M2 Formation à l'Enseignement Supérieur en Génie Civil (FESup)

Stage de 12 semaines en ingénierie

• Construction de séquences pédagogiques
• Élaboration de bancs didactiques.
• Interventions pédagogiques en BTS/BUT/Université

Modules de préparation aux épreuves orales de l'agrégation

UE de Physique des ambiances - 1

Méthode des éléments finis en 1D

Thermique :

• Hygrothermie : détermination des risques de pathologies de parois sous conditions hygrothermiques couplées et proposition de solutions technologiques.
• Numérique : étudier les méthodes des éléments finis en 2D et des différences finies pour résoudre des problèmes de thermique.

Ce module est la suite de celui du premier semestre. La partie Thermique traite de l'hygrothermie et de la modélisation numérique. La partie acoustique traite de l'acoustique des salles et de l'acoustique des espaces extérieurs.

UE : Matériaux de construction et impact environnemental - 1

• Bois : 
  • Microstructure, propriétés mécaniques et cadre réglementaire
  • Déformations différées liées à l’humidité relative, à la température et au fluage
  • Comportement au feu
  • Sensibilité aux attaques biologiques : insectes et champignons
• Isolants thermiques
• Polymères, liants hydrocarbonés
• Matériaux bio-sourcés

Ce module est une suite de celui du premier semestre et il introduit des connaissances sur le matériau bois, les isolants, les polymères et liants hydrocarbonés, et les matériaux bio-sourcés.

UE : Mécanique des fluides/structures/sols - 1

Vibrations : RDM, PFD, méthodes énergétiques, systèmes continus et discrets, outils mathématiques (déterminant de matrice, méthodes de séparation de variables, ...)

Fluides :

• Efforts sur les solides
• Écoulements géophysiques
• Équations de Saint-Venant
• Pédagogie

Structures :

• Arcs et voutes
• Analyse limite
• Vibrations : mise en équation, résolution de problèmes discrets et continus

Sols :

• Essais in-situ
• Fondations des ouvrages
• Renforcements de sol

Ce module vient à la suite de celui du semestre 1. On y retrouve des approfondissements et des chapitres avancés sur la mécanique des fluides, des structures et des sols.

Le dossier contiendra donc :

1. Les représentations et documents techniques nécessaires à la compréhension de l’ouvrage ou du système technique considérés. Les fichiers informatiques (maquette numérique, simulations diverses, programmations, etc.) seront mis sur un support numérique joint au dossier.
2. Une réflexion sur le choix du support et les études conduites, exploitant les connaissances attendues d’un enseignant en génie civil qui peuvent être articulées autour :

• du traitement de problèmes pertinents au regard du support utilisé, prenant en compte les exigences de la qualité et les données technico-économiques contraignant la réalisation et la qualification du projet ;
• de simulations (de fonctionnement et de comportement) ;
• de toutes les informations permettant de justifier les solutions et/ou les évolutions projetées de l’ouvrage ou du système.

L’étudiant doit mettre en évidence sa capacité à s’approprier l’économie générale d’un projet et non se limiter à l’étude de problèmes pointus.

1. Les investigations menées qui pourraient donner lieu à des exploitations pédagogiques pertinentes dans un cycle de formation STS, IUT, Master professionnel.

Ce module se travaille en grande partie en autonomie. L'évaluation porte sur un oral face à un enseignant du supérieur et un industriel. Il est évalué sur les même critère que l'épreuve de dossier industriel de l'agrégation SII-IC.

Le dossier d'ingénierie a pour objectif de vérifier que l’étudiant(e) est capable de rechercher les supports de son enseignement dans le milieu économique et d'en extraire des exploitations pertinentes pour son enseignement en pré et post baccalauréat. Le dossier doit être élaboré par l’étudiant durant l’année de formation, à partir d’un support d’étude réel dont il aura tiré une problématique originale à caractère scientifique et technique.

Au second semestre on retrouve les thèmes suivants : 

• Matériaux et structures : béton précontraint, structures mixtes, construction bois, ...
• Équipements et énergie : froid, biomasse, qualité de l'air, aéraulique, ...

Les bureaux d'études consistent à faire travailler l'étudiant par bloc de 8h sur une thématique d'ingénierie réelle et actuelle, souvent sous l'encadrement d'un des acteurs du projet.

Le dossier contiendra donc :

1. Les représentations et documents techniques nécessaires à la compréhension de l’ouvrage ou du système technique considérés. Les fichiers informatiques (maquette numérique, simulations diverses, programmations, etc.) seront mis sur un support numérique joint au dossier.
2. Une réflexion sur le choix du support et les études conduites, exploitant les connaissances attendues d’un enseignant en génie civil qui peuvent être articulées autour :

• du traitement de problèmes pertinents au regard du support utilisé, prenant en compte les exigences de la qualité et les données technico-économiques contraignant la réalisation et la qualification du projet ;
• de simulations (de fonctionnement et de comportement) ;
• de toutes les informations permettant de justifier les solutions et/ou les évolutions projetées de l’ouvrage ou du système.

L’étudiant doit mettre en évidence sa capacité à s’approprier l’économie générale d’un projet et non se limiter à l’étude de problèmes pointus.

1. Les investigations menées qui pourraient donner lieu à des exploitations pédagogiques pertinentes dans un cycle de formation STS, IUT, Master professionnel.

L'oral du premier semestre est évalué sur la recherche du dossier, l'obtention d'un dossier de qualité, sur l'énumération des diverses études scientifiques et techniques envisagées, ainsi que les potentialités pédagogiques.

Le dossier d'ingénierie a pour objectif de vérifier que l’étudiant(e) est capable de rechercher les supports de son enseignement dans le milieu économique et d'en extraire des exploitations pertinentes pour son enseignement en pré et post baccalauréat. Le dossier doit être élaboré par l’étudiant durant l’année de formation, à partir d’un support d’étude réel dont il aura tiré une problématique originale à caractère scientifique et technique.

Fluides : 

• Bases de mathématiques : https://educnet.enpc.fr/course/view.php?id=2018

Structures : 

• Base de Résistance des matériaux 
• Mathématiques : dérivation, intégration, variations de fonction

Sols :

• Base de mécanique des milieux continus
• Écoulements en milieux poreux, loi de Darcy

Fluides :

• Enjeux de la mécanique des fluides
  Introduction à la mécanique des fluides
• Analyse dimensionnelle
• Turbulence
• Pertes de charges

Structures :

• Remise à niveau (théorie des poutres, caractérisation des sections, hyperstaticité, coupures)
• Résolution de systèmes hyperstatiques (méthode des forces). Prise en compte de chargement thermique, d'appuis élastiques et de dénivellations. Introduction aux structures à câbles
• Poutres continues et lignes d'influence
• Étude de la modélisation numérique des structures (codes EF)

Sols :

• Identification et caractérisation
• Hydraulique et hydrogéologie
• Etats de contrainte dans un sol
• Résistance au cisaillement
• Tassement
• Rupture de pente

L'objectif principal est valider les prérequis des étudiants sur les domaines liés à la mécanique dans le génie civil : mécanique des structures, mécanique des fluides et mécanique des sols.

• Leçons : réalisation par l’étudiant d’une partie d'un cours sur un thème de génie civil imposé, adaptée à un niveau déterminé (STI2D, IUT, BTS, etc.).
• Travaux pratiques : conception d’une démarche expérimentale complète à partir d’un montage et de ressources techniques.
• Exercices pédagogiques : toute autre activités

Les différentes activités pédagogiques visent à concevoir des séquences de formation adaptées à divers niveaux, à expérimenter plusieurs stratégies et approches d’apprentissage, ainsi qu’à s’inspirer des expériences partagées par d’autres enseignants (conférences, table ronde).

• Thermique 1D en régime permanent.
• Base de l'acoustique physique (équation des ondes)

Thermique :

• Transferts conductifs et mixtes en régime variable. Résolutions analytiques et numériques. Application à l'hydratation de voiles en béton.
• Transferts radiatifs : application au captage solaire thermique.
• Transfers convectifs. Analyse nodale des transferts thermiques. Applications aux enveloppes ventilées.

Acoustique :

• Lois de propagation dans les fluides et les solides
• Comportement aux discontinuités, diffraction, émission acoustique, puissance et directivité
• traitement acoustique des espaces intérieurs et extérieurs

Thermique : la formation doit permettre de consolider/fournir les éléments de compréhension et de modélisation des phénomènes thermiques appliqués à la thermique du bâtiment. Les transferts conductifs, radiatifs et convectifs y seront abordés à travers des applications thermiques d'ingénierie de la construction (phénomènes d'hydratation dans des voiles en béton, captage solaire thermique, enveloppes ventilées du bâtiment...).

Acoustique : la formation doit permettre de consolider/fournir les éléments de compréhension et de modélisation des phénomènes acoustiques appliqués au bâtiment. L'acoustique physique permettre d'appréhender de définir les outils permettant de traiter l'isolation acoustique et la correction acoustique des salles.

Connaissances scientifiques et techniques de niveau Licence en physico-chimie et M1 en comportement des matériaux de construction.

• Matériaux : composition, structure et propriétés
• Principes de conception et d’optimisation des matériaux, indicateurs de performance
• Matériaux de construction - Modes d’élaboration et de fabrication, propriétés, applications
• Impact environnemental - gestion des ressources, cycle de vie des matériaux, recyclage, valorisation, gestion des déchets
• Durabilité - Corrosion,
  Mécanismes d’évolution des propriétés (vieillissement et altération), prévention, contrôles, diagnostic, réparation.
• Comportement mécanique des matériaux - Modèles de comportement mécanique des matériaux sous forme solide et fluide.
• Comportement différé des matériaux - Modèles d’évolution temporelle (endommagement, fatigue, rupture)

- Comprendre les relations entre microstructure et propriétés macroscopiques
- Appliquer les principes de conception et d’optimisation des matériaux
- Avoir des notions des modes d’élaboration et de fabrication de matériaux du génie civil (chaux, plâtre, verre par exemple)
- Considérer la durabilité de matériaux du génie civil dans un contexte normatif connaissant les mécanismes d’évolution des propriétés
- Analyser de façon critique l'impact environnemental des produits de construction 
- Prédire le comportement des matériaux de construction à partir de leur structure à différentes échelles
- Modéliser le comportement élastique, visco-élastique et non linéaire des matériaux de construction

- Matériau – Tome 2. Microstructures, mise en œuvre et conception, M.F. Ashby, D.R.H. Jones, Dunod, 2008.
- Mécanique des matériaux solides, J Lemaître, J-L. Chaboche, A. Benallal, R. Desmorat, Dunod,2009.
- http://stockage.univ-valenciennes.fr/EcoPEM/BoiteK/co/II_2.html
https://www.grantadesign.com/teachingresource/french/
- Analyse du cycle de vie: comprendre et réaliser un écobilan. O Jolliet, M Saadé, Crettaz P, Shaked S. (code 59 ANA)
- L’éco-conception dans le bâtiment: 37 fiches outils. J-L Menet, I C. Gruescu
- http://pedagotech.inp-toulouse.fr/131010/co/module_ACV_CS.html
- http://stockage.univ-valenciennes.fr/MenetACVBAT20120704/acvbat/accueil/co/acvbat_010_accueil.html
- La durabilité des bétons: Bases scientifiques pour la formulation de bétons durables dans leur environnement, J-P Ollivier, A Vichot, Presse des ponts, 2008, ISBN : 978-2-85978-434-8, 844p

Au premier semestre on retrouve les thèmes suivants : 

• Matériaux et structures : Actions climatiques, béton armé, construction métallique, géotechnique, ...
• Équipements et énergie :  énergie calorifique, solaire, climatisation, aéraulique, réseaux hydrauliques ...

Les bureaux d'études consistent à faire travailler l'étudiant par bloc de 8h sur une thématique d'ingénierie réelle et actuelle, souvent sous l'encadrement d'un des acteurs du projet.