Le stage opérateur est un stage obligatoire, qui fait partie intégrante de la formation d'ingénieur. Le stage opérateur est un stage d’immersion en entreprise permettant ainsi à l'étudiant de découvrir l'environnement d'une entreprise, les contraintes et objectifs du travail en entreprise et les compétences qu'il devra développer dans son cursus.
L'étudiant est en charge d'un travail d'exécution avec un cahier des charges précis et des attentes en termes de qualité et de délais. Le stage s'effectue en immersion en milieu professionnel intégré dans une équipe de travail, dans une entreprise française ou étrangère.
Ce stage ne doit nécessiter aucune compétence préalable et l’étudiant doit occuper une place d’opérateur. Le stage n’est pas un stage d’observation et la nature opérationnelle du stage est essentielle.

 

 

Ce cours a pour objectif de faire acquérir à des ingénieurs les bases théoriques de l’hydrodynamique navale nécessaires à la compréhension des phénomènes rencontrés dans la conception et la mise en œuvre des véhicules marins. Partant des notions et équations fondamentales de la mécanique des fluides, le cours développe les concepts spécifiques de l’hydrodynamique navale tels que l’équilibre et la stabilité du flotteur, les interactions du flotteur avec la houle, la résistance de vagues, la cavitation.

L’accent est mis sur l’initiation aux modèles théoriques pour la résolution numérique ainsi que sur les bases conceptuelles de l’analyse expérimentale. Les modèles d’écoulements simplifiés et les conditions aux limites appropriées sont introduits et discutés. La méthode de représentation par singularités est décrite dans le cas des problèmes de vagues et d’acoustique.

La théorie de l’aile portante instationnaire et les différents modèles de cavitation sont également abordés.

Concepts et outils sont en parallèle appliqués dans le cadre du cours de tenue à la mer.

Le cours inclut 4 séances d'Oceano-Météo pour l’ingénierie et le design. Cette partie du cours fournit une vue d'ensemble de la physique des forces rencontrées dans le domaine maritime
(ondes, courants, vagues).

Ce cours à pour but de montrer comment les concepts importants introduits dans le cours d'hydrodynamique navale sont utilisés pour le projet de navire ou de structure en mer. On cherche en particulier à appréhender les performances en tenue à la mer sur houle réelle d'une structure flottante.
Des séances expérimentales et numériques permettant aux élèves d’aborder de manière plus complète l’un des aspects évoqués précédemment.

Tenue à la mer

Les trois cours de tenue à la mer permettent d’introduire les outils de la théorie linéaire : excitation, fonction de transfert, résonance, …, ainsi que ceux de statistique élémentaire : spectre d’excitation et de réponse, écart type, valeur 1/3, …, pour l’étude de la tenue du navire sur une mer de face.
Les séances d’exercice sont l’occasion d’appliquer ces notions aux calculs du pilonnement, du couplage du pilonnement avec le tangage puis du comportement du navire sur mer réaliste (aléatoire)

Travaux expérimentaux (3 séances)

Des travaux pratiques numériques permettent de compléter les applications précédemment faites par l’étude de la stabilisation en roulis, du tossage ou du mal de mer. Un travail numérique d’optimisation de carène vis-à-vis de la résistance est également proposé.
Ils sont complétés par trois sujets expérimentaux qui ont lieu à l'Unite de Mécanique. Le premier porte sur le comportement en roulis d’une carène dans un canal à houle, le deuxième sur la vibration d’un barreau soumis à un écoulement en soufflerie et le troisième sur la cavitation de profils dans un petit tunnel.

Stabilité des structures en mer (2 séances)

L’objectif est d’exposer les grands principes de la stabilité des structures en mer. Nous introduirons l’approche suivie par la réglementation, notamment des sociétés de classification.

 

Travaux pratiques numériques - logiciel Diodore de Principia (3 séances)

En analyse des structures, le rôle de l'ingénieur mécanicien est d'apporter un jugement sur les capacités mécaniques de la structure étudiée. La méthode des éléments finis est aujourd'hui l'outil le plus utilisé dans l'industrie pour le calcul des structures : déterminer la résistance d'une structure soumise à un ou plusieurs chargements plus ou moins complexes. Les progrès dans le domaine de l'informatique, tant celui des machines que des logiciels, permettent de résoudre des problèmes où des approches traditionnelles analytiques atteignent leurs limites.

Dans le domaine de l'analyse des structures, la responsabilité de l'ingénieur est non seulement d'en maîtriser correctement les principes de bases et les méthodes de résolution utilisées, mais aussi de savoir en interpréter correctement les résultats. La problématique est la suivante : assurer la modélisation du problème de mécanique, le résoudre avec des méthodes numériques appropriées, la valeur ajoutée fondamentale de l'ingénieur est en dernier lieu de savoir analyser les résultats.

Appliquée au domaine des structures navales, la première partie de ce cours s'articulera autour des points suivants :
   1) identifier l'analyse à réaliser en fonction du problème posé,
   2) modéliser en conséquence la structure étudiée et les chargements
   concernés, que l'analyse concerne l'ensemble d'un bâtiment ou seulement
   une partie,
   3) résoudre numériquement le problème mécaniqueen régime statique.

Le logiciel Abaqus sera utilisé dans le cadre des travaux dirigés. C'est un des logiciels parmi ceux qui sont les plus utilisés actuellement dans le monde du calcul de structure, quelque soit le domaine industriel concerné.

En analyse des structures, le rôle de l'ingénieur mécanicien est d'apporter un jugement sur les capacités mécaniques de la structure étudiée. La méthode des éléments finis est aujourd'hui l'outil le plus utilisé dans l'industrie pour le calcul des structures : déterminer la résistance d'une structure soumise à un ou plusieurs chargements plus ou moins complexes. Les progrès dans le domaine de l'informatique, tant celui des machines que des logiciels, permettent de résoudre des problèmes où des approches traditionnelles analytiques atteignent leurs limites.

Dans le domaine de l'analyse des structures, la responsabilité de l'ingénieur est non seulement d'en maîtriser correctement les principes de bases et les méthodes de résolution utilisées, mais aussi de savoir en interpréter correctement les résultats. La problématique est la suivante : assurer la modélisation du problème de mécanique, le résoudre avec des méthodes numériques appropriées, la valeur ajoutée fondamentale de l'ingénieur est en dernier lieu de savoir analyser les résultats.

Appliquée au domaine des structures navales, la seconde partie de ce cours s'articulera autour des points suivants :
   1) modéliser  la structure étudiée et les chargements concernés.
   2) résoudre numériquement le problème mécanique en régime  dynamique, que le comportement des matériaux soit élastique ou plastique, que l'on tienne compte ou non des non-linéarités géométriques (instabilité de ruine, flambement),
   3) réaliser le post-traitement et l'analyse des résultats.

Le logiciel Abaqus sera utilisé dans le cadre des travaux dirigés. C'est un des logiciels parmi ceux qui sont les plus utilisés actuellement dans le monde du calcul de structure, quelque soit le domaine industriel concerné.

L’objectif de ce cours est donner un ensemble de connaissances relatives au dimensionnement structurel des systèmes navals, en insistant sur les aspects relatifs à la résistance et à la fatigue. En particulier les points suivants seront abordés:
- principes sous-jacents à la sécurité des systèmes navals, flotteurs et équipements, et approche suivie par la réglementation, notamment des sociétés de classification.
- place des études de structure dans la boucle de projet de navire,
- sensibilisation aux hypothèses d'entrée et aux liaisons avec les autres domaines de l'architecture navale,
- notions d'échantillonnage des éléments primaires sous chargement local et d'échantillonnage de la coupe au maître,

La finalité de cet enseignement est de réaliser une synthèse complète et accessible des enseignements théorique de l'architecture navale. Les élèves incluront leurs connaissances théoriques récentes dans une vision globalement cohérente d'un projet de navire. Ils dépasseront l'approche analytique du domaine d'étude (décomposition en sous-ensembles et maîtrise des problèmes théoriques et techniques de ce domaine) enseignée en amont pour acquérir une vision " systémique ". Il s'agit ici de modéliser le " système navire " et d'étudier les relations et interfaces communes de chacune de ses parties. Cette approche pédagogique est calquée sur les réflexions et les recherches traitant des nouveaux concepts de plates-formes navales où le management du système, le traitement des flux d'informations et le design ne sont plus gérés comme des entités indépendantes mais comme sous-systèmes intégrés
avec des interfaces communes à optimiser.

La délivrance de cet enseignement se base sur la présentation et la mise en œuvre de trois outils informatiques :
-    Un système expert à visée pédagogique PrISM permettant la modélisation des plate-formes navales (verticale des formes, hydrostatique, courbe des aires, efforts globaux, stabilité). L’architecture de PrISM reprend les différentes phases de modélisation d’un navire mises en œuvre dans les bureaux d’études d’ingénierie navale. Les élèves se familiariseront avec le processus « en spirale » d’itérations successives de la boucle de projet de navire.
-     Un système expert opérationnel embarqué SAPHIR permettant la modélisation de l‘environnement océano/météo, le monitoring du navire soumis à un état de mer, la modélisation des contraintes commerciales ou opérationnelles et enfin le degré d’opérabilité du modèle navire créé. Ce système est embarqué à bord de navires de recherche océanographique et de navires de combat.
-    Un code bidimensionnel de tenue à la mer permettant le calcul des fonctions de transfert en hypothèse de linéarité du modèle navire.

La finalité de cet enseignement est de réaliser une synthèse complète et accessible des enseignements théorique de l'architecture navale. Les élèves incluront leurs connaissances théoriques récentes dans une vision globalement cohérente d'un projet de navire. Ils dépasseront l'approche analytique du domaine d'étude (décomposition en sous-ensembles et maîtrise des problèmes théoriques et techniques de ce domaine) enseignée en amont pour acquérir une vision " systémique ". Il s'agit ici de modéliser le " système navire " et d'étudier les relations et interfaces communes de chacune de ses parties. Cette approche pédagogique est calquée sur les réflexions et les recherches traitant des nouveaux concepts de plates-formes navales où le management du système, le traitement des flux d'informations et le design ne sont plus gérés comme des entités indépendantes mais comme sous-systèmes intégrés
avec des interfaces communes à optimiser.

La délivrance de cet enseignement se base sur la présentation et la mise en œuvre de trois outils informatiques :
-    Un système expert à visée pédagogique PrISM permettant la modélisation des plate-formes navales (verticale des formes, hydrostatique, courbe des aires, efforts globaux, stabilité). L’architecture de PrISM reprend les différentes phases de modélisation d’un navire mises en œuvre dans les bureaux d’études d’ingénierie navale. Les élèves se familiariseront avec le processus « en spirale » d’itérations successives de la boucle de projet de navire.
-     Un système expert opérationnel embarqué SAPHIR permettant la modélisation de l‘environnement océano/météo, le monitoring du navire soumis à un état de mer, la modélisation des contraintes commerciales ou opérationnelles et enfin le degré d’opérabilité du modèle navire créé. Ce système est embarqué à bord de navires de recherche océanographique et de navires de combat.
-    Un code bidimensionnel de tenue à la mer permettant le calcul des fonctions de transfert en hypothèse de linéarité du modèle navire.

Objective of the course is to provide an understanding of the processes, methods, and requirements of practical ship design. Understanding the role of ship designer within lifecycle of shipbuilding acts as a starting point of the course.
Core of the course entails the development of a conceptual design in order to fulfil contractor requirements while taking in account relevant regulations. The process includes sizing of main dimensions, power and propulsion, hull shape and cargo arrangement to fit missions requirements. Preliminary calculations are then conducted to assess weight/displacement, structural resistance, fuel consumption, seaworthiness and stability. Further evaluation takes in account safety and environmental risks. Building cost and vessel operating costs are then estimated.
Project management techniques are highlighted throughout the entire course.
A preliminary ship design exercise allows participants to practice course learnings.

Ce cours à pour but de montrer comment les concepts importants introduits dans le cours " bases théoriques de l’hydrodynamique navale " sont utilisés pour le projet de navire. Les points suivants sont abordés :
- Évaluation des qualités manœuvrières, comprenant notamment la sécurité et la réglementation.
- Évaluation de la résistance et du dimensionnement du propulseur, comprenant l’impact de la cavitation et celui du bruit.

Manœuvrabilité

L’objectif du cours est de donner au futur architecte ou futur acteur de l’industrie navale les bases pour l’appréhension du problème des caractéristiques manœuvrières. Les différents aspects de la manœuvrabilité sont abordés par l ‘analyse du comportement du bâtiment de surface ou du sous-marin en évolution. Les aspects réglementaires de la manœuvrabilité sont évoqués pour les bâtiments de surface. La modélisation de la manœuvrabilité est largement développée et les moyens et méthodes d’études sont présentés. Les règles de dimensionnement des gouvernails expliqués. Les différents aspects du cours sont illustrés par des exercices dirigés.

Dimensionnement du propulseur

Le cours de dimensionnement du propulseur est une application concrète des cours sur la ligne portante, la cavitation et la résistance. On développe les points suivants largement illustrés par des réalisations réelles d’hélice : éléments de conception, similitude, point de fonctionnement et rendement, série d’hélices, disque moteur, méthode simplifiée de dimensionnement, méthode de la ligne portante, optimisation de la loi de corde, sillage et pressions fluctuantes.

L’objet de ce cours est de présenter d’une part, les principaux choix architecturaux des systèmes propulsifs auxquels sont confrontés les architectes, et d’autre part, les principes généraux de dimensionnement de ces systèmes. Sont notamment abordés dans ce cours :
-Les exigences dimensionnantes pour la conception d’un système propulsif
-Les technologies disponibles pour les principaux composants (sources de puissance, transmissions de puissance, propulseurs), leurs avantages et inconvénients
-Les architectures propulsives, leurs avantages et inconvénients et les contraintes d’intégration à bord des navires
-L’estimation de la puissance propulsive à installer pour garantir la tenue des exigences
-Les grands principes d’exploitation des systèmes propulsifs

La conception des navires fait largement appel à des outils logiciels de plus en plus performants, et en liaison croissante avec la construction et l’exploitation. L’objectif de ce module est une présentation générale de ces outils, essentiellement dans le cadre de la conception. Les cours présenteront un panorama du domaine, en se référant parfois aux autres industries, et en se focalisant sur le travail de l’architecte naval. Durant les travaux dirigés, des applications réelles seront traitées par les étudiants sur les outils logiciels disponibles à l’école.