Le principal objectif de cette voie est de donner aux étudiants la possibilité d’acquérir, de consolider et de mettre en application des bases scientifiques pluridisciplinaires en intersection du génie civil, du génie mécanique et des sciences de la terre. Elle s’intéresse aux problématiques des grands secteurs d’activités comme celles de l’énergie (ressources, stockage, ouvrages, ..), du transport (routes, voies ferrées), de l’aménagement du territoire et de l’environnement … .
Elle propose un très large éventail d’unités d’enseignement dispensées par des enseignants renommés. Le corpus s’appuie fortement sur le cycle d’ingénieur d’une part, en interaction avec la mention Mécanique (en tronc commun) et la mention Sciences de la Terre, des planètes, Environnement (STePE) pour les cours d’ouverture d’autre part. Elle est orientée vers et par le monde de la recherche, tant académique qu’industrielle.
Le master mention Génie Civil a pour objectif de donner une culture scientifique de haut niveau et une culture technologique orientée vers les défis industriels actuels en interaction entre la mécanique, le génie civil et l’environnement.
Le cadre formatif couvre les aspects suivants:
- la mécanique des matériaux de construction (béton, acier, ...) et naturels (géomatériaux, roches, ...)
- la conception des structures et infrastructures, leur dimensionnement et comportement vibratoire
- la mécanique des fluides, les écoulement hydrauliques
- l’interaction forte entre le sol et les constructions
- l’exploration et l’exploitation des réservoirs et stockages (eau, gaz, pétrole, CO2, déchets…)
- les méthodes numériques de base pour la conception moderne des structures
Lieu(x) d'enseignement
ORSAY
GIF SUR YVETTE
Pré-requis, profil d’entrée permettant d'intégrer la formation
Cette formation est ouverte à des étudiants ayant suivi un cursus universitaire de Génie Civil, Mécanique, Physique, Sciences de la terre ou d’ingénierie effectué en France ou à l’étranger.
Compétences
Modéliser, simuler et expérimenter pour appréhender des problématiques scientifiques et
technologiques.
Développer une démarche d’analyse et de conception de systèmes complexes durables du
domaine du génie civil dans son environnement.
Savoir développer des propres compétences de manière transversale ou approfondie.
Organiser et mener un projet individuel ou collectif.
Echanger, transmettre et diffuser efficacement des savoirs.
Profil de sortie des étudiants ayant suivi la formation
Le master vise à fournir les compétences de base pour être capables de résoudre les problématiques fondamentales liées à la profession. À la fin de ce parcours scientifique, l'étudiant aura acquis les compétences fondamentales du génie civil, la maîtrise des outils théoriques et numérique de base pour la conception et le pre-dimensionnement de structures, géo-structures, structures hydrauliques, infrastructures de transport et la connaissance des enjeux technologiques et environnementaux liés à l'extraction et exploitation des géo-ressources.
Débouchés de la formation
Cette formation permet aux étudiants de s’orienter, selon leur projet personnel, vers des carrières de chercheur, d’ingénieur en R&D ou d’enseignant du supérieur.
Collaboration(s)
Laboratoire(s) partenaire(s) de la formation
Laboratoire de Mécanique des Sols, Structures et Matériaux
Laboratoire de mécanique et technologie
GEOsciences.
Cédric Giry
Ludovic Chamoin
Fédérica Daghia
Cuong Ha Minh.
Déroulement et organisation pratique :
L'UE est composée de blocs de CM/TD suivis de 2 TP.
Objectifs pédagogiques visés :
Contenu :
Description du contenu de l'enseignement : Analyse vibratoire de systèmes discrets et de milieux continus. Méthodes approchées
Compétences à acquérir : 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.
Compétences complémentaires : Formulation variationnelle pour la vibration, notions d'analyse modale, méthodes exactes et approchées.
Prérequis :
Mécanique du point, Outils de résolution d'équations différentielles.
Bibliographie :
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.
Programme Six sessions de 3 heures avec des intervenants différents et 1 session 'contrôle' de 3 heures
- Introduction aux enjeux de l'énergie et quelques exemples de développement 'Exploration & Production'
- Introduction aux géosciences pétrolières
- Techniques de Forage et interventions sur puits
- Les produits pétroliers – caractéristiques et normes
- Introduction à la pétrochimie
- Le gaz naturel (gazeux et liquéfié).
Objectifs pédagogiques visés :
Contenu :
Choix de 3 ECTS dans l'offre de: - option Ressources Energétiques (CentraleSupélec) - option Aménagement et Construction Durables (CentraleSupélec) - M1: Génie Civil Paris Saclay - M1: Sciences de la Terre et des planètes, environnement (STePE).
Prérequis :
Mécanique Milieux Continus, Mécanique des Fluides, Science de Transfert.
Olivier Allix
Fédérica Daghia
Cuong Ha Minh
Cédric Giry.
Déroulement et organisation pratique :
L'UE est composée de blocs de CM/TD.
Objectifs pédagogiques visés :
Contenu :
Mots clés : ondes dans les fluides, acoustique
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.
Contenu:
- 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...).
Compétences à acquérir : Connaissance des principaux phénomènes de propagation d'onde et d'acoustique dans les fluides.
Prérequis :
Bases de la mécanique des fluides (équations de bilan locales et intégrales, thermodynamique);
Bases de la dynamique des structures, modes propres.
Bibliographie :
Ondes acoustiques (A. Chaigne);
Hydrodynamique physique (L. Petit, E. Guyon, J.P. Hulin);
Ondes en mécanique des fluides (V. Guinot).
Ondes acoustiques (A. Chaigne);.
Mots clés : Elasticité, milieux curvilignes, solides
Objectifs : Approfondir les modélisations des milieux solides élastiques 3D et curvilignes
Contenu : Déformations, Contraintes, Comportements, Résolution d’un problème d’élastostatique, mécanique des poutres
Compétences à acquérir : Acquérir les connaissances et les méthodes d'analyse de problème de mécanique en élastostatique.
Prérequis :
Mécanique du point.
Bibliographie :
Germain-Muller Introduction à la Mécanique des Milieux Continus Masson 1995.
Mots clés : mécanique des fluides, Mécanique des milieux continus
Contenu :
- 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
- Couches limites
Compétences à acquérir : Maîtriser les bases tensorielles de la mécanique des fluides et de résolution de l'équation de Navier-Stokes.
Compétences complémentaires : Maîtriser les bases de l'analyse dimensionnelle.
Prérequis :
Connaissances de base en mécanique des fluides.
Bibliographie :
E. Guyon, J.-P. Hulin& L. Petit, "Hydrodynamique physique" (CNRS Editions)
S. Candel, "Mécanique des fluides" (Dunod)
P. Chassaing, "Mécanique des fluides : éléments d'un premier parcours" (Cepaduès Editions).
G. K. Batchelor, "An introduction to fluid dynamics" (Cambridge University Press).
Contenu:
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.
Objectifs pédagogiques visés :
Contenu :
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.
Prérequis :
Mécanique des Milieux Continus
Matériaux.
Bibliographie :
Cordary 1995 Mécanique des sols
Phillipponnat 1997 Fondations et ouvrages en terre.
Thèmes:
Élaboration, caractéristiques et rôles des différents constituants des bétons : ciment, granulats, eau, additions minérales, adjuvants, fibres, etc.
Règles de formulation des bétons. Présentation et analyse critique des principales méthodes de formulation
Les bétons sous l'angle du développement durable / la prise en compte de l'échelle de l'ouvrage
Caractérisation des bétons à l'état frais et à l'état durci
Comportement mécanique des bétons
Les aciers dans la construction : élaboration, comportement mécanique, durabilité
Introduction au béton armé
L'hydratation du ciment et les couplages thermomécaniques au jeune âge du béton
La fissuration précoce et les déformations différées
La durabilité des bétons
Les bétons spéciaux : BHP, BTHP, BFUHP, BAP, etc.
Les constructions en bois et les produits à base de bois
Le bois et les préoccupations environnementales
Propriétés physiques et mécaniques du bois, durabilité.
Objectifs pédagogiques visés :
Contenu :
A la fin du cours, les étudiants doivent connaître les principaux intérêts de l'utilisation des aciers, des bétons et du bois dans la construction, ainsi que les notions essentielles des structures types de chaussées, leur constituants et propriétés, la méthode française de dimensionnement des chaussées et la fabrication et mise en œuvre.
Ils doivent également connaître leurs principales caractéristiques, ce qui a trait à leur formulation, élaboration, conditionnement ou traitement et à leurs spécificités de mise en œuvre.
Ils doivent être à même d'analyser les problèmes susceptibles de se poser lors des étapes de conception et d'exécution de l'ouvrage (comment choisir un matériau adapté à un cahier des charges, comme appréhender les exigences liées à la prise en compte du développement durable à l'échelle du matériau comme à celle de la structure) ou après la mise en service de 'ouvrage (prise en compte de la durabilité).
Prérequis :
Notions de Mécanique des Milieux Continus et Matériaux.
Projet de construction d'un ouvrage d'art ou de bâtiment :
Préparation : analyse en commun + travail personnel en petits groupes | dossier de synthèse méthodes : conception générale, méthodes, techniques, plannings, ...).
Soutenance orale : Présentation | Questions
Présentation de la mise à prix en entreprise
Direction Technique d'une entreprise : présentation de la méthode d'établissement des prix | exemples
Compléments au cours de PGC : chantiers linéaires : pose de voies ferrées, de pipelines | Aérogares | Protection du littoral.
Objectifs pédagogiques visés :
Contenu :
Mise en condition pour la préparation d'un projet d'ouvrage d'art ou de bâtiment (conception générale, méthodes, techniques, plannings, ...).
Programme :
• Comprendre la Terre : composition chimique et structure interne
• Les roches terrestres et leurs formations
• La mesure du temps
• Les processus tectoniques
• Hydro(géo)logie
• Les risques.
Objectifs pédagogiques visés :
Contenu :
Le cours apporte aux étudiants les bases de la géologie et montre les métiers au sein des les Sciences de la Terreet l'importance de cette discipline dans la vie quotidienne. En partant des roches trouvées à la surface de la Terre et en utilisant différentes méthodes d'exploration (géologiques, géophysiques, géochimiques), on découvrira la composition de l'intérieur de la Terre, les processus qui forment la surface terrestre ainsi que les interactions entre Terre profonde et superficielle. Ainsi, des notions fondamentales telles que le temps, la dynamique des enveloppes terrestres ou encore l'importance des phénomènes géologiques dans la vie quotidienne sont mises en évidence. Des expériences et des études de cas (ex. : mesure de la gravité, études de cartes, analyse des risques de glissement de terrain…) illustrent les aspects théoriques lors de séances de travaux pratiques.
Bibliographie :
• Boillot, G., Huchon, P. et Lagabrielle, Y., 2008. Introduction à la géologie. Dunod, Paris, 217 pp., ISBN: 978-2-10-051530-1
• Pomerol, C., Lagabrielle, Y. and Renard, M., 2002. Éléments de Géologie. Dunod, Paris, 762 pp., ISBN: 2-10-048658-6
• Peycru, P., 2008. Géologie, tout-en-un 1ère et 2ème année BCPST. Dunod, Paris, 641 pp. ISBN: 978_2_10-053790-7
• Robert, C. et R. Bousquet, 2013. Géosciences, La dynamique du système Terre. Belin, Paris, 1160 pp., ISBN: 978-2-7011-3816-9.
Utiliser efficacement les méthodes énergétiques
Résoudre des problèmes de structures hyperstatiques avec ou sans prise en compte des effets du second ordre.
Prérequis :
Résistance des matériaux
Mécanique générale
MMC
Matériaux.
Choix de 6 ECTS dans l'offre de:
- option Ressources Energétiques (CentraleSupélec)
- option Aménagement et Construction Durables (CentraleSupélec)
- M1: Génie Civil Paris Saclay
- M1: Sciences de la Terre et des planètes, environnement (STePE).
*S1-S2 Formulation variationnelle et MEF 1D (Projet : Poutre
(Mécanique))
* S3-S4 MEF 2D (Projet : Pièce chauffée avec fenêtre ouverte
(couplage faible thermique et mécanique des fluides))
* S5 Techniques de couplage multiphysique (Application : Portance
d'un corps mince (couplage fort thermique, mécanique des fluides,
mécanique)
* S6-S7 Estimation de l'erreur de modèle (Projet : Pièce chauffée avec
fenêtre ouverte (estimation des erreurs))
* S8-S9 Problèmes dépendants du temps et de la fréquence (Projet :
Compatibilité électromagnétique dans un piece (dynamique des
ondes électromagnétiques et Ligne de transmission))
* S10-S11 Séance pratique : Conception et analyse des performances
des MEMS (Stent, Accéléromètre, Récolteuse d'énergie...)
*S12 Examen final.
Objectifs pédagogiques visés :
Contenu :
Le but de ce cours est de donner des connaissances théoriques et appliquées
sur les simulations de couplage multi-physique telles que :
thermomécanique, piézoélectrique, vibro-acoustique, magnéto-mécanique.
Prérequis :
équation aux dérivées partielles, Électromagnétisme, Matériaux, Mécanique des milieux continus, Sciences des transferts.
• Session 1 Lecture THE BASICS OF HEAT TRANSFER
• Session 2 Lecture THE BASICS OF RADIATION HEAT TRANSFER
• Session 3 Lecture RADIATIVE PROPERTIES AND RADIATIVE
TRANSFER
• Session 4 Lecture THE BASICS OF MASS TRANSFER
• Session 5 Lecture INTRODUCTION TO THE STUDY OF FLUID
FLOW
• Session 6 Lecture BALANCE OF MOMENTUM
• Session 7 Lecture ENERGY BALANCE EQUATIONS
Session 8 Lecture MACROSCOPIQUES BALANCES
• Session 9 Lecture PHYSICS OF MECHANICAL BOUNDARY LAYER
• Session 10 Lecture EXTERNAL FORCED CONVECTION – 2D
MECHANICAL AND THERMAL BOUNDARY LAYER MODEL
• Session 11 Lecture NOTIONS OF INTERNAL FORCED
CONVECTION
• Session 12 Final exam.
Objectifs pédagogiques visés :
Contenu :
The objective of this course is to teach the basic notions of mass, species,
momentum and heat transfer necessary to the characterization and scaling of
multiple systems. Due to the strong analogy between species transfer and
heat transfer on the one hand and the intimate coupling between fluid
dynamics and heat transfer inherent to the convection phenomenon on the
other hand, this set of engineering sciences is very consistent.
Moreover, a good knowledge of these transfer sciences is absolutely
necessary in the booming domain of the optimization of industrial
processes. Finally, several current environmental issues and challenges for
society such as the reduction, the dispersion or the sequestration of
pollutants or the climate change involve physical phenomena partly based
on transfer sciences. The course is composed of a dense theoretical content (mass and
species transfers, fluid dynamics, heat transfer by conduction, convection
and radiation in diverse configurations: steady-state or transient, isolated or
coupled phenomena, boundary layers), and after each lecture a practical
engineering problem illustrating the notions introduced is solved in tutorial
classes.
Prérequis :
Basics of mathematics and thermodynamics (studied during the first 2
university years).
Bibliographie :
; 5ème
édition ; auteurs : Jean Taine, Franck Enguehard et Estelle Iacona ; Dunod,
Paris, 2014.
Brahim Dkhil, Hervé Duval,
Véronique Aubin, Camille Gandiolle, Elsa Vennat, Pierre-Eymeric Janolin,
François Puel, C. Toffolon, S. Guéneau.
Déroulement et organisation pratique :
Class components (lecture, labs, etc.)
(1 session = 3 hours lesson)
Session 1 and 2 : lecture + directed study session
Session 3 and 4 : lecture
Session 5 to 8 : lecture + directed study session
Session 9 and 10 : lecture
Session 11 and 12 : working session.
Objectifs pédagogiques visés :
Contenu :
To make 1st year students aware of materials issues and their
importance in society, economy and innovation
- Open them to the multidisciplinary nature of the world of materials
and make them aware of the scientific and technological barriers
around materials (e.g. aeronautics, fuel cells, ITER, electronics
beyond Moore's law, energy recovery and transformation, materials
for health, biomaterials, MEMS-NEMS,...)
- Show that the choice of a material results from a compromise
within a set of constraints: availability of resources, production
processes, use properties, life cycle, environmental impact and cost
- To make understand the physical phenomena at the origin of the
properties of materials, to propose, through some examples, simple
models which capture the essential of the physics of the phenomena
and tools which make it possible to apprehend these phenomena, and
to give the desire to deepen in more fundamental courses thereafter.
Prérequis :
None.
Bibliographie :
Materials of M. Ashby and D. Jones, Introduction to Solid State Physics of
C. Kittel.
L'UE est composée de séances de cours magistraux et travaux dirigés suivis par deux séances de travaux pratiques.
Objectifs pédagogiques visés :
Contenu :
Le cours de méthodes numériques 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.
Compétences à acquérir : Les étudiants vont acquérir des compétences liées aux outils/méthodes de la simulation numérique des problèmes de la mécanique et d’introduire les premiers critères qui garantissent la validité et la pertinence des simulations.
Prérequis :
Cours d'analyse numérique de licence de mécanique ou UE équivalentes. Notions de programmation.
Bibliographie :
• 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.
Objectifs: Dans un contexte à caractère professionnel, les cours en anglais Master visent à aider les étudiants à faire face aux exigences du monde du travail.
Contenu: Job Interview / Debating / CV - Cover letter - Essay writing / Listening Comprehension.
Prérequis :
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.
Savoir mener des présentations orales sur des sujets d'actualité divers.
Bibliographie :
Néant.
Période(s) et lieu(x) d’enseignement :
Période(s) :
Septembre - Octobre - Novembre - Décembre.
Lieu(x) :
GIF-SUR-YVETTE
Modalités de candidatures
Période(s) de candidatures
Du 15/01/2020 au 15/07/2020
Pièces justificatives obligatoires
Curriculum UE (descriptifs des UE suivies) des deux dernières années.
Lettre de recommandation ou évaluation de stage.
Curriculum Vitae.
Lettre de motivation.
Tous les relevés de notes des années/semestres validés depuis le BAC à la date de la candidature.
Pièces justificatives complémentaires
Attestation de français (obligatoire pour les non francophones).
Dossier VAPP (obligatoire pour toutes les personnes demandant une validation des acquis pour accéder à la formation).
