2021-2022 / MECA0001-2

Mécanique des matériaux

Durée

27h Th, 25h Pr, 2h Labo., 12h Proj.

Nombre de crédits

 Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil architecte5 crédits 
 Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil5 crédits 
 Master : ingénieur civil en aérospatiale, à finalité5 crédits 
 Master : ingénieur civil des mines et géologue, à finalité5 crédits 

Enseignant

Jean-Pierre Jaspart

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

Aperçu général et structure du cours


  • Principe général d'équilibre (Notion de schéma rendu libre d'un corps quelconque, identification des efforts externes agissant sur le corps, notion de coupe dans un corps quelconque et identification des efforts internes agissant dans une coupe)
  • Notions de contraintes et de surface de plasticité (étude du cercle de Mohr en état plan de contrainte)
  • Propriétés des matériaux : lien entre les contraintes et les déformations
  • Notion de poutre
  • Calcul des efforts internes dans une structure formée de poutres (tracé des diagrammes MNT)
  • Calcul des efforts internes dans un treillis
  • Concepts de sécurité
  • Etudes des différents efforts internes agissant dans une section de poutre - comment passer des efforts internes (MNT) dans une coupe aux contraintes proprement dites (contraintes normales et tangentielles)
  • Déformation des structures formées de poutres
  • Notion de calcul des efforts internes au second ordre, notion de flambement des poutres

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

Ce cours fait le lien entre les cours généraux de mathématiques, de physique et un domaine particulier du monde des ingénieurs : la mécanique des matériaux. Il poursuit un double objectif :





  • enseigner aux étudiants comment exploiter les notions étudiées dans des cours généraux pour traiter un nouveau sujet. Ceci implique de développer son esprit de synthèse face à ces notions diverses et de les appliquer ;
  • donner aux étudiants les bases de la Mécanique des Matériaux, leur enseigner comment les appliquer aux cas particuliers des poutres.
Pour les étudiants ingénieurs qui se spécialiseront comme ingénieur civil des constructions, architecte, mécanicien, physicien, ce cours fournit les bases nécessaires pour des cours plus spécialisés, tels que la mécanique des solides, la théorie des structures, la connaissance des matériaux, ... Il leur permet d'intégrer les notions d'équilibre et de contraintes sur le cas concret et unidimensionnel des poutres avant de passer aux applications nécessitant le maniement des tenseurs complets dans les cours de Mécanique des Solides.

Pour les autres, ce cours est une formation à l'approche scientifique des ingénieurs qui leur donnera les connaissances, le vocabulaire nécessaire pour discuter avec des spécialistes.

L'étudiant devra être capable, à la fin du cours de Mécanique des Matériaux, pour une structure formée de poutres, et pour un chargement donné, de réaliser les actions suivantes :



  • Tracer les diagrammes MNT dans cette structure
  • Réaliser une coupe dans cette structure et calculer les efforts internes dans cette coupe
  • A partir de ces efforts internes, calculer des contraintes en certains points de cette section
  • Définir si oui ou non le matériau résiste à l'application de ces contraintes
  • Définir comment cette structure formée de poutres se déforme
  • Définir s'il y a un possible risque d'instabilité au flambement dans les colonnes de cette structure
  • Calculer les efforts internes dans une structure en treillis
Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.2, II.1, II.2, III.1, III.2, VII.2, VII.4 du programme de bachelier ingénieur civil.

Savoirs et compétences prérequis

Cours de « Physique Générale », d' « Analyse Mathématique» et d'« Algèbre »

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Organisation classique






  • Cours théorique ex-cathedra donné en français (présentations PowerPoint en anglais): 2h/semaine. Les questions sont les bienvenues, particulièrement en fin de leçon et pendant les pauses.
  • Séances obligatoires de Travaux Pratiques (TP) : exercices résolus, expliqués et commentés par des élèves-moniteurs (2h/semaine). La participation active des étudiants est vivement souhaitée aux séances d'exercices, qui se déroulent en français.
  • Exercices complémentaires proposés aux étudiants pour qu'ils s'exercent à la résolution d'exercices (dans les livres d'exercices du cours ainsi que dans le cahier de TP. Les solutions finales sont fournies)
  • Devoirs obligatoires en cours de quadrimestre: résolution d'exercices types représentatifs de ce que l'étudiant devra être capable d'accomplir à la fin du cours de Mécanique des Matériaux. Solutions finales fournies après remise.
  • 2 séances de questions-réponses (facultatives). Une équipe d'étudiants-moniteurs est présente dans une salle de cours durant 2h pour répondre aux éventuelles questions des étudiants. L'horaire et les locaux des questions-réponses sont transmis via eCampus.
  • Visite obligatoire de laboratoire d'une heure et demi dans le but d'illustrer certains principes vus aux cours théoriques et aux TP
 

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Cours donné exclusivement en présentiel


Explications complémentaires:

Organisation classique


  • Cours en présentiel.
  • Participation obligatoire aux séances d'exercices où des exemples d'application sont traités par des étudiants-moniteurs

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Théorie








  • Photocopies du livre "Mécanique des Matériaux" (S. Cescotto) (mises en vente par la  CdC, Centrale des Cours)
  • Les 2 premiers chapitres du livre de théorie de Mécanique du Solide (/!\pour les ingénieurs architectes, et les ingénieurs civils options Mécanique et options Construction, ils auront besoin de tout le livre pour le cours de Mécanique des Solides au 2ème quadri) (mis en vente par la CdC, Centrale des Cours)
  • Les slides du cours théorique sont mises à disposition sur le portail eCampus, dans la mesure du possible avant le cours théorique
TP








  • Livre d'exercices de Mécanique des Matériaux (mis en vente par la CdC, Centrale des Cours)
  • Les 2 premiers chapitres du livre d'exercices de Mécanique du Solide (/!\pour les ingénieurs architectes, et les ingénieurs civils options Mécanique et options Construction, ils auront besoin de tout le livre pour le cours de Mécanique des Solides au 2ème quadri) (mis en vente par la CdC, Centrale des Cours)
  • Un cahier de TP reprenant l'essentiel de la théorie nécessaire à la réalisation des exercices de TP est mis à disposition des étudiants sur le portail eCampus
  • Un recueil d'exercices corrigés, disponible sur eCampus
  • Des capsules vidéo mises en ligne sur eCampus pour aider à la "prise en main" des exercices

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation écrite ( questions ouvertes )


Explications complémentaires:

  • Deux devoirs en cours de quadrimestre (en français)
  • Examen écrit (en français) : questions ouvertes sur la théorie (1 heure) et résolution d'exercices (3 heures)
Outils autorisés pendant les examens :


  • théorie : rien
  • exercices : notes de cours et de TP, cahier de TP, exercices corrigés,..
 
Les devoirs sont indissociables de l'unité d'enseignement et considérés comme obligatoires.
Lors de la première session la répartition suivante est classiquement appliquée :
- 15% pour les devoirs
- 5% pour la participation aux séances obligatoires de TP et de labo
- 20% pour la partie "théorie" de l'examen (questions à réponses ouvertes)
- 60% pour la partie "exercices" de l'examen
En seconde session, la note des devoirs est prise en compte si celle-ci est favorable à l'étudiant; la répartition adoptée est alors identique à celle de la première session. Dans le cas contraire, la nouvelle répartition suivante s'applique :
- 5% pour la participation aux séances obligatoires de TP et de labo
- 23,75 % pour la partie "théorie" de l'examen (questions à réponses ouvertes)
- 71,25 % pour la partie "exercices" de l'examen

Stage(s)

Remarques organisationnelles

A priori cours et exercices se font sur le campus du Sart Tilman. Les étudiants seront prévenus en cas d'exception. Toutes les informations relatives au cours passent par le portail eCampus. Pour y avoir accès, il faut que l'étudiant ait validé son cursus.
Pour les Travaux Pratiques : mercredi, de 8h00 à 10h00 : voir "organisation cours et TP" sur eCampus
Pour les cours théoriques : mercredi, de 10h30 à 12h30 avec un break : auditoire A300/A303/A500 (bâtiment B7a, quartier Agora)

Contacts

  • Professeur : J.P. JASPART, professeur ordinaire ; tél. : 04 366 92 47 ; jean-pierre.jaspart@uliege.be
  • Suppléant éventuel: soit Laurent Duchêne, chargé de cours; (tél: 04/366 93 28; l.duchene@ulg.ac.be), soit Anne-Marie Habraken, Directrice de Recherches au FNRS (tél: 04/366 94 30; Anne.Habraken@uliege.be)
  • Secrétariat : Laurence Defrère ; tél. : 04 366 93 57
  • Assistants : Loris Saufnay; loris.saufnay@uliege.be (bureau: bâtiment B52, +1/537; tél : 04/366 92 97) et Chantal Bouffioux ; Chantal.Bouffioux@uliege.be (bureau: bâtiment B52, +1/546; tél : 04/366 92 19);
- Les assistants sont à la disposition des étudiants pour répondre à leurs questions concernant les TP et l'organisation du cours. N'hésitez donc pas à prendre un rendez-vous par mail pour leur poser vos questions. - Les assistants répondront dans la mesure du possible aux questions qui leur seront envoyées par mail, en sachant qu'il est toujours préférable de prendre un rendez-vous et de discuter des questions de vive voix
- Les assistants ne répondront plus à aucune question sur la matière dans les 2 derniers jours avant la date d'un examen ou d'une remise de travail
















  • Etudiants-moniteurs:
Rafailia Mitraki (Rafailia.Mitraki@student.uliege.be)
Leonore Colson (Leonore.Colson@student.uliege.be)
Sarah Hault (Sarah.Hault@student.uliege.be)
Caroline Dejace (caroline.dejace@student.uliege.be)
Lena Demeuldre (LDemeuldre@student.uliege.be)
Cyril Schumacker (Cyril.Schumacker@student.uliege.be)