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Nom complet Nom abrégé Résumé
MA103 - Introduction à la discrétisation des équations aux dérivées partielles (S2-1A - 2023-24) ENSTA_OCC_3464
Ce cours est centré sur la méthode des différences finies pour l'approximation des équations aux dérivées partielles de la physique (elliptiques, paraboliques et hyperboliques). C'est cette dernière classe d'équations qui fait l'objet de ce cours. Nous abordons les problèmes linéaires et non linéaires. L'objectif est alors de

- Introduire, sur des exemples modèles relativement simples, quelques propriétés essentielles des solutions de ces équations;

- Donner les bases de la méthode des différences finies, introduire les notions de schémas explicite et implicite;

- Sensibiliser les élèves aux notions de consistance, stabilité et convergence d'un schéma numérique;

Les deux autres catégories d'équations seront abordés dans deux cours de deuxième année sur la méthode des éléments finis (ANN201 et ANN202).
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APM_3MA04_TA - Fonctions de variable complexe (S1 - 2024-25) ENSTA_OCC_3461
La théorie des fonctions holomorphes qui a été développée au 19ème siècle sous l'impulsion de Gauss, Cauchy, Riemann ... constitue l'une des toutes premières réussites de l'analyse. Sa puissance et sa simplicité font que les fonctions holomorphes se rencontrent dans presque tous les domaines des mathématiques pures ou appliquées, depuis la théorie de nombres (hypothèse de Riemann), la théorie spectrale, les équations différentielles et aux dérivées partielles. Elles constituent également un outil particulièrement important en physique (calcul de solutions analytiques), en automatique (transformation de Laplace, localisation de pôles) ou en mécanique des fluides (fluides parfaits, stabilité).
 
Le cours se propose de décrire les fondements de la théorie ainsi que ses applications typiques. Des exercices variés essentiellement centrés sur les applications permettront d'en goûter tout le sel et d'acquérir une compréhension renouvelée de certains des calculs formels de la physique, de la mécanique ou de l'automatique.
 
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APM_4MA01_TA - Estimation et identification statistique (S1-2A - 2024-25) ENSTA_OCC_3877

Ce cours est réparti entre un volet estimation statistique et un volet probabilité consacré aux chaines de Markov. Dans la partie estimation statistique, l'objectif est de fournir aux étudiants les méthodes de base pour estimer les paramètres d'un modèle, ainsi que leurs cas d'utilisation et leurs limites. Les méthodes d'estimation sont présentés dans le cas de l'approche bayésienne (MAP, LMMSE), et dans le cas de l'approche classique (LSE, ML, BLUE). Ensuite, les chaines de Markov, outil incontournable pour modéliser des phénomènes chronologiques ou séquentiels, sont introduites dans le cas d'un espace fini, avec leurs différentes propriétés et les théorèmes fondamentaux associés. Le cours s'achève par la présentation des modèles de Markov cachés, et les tâches fondamentales associées (calcul de vraisemblance, estimation des états cachés par Viterbi, apprentissage des paramètres).

Les outils enseignés dans les cours magistraux seront mis en oeuvre sur plusieurs jeux de données réelles de nature différentes (audio, images, textes, etc.)

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MAT42 - Echelles intermédiaires Gravitation classique et systèmes d'étoiles (S2-1A - 2019-20) ENSTA_OCC_3035

Ce cours est une introduction à l'étude des propriétés d'un système classique (ni quantique, ni relativiste) constitué de corps en interaction gravitationnelle.

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MAT43 - Grandes échelles Univers et Gravitation relativiste (S2-1A - 2019-20) ENSTA_OCC_3036

Ce cours est une introduction à la théorie de la relativité générale et à ses applications en astrophysique.

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MEC_4MF01_TA - Ecoulements compressibles (S1-2A - 2024-25) ENSTA_OCC_3231
Le cours est consacré aux écoulements où les phénomènes de compressibilité ne sont plus négligeables. L'étude sera menée pour les fluides non visqueux et repose sur l'exploitation soignée des équations de bilan (masse, quantité de mouvement, énergie et entropie).
L'étude des écoulements isentropiques stationnaires ou instationnaires dans des conduites de sections constantes ou variables permettra de mettre en évidence la particularité des écoulements supersoniques et l'apparition des surfaces de discontinuité.

Le passage d'un bilan sous forme globale à une écriture locale permet en cas de présence dans le domaine de surfaces de discontinuités, de dégager clairement les relations de sauts qui relient les grandeurs thermomécaniques de part et d'autre des lieux de discontinuités. Les différents chocs seront alors étudiés, tout comme les ondes de détente.
L'accent sera mis sur la compréhension des phénomènes physiques et techniques mathématiques, par exemple la méthode des caractéristqiues.
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MEC_5MI01_TA - Modélisation numérique en mécanique des solides (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_3106 La méthode des éléments finis est l'outil le plus utilisé dans l'industrie pour le calcul des structures. Le progrès en informatique ainsi que l'émergence de plusieurs codes de calcul d'analyse structurale par éléments finis ont changé radicalement les méthodes de travail de l'ingénieur. Il peut aujourd'hui résoudre les problèmes les plus complexes avec un degré de raffinement qui ne serait pas envisageable avec les méthodes traditionnelles. L'existence de ces logiciels n'atténue en rien le rôle et la responsabilité de l'ingénieur. Au contraire, pour bien maîtriser cette technique, il lui est indispensable de connaître ses principes de base, ainsi que les différentes méthodes de résolution utilisées (en particulier en mécanique non-linéaire et lorsqu’il existe des couplages entre différentes physiques. L’objectif principal sera de détailler l’ensemble des points d’entrée d’un calcul éléments finis en soulignant les choix possibles (maillage, condition limite, algorithme de résolution, etc) et les risques associés (non-convergence du maillage, mauvais choix d’élément, erreurs liées au choix de l’algorithme de résolution, etc.) en nous appuyant sur des problèmes appliqués impliquant des couplages notamment en thermique et mécanique ainsi que sur l’outil 3DExperience de Dassault Systèmes. Voir le cours
MEC_5MI02_TA - Modélisation numérique en mécanique des fluides (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_3678

Ce cours est destiné à former des ingénieurs ou des chercheurs dans le domaine de la mécanique des fluides numériques. Le cours a ainsi pour objet de : 

- Donner une vision de la problématique de la modélisation numérique des écoulements turbulents à des ingénieurs, à travers un panorama large des modèles existants et de leurs hypothèses de construction.

- Mettre l’accent sur les difficultés, les limites, les développements en cours et à venir pour leur permettre de disposer d’un recul suffisant pour analyser une situation et choisir la bonne stratégie de modélisation en fonction des moyens disponibles et des résultats attendus

- Faire un focus sur l'aérodynamique automobile, en exposant les moyens de conception physiques et numériques.

- Donner une illustration de l’utilisation de la CFD dans l’automobile : décrire toutes les étapes et outils du processus de simulation, de la CAO au post-traitement, en passant par le maillage et le calcul sur serveurs. Faire un rapide tour d'horizon des outils et codes de calculs.

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MEC_5MI03_TA - Projet conception et modélisation (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_3413

L'objectif de ce cours est de donner un large aperçu des matériaux utilisés dans l'industrie, de leurs propriétés mécaniques, leurs domaines d'utilisations et de donner à l'ingénieur les premières bases pour procéder à un choix réfléchi dans le cadre de la conception mécanique.

Ce cours va ainsi explorer différents types de matériaux, leurs propriétés, leur mise en forme et leur durabilité. Des cas d'applications concret seront proposé pour :

- Les matériaux métalliques et particulièrement les aciers

- Les matériaux composites à base polymère

Une ouverture particulière sera proposée sur les nouveaux procédés de prototypage rapide et de fabrication additive.

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ECE_5MI04_TA - Systèmes multi-capteurs pour véhicules autonomes (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_3111
Les élèves seront répartis en groupes de binômes ou trinômes pour la réalisation d'un projet en mécanique des fluides appliqué à l'aérodynamique automobile.

4 projets/groupes (maximum 4 trinômes) seront disponibles pour l'étude de l'aérodynamique automobile comprenant 2 séances expérimentales, l'une en soufflerie et l'autre en tunnel hydrodynamique avec 2 séances de traitement et d'analyses des données expérimentales. En parallèle, des calculs numériques seront menées pendant 4 séances sur des géométries identiques aux essais.


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M2IV304-b - Projet applicatif simulation numérique (syst. embarqué/structure) (3A/Master - 2021-22) ENSTA_OCC_3112
Les élèves seront répartis en groupes de binômes ou trinômes pour la réalisation d'un projet en mécanique des fluides appliqué à l'aérodynamique automobile.

Numerus clausus :
4 projets/groupes seront disponibles pour l'étude de l'aérodynamique automobile comprenant 2 séances expérimentales, l'une en soufflerie et l'autre en tunnel hydrodynamique avec 2 séances de traitement et d'analyses des données expérimentales. En parallèle, des calculs numériques seront menées pendant 4 séances sur des géométries identiques aux essais.
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ECE_5MI06_TA - Nouveaux modes de propulsion (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_3415

Le projet de Conception Modélisation est proposé́ en complément des enseignements dispensés en cursus ingénieur à dominante mécanique. Il vise en particulier à mettre en application les notions apprises dans les cours de conception mécanique, de Résistance des Matériaux, de dynamique des structures et d'initiation à la méthode des éléments finis. Le projet a également pour vocation de "plonger les étudiants" dans l'étude d'un cas industriel déroulé́ suivant une démarche d'ingénierie système. L'ensemble doit être basé un sujet motivant qui pourrait être repris en illustration dans les cours plus spécialises (fatigue, fissuration, module de MEF avancé ...)

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MDC_5MI07_TA - Ingénierie des systèmes complexes (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_3598

Ce module présente la théorie et les méthodes de conception et d'optimisation nécessaires à l'ingénierie des systèmes complexes multiphysiques.  Dans un premier temps la description  des processus de conception MBSE sera effectuée. Dans un second temps la jonction ingénierie système et modélisation/simulation multiphysiques avec une accent sur la mécanique des structures et mécanique des fluides sera réalisée. Enfin une introduction à la theorie et aux méthodes d'optimisation multicritères appliquées aux systèmes complexes mulitphysiques cloturera les flots de conception.

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MDC_5MI08_TA - MBSE et Optimisation Multiphysique Multidisciplinaire (MDO) (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_3114 Les systèmes complexes sont de par nature multidisciplinaire et les processus d'ingénierie exigent une approche systémique dans un contexte économique et industriel extrêmement concurrentiel sous contraintes de ressources et de temps. Face à une croissance exponentielle de la complexité des systèmes industriels et des systèmes de systèmes (système de systèmes de transport, d'énergie, de défense,...) une maitrise avancée et couplée des fondamentaux des méthodes et pratiques de l'ingénierie système (MBSE,..), des méthodes mathématiques d'optimisation et de modélisation/simulation des systèmes multiphysiques est indispensable. Le cours débute par une introduction à la MDO (Multi Disciplinary Optimization) en émergence forte qui permet l'optimisation multidisciplinaire de systèmes. Cette partie décrit les fondamentaux de la MDO ( DSM, xDSM, couplages), les méthodes mathématiques d'optimisation à base de gradient, l'optimisation multiobjective (NSGA-II, etc...). Cette partie exploitera l'outil OpenMDAO une plateforme opensource à base de Python pour la résolution de problèmes de MDO sur un projet en groupe. La deuxième partie dans une approche ascendante abordera la MBSE en Ingénierie Système en s'appuyant sur un premier cours ayant présenté une sensibilisation à l'IS mais sans exploitation de logiciel de modélisation. Cette partie exploitera le logiciel Cameo de Dassault Systèmes et qui permet la jonction entre MBSE, MDO et l'ensemble du portfolio des outils 3DS (CATIA, Simulia, Solidworks, 3DEXPERIENCE) pour traiter les différentes disciplines (fatigue des matériaux et structures, modélisation structures élancées, interactions fluides structures, écoulements compressibles, électrification, systèmes embarqués,...). Voir le cours
MDC_5MI09_TA - Véhicule autonome (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_3416

Il s’agit de présenter les problématiques actuelles lié à l’autonomie et à la connectivité des véhicules et les avancées algorithmiques permettant de généraliser les véhicules autonomes. Le cours fait ainsi intervenir plusieurs acteurs pour autant de points de vue sur cette problématique :

- Un constructeur automobile : dans le contexte général du véhicule autonome, comment passer des ADAS à la conduite autonome avec la contrainte de la sureté de fonctionnement dans l’automobile et sa validation pour un véhicule autonome ? Seront également explorées, l’intérêt du Machine Learning et l’utilisation de l’intelligence artificielle à différents niveaux dans la chaine de contrôle d’un véhicule autonome

 

- Un acteur majeur de l'intermodalité et des véhicule autonomes, groupe chargé de concevoir les systèmes autonomes des trasports de demain.

- Un réglementateur, l’ANSSI, l'Agence nationale de la sécurité des systèmes d'information

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MEC_5MI10_TA - Ingénierie automobile (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_3115
L’objectif principal du cours est d’approcher la complexité de la conception d’un véhicule automobile. Pour cela, on explicitera non seulement les principales phases qui constituent un projet automobile mais aussi toute l’organisation qui permet d’arriver à la commercialisation et l’utilisation d’un véhicule. Les grands enjeux et la mutation que le monde de l’automobile vit aujourd’hui (véhicule autonome, connectivité, réduction des consommations, électrification, etc…) seront aussi abordés.

Le début du cours présentera la problématique de la synthèse automobile et insistera sur la difficulté et la nécessité de coordonner de nombreuses prestations (dynamique, consommation, tenue au crash, durabilité, confort vibratoire et acoustique, aérodynamique, architecture électrique/électronique, etc…), prestations qui seront détaillées dans les séances suivantes par des experts de chaque domaine.

Il faut noter qu’est exclue la conception du groupe motopropulseur qui fait l’objet d’un cours spécifique.

Dès le début du cours, seront lancés des mini-projets qui consistent à concevoir, par équipe de 4 à 6 élèves, une automobile sur la base d’un cahier des charges et d’éléments techniques fournis (règles de conceptions, schémas d’architecture, etc…). Ces mini-projets feront l’objet d’une soutenance lors de la dernière séance.
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MEC_5MI11_TA - Ingénierie ferroviaire (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_3417
Le domaine des transports terrestres connaît une expansion considérable, entraînant des investissements massifs sur une longue durée. Les problèmes énergétiques, écologiques et économiques et la sécurité ont pris une grande importance. Les évolutions techniques sont rapides. De récentes directives européennes conduisent à définir de nouvelles normes d'interopérabilité. En traitant de ce grand secteur d'activité, le cours a l'ambition d'établir un lien entre l'enseignement théorique reçu par les élèves et des applications pratiques. Sur le plan technique, le cours est plus spécialement consacré aux transports guidés ferroviaires. Il a pour objectif de faire découvrir aux étudiants les principaux phénomènes mécaniques mis en jeux et de construire une modélisation du système.Il s'articule de la façon suivante :
1.    Des exposés de caractère général.
2.    Des exposés et TD numériques, visant à faire connaître aux élèves la technique ferroviaire dans différentes  spécialités.
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MDC_5MI12_TA - Ingénierie des réseaux de mobilité (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_3321
L'objectif de ce cours est de donner un aperçu de la conception d'un sous-ensemble automobile à traver l'exemple des pneumatiques. Il s'agit de comprendre commennt est définit un sous-ensemble automobile et ensuite comment il est conçu, étudié puis validé.
 
Le cours est construit autour de la mécanique du pneu, des chargements qu'il lui sont appliqué, de son comportement et de la définition des matériaux le composant. Le cours inclu une visite des installations de Michelin à Clermont-Ferrand pendant la semaine du milieu.
 
Le cours inclus enfin une participation au challenge innovation de Michelin
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CSC_3MO02_TA - Introduction à MATLAB (S1 - 2024-25) ENSTA_OCC_3216
Le cours a pour vocation d'apprendre aux élèves à bien programmer en Matlab. Après une première heure (en amphi) de présentation générale de Matlab, le cours se passe exclusivement en salle informatique et est consacré :
- à faire des d'exercices (définis à l'avance) illustrant les possibilités du langage Matlab,
- à réaliser un projet dans lequel l'utilisation de Matlab facilite le travail.

Les élèves doivent avant le début de cours se regrouper en binôme et choisir un projet parmi ceux proposés, portant sur des thèmes aussi variés que la robotique, la mécanique des fluides, le calcul scientifique ou la thermodynamique.
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MO103 - Semaine de formation à l'ingénierie système (S1 - 2021-22) ENSTA_OCC_3391
La semaine ingénierie système a pour objectif de donner un aperçu des techniques et processus nécessaire à la réalisation de systèmes. L'enseignement s'appuiera sur des témoignages d'industriels ou de partenaires académiques qui illustrent la complexité des systèmes qu'ils réalisent. De plus, cet enseignement présentera les éléments fondamentaux de l'ingénierie système. Une grande part de cet enseignement est dédié à un projet collaboratif en équipe pour réaliser un robot sumo. 
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3MO04_TA - Prévention, Santé, Addiction, Responsabilité (S1 - 2024-25) ENSTA_OCC_3635
Les rencontres Ça m'Soûle se font toutes en petit groupe (environ une vingtaine d'élèves). Deux étudiants, membres du BDE et ayant suivi au préalable, la « formation BDE », introduisent le module.
Un formateur, spécialiste du risque alcool et des addictions, propose un quiz dont la correction formera le squelette du déroulé. Celui-ci permet d’entrer de façon individuelle dans le sujet et d’évaluer les connaissances de chacun. Il favorise l’interaction. La dernière demi-heure est consacrée au logiciel de simulation de consommation.
 
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MO201 - Introduction à l'environnement Unix (Préfo AST - 2019-20) ENSTA_OCC_3602

L'environnement informatique de l'ENSTA, qui repose sur un système d'exploitation de type Linux, et les cours d'informatique qui y sont dispensés, en première année notamment, nécessitent - ou réciproquement permettent - d'acquérir un certain nombre de pratiques logicielles afin de pouvoir réaliser certaines tâches courantes avec efficacité.

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MEC_4MO21_TA - Conception assistée par ordinateur (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_4055

Dans le cadre de ce cours, seront présentées les fondements de la conception d'un outil de CAO. 

L'outil CAO sera par ailleurs largement utilisé dans le cadre du projet fil rouge servant d'appui pour l'apprentissage par projet commun à l'ensemble des cours de la mineure "conception mécanique". 

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MO222 - Projet mécanique (S1-2A - 2023-24) ENSTA_OCC_5199

Cette activité assure le suivi du projet fil rouge de la mineure conception mécanique. 

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MEC_3MS00_TA - Mécanique des milieux continus et du solide élastique (S1 - 2024-25) ENSTA_OCC_4002 Voir le cours
MEC_4MS22_TA - Comportement non linéaire des matériaux (3A/Master - 2024-25) ENSTA_OCC_4057

Ce cours constitue une introduction aux comportements non linéaires des matériaux et aux analyses permettant de faciliter le choix des matériaux pour des applications données. Il s’agira de s’intéresser à la modélisation des comportement non linéaires en général et à la plasticité en particulier pour les métaux. L’objectif principal est de former les étudiants aux méthodes expérimentales et analytiques nécessaire pour écrire un modèle de comportement ainsi que le savoir-faire pour les utiliser efficacement dans le processus de conception d’une structure.

Les notions transmises lors de ce cours sont développées dans le cadre d'un apprentissage par projet commun à l'ensemble des cours de la mineure "conception mécanique". 

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MEC_3MS01_TA - Mécanique des milieux continus (S1 - 2024-25) ENSTA_OCC_3460
Ce cours vise à poser les bases de la Mécanique des Milieux Continus. Il est composé de deux parties :
La première partie est consacrée à la  description géométrique. On présentera l’étude lagrangienne et l’étude eulérienne des milieux continus, le tenseur des déformations, le tenseur taux de déformation et le champ de déplacement.  En nous plaçant dans le cadre des transformations infinitésimales, on s'intéressera à la notion de compatibilité d’un champ de déformation donné.
La seconde partie est consacrée à la description des efforts introduits par le biais de la méthode des puissances virtuelles : le tenseur des contraintes sera naturellement mis en évidence par un processus de dualisation. Les efforts ainsi obtenus sont cohérents par rapport à la description géométrique présentée dans la première partie du cours. On insistera sur le caractère systématique de cette méthode, basée sur le Principe des Puissances Virtuelles (PPV), ainsi que sur sa généralisation à d'autres modélisations mécaniques cohérentes (poutres, plaques, etc.). Enfin, cette méthode nous permettra de déduire les équations locales de la dynamique d'un milieu continu.
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MEC_3MS02_TA - Elasticité Linéaire (S1 - 2024-25) ENSTA_OCC_3390
Ce cours est une première application de la Mécanique des Milieux Continus (cours MS101).
Il s'agit de l'introduction de la notion de loi de comportement, relation liant le tenseur des contraintes au tenseur des déformations.  Le cadre de la présentation est celui de la thermoélasticité linéaire en petites transformations et pour des transformations quasistatiques.

On introduit tout d'abord la loi de comportement thermoélastique, en insistant sur le cas particulier des matériaux isotropes.
Les deux cours suivants sont consacrés à la mise en œuvre et à la résolution du problème thermoélastique dans les cas particuliers où l'on peut exhiber des solutions exactes. On présente les méthodes générales de résolution : méthode des déplacements et méthode des contraintes. Celles-ci sont illustrées par plusieurs exemples types : traction -compression, flexion plane, torsion.

On présente ensuite le principe général des méthodes variationnelles en thermoélasticité linéaire. Celles-ci permettent d'obtenir des solutions approchées d'un problème, et ouvrent la voie aux méthodes numériques (éléments finis).
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MEC_4MS01_TA - Comportement non linéaire des matériaux (S1-2A - 2024-25) ENSTA_OCC_3232
Ce cours constitue une introduction aux modèles de comportement non linéaire en général et à la plasticité en particulier. Il s’agit de comprendre la nécessité pour l’ingénieur de disposer d’outils pour décrire le comportement non linéaire et les effets mécaniques qu’il engendre. Comprendre les non linéarités permet ainsi de concevoir des structures mécaniques en les limitant au maximum dans un régime de fonctionnement linéaire ou de rendre cette conception robuste et durable si on ne peut les éviter. Il s’agit ainsi d’introduire les protocoles expérimentaux nécessaires à la bonne compréhension des phénomènes non linéaires, de les analyser et de proposer les outils mathématiques adéquats pour représenter le comportement au travers d’un modèle. Ce dernier sera ensuite utilisé pour estimer l’évolution d’une structure soumise à différents chargements et permettra de concevoir de manière fiable des structures. Le cours s’attachera donc à explorer les origines physiques des comportements non linéaires, à présenter les modèles les plus simples pour les décrire et à estimer leur domaine de validité.
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MEC_4MS02_TA - Modélisation des structures élancées (S1-2A - 2024-25) ENSTA_OCC_3223
Ce cours aborde la mécanique des structures minces. La méthode des puissances virtuelles, extrêmement générale, est ici formalisée pour des structures unidimensionnelles, à savoir des poutres et des assemblages de poutres. Le choix d'une description géométrique des structures considérées conduit ainsi à une modélisation des efforts intérieurs et aux équations du mouvement. La loi de comportement est ensuite précisée : il s'agit pour ce cours du comportement thermoélastique linéaire.

L'application du modèle ainsi construit permet alors l'analyse statique des assemblages de poutres, dans le cadre linéaire (transformations géométriques faibles, comportement élastique linéaire). La question de la perte de stabilité (charge critique de flambement) de la réponse élastique est enfin abordée.
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