Durée
26h Th, 26h Pr
Nombre de crédits
Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil | 5 crédits | |||
Master : ingénieur civil physicien, à finalité | 5 crédits |
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue française
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Dans ce cours, nous présentons les fondements des champs électrostatiques, magnétostatiques ou électromagnétiques. Les notions sont illustrées dans le contexte de différentes applications, dont notamment la propagation d'ondes dans les câbles, les guides d'ondes ou les fibres optiques.
L'approche employée est progressive : les concepts sont d'abord analysés, interprétés et illustrés dans un contexte applicatif idéalisé. Les résultats sont ensuite exploités pour résoudre des problèmes plus complexes.
Cette démarche met en évidence les difficultés que présentent :
- la maîtrise du formalisme mathématique (analyse vectorielle, calculs de phaseurs, théorèmes de primitivation),
- l'interprétation physique des phénomènes étudiés,
- la formulation d'hypothèses simplificatrices appropriées et leur interprétation,
- la maîtrise des méthodes de résolution.
En particulier, les éléments suivants sont étudiés :
équations fondamentales de l'électrostatique, de la magnétostatique, équations de Maxwell et équations d'ondes, propagation dans un milieu diélectrique, dans un milieu dissipatif, lignes de transmission dans les domaines fréquentiel et temporel, guides d'ondes.
Des questions concernant la diffusion des champs (pertes) dans les matériaux (courants de Foucault, effet pelliculaire) ainsi que le phénomène de polarisation sont également considérées.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
Etre capable de :
- formuler les équations fondamentales de l'électromagnétisme et expliquer les mécanismes physiques sous-jacents,
- maîtriser les opérations élémentaires du calcul algébrique, du calcul vectoriel et des théorèmes de primitivation nécessaires à la résolution de problèmes d'électromagnétisme,
- aborder un problème d'électromagnétisme générique en le décomposant en sous-problèmes et en identifiant la chaîne de cause à effet,
- comprendre les contraintes techniques principales se présentant dans la conception de systèmes électromagnétiques,
La pratique régulière d'exercices proposés permet à l'étudiant d'acquérir l'autonomie et l'aisance nécessaires pour vaincre les différentes difficultés du cours.
Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, III.1, III.2 du programme de bachelier ingénieur civil.
Savoirs et compétences prérequis
Certaines parties du cours font appel aux notions de base d'analyse des circuits électriques. Des notes rappelant les concepts fondamentaux sont mises à la disposition des étudiants.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Le cours comprend des séances "ex-cathedra" et des travaux
pratiques.
Les séances "ex-cathedra" sont consacrées à la description des
concepts théoriques, à la présentation des notions mathématiques associées et à l'interprétation physique des mécanismes sous-jacents.
Les travaux pratiques consistent en des travaux dirigés de problèmes, au cours desquels différentes méthodes de résolution sont présentées et leurs limitations sont discutées.
Une interrogation facultative de problèmes sera organisée vers la moitié du quadrimestre.
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)
Cours donné exclusivement en présentiel
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
- Sources principales et obligatoires :
Le livre d'exercices est disponible sur le site web du cours.
Modalités d'évaluation et critères
Examen(s) en session
Toutes sessions confondues
- En présentiel
évaluation écrite ( questions ouvertes )
Explications complémentaires:
- Travaux complémentaires :
- Interrogation d'exercices (mi-quadrimestre) :
- Examens :
Un examen écrit, qui se déroule à livre fermé et comporte deux parties :
"théorie" (50 %) : durée 1h30, cette partie porte sur l'ensemble des concepts théoriques abordés au cours "ex-cathedra" ainsi qu'aux séances de travaux pratiques. Les calculatrices sont interdites, un formulaire de théorie est distribué.
"problèmes" (50 %) : durée 2h30, cette partie porte sur des exercices similaires à ceux résolus aux travaux pratiques ou en travail complémentaire. La calculatrice est requise et un formulaire est distribué.
Lorsque la note obtenue à l'interrogation à mi-quadrimestre est supérieure à celle de la partie "problèmes", l'interrogation compte pour 20% et la partie "problèmes" pour 30 %.
Les GSM et smartphones sont interdits pour l'ensemble de l'examen.
Session de septembre
Un examen écrit, qui se déroule à livre fermé et comporte deux parties :
"théorie" (50 %) : durée 1h30, cette partie porte sur l'ensemble des concepts théoriques abordés au cours "ex-cathedra" ainsi qu'aux séances de travaux pratiques. Les calculatrices sont interdites, un formulaire de théorie est distribué.
"problèmes" (50 %) : durée 2h30, cette partie porte sur des exercices similaires à ceux résolus aux travaux pratiques ou en travail complémentaire. La calculatrice est requise et un formulaire est distribué.
Lorsque la note obtenue à l'interrogation à mi-quadrimestre est supérieure à celle de la partie "problèmes", l'interrogation compte pour 20% et la partie "problèmes" pour 30 %.
Les GSM et smartphones sont interdits pour l'ensemble de l'examen.
Stage(s)
Sans objet
Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours
Le cours est organisé selon l'horaire fixé par la Faculté (http://www.facsa.ulg.ac.be).
Pour toute autre information, consulter le site
http://www.montefiore.ulg.ac.be/~vdh/elen0076.html
Contacts
Partie "ex-cathedra" and "exercices":
Benoît Vanderheyden, B.Vanderheyden @ uliege.be ;
Association d'un ou plusieurs MOOCs
Notes en ligne
Notes (password provided in class)
Une version électronique des supports de cours est disponible sur ce site