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OBSERVATIONS SUR LA CONDUITE DUN PROJET INTÉGRATEUR Michel BERNIER Professeur, Département de génie mécanique IntroductionChoix du projet et contexte Déroulement.

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1 OBSERVATIONS SUR LA CONDUITE DUN PROJET INTÉGRATEUR Michel BERNIER Professeur, Département de génie mécanique IntroductionChoix du projet et contexte Déroulement du cours Déroulement du cours (suite) Le projet consiste à concevoir un échangeur de chaleur tubulaire en respectant un devis technique Il sadresse à des étudiants finissants de génie mécanique. Le projet est réalisé sur une période de 13 semaines. Quatre heures par semaine sont réservées au travail en équipe. Échangeur Tubulaire vues antérieurement La réalisation du projet fait appel à diverses notions de base vues antérieurement par les étudiants. Parmi les principales notions requises, citons: Transfert de chaleur Communication graphique Mécanique des fluides Résistance des matériaux Fabrication Matériaux Vibration Pompes Économie être adaptés nouvelles connaissances Ces notions doivent être adaptés au contexte des échangeurs. Dautres part, de nouvelles connaissances doivent être acquises par les étudiants dans les domaines suivants: Design des échangeurs Codes et normes Développement durable 1 Tarification énergétique Analyse multi-critrère Létudiant est donc responsable de son apprentissage De plus, il doit assurer une partie de la formation de ses confrères de classe. intégrées Ladaptation des notions de base et lacquisition des nouvelles connaissances sont réalisées par les étudiants. Létudiant est donc responsable de son apprentissage. De plus, il doit assurer une partie de la formation de ses confrères de classe. Finalement, ces connaissances doivent être rassemblées (i.e. intégrées) à lintérieur du projet. Les étudiants réalisent alors quun projet dingénierie cest un ensemble de compromis. Ainsi, par exemple, le choix du diamètre des tubes est le résultat dun compromis entre un bon transfert thermique, une puissance de pompage raisonnable, des vibrations acceptables etc…. projet réel. Un cahier des charges (devis), issu du milieu industriel, est utilisé. Ce devis a été réalisé par un bureau détude et est destiné à des fournisseurs (fabricants) déchangeur. Cest un projet réel. Semaine 1 Formation des équipes et assignation des spécialités. spécialiste Les équipes (de 4) sont formées au hasard. Chaque étudiant est un spécialiste en thermique ou en mécanique. Chaque équipe est formée de 2 thermiciens et de 2 mécaniciens. La structure organisationnelle de la classe est celle que lon rencontre souvent dans des équipes dingénierie. Ainsi, on retrouve des ingénieurs séniors (les profs) qui connaissent bien lensemble des spécialités et des ingénieurs juniors (les étudiants) qui sont confinés à une spécialité mais qui sont immergés au milieu des autres spécialistes. Le devis change dun semestre à un autre mais la structure du cours reste inchangée Le devis change dun semestre à un autre mais la structure du cours reste inchangée. Ceci constitue un avantage organisationnel important car les professeurs nont pas à rebâtir le cours à chaque semestre. Les étudiants incarnent le fournisseur. Ils doivent déposer une soumission qui respectera le cahier des charges (devis). semi-ouvert Cest un projet que lon peut qualifier de semi-ouvert. Ainsi, le projet nest pas complètement ouvert (i.e. que les étudiants ne peuvent pas choisir nimporte quel type déchangeur) … mais il nest pas complètement fermé puisque chaque équipe propose une solution différente. Semaine 9 Visites industrielles Raffinerie Shell Tuyaux Wolverine Semaines Activités de formation. Chaque spécialiste doit « former » ses camarades de classe. Cette activité se déroule comme suit: Étape 1: Rencontre individuelle entre le prof et létudiant pour déterminer le contenu de la présentation. Étape 2: (en classe) - Activité (individuelle) : Présentation orale de létudiant sur sa spécialité (20 min.) -Questions de la classe (10 min.) -Réajustement du professeur (20 min.) Présentation orale dun étudiant Activité (en équipe): Analyse du devis technique pour répertorier les points saillants et identifier le vocabulaire des échangeurs en se référant à un manuel 5. Activité (individuelle): Reverse engineering (« process of extracting know-how or knowledge form human-made artifacts ») 2.. A partir de plans réels dun échangeur les étudiants doivent extraire certaines données et effectuer certains calculs. Tout ceci dans le but de comprendre ce quest un échangeur. Activité (en équipe): Planification du projet: échéancier, responsabilités 1- Bernier M. « Conception dun échangeur thermique selon des critères de développement durable », VI e colloque Franco-Québécois sur la thermique des systèmes, article 05-02, Université Laval, mai Samuelson, P. Scotchmer, S. « The law & Economics of Reverse Engineering », Yale Law Journal, April Site web du cours: 4- Voir 5- Bouchard, Y. « Design des échangeurs tubulaires – Partie I et II. Disponible en ligne: Semaine 6 Conception préliminaire à mi-parcours Activité (en équipe): Il sagit dune séance intensive de travail de 4 heures. Les étudiants doivent répondre à une demande du client concernant leur échangeur et remettre leur rapport à la fin des 4 heures de travail. Exemple de demande du client: Étant donné que le projet est du type « fast track », on ne peut se permettre dattendre la fin de la conception de léchangeur avant dentreprendre la conception du bâtiment. Dans ce contexte, larchitecte et les ingénieurs en bâtiment (électrique, mécanique et structure) demandent : 1)de leur recommander les dimensions (longueur × largeur × hauteur) du bâtiment qui abritera léchangeur et les équipements connexes en prenant soin dindiquer les dégagements requis pour lentretien. 2) de faire un croquis montrant la position de léchangeur (et des appareils connexes) à lintérieur du bâtiment. 3) de déterminer le poids de léchangeur de façon à ce que lingénieur en structure puisse concevoir le pont roulant qui servira à entretien de léchangeur. 4) de déterminer la puissance requise aux pompes de façon à ce que lingénieur électrique puisse concevoir son panneau électrique. Conférence dun industriel: Le génie-conseil par Benoit Marcotte, SNC-Lavalin Semaine 7 Rétroaction des profs sur la conception préliminaire Les profs mettent lemphase sur limportance de faire des choix et dy adhérer (sans revenir à la case départ continuellement): « Concevoir cest choisir, se compromettre » + Début de la conception finale Travail en équipe dans la salle projet Semaine 8 Variations paramétriques Activité (individuelle): Projeter plusieurs solutions à partir dune solution donnée. Par exemple: Quel sera le pourcentage daugmentation du coefficient déchange si on double le nombre de passes dans léchangeur ? Cette activité est réalisée grâce à des logiciels de calculs (à architecture ouverte) développés par les profs 4. Semaines Travail en équipe sur la conception de léchangeur + Séances de questions-réponses Activité (individuelle): Lors de ces séances, chaque spécialiste aura à répondre oralement (sur le champ) à une question portant sur sa spécialité. Ces questions proviennent de leurs camarades ou des professeurs. Par la suite, les étudiants doivent répondre par écrit à la question. Semaine 13 Dépôt des soumissions Activité (en équipe): Dépôt du rapport et des dessins. Chaque équipe présente son projet aux professeurs. Ils doivent justifier leurs choix et répondre à des questions faisant appel à lanalyse et au sens critique. Thermiciens Mécaniciens T-1M-1 T-2M-2 T-3M-3.. T-NM-N Équipe #1 Classe Ingénieur senior – Thermique - Prof. B Ingénieur senior – Mécanique – Prof. A Dans lexemple ci-contre, léquipe #1 est composée des spécialistes T-1, T-2, M-1, et M- 2. Par exemple, T-1 est le spécialiste de la détermination du coefficient déchange côté tube. Déroulement du cours (suite) Conférence dun collègue spécialiste en vibrations et visite de son labo. Visite du Labo. de Michel Pettigrew Évaluations des activités Ce projet intégrateur permet de: - Parfaire (et intégrer) des connaissances - Développer la capacité à situer un travail dans un contexte global - Réfléchir sur le sens du mot design: « Concevoir cest choisir, se compromettre » - Prendre conscience des difficultés liées au travail en équipe - Améliorer la communication - Comprendre ce qu'est une norme, un code et un devis technique - Concevoir un échangeur de chaleur tubulaire - Développer une aptitude pour la conception d'autres types d'échangeur Conclusion Équipe présentant leur soumission aux profs Ce qui est important de retenir: - La structure du cours reste intacte, cest le devis qui change à chaque année. - Létudiant est responsable de lapprentissage de sa spécialité et de la transmission de ses connaissances vers ses camarades. - Lapport industriel (visites, conférences …) est très important et stimule les étudiants. - Des évaluations individuelles sont essentielles pour rendre justice aux étudiants les plus performants. - Il est essentiel de diriger les étudiants vers du matériel de référence pertinent (manuel, logiciels …). - Lutilisation dun problème « semi-ouvert » permet de mieux encadrer le projet. - Le déroulement des activités doit être bien scénarisé. Références


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