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1G04 MODELLING AND SYSTEM ANALYSIS - GED

En pratique

  • Cette unité d'enseignement (UE) articule 1 activité d'apprentissage :
    • MODELLING AND SYSTEM ANALYSIS
  • En 2025-2026, elle s'organise au premier quadrimestre et couvre 3 crédits (ECTS).
  • L'enseignement est principalement centralisé dans le campus : Gramme
  • Cette UE est remédiable d'une session à l'autre
  • Modalités d'enseignement
    • Auditoire
    • Groupe classe
    • Sous-groupe
    • en autonomie

Activité d’apprentissage

Les finalités de l'UE

Cette unité d'enseignement vise à apprendre aux étudiants à analyser des systèmes au moyen de modèles mathématiques. Ces systèmes seront des systèmes dynamiques dont l'étude requiert la résolution numérique d'équations différentielles non linéaires couplées. Au delà des aspects applicatifs des techniques de l'ingénieur que sont la cinématique, la dynamique et le calcul numérique, cette unité d'enseignement vise également à apprendre aux étudiants à adopter une posture de chercheur incluant l'analyse, l'esprit critique mais aussi la qualité de la communication des études scientifiques.

Le niveau de développement attendu des étudiants relève de l'apprenti ingénieur car c'est la première fois que l'étudiant sera confronté à intégrer les aspects techniques, la modélisation et la communication scientifique en faisant preuve d'esprit critique dans une posture de chercheur. 

Les compétences du profil cadre ciblées par cette Unité d'Enseignement sont

  • assurer une expertise critique de recherche (SA6),
  • gérer une collaboration professionnelle (SA4).

Les activités d’apprentissage visent à mobiliser des savoirs, savoir-faire et savoir-être avec les qualités suivantes (SA4 et SA6 du profil cadre).

  • En développant un modèle mathématique pour la simulation d'un système dynamique (SA6.1).
  • En proposant une analyse rigoureuse d'un système dynamique au moyen d'outils mathématiques et des lois de la physique (SA6.3).
  • En faisant preuve d'esprit critique sur les résultats de simulations numériques en regard aussi bien des méthodes numériques utilisées que des lois de la physique (SA6.4).
  • En présentant en anglais ses démarches et les résultats d'analyse du système avec clarté et rigueur tout en respectant les règles de communication scientifique tant au travers de rapports écrits que de présentations orales (SA6.6).
  • En s'impliquant individuellement dans tous les aspects d'un projet de groupe tant du point de vue scientifique que du point de vue de la communication des analyses et des résultats (SA4.2).
  • En veillant à une répartition équitable et équilibrée dans les tâches à réaliser dans un projet de groupe (SA4.4).
  • En respectant les différentes dates imposées de remise de rapports, de travaux et de présentations orales (SA4.5).

 

Les contenus de l'UE

L’Unité d’Enseignement abordera différentes étapes du processus de modélisation mathématique d’un système dynamique et les méthodes de résolution numérique adaptées. L'Unité d'Enseignement abordera également les règles de communication scientifique tant à l'oral qu'à l'écrit. Les différents thèmes abordés sont

  • la modélisation des systèmes dynamiques,
  • l'analyse dimensionnelle des équations,
  • l'étude des points d’équilibre (linéarisation et stabilité),
  • les simulations numériques et la résolution numérique d'équations différentielles,
  • la transformée de Fourier numérique (Fast Fourier Transform) et l'analyse fréquentielle d'un système dynamique,
  • la programmation Python,
  • la communication scientifique.

 

Les acquis d'apprentissage visés par l'UE

Au terme de cette UE, l’étudiant doit être capable de

  • modéliser mathématiquement un système dynamique non-linéaire au travers de simulations numériques,
  • adimensionnaliser les équations d’un système dynamique,
  • étudier la stabilité des points d'équilibre d’un système,
  • analyser avec rigueur un système dynamique au regard des lois de la physique et en utilisant les outils mathématiques adéquats,
  • analyser avec rigueur la réponse fréquentielle d’un système dynamique,
  • commenter avec rigueur et esprit critique les résultats obtenus au travers des simulations numériques tant du point vue scientifique que du point de l'analyse numérique.
  • rédiger un rapport clair, précis et complet en anglais respectant les règles de rédaction scientifique,
  • présenter en anglais avec clarté et précision une étude scientifique et les résultats obtenus.

Les méthodes d'enseignement-apprentissage

Un projet consistant à la modélisation et à l'étude d'un système dynamique est réalisé par les étudiants par groupe (2 ou 3 étudiants par groupe).

Un cours théorique de 18 heures est dispensé pour expliquer aux étudiants le déroulement du projet et les concepts théoriques nécessaires à sa réalisation.

Pendant les séances de projet en présentiel (18 heures), les étudiants devront choisir un système mécanique répondant à certains critères mathématiques. Les étudiants devront appliquer les concepts-clés sur leur système, avec l’aide des enseignants encadrant les séances.

Un travail à domicile est demandé aux étudiants pour progresser dans la réalisation de leur projet. Les étudiants devront choisir un système mécanique répondant à certains critères mathématiques et appliquer les outils mathématiques vus au cours théorique pour analyser leur système. Des rapports ou présentations orales sont prévus à chaque étape-clé.

Des séances de projet en présentiel (18 heures) sont organisées et doivent surtout être vues comme des moments de collaboration et d'échange tant avec l'enseignant qu'avec les étudiants des autres groupes.

Engagement attendu de la part de l'étudiant.e

Dans cette Unité d'Enseignement, il est attendu des étudiants qu'il travaillent de manière régulière sur leur projet de groupe en s'investissant individuellement dans les tâches de groupe tout en respectant les délais des étapes-clé indiqués par l'enseignant.

Un travail à domicile est indispensable pour

  • assurer une bonne compréhension des concepts théoriques afin d'être capable d'appliquer les outils mathématiques de manière pertinente dans le cadre du projet,
  • réaliser les différentes tâches du projet,
  • rédiger les rapports,
  • préparer les présentations orales.

Pour pouvoir respecter les délais de soumission des rapports, il est fortement conseillé aux étudiants de rédiger leurs rapports au fur et à mesure que les tâches du projet sont effectuées plutôt que de rédiger le rapport en une fois lorsque toutes les tâches sont réalisées. 

 

 

Rapports intermédiaires

Cette épreuve présente des modalités spécifiques à la 1re session. Elle est organisée de manière continue. Il s'agit d'un travail. Cette épreuve est en équipe de travail. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des formulations personnelles. La correction de cette épreuve est assurée par un enseignant (avec un professionnel).

Présentation orale intermédiaire

Cette épreuve présente des modalités spécifiques à la 1re session. Elle est organisée avant la session. Il s'agit d'une présentation. Cette épreuve est en équipe de travail. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation orale. L'épreuve repose sur des formulations personnelles. La correction de cette épreuve est assurée par un enseignant (avec un professionnel).

Présentation orale finale

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée durant la session. Il s'agit d'une présentation. Cette épreuve est individuelle et en équipe. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation orale. L'épreuve repose sur des formulations personnelles. La correction de cette épreuve est assurée par délibération d'une équipe d’enseignant.es.

Evaluation par un étudiant d'un rapport d'un autre groupe

Cette épreuve présente des modalités spécifiques à la 1re session. Elle est organisée avant la session. Il s'agit d'un travail. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des formulations personnelles. La correction de cette épreuve est assurée par un enseignant (avec un professionnel).

Rapport final

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée durant la session. Il s'agit d'un travail. Cette épreuve est en équipe de travail. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des formulations personnelles. La correction de cette épreuve est assurée par un enseignant (avec un professionnel).

Règles de l’UE

Quels sont les supports et matériels de cours indispensables ?

Supports et matériels de cours

Il n’y a pas de notes de cours pour cette unité d’enseignement. 

Les documents utiles sont publiés aux moments opportuns sur HELMoLearn.

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

Explication de la pondération des différentes épreuves

La note globale de l’UE (/20) est couverte par l’évaluation intégrée (20 points attribuables).

Quelles sont les informations administratives de cette UE ?