Programme des cours 2016-2017
ELEC0438-1  
Electricité
Durée :
24h Th, 36h Pr
Nombre de crédits :
Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation bioingénieur5
Nom du professeur :
Bernard Heinesch
Langue(s) de l'unité d'enseignement :
Langue française
Organisation et évaluation :
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Unités d'enseignement prérequises et corequises :
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement :
Pourquoi un bio-ingénieur doit-il étudier l'électricité ?
Les savoirs et savoirs-faires acquis dans le cours d'électricity sont largement utilisés en aval de la formation de bio-ingénieur. Soit par le biais d'aspects purement technique et métrologiques (e.g. mesure de la résistivité électrique du sol par la techniqe de l'ERT), soit parce que des quantité électriques jouent un rôle fondamental dans un processus physique/biologique/chimique (e.g. différence de potentiel au travers des parois celluliares responsable du transfert d'ions), soit parce que des analogies électriques sont utilisées pour décrires ces phénomènes (e.g. schéma de résistance pour la modélisation de la déposition d'ozone dans la végétation).
Afin d'acquérir les savoirs et savoirs-faires requis, la table des matières proposée est la suivante :
  • Electrostatique : Champ électrique, Théorème de Gauss, Potentiel électrique, Condensateurs et diélectriques.
  • Electrocinétique : Courant électrique et résistance, Circuits à courant continu.
  • Electromagnétisme : Champs magnétiques, Sources de champ magnétique, Induction électromagnétique, Inductance.
  • Courants alternatifs : Circuits RC, RL, RLC, Filtres.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement :
  • Initiation au raisonnement scientifique
  • Initiation à la construction de circuits électriques
  • Apprentissage des ordres de grandeur et des approximations
A l'issue du cours, l'étudiant doit être capable de
  • Appliquer les lois de l'électrostatique, afin de prédire le champ, les forces et le potentiel électrique pour différentes configurations symétriques.
  • Appliquer les lois de l'électrocinétique afin de prédire l'évolution du courant, de la tension et de la puissance dissipée dans un circuit électrique alimenté en continu.
  • Appliquer les lois de l'électromagnétisme afin de prédire le champ et les forces pour différentes configurations symétriques.
  • Décrire le comportement d'un condensateur, d'une résistance ; d'une bobine de self induction et de leurs associations en conditions continue, transitoire et oscillatoire.
Savoirs et compétences prérequis :
  • Enseignement secondaire
  • MATH0493-1 - Mathématique générale : Analyse 1, calcul différentiel
  • MATH0494-1 - Mathématique générale : Algèbre et géométrie
  • PHYS3025-1: Physique générale : Mécanique particule
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
Les bases théoriques sont fournies au cours d'exposés ex cathedra, présentés sous forme modulaire (1 chapitre du livre de références par séance) et illustrés par des exercices tirés du recueil d'exercices.
Les travaux pratiques seront constitués essentiellement de manipulations et visent à assurer d'une part une meilleure compréhension des principaux concepts mis en œuvre dans le cours théorique, d'autre part l'acquisition d'un certain « savoir-faire » (pas uniquement technique) en électricité. Les étudiants travailleront par groupe de deux, auront le droit à l'erreur et pourront travailler à leur propre rythme. Il n'y a pas de rapports exigés, l'évaluation se fera au cours d'un examen oral final et sera axé sur la compréhension et le raisonnement et nullement sur des connaissances de mémoire.
La démarche expérimentale sera privilégiée. Dans de nombreux cas, l'étudiant abordera au laboratoire des concepts qui n'ont pas encore été abordés au cours théorique. Il devra alors construire son savoir sur base des résultats expérimentaux pour ensuite discuter de ses conclusions avec les encadrants.
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
Présentiel avec Cours magistral : 24h Travaux pratiques : 36h
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
Support pour cours théorique: Physique - Serway Tome 2 - 4ème édition
Support pour les travaux pratiques: Notes de laboratoires d'électricité
Modalités d'évaluation et critères :
Examen écrit pour le cours théorique (50%) Examen oral pour les travaux pratiques (50%)
Stage(s) :
Remarques organisationnelles :
Contacts :
HEINESCH Bernard (Professeur part-time)
Exchanges Ecosystems - Atmosphere Unité de recherche TERRA/Département Biosystem Engineering (BIOSE) Gembloux Agro-Bio Tech University of Liege
8, Avenue de la Faculté 5030 Gembloux BELGIUM
+32 81 622492 bernard.heinesch@ulg.ac.be(Marc.Aubinet@ulg.ac.be)