GCI 108 - Méthodes expérimentales Contenu du chapitre 1

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Automne 2004 GCI 108 -Introduction 1
GCI 108 -Méthodes expérimentales
Chapitre 1
Introduction
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Contenu du chapitre 1
1.1Importance et applications des techniques
expérimentales en génie civil
1.2 Dimensions et unités SI
1.3 Incertitudes absolue et relative
1.4 Chiffres significatifs
1.5 Zéros significatifs
1.6 Conventions d’écriture

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1.1 Importance et applications des techniques
expérimentales en génie civil
nContrôle de procédés, de systèmes, de matériaux, …
uCaractériser l’état de détérioration d’une infrastructure
uLocaliser des sources de pollution d’un cours d’eau, d’une
nappe aquifère
uCaractériser un matériau, un sol, un géosynthétique, un
écoulement
uContrôle et exploitation en temps réel d'un système
nTests de performances
uTester la satisfaction des exigences d’un cahier des charges
uÉvaluer la performance d’un système de pompage, d’un
système structural, d’un procédé de traitement des eaux
uInstrumentation in situ (structures, chaussées, stations de
pompage, …)
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1.1 Importance et applications des techniques
expérimentales en génie civil (suite)
nDéveloppement de produits
uCaractérisation en laboratoire (matériaux, procédés,…)
uÉvaluation de la performance in situ
uCaractérisation des sollicitations physico-chimiques de
conception d'un produit ou d'un procédé
nÉtudes et recherches
uÉtudes par modèles réduits
uValidation, calibrage d’un modèle mathématique
uCaractérisation en laboratoire (matériaux, écoulement, éléments
structuraux, …)

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1.1 Importance et applications des techniques
expérimentales en génie civil (suite)
nComment instrumenter, mesurer … ?
uPrécision, validité des mesures
uChoix des capteurs
FCaractéristiques métrologiques
FDurabilité
FDimensions
uPositionnement des capteurs
uAnalyse des sources d’erreur
FBruits électromagnétiques
uChoix des systèmes de mesure
uParamètres d’acquisition
FManuelle
FAuto
FTaux d’acquisition
FStockage
FTransmission des données
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1.1 Importance et applications des techniques
expérimentales en génie civil (suite)
nComment planifier une expérience et analyser les
mesures … ?
uPhénomène transitoire ou permanent ?
uPhénomène statique ou dynamique ?
uChoix des paramètres à mesurer en fonction des objectifs et de
la précision souhaités
uTraitement des erreurs, rejet des données « wilde »
uAnalyse statistique des données (statistiques descriptives,
corrélations, intervalle de confiance)
uCourbes de tendances
nComment présenter les résultats … ?
uOrganisation du rapport
uPrésentation des graphiques et des tableaux.

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Grandeur Nom Symbole
Masse
Longueur
Temps
Température
Courant électrique
Intensité lumineuse
Quantité de matière
kilogramme
mètre
seconde
Kelvin
ampère
candela
mole
kg
m
s
K
A
cd
mol
1.2 Dimensions et unités SI
nLe système d ’unités SI est maintenant le plus utilisé dans le monde
(1960)
uConsistance et simplicité
nNotre monde physique peut être décrit avec quelques grandeurs
simples
uLongueur, masse, temps, température, etc.
nLe système SI comporte 7 unités de base:
Unités de base du système SI
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1.2 Dimensions et unités SI (suite)
nToutes les autres grandeurs (force, puissance, pression,
volt, etc.) peuvent être reliées à ces unités de base par
des lois physique ou des définitions
nExemples
uVitesse (m/s): 1 mètre par seconde correspond à un
déplacement de 1 m en un temps de 1 s
uAccélération (m/s2): 1 mètre par seconde, par seconde est
l’accélération d’un mobile dont la vitesse varie en une seconde
de 1 m/s
uForce (N): 1 Newton est la force qui communique à un corps,
ayant une masse de 1 kg, une accélération de 1m/s2
FF = m . a 1 N = 1 kg . 1 m/s2= 1 kg m/s2
uLa vitesse, l’accélération et la force sont des unités dérivées
des unités de bases du système SI

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1.2 Dimensions et unités SI (suite)
nLe système SI comporte deux unités
complémentaires
uLe radian:l’angle plan compris entre 2 rayons qui, sur la
circonférence d’un cercle, interceptent un arc de longueur égale
à celle du rayon
uLe stéradian:l’angle solide qui, ayant son sommet au centre
d’une sphère, découpe, sur la surface de cette sphère, une aire
égale à celle d’un carré ayant pour côté le rayon de la sphère
Grandeur Nom Symbole
Angle plan
Angle solide radian stéradian rad sr
Unités complémentaires du système SI
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1.2 Dimensions et unités SI (suite)
nLe système SI comporte aussi 17 unités dérivées
Unités dérivées du système SI
Grandeur Nom Symbole Grandeur Nom Symbole
Fréquence
Force
Pression
Travail,énergie,
quantité de chaleur
Puissance
Charge électrique
Potentiel électrique,
force électromotrice
Capacité électrique
Résistance
électrique
herz
newton
pascal
joule
watt
coulomb
volt
farad
ohm
Hz
N
Pa
J
W
C
V
F
Ω
Conductance
électrique
Flux magnétique
Densité de flux
magnétique
Inductance
Flux lumineux
Éclairement
Activité
radionucléaire
Dose absorbée de
rayonnement ionisant
siemens
weber
tesla
henry
lumen
lux
becquerel
gray
S
Wb
T
H
lm
lx
Bq
Gr