'étude dirigée
Session 7: session de travail
Sessions 8 et 9: conférence + session d'étude dirigée
Sessions 10 et 11: session de travail
Session 12: examen final
Modalités pédagogiques particulières
Études de cas:
problème d'élasticité thermique (rappels)
choix d'un modèle. (Sur 2 cas donnés, analysez le problème, proposez / créez un modèle capable de prendre en compte les mécanismes physiques observés.)
utilisation des différents concepts du cours sur une application donnée
utilisation des différents concepts du cours sur une application donnée
Compétences
À la fin de ce cours, les étudiants seront capables de :
- analyser une structure matérielle, énumérer les sollicitations qui lui sont appliquées, expliquer les critères
auxquels elle doit répondre (performance, économique, etc.).
- interpréter le comportement mécanique expérimental d'un matériau donné à partir des mécanismes physiques
impliqués, distinguer entre plusieurs interprétations possibles
- sélectionner, combiner et utiliser des lois de comportement prenant en compte des comportements élastiques,
visqueux, plastiques et endommageables
- utiliser et mettre en oeuvre de manière analytique des lois de comportement 1D ou 3D
- Convaincre de la valeur d'une solution ou d'une recommandation prouvable ou démontrable
Bibliographie
Chaboche and Lemaître, Mechanics of Materials, Dunod
Roesler, Harders, Baeker, Mechanical Behaviour of Engineering Materials,
Springer, 2007
Besson, Cailletaud, Chaboche, Forest, Non linear Mechanics of Materials,
Hermès, 2001
Introduction à l'éthique : la responsabilité, le concept, historique, textes de référence, les "agir" concernés, le sens.
Illustrations de la problématique : travail (concept, rôle, souffrance au travail, émancipation par le travail), environnement (développement durable, choix à poser, impact), grands enjeux mondiaux3. Compréhension du système : le système actuel (capitalisme, régulation économique, impact sur les actes posés par les décideurs, que mesure-t-on vraiment, PIB), les alternatives (comment penser autrement le monde, microcrédit, économie virtuelle), l'ingénieur du 21ème siècle et la science (rôle de l'ingénieur au sein du système, son influence sur les questions éthiques, la recherche et ses impacts)
L'éthique comme action : aspect individuel (je prends mes décisions, je pose des actes en conscience), décision politique (donner des orientations à l'ensemble de la société), élargir le débat (échelons global-international-national-local
Objectifs d'apprentissage
-Confronter chaque étudiant aux conséquences d'ordre éthique, social,
sociétal, économique et politique de son action future comme ingénieur,
dans un contexte multiculturel de plus en plus important
Aider les étudiants à développer leur conscience des grands enjeux
éthiques et sociétaux actuels et dans leur carrière future
Éveiller les étudiants sur ce qui influence leur prise de décision, ceci dès leurs choix de cursus et d’emploi.
Organisation générale et modalités pédagogiques
Alternance de séances en plénières et d’ateliers en demi-promo, conférences, témoignages d’Alumnis.
Modalités pédagogiques particulières
Présentation orale d'un projet en groupe réalisé tout au long du séminaire. Prise en compte de la participation active lors des
conférences. Auto-évaluation et évaluation entre pairs sur les compétences.
Compétences
Écouter, se faire comprendre et travailler avec des acteurs de diversités, cultures, codes, formations,
disciplines, etc. variésC7 ConvaincreC9 Penser et agir en ingénieur éthique, responsable et intègre en prenant en compte les dimensions
environnementales, sociales et sociétales
Écouter, se faire comprendre et travailler avec des acteurs de diversités, cultures, codes, formations, disciplines, etc. variés
Penser et agir en ingénieur éthique, responsable et intègre en prenant en compte les dimensions environnementales, sociales et sociétales
Bibliographie
Support de cours, bibliographie : fournie aux étudiants en introduction du cours
Séance 1 (3h) - Cours : Le sol, milieu hétérogène et le sol, milieu discontinu
Séance 2 (3h) - Cours et TD : Le sol, milieu continu & l’eau dans le sol
Séance 3 (3h) - Cours et TD : Déformations du sol
Séance 4 (3h) - Cours et TD : Résistance du sol
Séance 5 (3h) - Cours et TD : Applications
Objectifs d'apprentissage
Les objectifs du cours visent à connaître les principes généraux et méthodes de raisonnement utilisés en
Géotechnique, ainsi qu’introduire son application au dimensionnement d’ouvrages élémentaires.
Le cours n’a pas pour objectif de former des spécialistes, mais de donner les connaissances de base
indispensables à tout Ingénieur appelé à jouer un rôle dans l’orientation ou la conception générale d’un projet de
Bâtiment ou de Génie Civil, et lui permettre d’établir un dialogue constructif avec le Géotechnicien aux différents
stades de la construction de l’ouvrage.
Modalités pédagogiques particulières
Evaluation continue nécessitant un travail intermédiaire après chaque séance (2,3, 4 et 5), à effectuer
individuellement par l’étudiant.
Compétences
Identifier les principaux types de sols
Appréhender les enjeux associés au comportement des principaux types de sol
Appliquer ces connaissances au dimensionnement d’ouvrages élémentaires
Rappels des équations de l'élasticité linéaire: Equations fortes et faibles
Analyse mathématique du problème primal. Méthode des éléments finis vectoriels. Estimation d'erreur a priori.
Mise en oeuvre numérique de la MEF (TP d'assemblage EF)
Approximation d'un problème d'élasticité singulier.
Objectifs d'apprentissage
Ce cours est une brique rigoureuse et appliquée, à la fois, contribuant à la conception des systèmes mécaniques
complexes et énergétiquement soutenanbles, via la modélisation, l’analyse mathématique, l’approximation et la
simulation numérique contrôlée de problèmes d’ingénieur en mécanique des solides et des fluides, à la fois. Cela
couvre des secteurs tels l’énergie, le transport , le Génie Civil ou l’aérospatial, etc.L’objectif pédagogique est que les élèves suivant ce cours acquièrent une bonne compréhension de cette chaîne
intégrant la modélisation, l'analyse mathématique et la simulation numérique performante pour l'aide à la
conception des systèmes complexes et soutenanbles, et ce à travers des problèmes simplifiés, mais pertinents,
de la mécanique des solides et des fluides.
Organisation générale et modalités pédagogiques
Cours et TD/TP. Lecture de documents en temps libéré. TP d'assemblage Élements Finis en temps libéré pour les élèves
Simulation des couplages multiphysiques avec la MEF
Semester :
Semestre 2
Détail du volume horaire :
Lecture :13.5
Directed study :15
Langue d'enseignement
Anglais
Enseignement à distance
non
Prérequis
Mécanique des Milieux Continus (Continuum Mechanics)
Calcul scientifique (Scientific computing)
Matériaux (Materials)
Sciences des Transferts (Heat, Mass, Energy transfer science)
Équations aux dérivées partielles
Rayonnement et propagation ou Physique des ondes
MEF 2D / Application : pièce chauffée avec fenêtre ouverte (couplage faible thermique et mécanique des fluides)
Techniques de couplage multiphysique / Application : microactionneur thermique
Estimation de l'erreur de modèle / Application : pièce chauffée avec fenêtre ouverte (estimation des erreurs)
Problèmes dépendant du temps et de la fréquence / Application : compatibilité électromagnétique dans une pièce (dynamique des ondes électromagnétiques et ligne de transmission)
Séance pratique : conception et analyse des performances des MEMS (stent, accéléromètre, récolteuse d'énergie...)
Objectifs d'apprentissage
Le but de ce cours est de donner des connaissances théoriques et appliquées sur les simulations de couplages multiphysiques telles que :
thermomécanique, piézoélectrique, vibroacoustique, magnétomécanique.
Organisation générale et modalités pédagogiques
Cours magistral, TD numérique à l'aide de COMSOL Multiphysics
Modalités pédagogiques particulières
Séances pratiques : conception de MEMS par Comsol, par groupes de 4
Compétences
Résoudre et modéliser un problème multiphysique incluant la
mécanique des solides, la thermique, la mécanique des fluides, l'électricité et le magnétisme.
Concevoir des capteurs et des actionneurs grâce à l'utilisation de différentes physiques et technologies couplées.
Modéliser et résoudre un problème multiphysique avec un code d'éléments finis commercial en portant une attention particulière à la précision de la solution.
Mécanique des Milieux Continus (Continuum Mechanics)
Mécanique des Fluides (Fluid Mechanics)
Sciences des Transferts (Heat, Mass, Energy transfer science)
Objectifs d'apprentissage
S'ouvrir à une discipline non-traditionnellement enseignée dans les programme des cursus en Génie Civil
Organisation générale et modalités pédagogiques
Choix entre "Transferts Thermiques" et "Physique de la Matière Divisé"
Mécanique des Milieux Continus (Continuum Mechanics)
Programme / plan / contenus
This course aims to enable the understanding of how structures behave and whether they can support their own weight and protect against environmental factors such as earthquakes, storms, landslides, etc. This is crucial for designing safe and reliable structural systems. The methods for determining the internal forces and support reactions of classical and modern structural systems will be at the center of this course. The connection between fundamental concepts and methods and the algorithms used in structural analysis software (in engineering practice) will be addressed. The lectures will focus on developing skill sets to identify system behaviors and analyze structures using appropriate analysis methods.
The main objectives of the course are:
- To demonstrate an understanding of linear, nonlinear, determinate, and indeterminate systems resulting from beam assemblies.
- To analyze truss and frame structures in order to determine the reactions and internal forces used in design processes.
- To use classical analysis methods and stiffness and flexibility approaches for structural analyses.
- To create conceptual links between manual calculations and the computational workflow of software, and to perform verification of calculation results.
Objectifs d'apprentissage
Ce cours vise à permettre la compréhension de comment les structures se comportent et si elles peuvent supporter leur propre poids et protéger contre les facteurs environnementaux tels que les tremblements de terre, les tempêtes, les glissements
de terrain, etc. Cela est crucial pour concevoir des systèmes structurels sûrs et fiables. Les méthodes permettant de déterminer les efforts internes et les réactions de support des systèmes structurels classiques et modernes seront au centre de ce cours. La connexion des concepts et méthodes fondamentaux avec les algorithmes utilisés dans les logiciels d'analyse structurelle (dans la pratique de l'ingénierie) sera
abordée. Les cours se concentreront sur le développement d'ensembles de compétences pour identifier les
comportements du système et analyser les structures à l'aide de méthodes d'analyse appropriées.
Les objectifs principaux du cours sont:
- Démontrer une compréhension des systèmes linéaires, non linéaires, déterminés et indéterminés, issus d'un assemblage des poutres.
- Analyser les structures de treillis et de charpentes pour déterminer la réaction et les forces internes utilisées dans les processus de conception
- Utiliser des méthodes d'analyse classiques et des approches de rigidité et de flexibilité pour les analyses structurelles.
- Créer des liens conceptuels entre les calculs manuels et le flux de travail informatique du logiciel et effectuer des vérifications des résultats de calcul.
Modalités pédagogiques particulières
Chaque étudiant et étudiante du cours analyse une
structure existante ou futuriste de son choix à la lumière des notions
bordées dans le cours. Ce
travail est présenté dans un rapport de 5 pages au maximum synthétisant
l’étude réalisée à remettre au plus tard une semaine après la dernière séance de cours.
Compétences
- Identifier les systèmes structuraux déterminés et indéterminés et leur condition de stabilité
- les comportements matériels et géométriques, linéaires et non linéaires
- Calculer la réaction et les efforts internes des fermes et les déformations de leurs éléments
- Appliquer les méthodes d'intégration directe, de distribution des moments et de déflexion de pente aux
structures de charpente pour déterminer leur déformation
- Expliquer et appliquer les méthodes de rigidité et de flexibilité et les comparer
- Simuler la réponse des systèmes structurels via OpenSEES base de code
- Déterminer la force de flambement pour diverses conditions aux limites
- Fournir un rapport d'analyse structurelle comprenant des tracés de vérification et des commentaires sur
les comportements du système à l'aide de résultats numériques et de jugements techniques.
Bibliographie
Structural Analysis, Hibbeler
Structural Analysis: In Theory and Practice, Williams
Vector Mechanics for Engineers – Statics, Beer et. al.
Mechanics of Materials, Hibbeler
Matrix Methods of Structural Analysis, Nagarajan
Du matériel supplémentaire et des notes de cours seront fournis.
Introduction : importance actuelle des matériaux, défis associés aux matériaux dans les grands enjeux de société
Introduction aux grandes familles de matériaux : définition à partir de la nature de la liaison chimique, propriétés résultantes et d'usage, initiation au choix des matériaux
Structures et transformations de phase des matériaux :
Notions d'ordre-désordre : du cristal à l'amorphe via les polymères et les cristaux liquides et comment décrire et mesurer l’ordre et le désordre
Défauts (0D à 3D) : rôle crucial du défaut dans les matériaux, illustration par différents couples défaut/propriété
Equilibres thermodynamiques et diagrammes de phases, leur rôle en élaboration des matériaux
Propriétés des matériaux :
Propriétés mécaniques en lien avec la structure : mécanismes de déformation plastique
Propriétés fonctionnelles en lien avec la structure : conduction thermique et électrique, ferroélectricité, magnétisme, optique, durabilité
Objectifs d'apprentissage
Sensibiliser aux problématiques matériaux et à leur importance dans la société, l’économie et l’innovation. Ouvrir au monde des matériaux et prendre conscience des verrous scientifiques et technologiques autour des matériaux (e.g. aéronautique, pile à combustible, ITER, électronique au-delà de la loi de Moore, récupération et transformation de'énergie, matériaux pour la santé, biomatériaux, MEMS-NEMS,...). Lire des documents scientifiques et techniques sur n'importe quel matériau, extraire les caractéristiques importantes pour une application ciblée, interpréter ces éléments en lien avec les caractéristiques structurales, physiques et mécaniques du matériau. Choix d’un matériau par compromis d'un ensemble de contraintes : disponibilité des ressources, procédés d’élaboration, propriétés d’usage, cycle de vie, impact environnemental et coût. Comprendre les phénomènes physiques à l’origine des propriétés des matériaux, proposer des modèles simples qui capturent l’essentiel de la physique
Organisation générale et modalités pédagogiques
(1 séance = 3 heures d’enseignements) sauf la séance 12 qui sera de 2
heures
Séances 1 à 10 : cours + TD
Séance 11 : 3h de bureau d'étude
Séance 12 : examen
Modalités pédagogiques particulières
Utilisation de CES Edupack de 100
licences
Bibliographie
Matériaux de M. Ashby et D. Jones, Physique de l’état solide de C. Kittel, Des Matériaux de Dorlot et Baïlon