En terme de connaissances cela passe par la définition des grandeurs nécessaires à la formulation d’un problème linéaire de mécanique des structures et relations associées : description de l’état cinématique : déplacements, déformations ; description de l’état mécanique : sollicitations extérieures, contraintes, équilibre;loi de comportement élastique linéaire du matériau, ouverture sur les lois elasto-plastiques. Différentes formes du problème mécanique sont envisagées : équations de champ (équation aux dérivées partielles), forme intégrale équivalente : principe des travaux virtuels et théorèmes dérivés.

Les méthodes de résolution relèvent de l’intégration des équations de champ, et on insistera plus particulièrement sur diverses utilisations du principe des travaux virtuels : approximation de Rayleigh-Ritz ; Eléments-Finis solides 1D et structuraux : poutre en flexion.

L’étudiant ayant assimilé ces connaissances devra pouvoir les mettre en oeuvre dans le cadre du calcul des structures, c’est-à-dire déterminer la déformée et le champ de contrainte d’une structure soumise à des sollicitations statiques connues ainsi que sa réponse à une sollicitation dynamique (cf. cours de Vibrations des Structures). Cette mise en oeuvre comporte systématiquement les étapes suivantes :

- analyse du système réel

- conception d’un modèle pertinent (hypothèses simplificatrices compatibles avec les

objectifs)

- mise en équations

- choix d’une méthode de résolution (exacte ou approchée)

- calcul de la solution

- interprétation (critique) des résultats

Savoir analyser le problème d’automatisation, écrire le cahier des charges, réaliser l’analyse fonctionnelle et l’appliquer pour la mise en œuvre.

Analyse fonctionnelle :

Donner les éléments nécessaires pour une approche systémique  afin de démarrer  et gérer un projet industriel, cette analyse est basée sur :

Les outils d’aide que sont le GRAFCET et le GEMMA,

• Analyse de l’existant :
  • Sur le plan technique (matériel, technologies…),
  • Sur le plan de l’implantation (Physique, Electrique…),
  • Sur le plan process (nature du produit à réaliser),
  • Sur le plan humain,
  • Les normes de sécurité (ou plus généralement les contraintes légales),
    • Selon la machine,
    • Selon le type d’industrie,
    • Selon le pays
    • Les méthodes en V, diagramme de GAMP, outils d’analyse et de suivi ….

Automatisme :

Langages standard de programmation des automates programmables industriels (SFC, LD, ST, …)

IHM et les logiciels de supervision ( PcVue, Panorama, ….)

Applications sur Unity Pro, Tia Portal, Codesys, GP-Pro ….

Informatique : découverte de l’algorithmie avec le langage C, puis application du C à la programmation des microcontrôleurs.

Orienté Oblet (VBA) : approfondissement des notions de programmation, en découvrant le langage Basic et en  particulier, VBA.  Découverte des instructions et fonctions de VBA, connaissance et utilisation des objets car VBA est un langage client objet. Pour cela, il faut savoir écrire et utiliser des fonctions et procédures VBA
Création de boites de dialogue avec ajout de bouton dans des feuilles de calculs (utilisation des macro et donc notions sur les macros).

Bases de données : introduction aux systèmes de gestion de base de données (apprentissage du langage de requêtes SQL) avec applications particulières à l’automatisme et à la supervision.

C et Bases de Données sont enseignées exclusivement sous forme de TP (avec les notions théoriques apportées au fil de l’eau) et il n’y a donc pas de plan de cours.

Plan du cours VBA

Tout système nécessite d’être régit par une loi de commande ou des règles de contrôles plus ou moins complexes. Cette U.E donnera une vision globale des différentes solutions permettant d’intégrer une loi de commande ou règles de contrôle afin de piloter un système industriel. Les étudiants pourront ainsi choisir et mettre en place la technologie la plus adaptée à l’application visée. Les technologies suivantes seront développées dans le cadre de cette U.E en s’efforçant de mettre en évidence les points  forts, les limitations, les contraintes et les points faibles de chacune :
-        Microcontrôleur (PIC, DSPIC),
-        FPGA,
-        PC industriel,
-        DSP,
-        Système embarqué Linux,
-        Contrôleur,
-        Automate industriel.
Cette commande intelligente intégrée ou embarquée sera également interconnectée (communication verticale et horizontale) avec les éléments environnants qui dans le cadre des applications industrielles seront par exemple des variateurs de vitesse, des servo drives, des Entrées/Sorties analogiques ou numériques, des systèmes de transport planaire ou linéaire, des robots.

Cette U.E sera axée sur le développement de compétences transverses permettant d’améliorer le rendement global des processus et des procédés industriels permettant le passage à l’industrie 4.0. Le rendement global intègre les coûts de conception, de développement, de réalisation et de fonctionnement. L’objectif est d’une part la diminution des temps de conception et de mise en service et d’autre part l’augmentation des cadences de fonctionnement et la diminution des temps d’arrêts. Afin de répondre à ces exigences les différents points suivant seront abordés dans le cadre de cette U.E:
-        Modélisation: virtualisation de la machine, de la chaine de production, des robots et globalement de l’usine,
-        Monitoring: suivi de consommation d’énergie et des matières premières,
-        Capteurs intelligents: prise de décisions au niveau du capteur et développement de la communication horizontale,
-        Systèmes de déplacement linéaire ou planaire,
-        Vision industrielle: intégration de systèmes de vision pour augmenter la vitesse de production,
-        Réseau Ethernet: standardisation des échanges OPC UA,
-        Robotique: travail collaboratif entre humains et robots industriels.

Après avoir défini la notion de Procédés Industriels (Directive Européenne) ainsi que ses fonctions, les organes principaux les constituants seront étudiés. Les étudiants devront :
- Connaître les différents types de procédés industriels mettant en œuvre des actionneurs et des moteurs (pneumatique, hydraulique et électrique),
- Connaître la constitution des entrainements et leur mode de fonctionnement,
- Connaître le comportement des charges (mécaniques, thermiques),
- Connaître et savoir choisir les moteurs électriques (moteurs à courant continu (DC), moteurs synchrones brushless, moteurs asynchrones, moteurs pas à pas et autres types de moteurs électriques),
- Connaître et savoir choisir l’alimentation des moteurs (redresseurs, hacheurs, onduleurs),
- Connaître les méthodes de pilotage en position des servomoteurs (réglage en position, profils de mouvements),
- Programmer des mouvements d’axes simples, synchronisés et grouper (PLCopen Motion Control Part 4).

Cette U.E est orientée sécurité et sureté industrielle, elle se veut la plus large possible et permettra de donner aux étudiants les bases dans le domaine en couvrant 5 axes : - sécurité dans l’industrie, - sécurité des réseaux Ethernet industriels, - sécurité électrique, - sécurité machine dans l’industrie, - compatibilité électromagnétique (CEM) dans l’industrie. Les objectifs à atteindre seront les suivants:
-        avoir une démarche structurée: suivre des étapes prédéfinies s'intégrant dans le processus de conception (selon la méthode IDAR),
-        Introduction à la directive machine,
-        détermination des différentes approches de sécurité possibles en fonction de la nature du projet de conception, identification de l'activité des opérateurs, identification des phénomènes dangereux,
-        former les étudiants à une approche avancée et pratique des méthodologies utilisées dans le cadre d'intrusions sur des réseaux d'entreprises,
-        sensibiliser les étudiants aux dangers du courant électrique. Connaître les méthodes et procédures à mettre en œuvre pour intervenir sur les installations électriques et équipements dans les meilleures conditions de sécurité,
-        analyser et concevoir un système de commande électrique et pneumatique relatif à la sécurité de la machine selon les nouveaux standards normatifs,
-        connaître les normes en vigueur des perturbations électriques lors de la conception (CEM), identifier les différents pollueurs et proposer un protocole d’investigation et de mesures sur installation; déterminer, en fonction de critères prédéfinis, la stratégie de protection utilisée sur l’installation dans le cadre d’amélioration de processus ou des procédés industriels,
-        Programmer des contrôleurs de sécurité industrielle (PLCopen Safety).

• Calcul matriciel
• Résolution des systèmes linéaires
• Interpolation polynomiale
• Intégration numérique
• Equations différentielles et méthodes numériques de résolutions de systèmes d’équations.
• Quelques algorithmes d'optimisation.

- Concevoir des classes répondant à un cahier des charges, en choisissant les structures de données adéquates.
- Résoudre un problème logiciel (erreur à la compilation, à l’exécution) 
- Analyser et interpréter les résultats produits par l'exécution d’un programme 
- Interpréter (à la main et via un programme) un code écrit dans un langage
- Programmer de petites applications liées à la robotique.
- Savoir développer une interface graphique avec le langage JAVA avec des applications en robotique.

L'objectif de cette UE est de présenter les concepts de base de la programmation orientée objet en s'appuyant sur le langage de programmation Java. Le cours est composé de plusieurs parties :

• Concepts de base de l'orienté objet
• Classes, objets, l'héritage et Polymorphisme
• Classes abstracts et Interface
• Chaînes de caractères
• Les exceptions 
• Introduction aux interfaces graphiques

L'objectif de cette UE est de présenter les bases et les outils nécessaires au traitement et analyse des images.  Le cours comprendra deux parties :

1-    Traitement d’images : généralités sur les images, codage des images, les images en noir et blanc et couleurs, seuillage, histogrammes, amélioration de l’image, réduction du bruit, filtrage….

2-    Analyse d’image : binarisation, détection de contours, filtrage, segmentation en contours, segmentation en région (a méthode de division/fusion (split and merge))…

Les TP a pour but d’illustrer certaines notions concernant l’analyse et traitement d’images à l’aide de la bibliothèque toolbox Image Processing du matlab ou OpenCV.

Ce stage permet aux étudiants en formation initiale d’exercer leurs connaissances sous forme de projet. Cela leur permettra de compléter leur formation académique par une formation professionnalisante qui facilitera leur intégration dans le milieu socio-économique.

Les étudiants de la formation continue alternent entre deux périodes : une période de formation académique de 4 semaines, suivie d’une formation de 4 semaines en entreprises. Deux évaluations sont prévues pour cette période de stage : une évaluation à mi-parcours (fin du premier semestre) et une seconde à la fin du stage.

• Le module introduit la modélisation de certains systèmes physiques  par des équations différentielles ordinaires. Ensuite on étudie les points suivants : -1. Réponses des systèmes linéaires -2. Stabilité -3. Performance des systèmes bouclés -4. Commandabilité et observabilité -5. Commande des systèmes linéaires : Approche entrée-sortie -6. Commande des systèmes linéaires : Approche espace d'état.
•  L’identification et la commande d’un système du type industriel sont illustrées via les TP avec le logiciel Matlab/Simulink.

Développement des systèmes électroniques et programmation pour la commande des robots

• Eléments d'un système informatique et des systèmes embarqués
• Introduction aux microprocesseurs
• Architecture des microcontrôleurs
• Principes de base de la programmation en assembleur
• Timers, Compteurs et PWM
• Conversion analogique-numérique et numérique-analogique
• Contrôle moteur : asservissement en position, vitesse et couple
• Commande des bras robotiques par la matrice Jacobienne
• Commande en couple et effort
• Commande des robots mobiles en vitesse et position

• Principes de base de la communication, données et information
• Communication en série, RS232
• HART, RS485, MODBUS
• Profibus
• ETHERNET, ETHERNET/IP, TCP
• MODBUS TCP, Profinet, Ethercat
• Ethernet et WiFi pour systèmes embarqués, LPWAN
• Protocoles pour systèmes connectés, MQTT

• Présentation des concepts principaux des Bases de données
• Comparaison des différents types de bases de données
• Présentation des concepts principaux des bases de données relationnelles
• Normalisation d’une base de données relationnelle
• Applications et exemples de création et manipulation d’une base de données relationnelle
• Présentation de SQL d’un point de vue théorique
• Illustration de SQL/ORACLE d’un point de vue pratique aussi bien pour l’utilisateur final que pour le développeur d’applications

Gestion de projet, gestion de travail

Ce stage permet aux étudiants en formation initiale d’exercer leurs connaissances sous forme de projet. Cela leur permettra de compléter leur formation académique par une formation professionnalisante qui facilitera leur intégration dans le milieu socio-économique.

Les étudiants de la formation continue alternent entre deux périodes : une période de formation académique de 4 semaines, suivie d’une formation de 4 semaines en entreprises. Deux évaluations sont prévues pour cette période de stage : une évaluation à mi-parcours (fin du premier semestre) et une seconde à la fin du stage.

• Vocabulaires et caractéristiques des capteurs
• Compréhension et analyse du fonctionnement d'une chaine de mesure, depuis le transducteur jusqu'à l'acquisition de données
• Notion sur le traitement du signal

• Inititiation au logiciel Labview
• Programmation de microcontroleur pour l'acquisition et la numérisation de signaux analogiques
• Utilisation de carte de conditionnement du signal adapté aux transducteur étudié
• Développement et montage d'une chaine d'acquisition de mesure simple

UE principalement orientée vers la LECTURE d’un dessin d’ensemble technique.

• Principes de base : projections orthogonales, différentes vues, nombreux exemples sur une seule pièce (tracer la troisième vue en fonction de deux autres).
• Lecture de dessins d’ensemble plus ou moins complexes : recherche des classes d’équivalences cinématiques et extraction du schéma cinématique du mécanisme.
• Apprentissage du « langage métier » avec beaucoup de vocabulaire à connaître (alésage, bossage, évidemment, semelle, biellette, clavette, etc…).

UE principalement orientée vers la LECTURE d’un dessin d’ensemble technique.

• Principes de base : projections orthogonales, différentes vues, nombreux exemples sur une seule pièce (tracer la troisième vue en fonction de deux autres).
• Lecture de dessins d’ensemble plus ou moins complexes : recherche des classes d’équivalences cinématiques et extraction du schéma cinématique du mécanisme.
• Apprentissage du « langage métier » avec beaucoup de vocabulaire à connaître (alésage, bossage, évidemment, semelle, biellette, clavette, etc…).

• de connaître les calculs algébriques et matriciels de base ;
  
• de se rappeler les formules de dérivées usuelles (fonctions à une variable) ;
• de manipuler des dérivées partielles (fonctions à plusieurs variables) ;
  
• savoir définir des calculs vectoriels avancés (grad/div/rot) ; aborder des calculs d’intégrations (simple, double, triple) ainsi que les notions de résolution des équations différentielles ordinaires (les EDs du 1er ordre ainsi que les ED linéaires et coéfficients constants)

Savoirs :

• D’un point de vue microscopique et macroscopique, l’étudiant.e doit-être capable de décrire qu’est-ce qu’un fluide (liquide/gaz) ainsi que d’expliquer et d’estimer quelques propriétés des fluides (masse volumique, pression, viscosité, tension de surface). De ce fait, il.elle devrait être capable de formuler les diverses forces volumiques et surfaciques qu’appliquent un fluide/solide sur un autre fluide/solide.

• Dans le cadre théorique de la Mécanique des Milieux Continus, l’étudiant.e doit-être capable de formuler les techniques courants tels que l’analyse dimensionnelle (théorème de Vaschy-Buckingham), d’identifier la description Eulérienne et Lagrangienne pour élaborer la cinématique et la dynamique des fluides via l’accélération particulaire, les tenseurs de Cauchy pour la contrainte ainsi que la loi de comportement des fluides (équations de Navier-Stokes).

• Dans le cadre théorique de la Mécanique des Milieux Continus, l’étudiant.e doit-être capable d’utiliser les principes fondamentaux de la physique tels que la conservation de la masse et de l’énergie (principe de Bernoulli), la 2ème loi de Newton pour les fluides. Et ce, à la fois sous la forme globale (volume de contrôle) et à la fois sous la forme locale (équations de Navier-Stokes).

 Savoir-faire :

• Avant d’aborder les techniques courantes dans les domaines de la mécanique, l’étudiant.e doit-être capable d’identifier et d’estimer les ordres de grandeurs des diverses forces ainsi que les nombres adimensionnelles (Reynolds, Weber, Capillaire, Stokes, Froude, etc.) qui interviennent dans des situations simples/courantes de statiques et de dynamiques des fluides (loi de Hagen-Poiseuille, la nappe de Savart, les tourbillons, la loi de Washburn, le ressaut hydraulique, la force de traînée, etc.). Ainsi il.elle doit-être capable d’en exprimer la signification pour un écoulement de fluide.

• L’étudiant.e doit-être capable de savoir exprimer et appliquer l’analyse dimensionnelle et de déterminer les trajectoires d’une particule fluides, les lignes de courant, l’accélération en description Eulérienne et Lagrangienne ainsi que de manipuler les équations de Navier-Stokes dans quelques situations simples des écoulements de fluides.

• À travers des calculs algébriques, différentiels, intégrales et vectoriels, l’étudiant.e doit-être capable de savoir exprimer et utiliser l’analyse dimensionnelle ; d’illustrer et d’employer la conservation de masse, le principe fondamental de la dynamique ainsi que la conservation d’énergie ; d’écrire et de décrire les trajectoires d’une particule fluides, les lignes de courant, l’accélération en description Eulérienne et Lagrangienne ; manipuler les équations de Navier-Stokes.

• L’étudiant.e doit-être capable de savoir exprimer et appliquer la conservation de masse, le principe fondamental de la dynamique ainsi que la conservation d’énergie pour modéliser des problèmes simples/courants de statiques et de dynamiques des fluides (loi de Hagen-Poiseuille, la nappe de Savart, les tourbillons, la loi de Washburn, le ressaut hydraulique, la force de traînée, etc.).

Savoir-être :

L’étudiant.e doit-être capable de porter un regard critique sur le résultat obtenu; de communiquer le résultats obtenu ainsi que leur pertinence avec rigueur ;

Mécanique des systèmes de  solides et de points matériels : MGC2014L – calculs vectoriels - intégration (simple).

-        Savoirs :

L’étudiant doit être capable d’employer les principaux outils mathématiques utiles en physique : calculs algébriques de base, calculs vectoriels en 2D et 3D, changement de base (3D), intégration (simple).

L’étudiant doit être capable de définir une contrainte, décrire les sollicitations élémentaires. 

L’étudiant doit comprendre la modélisation des actions mécaniques des liaisons classiques (parfaites ou avec frottement de glissement).

L’étudiant doit être capable d’écrire les formules issues du Principe Fondamental de la Statique pour un système constitué de solides.

-        Savoir-faire :

L’étudiant doit être capable d’utiliser la relation de transport sur le champ de moment d’un torseur de forces.

L’étudiant doit être capable de calculer la charge répartie sur une portion de poutre (intégrale simple).

L’étudiant doit pouvoir expliquer la courbe classique d’un essai de traction (notion d’élasticité, plasticité). 

L’étudiant doit être capable d’écrire les torseurs d’efforts transmissibles des liaisons mécaniques classiques (parfaites ou avec frottement de glissement), en 3D ou dans le plan de symétrie du système.

L’étudiant doit être capable de mettre en œuvre la méthodologie générale de résolution d’un système en équilibre statique (en appliquant le Principe Fondamental de la Statique à différents sous-systèmes).

L’étudiant doit être capable de calculer les efforts internes le long de la ligne moyenne d’une poutre (dans le plan).

-        Savoir-être :

 L’étudiant doit s’assurer de la pertinence du résultat obtenu et présenter son analyse et ses calculs avec rigueur (en particulier dans les notations).

L’objectif est d’apprendre à modéliser les liaisons mécaniques, parfaites ou non et les actions mécaniques courantes (ressorts, fluide au repos, pesanteur, …); puis d’apprendre à faire le bilan et mettre en équations un système de solides indéformables en statique pour calculer les efforts de liaison.

Dans un second temps, la notion de solide déformable est introduite, avec la description des différentes sollicitations des matériaux, l’analyse de la courbe « contrainte-déformation » classique (zone élastique, zone plastique) et l’énoncé de la loi de Hooke.

Après introduction de la notion d’état de contrainte, on traite seulement le cas des poutres en donnant la démarche à suivre pour calculer les efforts internes le long de la ligne moyenne. Ces notions sont illustrées sur des exemples simples.

Mécanique du point : Introduction à la dynamique – calculs vectoriels et matriciels – dérivation de fonctions du temps – intégration (simple, double, triple).

-        Savoirs :

L’étudiant doit être capable d’employer les principaux outils mathématiques utiles en physique : calculs algébriques de base, calculs vectoriels en 2D et 3D, changement de base (3D), multiplication d’une matrice par un vecteur, dérivations de fonctions du temps, intégration (simple, double, triple).

L’étudiant doit être capable d’identifier un torseur.

L’étudiant doit être capable de calculer les torseurs cinématiques, cinétiques et dynamiques ainsi que l’énergie cinétique d’un solide ou d’un système de solides dans un mouvement quelconque.

L’étudiant doit comprendre la modélisation cinématique et dynamique des liaisons mécaniques classiques (parfaites ou avec frottement de glissement).

L’étudiant doit être capable d’écrire les formules issues du Principe Fondamental de la Dynamique et du Théorème de l’énergie cinétique pour un système constitué de solides et de points matériels.

-        Savoir-faire :

L’étudiant doit être capable d’utiliser la relation de transport sur le champ de moment d’un torseur et de reconnaitre un torseur particulier.

L’étudiant doit être capable de calculer la vitesse et l’accélération d’un point lié ou non à un solide.

L’étudiant doit savoir utiliser la composition des mouvements.

L’étudiant doit être capable d’écrire les torseurs cinématiques et d’efforts transmissibles des liaisons mécaniques classiques (parfaites ou avec frottement de glissement).

L’étudiant doit être capable d’écrire (en étant guidé sur son cheminement) les équations de la mécanique générale en appliquant le Principe Fondamental de la Dynamique ou le Théorème de l’énergie cinétique.

-        Savoir-être :

 L’étudiant doit s’assurer de la pertinence du résultat obtenu et présenter son analyse et ses calculs avec rigueur (en particulier dans les notations).

Il s’agit de former les étudiants à la cinématique du solide parfait et à la dynamique des systèmes de solides parfaits et de points matériels.

La partie cinématique aborde ainsi le torseur cinématique, les changements de référentiels et la composition des mouvements, ainsi que le contact entre solides parfaits et le paramétrage d'un système.

Pour aborder la dynamique, on rappelle les lois de newton qui sont alors étendues aux systèmes de points en interaction par des forces centrales, ce qui amène l’énoncé contemporain du principe fondamental et les nécessaires notions de cinétique qui lui sont associées. La cinétique du solide parfait est développée à travers les notions de torseurs cinétique et dynamique, ainsi que celle des systèmes de solides et de points matériels. Enfin, le principe fondamental et ses diverses conséquences sont étudiés, à travers
les théorèmes généraux, le théorème de l’énergie cinétique et ses applications à la conservation de l’énergie mécanique.

La notion de torseur, qui est en général nouvelle pour les étudiants, est introduite au tout début du cours, dans un chapitre qui fait suite à des révisions de calcul.

La modélisation des liaisons mécaniques (parfaites et soumises au frottement) est détaillée. Le dernier chapitre décrit la mise en équations générale d'un système de solides. 

• savoir analyser et définir les différentes étapes pour résoudre numériquement un problème de mécanique
• savoir utiliser et mettre en oeuvre un outil numérique pour résoudre le problème
• connaître les bases de la programmation scientifique sous Python

• initiation à la programmation scientifique sous python (numpy)
• initiation au traitement de données (matplolib)
• initiation au calcul formel pour modéliser des problèmes de mécanique (sympy)
• initiation à la résolution numérique des équations (ODE, Euler ,RK2)

Mathématiques : formules trigonométriques, calcul vectoriel (opérations, projections, changement de base), calcul matriciel, dérivées et primitives des fonctions simples, équations différentielles des oscillateurs harmoniques.

Mécaniques : mécanique du point (Principe fondamental de la dynamique), statique, cinématique et cinétique des systèmes de solides indéformables (torseurs et relations de transport), matrice d’inertie des solides, efforts transmissibles par les liaisons courantes.

L’objectif est de mettre en équations la dynamique des systèmes de solides indéformables en se basant autant que possible sur des exemples concrets afin de mettre en regard la solution des équations et le comportement du mécanisme. On cherchera à renforcer le lien entre la réalité physique du comportement dynamique du système réel, sa mise en équations, sa résolution et les solutions.

Nous aborderons également des notions d’énergétique, en utilisant les énergies cinétique, potentielle, les travaux et puissances pour utiliser le théorème de l’énergie cinétique comme autre méthode afin d’obtenir l’équation du mouvement.

Objectifs :

Produire des plans d’ouvrages ou de parties d’ouvrages à l’aide d’un logiciel de DAO (Autocad)

Programme : DAO

Principe d’Autocad (coordonnées, accrochage aux objets, gestion des calques)

Découverte des commandes 2D de dessin (Ligne, Polyligne, Multiligne, miroir, déplacer, ajuster…)

Découverte des commandes de format (Type de ligne, Style de texte, Style de cotation)

Réalisation d’une cotation avec annotativité

Création, insertion, modification et importation de Blocs et de Blocs avec Attributs

Mise en page

Objectifs :

Découvrir l’environnement professionnel associé au domaine du BTP

Estimation des ouvrages en quantité, en prix et organisation de chantier

Découvrir les techniques de base de la construction du gros œuvre d’un ouvrage et le vocabulaire associé

Savoir lire les différents types de plans de Génie Civil et en produire en utilisant les conventions de représentation.

Programme : Environnement Professionnel du BTP

Présentation du Domaine du BTP (ouvrages réalisés, secteur d’activité, chiffres)

L’acte de construire (intervenants, déroulement d’une opération, marchés de travaux, législation, règlementation)

Réalisation d’un métré et d’une étude de prix (Quantitatif, Déboursé de main d’œuvre, Déboursés sec, PVHT,…)

Principes de base pour la réalisation d’un plan d’installation de chantier (PIC)

Notions de planning et d’ordonnancement à travers la découverte du logiciel MS Project

Programme : Procédés généraux de construction

Présentation de la structure porteuse d’un ouvrage et du principe de la descente de charge

Etude détaillée de la réalisation des différents éléments structurels (fondations, porteurs verticaux, porteurs horizontaux)

Lecture de plans et présentation des différents types plans (plans d’architecte, plans d’exécution…)

Réalisation de plans de coffrage à la main et aux instruments (fondation, plancher, coupes verticales)

Descripteurs morphologiques : notion de taille d’un objet, distribution de taille, tailles moyennes, méthodes de mesure expérimentales

Colloïdes et matière molle : définition, propriétés

Les charges électriques : distribution du potentiel électrostatique (théorie de Gouy-Chapman), densité de charge d’une surface, double couche électrostatique

Interactions entre surfaces et interfaces : potentiel d’interaction, forces de Van der Waals, forces électrostatiques, théorie DLVO, notion de stabilité

Les phénomènes électrocinétiques : électrophorèse, électro-osmose, potentiel d’écoulement, applications

Phénomènes d’agrégation : définition, types, cinétiques, bilan de population, applications

Caractérisation des milieux poreux et dispersés : Grains quelconques : aire spécifique, diamètres équivalents, facteur de forme. Le milieu dispersé particules – fluide. Ecoulement relatif fluide – particule. Ecoulement d'un ensemble de particules dans un fluide. Caractérisation du milieu poreux. Ecoulement d'un fluide à travers un milieu poreux. Ecoulement de gouttes et de bulles.

Ecoulement à travers les colonnes à garnissage et à plateaux.

Agitation mélange en réacteur.

Opérations unitaires mécaniques du génie des procédés : sédimentation, centrifugation, fluidisation, filtration, membranes.

Les objectifs sont de

-      comprendre l’écoulement de milieux dispersés et de fluides à travers les milieux poreux

-      savoir caractériser ces écoulements et les milieux bi- ou polyphasiques

-      savoir calculer les pertes de charges des fluides à travers les milieux poreux

-      différencier les types d’écoulement dans un réacteur en fonction du mobile d’agitation

-      pouvoir extrapoler un réacteur agité

-      comprendre les principes des opérations unitaires mécaniques étudiées

-      pouvoir dimensionner les appareils permettant ces opérations unitaires.

Objectifs pédagogiques du cours :

• À l’issu de cet enseignement, les étudiants doivent être capable de :
• bâtir une modélisation des phénomènes de transferts de chaleur et masse couplés dans le domaine du bâtiment à partir d’une analyse des phénomènes physiques,
• choisir un niveau de modélisation adapté à un objectif et un cahier des charges donnés.

Programme et contenu du cours :

Le cours est organisé en 2 parties avec 1 option au choix :

Partie 1 : Modélisation thermo-aéraulique du bâtiment

• Principes de modélisation : Niveaux de modélisation, hypothèses de traitement des transferts couplés
• Modélisation d’un bâtiment : bilan enthalpique, traitements des transferts conductifs, radiatifs et convectifs, résolution du problème couplé
• Aéraulique interne et externe

Partie 2 : Transfert d’humidité dans les bâtiments

• Modélisation des transferts d’humidité dans les ambiances habitables : Équations de bilan, interaction paroi/ambiance
• Humidité dans l’enveloppe : Milieux poreux, mécanismes de transfert et équations de bilan, propriétés de stockage et de transfert, la condensation dans les parois

I  Bibliographie                    

• Recherche bibliographique, outils de gestion, rédaction
• Communication scientifique, rédaction d’articles, présentation orale
• Etude critique de travaux (mémoire, articles…)

II Méthodologie de Recherche

• Statistiques, rappels
• Calcul d’incertitudes
• Méthodes de filtrage
• Structuration et financement des Projets de Recherche
• Démarche Qualité autour des Dispositifs Médicaux
• Expérimentation humaine (cadre juridique, légal et éthique)
• Protocoles in vitro & in vivo (spécificités, méthodes, M&M)
  • Expérimentation in vivo : Protocole et moyens
  • Expérimentation in vitro : Protocole et moyens

Connaître les principes de Vérification, Validation et Quantification des Incertitudes dans le cadre du développement d’un protocole expérimental ou de modélisation numérique.

Connaître les ressources (guidelines, normes, codes métier), méthodes et outils permettant de cadrer ces développements.

Connaître les étapes et les grandes classes de fonctions principales nécessaires à la réalisation d’un cahier des charges fonctionnel pour la réalisation d’un protocole d’essais ou de simulations.

Cette UE vise à présenter le cadre d’une démarche scientifique rigoureuse lors du développement de protocoles d’essais ou de modélisation numérique en biomécanique. Elle est centrée sur les TP et études de cas, sur du matériel et outils utilisés en recherche, afin d’aborder les principes de Vérification, Validation et Quantification des Incertitudes visant à améliorer la crédibilité des résultats de ces protocoles.

Cette approche repose sur une base de CM d’introduction aux problématiques du traitement et de l’interprétation des résultats expérimentaux (3h CM), aux méthodes d’imagerie et de segmentation pour la modélisation (3h CM) et à la modélisation numérique du comportement biomécanique (8h CM).

Les TP permettent la mise en situation sur les thématiques et supports suivants :

-       Caractérisation mécanique microscopique du comportement (Bioréacteur+confocal, biotribomètre+acoustique) (4h TP),

-       Caractérisation macroscopique du comportement (Traction en dynamique rapide) (4h TP)

-       Imagerie sous 3 modalités (IRM, Rayons x, ultra-son) (8h TP),

-       Simulation d’imagerie et reconstruction géométrique pour la modélisation (6h TP),

-       Modélisation par éléments-finis (4h TP).

Des séances de TD (8h TD) viennent compléter certains de ces enseignements : l’exploitation des résultats se fait en mini-projet par groupes, l’évaluation se faisant principalement sous forme de rapports et soutenances orales.

L’étudiant doit être capable d’employer les outils mathématiques de base utiles en physique : calculs algébriques de base, calculs vectoriels en 2D, changement de base en 2D.

L’étudiant doit être capable de réaliser l’analyse statique d’un système de solides (2D) et de présenter ses calculs avec rigueur.

Objectif : Fournir, pour les étudiants de profil santé, les bases en biomécanique du solide nécessaires à la compréhension des phénomènes rencontrés dans l’étude de l’appareil locomoteur, en posture et en mouvement.

Thèmes abordés

Systèmes de mesure du mouvement humain, erreurs de mesure, méthodes de calcul cinématique (dans le plan et dans l’espace) ; Notions de roulement, de glissement, de couplage.

Modélisation des articulations humaines ; Notion de frottement ; Calcul des efforts articulaires et musculaires en statique.

-         Des connaissances / concepts fondamentaux : Anatomie fonctionnelle, Physiologie musculaire

-         La maîtrise d’outils, de méthodes : logiciels de traitement de texte, tableur

- Définir les différents paramètres de la cinématique articulaire  et de la cinétique

- Comprendre les méthodes d’acquisition et de traitement des données biomécaniques

-         Cinématique articulaire : différents paramétrages et repères d’interprétation

-         Différentes techniques de filtrage des données

-         Eléments de cinétique (caractérisation de la répartition des masses des segments corporels)

-         Calcul des moments articulaires par dynamique inverse

-         Modélisation du muscle

-         Evaluation interactions musculo-tendineuses chez l’Homme

-         Traitement du signal EMG, normalisation

-         Calcul des efforts articulaires et musculaires prenant en compte la redondance musculaire

-         Applications dans le domaine du sport, de la réadaptation, de la prévention…

-         TP sous logiciel Open Sim : influence des choix de modélisation des articulations, de la géométrie musculaire, sensibilité à différents paramètres de modélisation

-         TP avec plateforme de force/système d’analyse du mouvement magnétique

-         TP Echographie/Dynamométrie isocinétique

-         TP Posture/Plateforme stabilométrique

-         TP Traitement du signal (EMG, trajectoires de marqueurs, …)

-         Eléments de mécanique musculaire, Goubel F. et Lensel-Corbeil G., Ed. Masson, 2003

-         Biomechanics and motor control of human movement, Winter D.A., Ed. Wiley, 1990

Connaissance des bases de l’anatomie fonctionnelle

Connaissance des enjeux de la chirurgie orthopédique et des nouvelles technologies s’y appliquant

Introduction à l’Anatomie fonctionnelle

Anatomie fonctionnelle du membre thoracique

Anatomie fonctionnelle du membre pelvien

Anatomie fonctionnelle de la colonne vertébrale et tête

Introduction à la chirurgie orthopédique

Chirurgie assistée par ordinateur appliquée à la chirurgie orthopédique et traumatologique

Navigation chirurgicale

Robotique chirurgicale

Grands principes des principales modalités d’imagerie (Radios, Scanner IRM et échographie) et utilisation de ces techniques en pratique clinique

L’objectif de cet UE est de fournir les notions de base de la biomécanique du mouvement humain, de l’acquisition au traitement des données. Il permet d’initier les étudiants aux problématiques scientifiques liées à l’analyse du mouvement humain, et de leur fournir l’état actuel des connaissances du domaine et les perspectives en recherche fondamental et appliquée.

Mécanique des milieux continus et des structures en petites perturbations. Notions sur les non-linéarités (géométrique/grandes déformations et de comportement). Métho des éEéments-Finis.

-          Identifier les grandes classes de lois de comportement des tissus biologiques et leurs modèles de comportement associés,

-          Connaître les principes d’obtention de ces modèles, les méthodes et outils (optimisation, méthodes inverse, …) permettant de définir les paramètres de ces modèles,

-          Identifier le cadre d’utilisation, les limitations de ces modèles. Connaître les notions et les ressources en lien avec la VVUQ en modélisation numérique dans le secteur d’activité du dispositif médical,

-          Savoir comment sont implémentés, ou aller chercher et comment utiliser certains de ces modèles de comportement dans un code EF.

L’Objectif de cette UE est d’apporter un complément de connaissances, spécifiques aux tissus biologiques, à la modélisation du comportement mécanique abordée en Mécanique des Milieux Continus et des structures (hyperélasticité, endommagement et rupture). Cet objectif est abordé via 2 volets :

-          La prise en compte de spécificités (viscoélasticité, anisotropie propre à certains tissus comme les disques intervertébraux ou les muscles, variabilité intra- et inter-individuelle, endommagement et rupture…) propres à ces tissus dans l’obtention (caractérisation expérimentale) et l’exploitation (choix et implémentation de modèles) de lois de comportement de types hyperélastiques (pour les tissus mous) et élastiques et à la rupture (pour l’os) (14h CM et 4h TD),

-          Leur implémentation dans un modèle numérique par Eléments-Finis (Un TP d’introduction aux principes VVUQ/ASME V&V 40 et de prise en main du logiciel EF, deux TP de modélisation d’essais expérimentaux sur tissus mous ou os).

Le contenu « Approche socio-économique » du M2 se centre sur la dimension économique de l’environnement de l’entreprise, sa lecture financière et la découverte du découpage hiérachico-fonctionnel d’une organisation. 

Le devenir d’un professionnel détenteur d’un Master scientifique, au-delà de sa dimension technique, sera de conduire des projets, de manager en transversal ou hiérarchiquement des hommes et des femmes. Le succès de son activité sera souvent conditionné par la prise en compte du facteur humain, qu’il s’agisse de sa hiérarchie, des acteurs de l’équipe projet ou des utilisateurs externes.

Le contenu offert dans cette unité vise à permettre aux étudiants d’appréhender les aspects réglementaires et sociaux  d’une organisation du travail. Ils pourront ainsi gérer de manière plus efficace les situations de coordination, de conduite de projet ou de management.

Le module propose une méthode simple pour permettre à l’étudiant de :

-        Mieux appréhender ce qu’est une organisation du travail dans ses dimensions de droit, d’organisation et de gestion des hommes. 

-        Mieux comprendre et agir sur les mécanismes de la communication en situation professionnelle

La pédagogie est éclosive et part de trois situations vécues par l’étudiant : 

La recherche de son stage : comment rédiger un CV et une lettre percutante ? Quel vocabulaire utiliser ? Quelles questions poser sur l’organisation ? Comment valoriser son expérience antérieure afin de rendre attractif son CV ? L’exercice permet d’appréhender le vocabulaire : organisations, cadres réglementaires (Convention collective, Règlement intérieur,….) acteurs, missions, activités, compétences, évaluation, personnalité, motivation, valeurs, dress code et de l’utiliser en situation réelle. 

La présentation écrite et orale de son stage :

Comment communiquer à l’écrit et à l’oral ? Comment « dire » ? Persuader ? Les notions d’enjeux, d’objectifs, d’acteur, de techniques de persuasion sont investies. Il s’agit au travers de l’exercice de savoir synthétiser et assoir son discours, d’être factuel et serein dans l’exercice d’une communication devant un public.

Les étudiants apprennent à rédiger une « Page Projet » et en expérimentent la présentation en utilisant des techniques de persuasion et d’animation. Les apports de conduite de réunion sont précisés.

La gestion de projet enfin….car trouver un stage suppose une démarche de formalisation de planification, de suivi. Le contenu des apports aborde également la rédaction d’un cahier des charges.  

Principales Méthodes

Apports théoriques à partir d’un cas démonstratif (film)

Présentation de cas concrets d’entreprises – Témoignage d’un ingénieur en poste.

Travaux dirigés à partir d’un projet « fil rouge »

La découverte par l’analyse de soi, de ses ressources personnelles (Les 5 drivers, approche MBTI)

Présentation et restitution orale en groupe visant à expérimenter la présentation orale en publique.

• développer une expertise pour analyser, définir et mettre en oeuvre les différentes étapes de modélisation/traitement numérique d'un problème de mécanique
• connaître les outils numériques pour le traitement de donnéés (Big Data, Machine Learning)
• connaître les outils numériques pour la modélisation de systèmes mécaniques complexes (problème sous contrainte, contrôle, planification ..)

• Savoir résoudre un problème de mécanique des fluides simple par l'utilisation d'un progiciel en simulation numérique en mécanique des fluides
  
• Savoir résoudre un problème de mécanique des solides simple par l'utilisation d'un progiciel en simulation numérique en mécanique des solides
  
• Savoir résoudre un problème de mécanique multi-corps simple par l'utilisation d'un progiciel en simulation numérique en mécanique multi-corps

L'objectif de cet enseignement est l'application pratique des notions acquises au niveau Master MAM 1ère année en modélisation et simulation de mécanique des solides, mécaniques des fluides, mécanique des systèmes multicorps en utilisant des codes industriels de simulation en mécanique des fluides, des solides et mécaniques multi-corps. Cette UE se décline en trois « sous-UE » indépendantes :

 Modélisation et simulation en mécanique des fluides (21 h TP) – X. Escriva

• Savoir analyser un problème en mécanique des fluides afin de le modéliser efficacement
• Appliquer une méthodologie adéquate et réaliser la simulation du problème modélisé.
• Acquérir les compétences essentielles à l’utilisation de progiciels de simulation en mécanique des fluide (Pointwise, ANSYS Fluent et OpenFoam)

L’enseignement est dispensé sous la forme d’un CM/TP intégré et est évalué régulièrement sous forme d’un contrôle continu.

Modélisation et simulation en mécanique non-linéaire des structures (21 h TP) – B. Frechede

L’objectif de ces TP est de mettre l’étudiant en situation face à une problématique de modélisation EF complexe mais courante en mécanique des structures. Les problèmes abordés concernent la modélisation de comportements de matériaux non-linéaires, l’identification et la gestion des grands déplacements et grandes déformations, la gestion du contact… L’accent est mis sur l’évaluation de l’erreur et de la qualité des modèles ainsi que sur la vérification et la validation des résultats. Le code de calcul Nastran est choisi en raison de son utilisation privilégié au sein des grands groupes industriels du domaine. Deux séances d’introduction au logiciel et aux non-linéarités sont suivies d’un mini-projet validé par une soutenance orale.

Modélisation des systèmes multicorps dynamiques (18 h TP) – L. Frossard

Les logiciels de simulation multicorps dynamique sont utilisés pour simuler le comportements de mécanismes complexes en grands déplacements avec une dynamique importante. Ceci peut aller des organes de machines (embiellage, transmission, suspension…)  aux véhicules entiers (voiture, trains, satellites…). Leur utilisation permet d’étudier les efforts au sein du mécanisme afin de dimensionner les actionneurs et les guidages. Ils permettent également d’évaluer les efforts sur les solides du système en amont d’une analyse de structure par exemple. Ces logiciels sont de plus en plus en lien avec d’autres logiciels pour traiter de systèmes multicorps déformables (chassis déformables par exemple) ou avec des logiciels de dynamique de fluides (éoliennes par exemple).Dans ces 20h de TP nous aborderons la modélisation de mécanisme pour en analyser les performances et nous ferons quelques exercices d’optimisation de conception

Appréhender via des cas concrets les outils de conception mécanique utilisés dans l’industrie.

Les logiciels de simulation multicorps dynamique (Multybody dynamics) sont utilisés dans le domaine de la simulation en mécanique. Ce type de progiciel sert à étudier, sur maquettes numériques virtuelles, le comportement de mécanismes (de l'organe de machine au véhicule complet) afin d'en optimiser la conception avant tout prototype réel. C’est un outil de base de l'ingénierie mécanique assistée par ordinateur servant au dimensionnement des mécanismes (guidages, actionneurs, efforts sur les solides).

L'objet de l'UE est d'étudier les méthodes sous jascentes qui rendent possibe la génération et la résolution automatisée des équations algébro-différentielles qui régissent la dynamique des systèmes multicorps indéformables.

- Les cours pour présenter des méthodes théoriques de mise en équation et de résolution.

- Les TD sur ordinateur afin de programmer et résoudre des équations algebro-différentielles associées aux systèmes mécaniques en 2D.

Ce cours est la conclusion logique des apprentissages en mécanique générale (mécanique vectorielle et mécanique analytique). Il permet d'appliquer ces connaissances à la conception mécanique dans un enjeu industriel.

Les transports sont un contributeur majeur de la pollution de l’air et du changement climatique. Le module aborde cette problématique avec un élargissement à l’environnement et au développement durable. 

On décrit les transports dans leur diversité et évolution et on caractérise les parcs automobiles, trafics, répartitions modales, responsabilité environnementale, et les mobilités d’aujourd’hui, en lien avec la pollution de l’air (diésélisation, urbanisation, et avec un regard prospectif. On décline ensuite polluants et pollutions atmosphériques liés aux transports, et la contribution de ce secteur (transports routiers et non routiers, véhicules diesel / essence, etc.). 

Le module aborde ensuite la problématique de la mesure (sur banc d’essai, in situ) et de la modélisation des émissions des véhicules, et en identifie les paramètres : technologie, conditions de circulation, etc. La mise en œuvre de 2 modèles de calcul d’émission (européen COPERT4 et français Impact-Ademe) concrétise ces aspects. 

On aborde ensuite la problématique de l’évaluation des impacts des transports sur la pollution de l’air et de l’évaluation des mesures de réduction (politiques de transports, gestion du trafic, etc.). 

Le dernier volet de ce module décline les moyens de limitation de la pollution de l’air due aux transports : réglementation, technologies (dépollution, véhicules hybrides, carburants, etc.), mais aussi gestion du trafic, politiques de transports, d’urbanisme, sensibilisation.

L’objectif du cours est de fournir aux étudiants les bases scientifiques et méthodologiques pour :

Comprendre les enjeux et les problématiques liés l’atmosphère, dans les contextes industriels et d’aménagement du territoire

Comprendre les processus multi-physiques mis en jeu dans l’atmosphère

Comprendre les différents cadres simplificateurs associés aux différentes échelles considérées

Connaître les approches de modélisation (principes, limitations) de l’atmosphère et de la pollution atmosphérique.

Le cours est composé de 6 chapitres

Introduction générale

Thermodynamique de l'air atmosphérique

Transferts radiatifs

Dynamique de l'atmosphère et mouvements à grande échelle

Couche limite atmosphérique (2 séances)

Dispersion atmosphérique (2 séances)

Il est complété par des séances de travaux dirigés avec des exercices d’application.

Objectifs : L'objectif du cours est de présenter diverses théories physiques actuellement utilisées de manière relativement universelle dans les différentes branches de la mécanique : mécanique des fluides, matériaux, systèmes dynamiques. Sans viser une présentation complète de chaque domaine, le cours s'attachera, en partant d'exemples représentatifs, à sensibiliser les élèves à ces approches unitaires ainsi qu'à introduire leur vocabulaire et leurs principaux concepts.

Sommaire :

A. Echelles microscopiques et changements d'échelles

Diversité des échelles microscopiques d'espace et de temps.

Echelle microscopique continue : homogénéisation, bornes.

Echelle microscopique discrète : dynamique moléculaire, contraintes macroscopiques.

B. Modèles stochastiques

Marches aléatoires. Mouvement brownien.

Application aux phénomènes diffusifs. Equations de Focker-Planck.

Application aux polymères : rayon de giration.

C. Phénomènes critiques

Percolation : l'exemple de la conduction. Seuil de percolation et exposants caractéristiques. Applications : agrégation, milieux poreux, gels, polymérisation.

Phénomènes critiques : transition du premier et second ordre. Diagramme de phases. Transition ordre-désordre.

D. Fractales et chaos

Géométrie fractale. Fractales déterministes et fractales aléatoires. Dimension fractale : définitions et mesure. Applications : turbulence et rugosité.

Méca MAM : mutualisé avec Master mention Mécanique, parcours Modélisation et Applications en Mécanique
ECL : mutualisé avec dernière année du cursus ingénieur de l'École centrale de Lyon

Physique et modélisation de la turbulence (Méca MAM, L. Le Penven) 6 crédits

Plan du cours

*Introduction

*Rappel sur la méthode des éléments finis

*Rappel sur les déformations non linéaires

*Eléments iso-paramétiques bi-linéaires

          - Principe

          - Quadrilatère à 4 noeuds

          - Intégration spatiale réduite

          - Stabilisation des modes « Hourglass »

*Méthodes implicites

          - Newmark, Wilson, Houbolt

          - Stabilité

          - Schéma de résolution implicite

*Méthodes explicites

          - Différences centrées, Runge-Kutta

          - Stabilité

*Plasticité

*Contact

*Bilan énergétique

*Conclusion

*Bibliographie

Support de cours + initiation à Hyperworks (Hypermesh, Hypercrash, Radioss, Hypergraph, Hyperview)

Cet enseignement traite des aspects avancés en Vibrations et en Acoustique, en abordant les aspects de couplage fluide-structure. Du côté des vibrations, sont introduites les structures précontraintes  élémentaires, composites ou non (câbles, poutres , plaques et coques cylindriques), ou complexes (assemblages se structures élémentaires). L’étude vibratoire des assemblages complexes est l'occasion d'aborder les techniques de sous-structuration. La partie acoustique introduit notamment les notions de sources acoustiques, de rayonnement de plaques et les couplages vibro-acoustiques. Sont également traitées les bases des méthodes d’analyse des couplages vibro-acoustique, aéro-élastique et hydro-élastique.

Le cours aborde en parallèles les aspects vibratoires, acoustiques et les couplages fluide-structure :

     Vibrations :

• Analyse modale : 
  • Descriptions cinématiques par technique variationnelle et éléments finis des systèmes continus : effets secondaires type inertiel et cisaillement transverse, structure précontraintes, Méthodes des réduction et de sous-structuration
  • Vibrations des structures localement unidimensionnelles précontraintes : Câbles fortement tendu ou non, Poutres en flexion précontraintes composites ou non
  • Vibrations des structures localement bidimensionnelle précontraintes : Plaques en flexion, Coques cylindriques
• Vibrations aléatoires 
  • Introduction aux Vibrations aléatoires des structures
  • Vibrations d'une plaque plane sollicitée par une couche limite turbulente

     Acoustique :

• Sources acoustiques : équation des ondes avec terme source ; Fonction de Green en espace libre, monopôles, dipôles et quadripôles.
• Méthodes intégrales : formulation intégrale des problèmes de rayonnement et de diffraction, conditions de Sommerfeld, théorème de Green et résolution par formulations intégrales et méthodes directes.
• Rayonnement de plaques : rayonnement des ondes de flexion d'une plaque infinie, rayonnement du piston plat baffé, méthodes d'éléments finis de frontière, formule de Rayleigh.
• Introduction à l'acoustique des conduits : résolution de l'équation d'Helmholtz, théorie monodimensionnelle (circuits acoustiques).
• Notions d’antibruit : stratégies de contrôle, antibruit en conduit (1D), antibruit 3D.

     Couplage fluide-structure :

• Introduction, classification des problèmes d'interaction fluide-structure, rappel des équations d'élastodynamique linéaire, exemples phénoménologiques.
• Effets inertiels en interaction fluide structure - fluide au repos ; Fluide incompressible, sans écoulement ; Effet de masse ajoutée
• Effets inertiels en interaction fluide structure - effets de surface libre ; Fluide incompressible, sans écoulement ; Phénomènes de capillarité, de gravité ; Modes de ballottement ; Couplage avec les modes de structure
• Vibro-acoustique des espaces clos, formulation numérique ; Fluide compressible, sans écoulement ; Couplage modes de structure / fluide ; Hypothèse de fluide léger
• Couplage structure / fluide en écoulement interne ; Fluide incompressible, avec écoulement ; Systèmes tubulaires rigide sur supports élastiques ; Systèmes tubulaires déformables
• Couplage aéro-élastique, vibrations sous écoulement décollé ; Fluide compressible, avec écoulement ; Couplage et instabilité ; Phénomène de galop ; Phénomène d’accrochage dynamique

Cet enseignement vise à donner les éléments pour une conception améliorée et optimisée des structures, en particulier les structures  composites. Il comporte deux parties, la première concerne la modélisation du comportement thermomécanique des structures composites, la seconde concerne les outils d’optimisation des structures. Les points suivants sont traités dans le programme :

Première Partie : modélisation du comportement thermomécanique des structures composites :

• Micro-mécanique des composites : modélisation de l'interaction fibre-matrice à l'échelle micro, mécanismes de rupture et d'endommagement des fibres et de la matrice, homogénéisation à l'échelle du pli élémentaire.
• Macro-mécanique des composites : élasticité des milieux anisotropes, critères de rupture en milieu anisotropes.
• Modélisation des structures stratifiées et sandwichs. Analyse de la réponse en fonction des séquences des plis, de leurs orientations etc.

Seconde Partie : Optimisation des structures : 
définition d’un problème d’optimisation, variables de conception, fonctions objectifs, contraintes, notions d’optimalité. Application à des cas simples.

• Calcul des dérivées et Analyse de sensibilité, état adjoint.
• Méthodes de pénalité, Lagrangien et Lagrangien augmenté.
• Optimisation topologique. Problèmes inverses d’identification de paramètres.
• Méthodes de résolution sans/avec dérivées.
• Méthodes probabilistes : recuit simulé, algorithmes génétiques.

L’objectif de ce cours est de comprendre la notion de non-linéarité et de la relier à des phénomènes physiques, de connaître les différentes sources de non-linéarités pour éviter de passer à coter de la solution.
Cet enseignement est constitué d’une présentation des différentes catégories de non-linéarité (non linéarités géométriques : grands déplacements/rotations, grandes déformations, contacts ; les lois de comportement non linéaires). Les principaux points traités dans le programme sont :

• Quelques notions sur les tenseurs.
• Les différents types de tenseurs des déformations et contraintes  (Cauchy-Green, Green Lagrange et Almansi, Cauchy, Piola-Kirchhof I et Piola-Kirchhof II).
• Equilibre Eulérien et Lagrangien
• Formulation par éléments finis, équilibre global et incrémental, raideurs sécantes et tangentes
• Application aux barres, poutres et notion de  stabilité.
• Présentation des lois de comportement (élasto-visco-plastique) des solides à partir de modèles analogiques.
• Plasticité : plasticité 1D (critères, écrouissage, loi d’écoulement). Plasticité de poutres. Plasticité 3D. 
• Loi de comportement hyperélastique, application aux élastomères, comportement hyper-visco-élastique.
• Formulation numérique des problèmes de contact.
• Résolution de problèmes non linéaires: forces ou déplacements imposés, Newton-Raphson, longueur d'arc, gradient projeté.
• Etude de cas particuliers : câbles, structures tendues et instabilités locales.

Cet enseignement vise à maîtriser l’utilisation des différents types d’éléments finis dans la modélisation numérique des plaques et coques.

Le programme traite les points suivants :

•      Théorie des plaques : effets de membrane, de flexion, de cisaillement.
•      Plaques rectangulaires et circulaires : principes de solutions approchées ; Eléments finis de plaques.
•      Intégration réduite et formulations hybrides ; Théorie des coques : formulation en coordonnées curvilignes.
•      Applications à des géométries simples.
•      Principaux types d’éléments finis.

Maîtriser les méthodes d’ordre élevé pour la discrétisation (spatiale et temporelle) d’un problème mécanique.

Résoudre des problèmes mécanique de grande taille sur les architectures parallèles.

Apporter les compétences de base en simulation numérique haute fidélité d’un problème mécanique.

• MEMS, nanorobotique, plasturgie et plastronique
• Robotique humaine et neuromécanique
• Reseau de capteurs and swarm robotics (robotique collaborative)
• Robots dans l'industrie
• Robots dans l'agroalimentaire
• Robots dans la médecine
• Robots dans la guerre
• Robots dans l'espace
• Collaboration Machine-Machine

• Automates, IEC61131
• Programmation LAD, Grafcet, ST
• Methodes d’analyse et de formalisme d’un projet d’automatisation
• Gestion et documentation des projets en automatisme
• Introduction à l’ergonomie et IHM ergonomique
• Outils de développement des interfaces graphiques

• Principes de la communication
• Codage de ligne
• RS232, SPI et I2C, CAN
• USB
• Communication sans fil – protocoles de couches physiques et MAC
• Wifi, LoRa, LPWAN

Gestion de projet, gestion de travail

Ce stage permet aux étudiants en formation initiale d’exercer leurs connaissances sous forme de projet. Cela leur permettra de compléter leur formation académique par une formation professionnalisante qui facilitera leur intégration dans le milieu socio-économique.

Les étudiants de la formation continue alternent entre deux périodes : une période de formation académique de 4 semaines, suivie d’une formation de 4 semaines en entreprises. Deux évaluations sont prévues pour cette période de stage : une évaluation à mi-parcours (fin du premier semestre) et une seconde à la fin du stage.

• Utilisation d’un logiciel de simulation des systèmes multicorps (Adams).
• Optimisation de la conception avant prototypage réel.
• Dimensionnement des mécanismes (guidages, actionneurs, efforts sur les solides),
• Génération et résolution automatique des équations algébro-différentielles sous-jascentes par logiciel.

Apprentissage des méthodes et des outils de la gestion des projets et des opérations

• Introduction et terminologie
• Chef du projet et structures d'équipe
• Phases, planification et cycle de vie
• Rédaction de la cadre du projet, wbs, analyse de risque, SWAT
• Outils de planification (Gantt, pert)
• Analyse de la chemin critique (CPA)
• Clôture des projets

Gestion de projet, gestion de travail

Ce stage permet aux étudiants en formation initiale d’exercer leurs connaissances sous forme de stage en industrie. Cela leur permettra de compléter leur formation académique par une formation professionnalisante qui facilitera leur intégration dans le milieu socio-économique.

Les étudiants de la formation continue alternent entre deux périodes : une période de formation académique de 4 semaines, suivie d’une formation de 4 semaines en entreprises. Deux évaluations sont prévues pour cette période de stage : une évaluation à mi-parcours (fin du premier semestre) et une seconde à la fin du stage.

• Optimisation des chaînes logistiques
• Gestion de des approvisionnements, des stocks et supply chain
• Méthodes lean de production
• Gestion de la production sur progiciel

• Apprendre à décrire des écoulements de fluide en sachant faire les approximations adaptées à chaque situation
• Comprendre l’origine des efforts associés à un écoulement 
• Comprendre pourquoi et comment injecter de l’énergie dans un écoulement pour que le fluide puisse circuler 
• Avoir une première idée globale de la façon de résoudre un problème de mécanique des fluides

• Conservation de la masse 
• Principe fondamental de la dynamique

• Equations de Navier - Stokes et solutions particulières classiques

L’objectif est de donner la possibilité aux étudiants de dimensionner une structure composée de poutres, pour que celles-ci ne cèdent pas ou ne se déforment pas trop. Nous étudions la statique des structures composées de poutres droites par morceaux, dans le plan et dans l’espace sur des appuis isostatiques ou hyperstatiques. Nous parlerons des dangers d’instabilité par flambage.

Les étapes principales sont :

• La définition de l’objet et des hypothèses de la RDM
• Un rappel de modélisation des actions mécaniques et calculs des actions dans les appuis et liaisons.
• La spécification des caractéristiques des sections
• Le calcul des efforts internes
• L’étude des sollicitations élémentaires (traction, flexion pure, flexion simple, torsion)
• L’étude des sollicitations composées et les critères de ruines envisageables
• L’instabilité des poutres droites due au flambage

Le cours est accompagné de travaux dirigés ainsi que de 2 travaux pratiques.

L’objectif de cette UE est de fournir les bases utiles pour appréhender certains enjeux dans le domaine de la biomécanique.

Une première partie de l’UE est consacrée à l’étude des bases en biomécanique du solide nécessaires à la compréhension des phénomènes rencontrés dans l’étude de l’appareil locomoteur, en posture et en mouvement.

Seront traitées les notions de modélisation des articulations (roulement, glissement, couplage cinématique) et d’évaluation de la répartition de masses dans les segments corporels. Puis, le principe du calcul des efforts articulaires et musculaires en statique et dynamique sera présenté, introduisant la notion de système « redondant ».

Il s’agit aussi de présenter les systèmes de mesure du mouvement humain, en sensibilisant notamment les étudiants sur le problème des erreurs de mesure et de leur correction.

Dans une seconde partie de l'UE, les bases de la mécanique des fluides, abordées au semestre d'Automne, seront utilisées pour modéliser et comprendre la biomécanique des fluides appliquée à la circulation sanguine dans le système cardio-vasculaire.

Après une succincte introduction dans un contexte historique, une description du système cardiovasculaire sera dispensée. Puis des solutions élémentaires des écoulements cardiovasculaires seront présentées. Enfin, une modélisation par compartiments (basée sur une analogie avec les circuits hydrauliques) du système cardiovasculaire sera développée.

Cette unité d’enseignement doit permettre à l’étudiant de bien comprendre l’origine et la signification des termes des champs de déplacement, ceux des tenseurs des contraintes et des déformations et leurs liens avec les conditions aux limites en déplacement ainsi que les résultantes et moments sur les surfaces frontières. Nous aborderons la loi de comportement simple d’élasticité linéaire en petits déplacements et petites déformations pour traiter des problèmes classiques afin de déterminer analytiquement les déplacements, déformations, contraintes et efforts.

L’énergie de déformation et les critères de limite élastique seront abordés.

Les étapes principales sont :

- Définition et nature des déplacements et déformations pour mener au tenseur des déformations.

- Définition et nature des contraintes pour mener au tenseur des contraintes

- Détermination des directions et valeurs principales de ces tenseurs et des valeurs extrémales

- L’utilisation des relations contraintes déformations pour les matériaux isotropes élastiques

- La définition des critères de limite élastique

Le cours est accompagné de TD afin que les étudiants puissent comprendre comment, à partir des efforts extérieurs, des conditions d’appuis des équations de l'élastostatique, on peut déterminer les champs de contraintes, déformations et déplacements dans un milieu continu solide. Compte tenu du temps disponible nous ne traitons que des problèmes en coordonnées cartésiennes.

Introduction à la mécanique analytique, application à des systèmes oscillants à 1 et plusieurs degrés de liberté.

Deux parties principales dans cette UE :

• Partie statique (environ 1/4 de l’UE). Rappel des théorèmes généraux de la statique (TGS) et énoncé du théorème des travaux virtuels (TTV). Applications du TTV pour la recherche d’équations du « mouvement » mais aussi pour la recherche d’inconnues de liaison. Notion de petit déplacement virtuel, torseur des petits déplacements. Lien systématique entre TTV et TGS. Comprendre le TTV comme étant une combinaison linéaire de TGS.
• Partie dynamique (environ 3/4 de l’UE). Rappels des théorèmes généraux de la dynamique (TGD) puis rappel du théorème de l’énergie cinétique (vu au semestre 3 mais peu ou pas appliqué). Enoncé des équations de Lagrange. Applications des équations de Lagrange (EDL) pour la recherche d’équations du  mouvement mais aussi pour la recherche d’inconnues de liaison. Lien systématique entre EDL et TGD. Comprendre les EDL comme étant une combinaison linéaire de TGD. Exemples sur des systèmes vibratoires, linéarisation des équations du mouvement et résolution.

Théorie des mécanismes. Trois parties principales dans cette UE :

• Paramétrage et étude géométrique. On donnera le paramétrage de Denavit Hartenberg qui a l’avantage d’être systématique. Fermetures géométriques (angulaire et linéaire) des mécanismes ouverts puis bouclés.

• Etude cinématique. Fermetures cinématiques (angulaire et linéaire) des mécanismes ouverts puis bouclés. Notions de mobilité interne et utile issues de l’étude du système d’équations linéaires résultant de la fermeture.

•  Etude statique. Obtention du système d’équations linéaires statiques. Notions d’hyperstaticité issue de l’étude de ce système linéaire. Lien, pour les liaisons parfaites, entre statique et cinématique qui amène à la formule de mobilité.

Cet enseignement prolonge et complète les enseignements d’initiation au dessin industriel et d’introduction à la CAO de ce Parcours. Deux volets sont abordés :

-          La conception filaire (splines, Bézier, …), surfacique et volumique (opérations géométriques et booléennes, découpes, extrusion, …) en vue de la génération de pièces de formes complexes,