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1I17 PROJETS DE CONSTRUCTION 2 - IND

En pratique

  • Cette unité d'enseignement (UE) articule 2 activités d'apprentissage :
    • CALCUL DES STRUCTURES PAR ELEMENTS FINIS
    • INTRODUCTION AUX ELEMENTS FINIS
  • En 2025-2026, 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

La finalité de cette UE est double. Elle concourt tout d'abord à fournir à l’étudiant les compétences nécessaires à l’emploi responsable d’un logiciel de calcul des structures par éléments finis. Ensuite, elle permet également à l'étudiant d’appliquer ces compétences sur un projet réel, tel qu’il pourrait se présenter dans sa vie professionnelle future.

Les compétences du profil cadre ciblées par cette UE sont les suivantes : 

  • Gérer une collaboration professionnelle (SA4).

  • Développer un projet interdisciplinaire (SA5).

  • Assurer une expertise critique de recherche (SA6).

Le niveau de développement attendu relève de "l’Apprenti ingénieur", car il s’agit d’une première mise en situation liée aux contraintes du métier dans toute sa complexité et où les étudiants de Master 1 expérimentent la gestion d’un projet de construction, depuis sa conception jusqu'au dimensionnement.

Les différentes activités d’apprentissage visent à mobiliser des savoirs, savoir-faire et savoir-être avec les qualités suivantes (SA4, SA5 et SA6 du profil cadre) parmi les suivants :

  • En développant des compétences relationnelles et organisationnelles pour gérer le travail d’équipe (SA4.1, SA4.2). 

  • En respectant les contraintes opérationnelles d’un projet collectif (SA4.5, SA4.6). 

  • En intégrant la diversité des points de vue et des expertises dans la dynamique de groupe (SA4.3, SA4.7). 

  • En analysant les interactions entre les différentes phases d'un projet de construction : la conception, le dimensionnement et la validation numérique (SA5.1).

  • En proposant des solutions concrètes et réalistes faces aux contraintes imposées (SA5.3).
  • En justifiant les choix posés à l'aide de connaissances scientifiques (SA5.4).

  • En documentant et en communiquant l’évolution du projet et les résultats obtenus (SA5.5). 

  • En définissant une problématique polytechnique (SA6.1).

  • En se documentant via des références scientifiques valides (SA6.2).

  • En proposant une méthodologie rigoureuse et adaptée à la problématique (SA6.3).

  • En posant un regard critique sur les techniques et les résultats analytiques et numériques obtenus, en les confrontant à la théorie et à des références pertinentes (SA6.4).

  • En présentant sa recherche à des professionnels (SA6.6).

  • En mobilisant des stratégies de travail autonome (SA6.7).

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 « Calcul des structures par éléments finis » 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

Cette UE vise à développer chez l'étudiant les acquis d'apprentissage suivants :

  1. Modéliser une structure réelle en un modèle de calcul fiable par un programme d’éléments finis.
  2. Interpréter les résultats de l'analyse d'une structure par éléments finis fournis par un logiciel.
  3. Critiquer les résultats de l'analyse d'une structure par éléments finis en les confrontant à la théorie et en les validant par des calculs analytiques simplifiés.
  4. Concevoir une structure en respectant un certain cahier des charges et en tenant compte de certaines contraintes techniques.
  5. Comparer des calculs analytiques issus d'un prédimensionnement à ceux obtenus au terme d'une analyse numérique au moyen d'un logiciel.
  6. Expliquer les divergences éventuelles entre des résultats analytiques et numériques relatifs à l'étude d'une même structure.
  7. Rédiger un rapport complet de manière scientifique.

Les méthodes d'enseignement-apprentissage

AA1 - Introduction aux éléments finis

Au terme d'un bref exposé théorique, les étudiants sont amenés à résoudre différentes applications à l'aide du logiciel de calcul par éléments finis "Scia Engineer". 

AA2 - Calcul des structures par éléments finis

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.

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 1

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée au sein d'un module. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite, 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 validation d'un.e enseignant.e.

Evaluation 2

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée au sein d'un module. Il s'agit d'un travail. 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. 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.
  • Enoncés et résolutions des exercices prévus en séance.
  • Plans et fiches techniques relatifs au projet de construction à réaliser.

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 :

  • L'AA « 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. 
  • L'AA « Calcul des structures par éléments finis » est évalué au travers d'un projet réalisé par groupe de quatre étudiants, qui fera un l'objet d'un rapport écrit. 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.

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

Les modalités sont indentiques en première et seconde sessions.

Quelles sont les informations administratives de cette UE ?