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1I17 PROJETS DE CONSTRUCTION 2 - IND

En pratique

  • Cette unité d'enseignement (UE) articule 2 activités d'apprentissage :
    • INTRODUCTION AUX ELEMENTS FINIS
    • CALCUL DES STRUCTURES PAR ELEMENTS FINIS
  • En 2023-2024, elle s'organise au deuxième quadrimestre et couvre 4 crédits (ECTS).
  • L'enseignement est principalement centralisé dans le campus : Gramme , Gramme
  • Cette UE est remédiable d'une session à l'autre
  • Modalités d'enseignement
    • Groupe classe
    • Travaux pratiques dans un local équipé spécifiquement

Activité d’apprentissage

Les finalités de l'UE

Le but de cette UE est double :

Objectif 1 : Fournir à l’étudiant les compétences nécessaires à l’emploi responsable d’un logiciel de calcul des structures par éléments finis. On travaillera ici avec le logiciel Scia Engineering.

Objectif 2 : Permettre à l’étudiant d’appliquer ces compétences sur un projet réel, tel qu’il pourrait se présenter dans sa vie professionnelle future.

Les contenus de l'UE

L’AA1 « Introduction aux éléments finis » a tout d'abord pour but de donner les bases de la méthode des éléments finis. Ensuite, elle vise à amener les étudiants à comprendre et critiquer les résultats qu'ils peuvent obtenir par cette méthode au travers d'applications simples qui leur font utiliser les principaux types d’éléments finis : barres, poutres et plaques.

L’AA2 « Utilisation des éléments finis dans la construction » a pour but de permettre à l’étudiant d’ensuite utiliser les compétences acquises dans la première AA pour les appliquer à une mise en situation réelle d’un ingénieur de bureau d’études.

Références bibliographiques :

  • B. Bettig, Introduction to the Finite Element Method, Michigan Technical University, 2002.

  • R. D. Cook, Finite element modelling for stress analysis, 1995.

Les acquis d'apprentissage visés par l'UE

Au terme de cette UE, l'étudiant devra maîtriser les compétences suivantes :

Compétence 1 : Modéliser une structure réelle en un modèle de calcul fiable par un programme d’éléments finis (4.5, 6.1., 6.2., 6.3.).

Compétence 2 : Rédiger un rapport complet de manière scientifique (1.1, 2.1, 2.4, 3.1, 3.4, 3.5).

Les méthodes d'enseignement-apprentissage

AA1 - Introduction aux éléments finis

La méthode d’enseignement fonctionne par groupes de 2 qui doivent résoudre des applications simples. La cinquième séance est un examen individuel qui va évaluer si les compétences ont été acquises lors des 4 premières séances.

Séances 1 et 2 - Eléments de type membranes. A l’aide du logiciel Scia Engineer, des problèmes simples sont proposés aux étudiants en guise d'introduction.

Séances 3 et 4 - Eléments de types barres et poutres. A l’aide du logiciel Scia Engineer, des problèmes simples sont proposés aux étudiants pour les aider à choisir entre un modèle composé de barres ou de poutres. De plus, on abordera également la manière dont on peut utiliser le logiciel pour respecter les Eurocodes (combinaisons de charge, à la vérification de stabilité, de la résistance...).

Séance 5 - Dimensionnement d'une structure en béton armé. La structure est étudiée à l'aide du logiciel Scia Engineer. Il s'agit d'une dalle éventuellement nervurée qui sera dimensionnée en respectant les règles des Eurocodes.

AA2 - Utilisation des éléments finis dans la construction 

Il s'agit d'une mise en situation réelle d’un bureau d’étude qui reçoit des plans d’architecte et doit réaliser l’étude en stabilité. La méthode d'enseignement se base sur l'apprentissage par projet : chaque groupe d'étudiants détaille le travail à accomplir pour mener à bien la mission demandée, se répartit les tâches, procède à des mises en commun des productions individuelles en présence du tuteur et rédige progressivement un rapport final. Celui-ci sera défendu par le groupe lors d’un examen oral devant les enseignants.

Engagement attendu de la part de l'étudiant.e

L'étudiant veillera à travailler de manière active durant les séances, en essayant de travailler par lui-même aux exercices prévus et en s'investissant dans le projet de construction proposé. Ce travail doit également s'accompagner d'une pratique régulière à domicile. Il ne doit pas viser uniquement la maîtrise du logiciel Scia, mais surtout porter sur la compréhension et l'interprétation raisonnée des résultats obtenus numériquement.

Evaluation intégrée

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée durant la session. Il s'agit d'une épreuve intégrée. Cette épreuve est individuelle et en équipe. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite, une formulation orale, une réalisation par mise en pratique. L'épreuve repose sur des réponses courtes, formulations personnelles. Elle se déroule avec des documents autorisés, avec du matériel spécifique . La correction de cette épreuve est assurée par délibération d'une équipe d’enseignant.es.

Règles de l’UE

Quels sont les supports et matériels de cours indispensables ?

Supports et matériels de cours

Les supports de cours suivants sont mis à la disposition des étudiants :

  • Notes de cours rédigées par P. Boeraeve (2015).
  • Présentations Powerpoint des introductions théoriques.
  • Tutoriels Scia pour la réalisation des exercices pratiques et la prise en main du logiciel.
  • Fiches de travail avec les énoncés et les résolutions des exercices relatifs à chaque séance.

Comment la note globale de l’UE est-elle déterminée ?

Explication de la pondération des différentes épreuves

L’UE fait l’objet d’une évaluation intégrée de ses deux AA, à savoir :

  • L'AA1 « Introduction aux éléments finis » fait l'objet d'une évaluation durant laquelle  chaque étudiant doit réaliser individuellement un travail de modélisation grâce au logiciel Scia Engineer et répondre par écrit à quelques questions de compréhension. Pour cela, il pourra utiliser les tutoriels distribués au cours. Cette AA donnera lieu à une première cote N1.
  • AA2 « Utilisation des éléments finis dans la construction »  est évalué au travers d'un projet réalisé par groupe de quatre étudiants, qui fera un l'objet d'un rapport écrit rendu avant la session d'examens. Ce document fera l'objet d'une défense orale, durant laquelle chaque groupe devra défendre son travail, en particulier les tâches réalisées sur Scia Engineer. Cette AA donnera lieu à une seconde cote N2.

Dans le cas où l'AA1 et/ou l'AA2 ne sera pas acquise de manière satisfaisante, l'étudiant recevra une cote de 7/20 pour l’ensemble de l’UE. Dans le cas contraire, la cote finale de l’UE sera calculée comme suit : N = 0,4*N1 + 0,6*N2.

Pondération de l'unité dans le programme d'études : 4

Quelles sont les informations administratives de cette UE ?