Université du Québec en Outaouais Département d'informatique et d'ingénierie
Sigle : GEN1083  Gr. 01
Titre : Dynamique des systèmes I
Session : Hiver 2016   Horaire et local
Professeur : Taheri, Shamsodin
1. Description du cours paraissant à l'annuaire :

Objectifs

Au terme de cette activité, l'étudiant(e) sera en mesure : de modéliser et d'analyser le comportement dynamique des systèmes électriques linéaires élémentaires dans le domaine temporel.

Contenu

Introduction à la théorie des systèmes : définitions, variables, lois de continuité et de compatibilité. Lois de Kirchhoff et théorèmes : transformations Y-delta, linéarité et superposition, sources équivalentes, Thévenin, Norton, transfert de puissance. Éléments électriques de base: sources, résistance, inductance, condensateur, transformateur idéal. Formulation des équations d'équilibre: méthodes des mailles et des noeuds. Fonctions singulières et sinusoïdales, représentations complexes. Comportement dynamique des circuits électriques de premier ordre, conditions et valeurs initiales, réponses naturelles et forcées, régimes transitoires et permanent; réponses à l'échelon, impulsionnelles et sinusoïdales. Circuits du premier et du deuxième ordre. Analyse des circuits par la transformation de Laplace. Introduction à la simulation. Initiation aux instruments de mesure. Introduction aux systèmes mécaniques en translation et en rotation, analogie avec les systèmes électriques.
2. Objectifs spécifiques du cours :
Le cours couvre 3 des 12 qualités requises des diplômés telle que définies dans les normes d'agrément des programmes de génie au Canada. (http://www.engineerscanada.ca/fr/ressources-en-matiere-dagrement) :

a. Qualité 1 : Connaissance en génie

b. Qualité 3 : Investigation

c. Qualité 5 : Utilisation d'outils d'ingénierie

Les qualités 1,3 et 5 sont mesurées dans ce cours pour fins de rétroaction

Objectifs spécifiques Qualité Indicateurs Introduit Développé Appliqué
  • Connaître les lois fondamentales pour analyser le courant et la tension; Lois de Kirchhoff, d'Ohm.
  • Connaître les différentes méthodes d'analyse des circuits électriques; Méthodes des mailles et des nœuds.
  • À l'aide des concepts de variables aux bornes et au travers et des lois de continuité et de compatibilité, expliciter les équations mathématiques des modèles.
1
4. Comprendre et appliquer les concepts de l'ingénierie propres au programme.
x
  • Mettre en œuvre les circuits électriques dans le logiciel.
  • Étudier et analyser le comportement dynamique des systèmes linéaires de premier ordre et de deuxième ordre en régime transitoire et permanent.
  • Formuler les équations par les méthodes des mailles et des nœuds.
  • Comportement dynamique et régime permanent
3
2. Mettre en œuvre des investigations documentaires, des expériences et/ou des prototypes.
x
  • Sélectionner des techniques pour déterminer le courant de la tension et de la puissance.
  • Utiliser les outils et sélectionner les techniques appropriées pour mesurer le courant de la tension et de la puissance.
  • Modélisation des circuits électriques dans le logiciel Multisim.
5
1.Sélectionner les outils, techniques de mesure, modèles ou simulations appropriés.
x
5
2. Utiliser les outils, techniques de mesure, modèles ou simulations appropriés.
x
3. Stratégies pédagogiques :
Les formules suivantes seront utilisées:
  1. Cours magistral (une période par semaine).
  2. Problèmes à solutionner se rattachant au cours.
  3. Séances de laboratoire (une période par semaine de 3 heures). La présence lors de ces séances est obligatoire.
  4. Lecture personnelle.

Cours magistraux :

La participation et les échanges en classe sont les bienvenus. Le respect va dans les deux (2) sens. Veuillez respecter vos collègues et vos professeurs en classe (ne pas être un élément perturbateur)et vous serez traité avec le même respect en retour. Prière de ne pas arriver en retard au cours et de ne pas quitter avant la fin du cours. SVP en informer le professeur au début du cours et minimiser votre perturbation en occupant un siège près de la porte. Par ailleurs, dans l'intérêt de tous et pour créer un climat calme et propice à l'apprentissage, il est exigé de garder dans votre sac tous les objets TIC pouvant affecter l'attention des autres étudiants et celle du professeur. Ceci inclut l'ordinateur portable, le téléphone cellulaire (en mode fermé ou silencieux) et autres outils de communication (SMS, etc.), journaux et lecteurs MP3. Votre collaboration sera grandement apprécie par le professeur et les autres étudiants. Le professeur se réserve le droit de confisquer les dits objets le cas échéant (cours et/ou l'attention du professeur et/ou des étudiants sont affectés). En effet, l'utilisation des TIC dans la salle de classe ne peut se faire qu'à des fins pédagogiques. Les autres formes d'utilisation pouvant être potentiellement une source de distraction pour le professeur ou les autres étudiants.

Laboratoire :

  • Le laboratoire est sous la responsabilité de M. Antoine Shaneen (antoine.shaneen@uqo.ca), 819 595-3900, poste 1863, Bureau B0180. Il sera disponible lors des séances revues à l'horaire.
  • Une assistance technique sera assurée par un technicien du département (Abdelkrim Chebihi). Le technicien ne sera disponible que lors de la séance de laboratoire prévue à l'horaire.
  • Les règlements spécifiques au fonctionnement des laboratoires seront abordés lors du premier laboratoire.
4. Heures de disponibilité ou modalités pour rendez-vous :
Sur rendez-vous par courriel (shamsodin.taheri@uqo.ca).
5. Plan détaillé du cours sur 15 semaines :
Semaine Thèmes Dates
1    Chapitre 1 : Introduction aux circuits électriques
  • Éléments des circuits électriques
  • Systèmes d'unités de mesure
  • Puissance et énergie électrique
Laboratoire 0 : Introduction aux sources de tension et aux instruments de mesure (Lundi 18 ou mardi 19 janvier 2016 au A0304)
14 jan. 2016 
2    Chapitre 2 : Lois fondamentales et théorèmes des systèmes électriques
  • Lois de Kirchhoff
  • Circuits équivalents
  • Transformation Y-Delta
  • Pont de Wheatstone
Travail pratique I : Simulation avec Multisim (Lundi 25 ou mardi 26 janvier 2016 au A0304)
21 jan. 2016 
3    Chapitre 3 : Méthodes d'analyse des circuits électriques
  • Méthode des mailles
  • Méthodes des noeuds
  • Méthode des mailles générale
  • Méthode des nœuds générale
Travail pratique II : Lois fondamentales des circuits électriques (Lundi 1er ou mardi 2 février 2016 au A0300)
28 jan. 2016 
4    Chapitre 3 : Méthodes d'analyse des circuits électriques (suite)
  • Principe de superposition
  • Transformation d'élément
  • Équivalent Thévenin
  • Équivalent de Norton
  • Circuits équivalents
  • Transfert de puissance maximale
Travail pratique III : Circuits électriques en courant continu (Lundi 8 ou mardi 9 février 2016 au A0304)
04 fév. 2016 
5    Chapitre 4 : Circuits RL et RC
  • Condensateurs
  • Condensateurs en sérier et en parallèle
  • Inducteurs
  • Bobines en série et en parallèle
Travail pratique IV : Pont de Wheatstone (Lundi 15 ou mardi 16 février 2016 au A0304)
11 fév. 2016 
6    Chapitre 5 : Analyse transitoire des circuits électriques du premier ordre
  • Circuit RC libre de source
  • Circuit RL libre de source
  • Fonction singulière
  • Réponse échelon d'un circuit RC
  • Réponse échelon d'un circuit RL
18 fév. 2016 
7    Révision sur les chapitres 1 - 5 25 fév. 2016 
8    Semaine d'études 03 mars 2016 
9    Examen de mi-session 10 mars 2016 
10    Chapitre 6 : Analyse transitoire des circuits électriques du second ordre
  • Formulation des équations
  • Forme canonique de l'équation
  • Réponse naturelle du circuit de deuxième ordre
  • Réponse échelon d'un circuit RLC
  • Généralités sur les circuits du second ordre
  • Plan des racines, facteur d'amortissement et fréquence naturelle
17 mars 2016 
11    Chapitre 7 : Analyse des circuits en régime sinusoïdal permanent
  • Régime sinusoïdal permanent
  • Notion de phaseur et d'impédance
  • Impédance et admittance
  • Les lois de Kirchoff dans le domaine phasoriel
Travail pratique V : Mesures dans un circuit résistif soumis à un courant alternatif (Mardi 29 mars 2016 au A0304)
24 mars 2016 
12    Chapitre 7 : Analyse des circuits en régime sinusoïdal permanent (suite)
  • Analyse des circuits électriques en régime permanant
  • Circuits équivalents de Thévenin et de Norton
  • Puissance en régime sinusoïdal permanent
31 mars 2016 
13    Chapitre 8 : Analyse des circuits électriques par la transformation de Laplace
  • Résolution des équations différentielles linéaires par la transformation de Laplace
  • Analyse des circuits par la transformation de Laplace
  • Méthode d'analyse et exemples d'applications
Travail pratique VI : Les inductances dans les circuits C.A. (Lundi 11 ou mardi 12 avril 2016 au A0302)
07 avr. 2016 
14    Introduction aux systèmes mécaniques
  • Systèmes mécaniques en translation et en rotation
  • Analogie avec les systèmes électriques

Révision sur les chapitres 6 - 8

Examen pratique dans Laboratoire (Mardi 19 avril 2016 au A0304)
14 avr. 2016 
15    Examen final (3h) 21 avr. 2016 
6. Évaluation du cours :
Outils d'évaluation Pondération Indicateurs évalués
Travaux pratiques (7 séances)
20 %
5.1 ,5.2 et 3.2
Devoirs et Quiz
10 %
1.4
Examen de mi-session
30%
1.4
Examen final
40 %
1.4
  • L'examen final portera sur toute la matière du trimestre.
  • Tout appareil électronique personnel (cellulaires et autres outils de communication, lecteurs MP3...) est interdit pendant les examens et l'utilisation non autorisée d'un tel dispositif électronique sera considérée comme une fraude selon le terme de la procédure concernant les infractions relatives aux études et sanctions. Le professeur retire automatiquement l'examen à l'étudiant et ce dernier obtient la note zéro (0) pour cette évaluation.
  • La note de passage est fixée à 52 %.
  • Il faut obtenir une moyenne minimale de 52% au total des 2 examens pour que les notes des travaux pratiques et devoirs comptent dans le calcul de la note finale.
  • Il faut obtenir une moyenne minimale de 50 % aux travaux pratiques pour que les notes des travaux comptent. La présence aux travaux pratiques est obligatoire.
  • Aucun délai pour la remise des travaux pratiques et devoirs ne sera négociable (sauf force majeure) et une note de zéro (0) sera attribuée. Le rapport doit être remis via le site Moodle du cours.
  • Attention : La présence au cours est obligatoire. Trois absences ou plus mèneront à un échec automatiquement.
Indicateurs Niveau 0 Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3
1.4 - Comprendre et appliquer les concepts de l'ingénierie propres au programme. Moins de 52% Entre 52 % et 63 % Entre 64 % et 83 % Plus de 84 %
3.2 - Mettre en oeuvre des investigations Mise en oeuvre inacceptable Mise en oeuvre partielle Mise en oeuvre acceptable Mise en oeuvre remarquable
5.1 - Sélectionner les outils, techniques de mesure, modèles ou simulations appropriés Sélection inadéquate ou inexistante Sélection partielle Sélection adéquate Sélection remarquable
5.2 - Utiliser les outils, techniques de mesure, modèles ou simulations appropriés. Utilisation inadéquate ou inexistante Utilisation partielle Utilisation adéquate Utilisation remarquable
7. Politiques départementales et institutionnelles :
8. Principales références :
  1. Alexander, Charles K., Matthew NO Sadiku, and Matthew Sadiku. Fundamentals of electric circuits. McGraw-Hill Higher Education, 2007
  2. M.Farzaneh et I.Fofana, Électrotechnique, NOtes de cours 6GEI1322, Automne 2014 (COPSCO UQAC).
  3. Hayt, William, Jack Kemmerly, and Steven Durbin. Engineering circuit analysis. McGraw-Hill, 2011.
  4. James A. Svoboda, Richard C. Dorf, Introduction to Electric Circuits, 9th edition, Wiley
  5. Nilsson, James William. Electric circuits. Pearson Education India, 2008.
  6. John Okyere Attia, Electronics and Circuit Analysis Using MATLAB Second Edition, CRC Press
  7. James A. Svoboda, Pspice for Linear Circuit, (uses Pspice version 10) 2nd Edition, Wiley
9. Page Web du cours :
https://moodle.uqo.ca.