2017-2018 / ELEN0076-1

Electromagnétisme

Durée

30h Th, 30h Pr

Nombre de crédits

 Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil5 crédits 
 Master : ingénieur civil électricien, à finalité5 crédits 
 Master : ingénieur civil physicien, à finalité5 crédits 

Enseignant

Patricia Rousseaux, Benoît Vanderheyden

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

Dans ce cours, nous présentons les fondements des champs électrostatiques, magnétostatiques ou électromagnétiques. Les notions sont illustrées dans le contexte de différentes applications, dont notamment la propagation d'ondes dans les câbles, les guides d'ondes ou les fibres optiques.
L'approche employée est progressive : les concepts sont d'abord analysés, interprétés et illustrés dans un contexte applicatif idéalisé. Les résultats sont ensuite exploités pour résoudre des problèmes plus complexes.
Cette démarche met en évidence les difficultés que présentent :
- la maîtrise du formalisme mathématique (analyse vectorielle, calculs de phaseurs, théorèmes de primitivation), - l'interprétation physique des phénomènes étudiés, - la formulation d'hypothèses simplificatrices appropriées et leur interprétation, - la maîtrise des méthodes de résolution.
En particulier, les éléments suivants sont étudiés :
équations fondamentales de l'électrostatique, de la magnétostatique, équations de Maxwell et équations d'ondes, propagation dans un milieu diélectrique, dans un milieu dissipatif, lignes de transmission dans les domaines fréquentiel et temporel, guides d'ondes.
Des questions concernant la diffusion des champs (pertes) dans les matériaux (courants de Foucault, effet pelliculaire) ainsi que le phénomène de polarisation sont également considérées.

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

Etre capable de :
- formuler les équations fondamentales de l'électromagnétisme et expliquer les mécanismes physiques sous-jacents,
- maîtriser les opérations élémentaires du calcul algébrique, du calcul vectoriel et des théorèmes de primitivation nécessaires à la résolution de problèmes d'électromagnétisme,
- aborder un problème d'électromagnétisme générique en le décomposant en sous-problèmes et en identifiant la chaîne de cause à effet. - comprendre les contraintes techniques principales se présentant dans la conception de systèmes électromagnétiques.
La pratique régulière d'exercices proposés permet à l'étudiant d'acquérir l'autonomie et l'aisance nécessaires pour vaincre les différentes difficultés du cours.

Savoirs et compétences prérequis

Certaines parties du cours font appel aux notions de base d'analyse des circuits électriques. Des notes rappelant les concepts fondamentaux sont mises à la disposition des étudiants.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Le cours comprend des séances "ex-cathedra" (30 heures) et des travaux pratiques (30 heures).
Les séances "ex-cathedra" sont consacrées à la description des concepts théoriques, à la présentation des notions mathématiques associées et à l'interprétation physique des mécanismes sous-jacents. Les travaux pratiques consistent en des travaux dirigés de problèmes, au cours desquels différentes méthodes de résolution sont présentées et leurs limitations sont discutées.
Une séance facultative de questions-réponses est proposée à la fin du quadrimestre.

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Présentiel

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

  • Sources principales et obligatoires :
Les transparents du cours ex-cathedra sont disponibles sur le site web du cours. Des compléments d'information sont donnés en cours de quadrimestre.
  Le livre d'exercices est disponible sur le site web du cours.

Modalités d'évaluation et critères

  • Travaux complémentaires :
Des exercices facultatifs similaires à ceux résolus aux travaux dirigés sont proposés tout au long du quadrimestre. Il est très vivement recommandé aux étudiants de fournir un travail régulier dans la résolution de ces exercices.




  • Examens :
Session de janvier
Un examen écrit, qui se déroule à livre fermé et comporte deux parties :






  • "théorie" (50 %) : durée 1h30, cette partie porte sur l'ensemble des concepts théoriques abordés au cours "ex-cathedra" ainsi qu'aux séances de travaux pratiques. Les calculatrices sont interdites, un formulaire de théorie est distribué.
  • "problèmes" (50 %) : durée 2h30, cette partie porte sur des exercices similaires à ceux résolus aux travaux pratiques ou en travail complémentaire. La calculatrice est requise et un formulaire est distribué.

Les GSM sont interdits pour l'ensemble de l'examen.
Session de septembre :
Un examen écrit, qui se déroule à livre fermé et comporte deux parties :




  • "théorie" (50 %) : durée 1h30, cette partie porte sur l'ensemble des concepts théoriques abordés au cours "ex-cathedra" ainsi qu'aux séances de travaux pratiques. Les calculatrices sont interdites, un formulaire de théorie est distribué.
  • "problèmes" (50 %) : durée 2h30, cette partie porte sur des exercices similaires à ceux résolus aux travaux pratiques ou en travail complémentaire. La calculatrice est requise et un formulaire est distribué.
Les GSM sont interdits pour l'ensemble de l'examen.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Le cours est organisé selon l'horaire fixé par la Faculté (http://www.facsa.ulg.ac.be). Pour toute autre information, consulter le site http://www.montefiore.ulg.ac.be/~vdh/elen0076-1.html

Contacts

Partie "ex-cathedra" and "exercices":
Benoît Vanderheyden, B.Vanderheyden @ ulg.ac.be ;

Notes en ligne

Notes (password provided in class)
Une version électronique des supports de cours est disponible sur ce site