2018-2019 / HULG9277-1

Analyse des structures

Durée

55h Th

Nombre de crédits

 Master en ingénieur de gestion, à finalité5 crédits 

Enseignant

Clara Huvelle

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Mécanique statique et résistance des matériaux 1 :
L'AA consiste en une succession de cours magistraux et de séances d'exercices durant lesquels la mécanique statique et les bases de la résistance des matériaux sont expliqués et appliqués sur des exemples classiques. Le cours théorique exposera la matière avec quelques exemples pour illustrer celui-ci. La matière est divisée en modules, chacun étant représentatif d'un concept théorique. En parallèle, une ou plusieurs séances d'exercices associées à un module permettront à l'étudiant de mobiliser ses connaissances et de fixer certaines notions théoriques par des applications.
La matière est découpée en modules qui sont présentés sous forme de diaporamas :

  • Réduction d'un système plan et équilibre dans le plan d'un corps simple et composé
  • Réduction et équilibre dans l'espace
  • Couples et efforts internes dans les poutres
  • Relations entre charges et éléments de réduction
  • Les propriétés mécaniques des matériaux
  • les comportements des pièces soumises à traction-compression
  • les caractéristiques des surfaces (centre de gravité, moments statiques, inerties)
  • les comportements des pièces soumises à la flexion simple
Résistance des matériaux 2 et calcul des structures :
Cette AA étant la continuité de l'AA précédente, nous voyons donc la suite de la RDM, c'est-à-dire :
  • La flexion gauche et la flexion composée
  • L'état de contrainte en un point avec le cercle de Mohr
  • Les critères de résistance des matériaux
  • La torsion
  • Le cisaillement
  • Les sollicitations composées
  • Les déformations élastiques des poutres droites soumises à flexion plane
  • La plasticité et la notion de rotule plastique
  • Le flambement plan.
Concernant la partie "Calcul des Structures", elle s'articule comme suit, allant de la détermination des charges, jusqu'à l'analyse de la structure, en passant par l'analyse du chemin pris par les efforts (descente de charges) :
  • Introduction aux Eurocodes: notions d'Etats Limites, de sécurité, de fiabilité, méthode semi-probabiliste des coefficients partiels de sécurité
  • Actions qui agissent sur une structure(neige, vent, charges d'exploitation, ...) et combinaisons entre ces actions
  • Notions de descente de charges (verticales et horizontales (contreventements, ...)) : exemples de structures pour appréhender le "cheminement des efforts"
  • Méthode de résolution de structures hyperstatiques: la méthode des forces.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Objectif(s) :
Mécanique Statique :
Amener les étudiants à posséder les capacités d'analyse et de résolution de problèmes pratiques d'équilibre appliqués sur diverses structures et mécanismes, en s'intéressant tant aux origines et justifications des méthodes de résolution qu'à leurs applications proprement dites.
Résistance des Matériaux 1 et 2 :
Déterminer les efforts intérieurs qui sont engendrés dans un corps par des forces extérieures données, et les déformations qui en résultent. Le but est de rechercher les meilleures formes et dimensions à donner aux éléments d'une construction ou d'une machine, pour permettre à la structure de résister à l'action des forces qui la sollicitent. Le résultat sera obtenu de la manière la plus économique possible compte tenu des problèmes de sécurité. L'étudiant sera amené à expliquer physiquement les notions de théorie, et à bien comprendre et bien visualiser les chemins des contraintes à l'intérieur du corps dus aux différentes sollicitations appliquées.
Calcul des structures :
Familiariser l'étudiant avec les Eurocodes 0 et 1; lui donner les outils pour qu'il puisse déterminer les différentes actions et combinaisons d'actions qui sollicitent les structures et qu'il puisse calculer des réactions et efforts intérieurs dans des structures hyperstatiques simples; Familiariser l'étudiant avec les descentes de charges, lui faire sentir le cheminement des efforts à travers l'étude de différentes structures.
Acquis d'apprentissage (AA) et compétences :
- Appliquer les concepts fondamentaux de la mécanique statique (notions de force, moment et couple, réduction, action-réaction, schéma rendu libre, isostaticité, équilibre, coupe, etc.)(C2.1, C2.3, C2.4, C3.1)
- Résoudre des problèmes d'équilibre de structures planes et tridimensionnelles, en calculer les réactions d'appuis, les forces de liaisons et les efforts internes (diagrammes des éléments de réduction) à l'aide des méthodes classiques et vérifier la cohérence des solutions (C2.1,C2a, C2.3, C2.4, C3.1, C3.3)
- Appliquer les concepts fondamentaux de la résistance des matériaux (notion de contrainte, centre de gravité, moment statique et d'inertie, limite élastique et de rupture) (C2.1, C2.2, C2.3, C2.4, C3.1, C3.3, C3.4)
- Modéliser et calculer la résistance d'une structure composée de poutres soumises à la traction-compression et à la flexion (C2.1, C2.2, C2.3, C2.4, C3.1, C3.3, C3.4)
- Calculer les contraintes en régime élastique dans une poutre soumise à des sollicitations composées (effort normal, flexion, cisaillement, torsion) de même que les déformations et les déplacements mais de manière plus superficielle (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 3.1, 3.3, 2.4, 4.3)
- Calculer les contraintes de comparaison dans une poutre suivant les critères de résistances des matériaux ductiles et fragiles, et au besoin en utilisant le cercle de Mohr pour la détermination des contraintes extrêmes (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 3.1, 3.3, 2.4, 4.3)
- Expliquer des notions plus complexes telles que des notions de flexion plastique et de rotules plastiques, de flambement plan par flexion des poutres du point de vue théorique (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 3.1, 3.3, 2.4, 4.3)
- Expliquer les notions de sécurité et les principes de l'Eurocode (méthode des coefficients partiels, ELS, ELU, ...) (2.2, 2.4, 3.1)
- Identifier et quantifier les différentes charges s'appliquant sur un bâtiment (neige, vent, charge variable, poids propres, ...) et combiner ces actions entre elles comme recommandé dans les Eurocodes (3.1, 3.3, 3.4)
- Résoudre une structure hyperstatique (c-à-d calculer les réactions d'appuis, les efforts internes MNV) en utilisant la méthode des forces (2.3, 2.4, 3.1, 3.4, 4.3)
- Expliquer le cheminement des efforts dans une structure donnée (expliquer les descentes de charges verticales et horizontales) (2.2, 2.4, 3.1, 3.2, 3.3)

Savoirs et compétences prérequis

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Pour l'AA1, à chaque module correspondent une ou plusieurs séances d'exercices. Dans ces séances, l'étudiant, sensé avoir assimilé correctement les concepts et principes du cours théorique en étudiant le syllabus, doit établir des liens entre la théorie et les applications présentées lors de ces séances. Pour certaines séances d'exercices, il sera demandé aux étudiants de préparer la fiche de travail liée à celle-ci. Il écoute en séance l'exposé de l'enseignant, consistant souvent en un rappel de la théorie et un exemple d'application. Il résout alors seul ou avec l'aide de l'enseignant les exercices proposés. Une attention particulière sera donnée à :

  • La lecture attentive et répétée si nécessaire des énoncés
  • La distinction des données et des demandes afin d'établir une démarche scientifique en vue de trouver la solution
  • La prise en compte du sens des réalités
  • La rigueur du vocabulaire
  • La justification par le recours à la théorie
  • L'obligation d'obtenir des résultats numériques exacts.
Pour l'AA2, la théorie et les exercices ne sont pas dissociés: la théorie est directement suivie, en classe, de petits exercices, que les étudiants résolvent avec l'aide du professeur.
De manière générale, l'étudiant est fortement invité à s'exercer par lui-même, en dehors des séances de cours prévues à l'horaire, en réalisant les exercices supplémentaires mis à sa disposition. Les enseignants sont évidemment disponibles pour corriger les exercices réalisés par l'étudiant. Des petits tests en début ou en fin de cours peuvent également être prévus, tests qui porteront soit sur des questions de compréhension de la matière théorique (questions de réflexions), soit sur des petits exercices rapides, en lien avec la matière vue au cours précédent.

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Sont disponibles sur la plateforme Moodle :

  • Les différents syllabi décrivant la matière
  • Des fascicules d'exercices utilisés lors des séances en petit groupe
  • Les powerpoints utilisés au cours théorique
  • Les fiches de travail nécessaires aux séances d'exercices en petit groupe
  • Certains exercices résolus

Modalités d'évaluation et critères

Première Session :
Des interrogations dispensatoires auront lieu au cours du quadrimestre pour l'AA1. A la fin du quadrimestre, durant la session d'examen de janvier, un examen en 2 parties (AA1 et AA2) est organisé. Aucun document n'est permis durant l'examen, sauf un formulaire pour l'AA2 (formulaire mis en ligne sur Moodle, qui vous sera fourni lors de l'examen). L'examen de l'AA1 portera sur la matière dont n'aura pas été dispensé l'étudiant lors des interros dispensatoires pendant l'année tandis que l'examen de l'AA2 portera sur l'entièreté de la matière de cette AA. La note globale de l'UE est ensuite calculée comme suit :

  • Si les notes des AA sont supérieures ou égales à 8, la note UE est calculée selon la moyenne pondérée : 45% pour l'AA1, 55% pour l'AA2
  • Si une note d'AA est égale à 7, la note UE est limitée à 8
  • Si une note d'AA est inférieure à 7, la note UE est limitée à 7
Les cotes obtenues lors des petits tests réalisés en cours d'année en fin ou en début de séance ne seront prises en compte dans le calcul de la note finale de chacune des AA que lorsqu'elles seront favorables à l'étudiant !
Deuxième Session :
L'examen de seconde session est lui aussi prévu en 2 parties, et les dispenses de l'AA1 acquises durant l'année sont conservées. La seconde session de l'AA1 portera donc elle aussi uniquement sur les parties de matières dont l'étudiant n'a pas été dispensé. L'examen de seconde session de l'AA2 portera sur l'entièreté de la matière. La note globale de l'UE est toujours calculée comme décrit ci-dessus.
Pondération de l'unité dans le programme d'études : 5

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Contacts