[PDF] Génie Mécanique et Automatique (GMA)

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Annéeuniversitaire 2021/2022

Présentationdes enseignementsdela spécialité

GénieMécanique etAutomatique(GMA)

Semestre(s): 7-8-9-10

L'enseignementest organiséenUnités d'Enseignement(UE)composées de plusieursÉléments Constitutifs(EC).Un ECestun moduled'enseignement ;il estconstituéde coursmagistraux(CM), travauxdirigés(TD), travaux pratiques(TP), projet(PR),conférences (CONF),dutravail enautonomie (TA)et possiblementd'autresactivités pédagogiques(DIV).Des stages(ST) sontégalement obligatoires.

Abréviationsutilisées

CM: CoursMagistraux

TD: TravauxDirigés

TP: TravauxPratiques

CONF: Conférences

TA: TravailAutonome

PR: Projet

ST: Stage

DIV: Divers

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INSARennes -SpécialitéGénie MécaniqueetAutomatique (GMA):2020/2021 -Semestre(s): 7-8-9-10-

Sommaire

CodeLibelle

GMA08-MOROBModélisationdes robots

GMA08-PRCONSProjetde construction

GMA08-STAGEStage4 GMA

GMA09-PIProjetIndustriel

GMA09-SYSMESystèmesmécaniques

GMA09-VATRValidationde trajectoires

GMA10-PFEProjetde find'étude

OffreFormation- Page1/ 1

INSARENNES -SpécialitéGénie MécaniqueetAutomatique (GMA):2021/2022

Semestre7

ParcoursFormation InitialeGMA

1GMA07-1MECANIQUE& MATERIAUXS77.00

GMA07-MNEFOMéthodesnumériques etélémentsfinis 3.00

GMA07-RDM2ORDM2:Torsion& Calculdestructures 4.00

2GMA07-2CONCEPTION& PROCEDESS77.00

GMA07-CMAO2OConceptionmécanique assistéeparordinateur 23.00

GMA07-PUISOTransmissionde puissance4.00

3GMA07-3AUTOMATIQUE& MODELISATIONS76.00

GMA07-AUTO2OAutomatique2 4.00

GMA07-EEPOElectrotechniqueet électroniquedepuissance 2.00

4GMA07-4INDUSTRIALISATION4.00

GMA07-PRINDOProjetd'industrialisation 4.00

5HUM07ENSEIGNEMENTSD'HUMANITES S76.00

HUM07-ANGLOAnglaisS7 2.00

HUM07-EICEntreprendreet Innover3.00

HUM07-IECInnovationet Entrepreneuriat(RIE)3.00

HUM07-EPSOEducationPhysique etSportiveS7 1.00

9HUMF1-ELSAThea THEATREETUDES 1.00

HUMF1-THEAFThéatre-Etudes1.00

10HUMF1-ELSAMus MUSIQUEETUDES 1.00

HUMF1-MUSFMusique-Etudes1.00

O: obligatoire;C =àchoix ;F= facultatif

20/09/2021Page2/ 86

INSARENNES -SpécialitéGénie MécaniqueetAutomatique (GMA):2021/2022 Méthodesnumériques etélémentsfinis GMA07-MNEF

Volumehoraire total:42.00 h3.00crédits ECTS

CM: 20.00h,TD :22.00h

Responsable(s): RAGNEAUEric

Objectifs,finalités :

-Donner auxélèvesle supportpédagogiquenécessaire àlacompréhension delaméthode, etdesalgorithmes

misen jeudans uncode decalculaux élémentsfinis. -Assimiler lesconceptsbase delaM.E.F. pouracquérirla maîtrised'unlogiciel decalcul.

-Utiliser laméthodepour larésolutionde différentsproblèmesde champs,enMécanique desSolides

Déformableset

enTransfert Thermiques. -Appliquer lesdifférentesformulation àdesproblèmes concrets,àl'aide dulogicielCast3M.

Contenu:

·Introduction -Généralités

·Notions etrappelssur lesoutilsde basedel'Analyse Numérique: -Interpolation, Approximation. -Résolution numériquedessystèmes d'équationslinéaires. -Techniques d'intégrationnumérique. -Résolution deséquationsaux dérivéespartielles. ·Problème auxlimites: MéthodesdesEléments Finis -Rappel surlaformulation variationnellled'unproblème auxlimites. -Formulation matricielledela méthodeenélasticité plane -Fonction d'interpolationdeséléments plans-Généralisationdans l'espace -Eléments isoparamétriquescourbes- Problèmed'intégrationnumérique -Eléments spécifiques:poutres, plaquesminces,plaques épaisses,coques -Généralisation delaméthode àdesproblèmes deTransfertsThermiques

Bibliographie:

Zienkiewicz: Laméthodedes Elémentsfinis.Edisciences Gallagher: Introductionaucalcul parElémentsFinis. EditionsPluralis Batoz,Dhatt :Modélisationdes structuresparéléments finis.EditionsHermès K.J. Bathe:Finite ElementProceduresin EngineeringAnalysis.Prentice etHall

Prérequis:

Connaissancesde baseenMécanique desMilieuxcontinus

Organisation,méthodes pédagogiques:

2heures parsemaine

Modalitésd'évaluation :

Examenécrit de3heures àlafin dusemestre- notedetravaux dirigés.

Publicciblé :

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INSARENNES -SpécialitéGénie MécaniqueetAutomatique (GMA):2021/2022

RDM2:Torsion& Calculdestructures GMA07-RDM2

Volumehoraire total:56.00 h4.00crédits ECTS

CM: 22.00h,TD :22.00h, TP:12.00 h

Responsable(s): RAGNEAUEric

Objectifs,finalités :

Dansle prolongementdumodule RdMIde 3èmeannée,ce moduleapour objectifd'apporterles connaissances

nécessairesau

dimensionnementde poutresentorsion, àl'étudedes systèmesdepoutre etàla modélisationdesplaques.

Contenu:

·Torsion :

-Torsion deSaintVenant

Théoriegénérale

Théoriede Bredt(profilsminces fermés)

Analogiede lamembrane

-Torsion nonuniforme

Théoriede Vlassov(faibledistorsion)

·Théorèmes générauxpourle calculdesdéplacements etdesrotations despoutresà planmoyen

-Application desthéorèmesénergétiques vusenMécanique desMilieuxContinus -Equation deNAVIER-BRESSE ·Méthode généralederésolution despoutreset systèmesdepoutres hyperstatiques -Treillis -Portiques, arcsetsystèmes depoutres.

·Théorie desplaques

-Plaques minces#théorie deKirchhoff -Plaques épaisses#théorie deMindlin

Bibliographie:

M.KERGUIGNAS, G.CAIGNAERT: RésistancedesMatériaux. DUNOD(1997). M.ALBIGES :Résistancedes MatériauxAppliquée.DUNOD. J.COURBON :Résistancedes Matériaux.DUNOD(1971).

Prérequis:

Connaissancesde baseenMécanique desMilieuxcontinus

Organisation,méthodes pédagogiques:

2heures parsemaine

Modalitésd'évaluation :

Examenécrit de3heures àlafin dusemestre- notedecomptes rendusdetravaux pratiques.

Publicciblé :

20/09/2021Page4/ 86

INSARENNES -SpécialitéGénie MécaniqueetAutomatique (GMA):2021/2022 Conceptionmécanique assistéeparordinateur 2GMA07-CMAO2

Volumehoraire total:42.00 h3.00crédits ECTS

CM: 10.00h,TD :20.00h, TP:12.00 h

Responsable(s): LEOTOINGLionel

Objectifs,finalités :

-Connaître lesdifférentesméthodes permettantd'établirun CahierdesCharges Fonctionneletde proposerdes

solutions techniquesaux fonctionsd'unproduit. -Appliquer desméthodologiesde conceptionavancéessous CATIAV5 -Evaluer l'adéquationvirtuelled'un produitavecson CahierdesCharges. -Connaître lesprincipesdu PLM

Contenu:

1- MéthodologiedeConception (AFB,AFT)

2- TechniquesdeConception avancéessousCATIA (conceptionencontexte, copiesoptimisées,publications, ...)

3- Adéquationvirtuelleavec leCahierdes Charges(outilsde simulations,formatsd'échange, ...)

4- Optimisationgéométrique

5- NotionsdePLM

Bibliographie:

Prérequis:

GMA06-CMAO1

Organisation,méthodes pédagogiques:

1heure parsemaine

Modalitésd'évaluation :

1devoir surveilléde4H surlelogiciel CATIAV5

1note deTP(Mini-projet)

Publicciblé :

20/09/2021Page5/ 86

INSARENNES -SpécialitéGénie MécaniqueetAutomatique (GMA):2021/2022

Transmissionde puissanceGMA07-PUIS

Volumehoraire total:56.00 h4.00crédits ECTS

CM: 16.00h,TD :24.00h, TP:16.00 h

Responsable(s): GUINESDominique

Objectifs,finalités :

Elémentsde choixd'unetechnologie detransmissionde puissance.Dimensionnementdes composantsd'une lignede transmissionde puissance.Aspecténergétiques. Rendement.

Contenu:

1.Transmission depuissancemécanique

1.1Transmission depuissancepar engrenagesettrains d'engrenages

i.Efforts surlesdentures, lesarbreset lespaliers ii.Résistance àlapression superficielle iii.Résistance àlarupture iv.Facteurs d'influence v.Méthode dedimensionnementISO vi.Rendement danslesengrenages ettrainsd'engrenages

1.2Transmission depuissancepar liensflexibles

i.Chaînes ii.Courroies

1.3Eléments d'accouplementhomocinétiques

i.Etude cinématiqueetdynamique ii.Dispositions constructives

1.4Dimensionnement d'arbres

1.5Embrayages, coupleurs,convertisseur,roues libres,freins

i.Dispositions constructives ii.Dimensionnement desembrayagesà friction iii.Etude d'unephasede freinage:aspect énergétique

2.Transmission depuissancehydraulique

2.1Les circuitshydrauliqueset sescomposants

i.Rappels théoriques ii.Moteurs, turbines,compresseurset pompes iii.Les distributeurs iv.Les vérins v.Les limiteursdepression vi.Les limiteursdedébit vii.Les accumulateurs

2.2Hydraulique proportionnelle

2.3Problèmes courants:dimensionnement etchoixde composants

3.Etudes decas

Bibliographie:

Conceptiondes circuitshydrauliques,Labonville

Technologied'hydraulique industrielle,Portelli

Mécanismeshydrauliques etpneumatiques,Faisandier

Prérequis:

GMA05-TCONS

Organisation,méthodes pédagogiques:

45h

Modalitésd'évaluation :

1Devoir Surveilléde3 heures

1Evaluation deTravauxPratiques

Publicciblé :

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INSARENNES -SpécialitéGénie MécaniqueetAutomatique (GMA):2021/2022

Automatique2 GMA07-AUTO2

Volumehoraire total:56.00 h4.00crédits ECTS

CM: 22.00h,TD :18.00h, TP:16.00 h

Responsable(s): LEBRETONRonan

Objectifs,finalités :

Leconcept d'étatpourmodéliser lessystèmesdynamiques. Résolutiondeséquations d'état.Etudede lastabilité,

dela

commandabilitéet del'observabilitédes systèmes.Commandeanalogique ounumériquedes systèmes

dynamiques multivariables.Synthèse desdispositifsde commandeparretour d'étatreconstruit.

Contenu:

Analysedes systèmesdynamiquesdans l'espaced'état

Modèlesd'état :conceptd'état, propriétésdeséquations d'état,conversionétat-transfert, conversion

transfert-état,équivalence

desmodèles d'état-Résolution deséquationsd'état :solutionde l'équationd'état,modes propresdusystème

libre,calcul

symboliqueou numériquedela matricedetransition, intégrationnumériquedes équationsd'état,équations d'état

discrètesd'un

systèmeéchantillonné (bloqueurd'ordrezéro etéchantillonneuridéal) -Stabilitédes systèmes:stabilité vis-à-vis

des

conditionsinitiales, stabilitéEntréeBornée -SortieBornée, stabilitédessystèmes linéairesinvariants-

Commandabilitéet

observabilité: décompositioncanoniqueen sous-systèmescommandableset observables,formescanoniques

dessystèmes monovariables. Commandeanalogique ounumériquedans l'espaced'état

Commandepar retourd'état: commandemodaledes systèmesmonovariables,placement depôlesdans lecas

multivariable,

systèmestabilisable, systèmedétectable- Reconstructeursd'état: reconstructeursparsimulation etobservation,

reconstructeurscomplets, reconstructeursréduits- Commandeparretour d'étatreconstruit: modèledusystème,

principede

séparation,principe durejetasymptotique, analysedurégulateur, modalitéspratiquesdu placementdespôles.

Bibliographie:

JAUMED., 1989,"Applications duformalismed'état àlacommande dessystèmescontinus »,Eyrolles.

JAUMED., THELLIEZS.,VERGE M.,1991," Commandedessystèmes dynamiquesparcalculateur »,Eyrolles. KUOBenjamin C.,1995," Automaticcontrolsystems »,PrenticeHall InternationalEditions. DELARMINAT Ph.,1993," Automatique,commandedes systèmeslinéaires», Hermès. GILLEJ.-C., CLIQUEM.,1990, "Systèmeslinéaires -Equationsd'état »,Eyrolles.

Prérequis:

GMA05-SISYS;GMA05-AUT1

Organisation,méthodes pédagogiques:

Apprentissagedu cours-Préparation desexercices,des problèmesetdes travauxpratiques(3 heurespar semaine)

Modalitésd'évaluation :

Examenécrit de3heures àlafin dusemestre- notedecomptes rendusdetravaux pratiques.

Publicciblé :

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INSARENNES -SpécialitéGénie MécaniqueetAutomatique (GMA):2021/2022 Electrotechniqueet électroniquedepuissance GMA07-EEP

Volumehoraire total:36.00 h2.00crédits ECTS

CM: 14.00h,TD :14.00h, TP:8.00 h

Responsable(s): GUEGANSylvain

Objectifs,finalités :

Etudedes notionsfondamentalesde l'electrotechniqueafinde maîtriserlefonctionnement desmachines

électriques,leurs

alimentations,leurs modélisationsetleurs commandes.

Contenu:

-Circuits monophasésettriphasés :Méthodesd'analyse. Puissanceactiveet puissanceréactive.Mesure de

puissance.

-Circuits magnétiquesetinductance :Rappeld'électromagnétisme. Circuitmagnétique.Inductance etcircuits

couplés. -Transformateurs :Transformateursde puissancemonophaséet triphasé.

-Conversion del'énergieélectrique :Principede laconversionde l'énergieélectrique.Composants depuissance:

diode,

thyristor,transistor bipolaire,MOSFET,IGBT. Montagesconvertisseursde base:alternatif, continu;alternatif.

Applicationsdes convertisseurs.

-Généralités surlesmachines électriques:Rappel desprincipes.Présentation desdiverstypes demachine

(applicationet

tendancesdans lesprocessusindustriels). Généralitéssurla constitutionetle dimensionnementdesmachines,

surles matériaux

utilisés.Équilibre etstabilitéd'un entraînement.Caractéristiquescouple-vitesse deschargesentraînées usuelles.

Caractéristiqueset limitesthermiques.

-Machine àcourantcontinu :Principeet constitution.Fonctionnementà videeten charge.Commutation.Étude

des

génératriceset desmoteursà courantcontinu.Procédés devariationde vitesse.Machinesspéciales. Moteursà

aimants

permanents,moteurs àcommutationélectronique. Introductionàla commandeélectronique.Modélisation en

régime transitoire.Fonction detransfert.

-Machine asynchrone:Principe etconstitution.Glissement. Schémaséquivalents.Essais. Bilandepuissance.

Couple.

Caractéristiquecouples ;vitesse.Procédésde démarrageetde variationdevitesse. Classesdemoteurs

asynchrones. Choixdes moteurs.Fonctionnementen génératrice.Moteurasynchrone monophasé.

-Machines synchrones:Principe etconstitution.Divers typesd'alternateurs.Fonctionnement àvideet encharge.

Coupleet

stabilité.Démarrage. Compensateursynchrone.Machine àréluctance.Régimes transitoires.Moteurspas àpas.

Tranformation

dePark etdeConcordia.

Bibliographie:

R.MERAT etal.,"Génie électrotechnique",Etapesréférences, Nathan,1997. G.GRELLET, G.CLERC,"Actionneurs électriques:principes -modéles- commandes",Eyrolles,2000. M.MARTY, D.DIXNEUF,D. GARCIAGILABERT,"Principes d'électrotechnique",SciencesSup, Dunod,2005.

Prérequis:

Basesde l'électroniqueetde l'électromagnétisme

Organisation,méthodes pédagogiques:

30heures

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