Mois de la pédagogie universitaire 2009 Les vice-recteurs recoivent…

Département de génie mécanique

Mise à jour des laboratoires de Mise à jour des laboratoires de dissection mécanique en première dissection mécanique en première

session: Une expérience session: Une expérience d’apprentissage pratiqued’apprentissage pratique

Mois de la pédagogie universitaire 2009Les vice-recteurs recoivent…

Par Alain Desrochers, professeur


Faculté de génie

2


Mois de la pédagogie universitaire 2009

Contenu de la présentation

Objectifs du projet

Le cours IMC 122

Objectifs et défis de la session S1

Intégration: connaissances et compétences

Résultats du projet FAPU

Rétroaction des étudiants

3



Objectifs du projet

Problématique Les laboratoires de dissection mécanique proposent différentes manipulations consistant à démonter, analyser, puis remonter divers montages mécaniques

Il s’agit d’une innovation pédagogique propre au cours IMC122 du programme de génie mécanique;

Ces laboratoires ont été mis sur pied il y a 12 ans et une révision des manipulations et de la documentation est nécessaire.

4



Objectifs du projet

Objectifs visés Correction de diverses lacunes apparues au cours des ans dans les laboratoires de dissection mécanique du cours IMC122:

• Certains des produits qui sont démontés commencent à être désuets;

• La durée et le degré de difficulté des diverses manipulations sont très variables;

• La documentation est, à certains égards, difficile à suivre ou incomplète;

• Le cours demande beaucoup de ressources au niveau de l'encadrement;

• Les références à la matière vue en classe pourraient être davantage développées;

• Les nouvelles technologies de l'information pourraient être mieux exploitées pour la documentation;

• Les laboratoires doivent refléter l’image de professionnalisme que nous essayons de transmettre aux étudiants.

5



Le cours IMC 122

IMC122 Éléments et systèmes mécaniques (2 cr.) Cours obligatoire dispensé en première session (S1) à une cohorte de 100 à 125 étudiants;

Cours de 3e ou 4e année dans les autres programmes de génie mécanique au Canada;

Le cours combine des éléments de théorie (2 h./semaine; 45 % note finale), de pratique (4 h./semaine; 45 % note finale) ainsi qu’un projet d’intégration (en équipe; 10 % note finale).

6



Objectifs et défis de la session S1

L’essentiel du génie mécanique en première session Les cours introduits en première session, initient les étudiants à la conception de produits et à la profession d’ingénieur;

Cette approche favorise la rétention de la clientèle en première année;

Permet un nivellement des connaissances et des compétences de base;

Incitatif pour la participation aux clubs étudiants et groupes techniques.

7




L’intégration à travers la conception de produits Les connaissances et compétences enseignées en S1 fournissent les rudiments de base de la conception qui culmine par un projet majeur en fin de baccalauréat.

Éléments de machineStatique

Thermodynamique

Matériaux

Professionnalisme

Communication

Projet Épervier (déc. 2008)www.epervier.ca

8




Projet d’intégration

horizontal en S1 Intégration des connaissances et compétences issues des cours de statique, matériaux, éléments et systèmes mécaniques et communication.

Mise en contexte

Votre firme d’ingénieurs conseil est approchée par l’Association Internationale des Piétons (AIP) pour effectuer une étude préliminaire de passerelle piétonnière qui puisse se lever. Cette passerelle doit être réalisée en treillis métallique, doit être légère, doit avoir une longueur de 4 m et doit pouvoir accueillir 50 personnes. Conscients de votre solide expertise en calcul de structures, vous êtes emballés par le projet et vous acceptez ce mandat. Exigences fonctionnelles de la passerelle

Les exigences fonctionnelles traduisent les attentes de l’utilisateur par rapport au produit. Ces exigences sont les suivantes.

La passerelle devra avoir une longueur de 4 m et être légère; La passerelle sera une structure de type treillis métallique; La passerelle devra pouvoir accueillir 50 personnes (max); Le facteur de sécurité de la structure devra être de 2 par rapport à la limite élastique du

matériau; La structure devra utiliser des extrusions standard d’acier ou d’aluminium; La structure devra comprendre un système de levage mu par un moteur électrique de

faible puissance; Le facteur de sécurité des divers éléments mécaniques du système de levage sera

également de 2; Une fois la passerelle en position levée, le système de levage devra comprendre un

système permettant de la maintenir dans cette position, sans l’aide du moteur; Le système de levage devra également permettre de redescendre la passerelle sans la

« laisser tomber »; On considérera qu’il n’y a aucun piéton sur la passerelle lors du levage de la structure; Le temps de levage ou de descente de la passerelle ne devra pas dépasser une minute; La passerelle devra se lever à un angle de 60° de l’horizontale; Le choix du principe, des technologies et des composantes utilisées pour le système de

levage devra permettre d’en minimiser le coût.

9




Listes des manipulations revues (10) Vérin hydraulique; Vérin pneumatique; Valves; Alternateur; Frein à tambour; Système d’allumage et carburation de moteur; Bloc moteur; Système de transmission moteur-réducteur; Pompe; Ventilateur récupérateur de chaleur.

10




Exemple de dissection

d’un alternateur Chaque documentation comprend une procédure complète de démontage et remontage;

Pour plusieurs étudiants c’est une première expérience avec des outils;

Les laboratoires sont réalisés en équipe de deux.

11




12




13




14





d’un alternateur Des points sont associés au remontage des systèmes à la fin de la manipulation;

Cela permet de s’assurer que les montages sont en bon état pour les équipes qui suivront.

15





d’un alternateur Le démontage et le remontage des systèmes ne constitue pas un objectif en soit;

Des questions à choix multiple et à développement vérifient la compréhension des étudiants;

Les étudiants doivent recourir à leur documentation « théorique » et leur livre pour répondre aux questions.

16




17




18




19





d’un alternateur Pour chaque manipulation, un formulaire de réponse est fourni à chaque équipe;

Ces formulaires doivent être remis à la fin de chaque séance de laboratoire;

L’utilisation de tels formulaires facilite grandement le travail de correction des assistants.

20




21




22




23





d’un alternateur Enfin, la documentation produite s’accompagne d’un solutionnaire pour les assistants;

Afin d’alléger la présentation, nous ne présenterons pas ici toutes les pages du solutionnaire.

24



Rétroaction des étudiants

Mesure du succès des initiatives pédagogiques en S1 Les commentaires reçus des étudiants sont élogieux et unanimes à l’égard des laboratoires de dissection mécanique;

Dans l’ensemble, les initiatives pédagogiques et l’intégration des matières conduisent à un taux d’abandon très faible (moins de 5%);

Les connaissances et compétence acquises se traduisent par un fort engouement pour les clubs étudiants (groupes techniques).

Club Baja SAE1er prix au Baja Alabama 2009, 19 avril 2009

25



Remerciement

Ceux qui ont réalisé le travail… Deux assistants, ont réalisé la refonte des laboratoires de dissection mécanique;

Jean-François Pépin, ing., M.Sc. (en vert);

Marco Bouffard, ing., étudiant à la maîtrise.

Leur motivation a rendu ce projet possible et en a fait un succès.

26



Questions et discussions

Question et discussions ??

Documents

Mois de la pédagogie universitaire 2009 Les vice-recteurs recoivent…