Fondements de mathématiques et physique : Thermique et hygrothermie

5.00 crédits

30.0 h + 30.0 h

> Horaire

Enseignants

Faux Pascaline; Hautem Quentin;

Langue
d'enseignement

Français

Thèmes abordés

Ce cours vise à renforcer les fondements mathématiques indispensables à la physique du bâtiment, et plus particulièrement à développer ceux de la thermique et de l’hygrothermie. Outre l’acquisition de connaissances disciplinaires, ce cours développe les aptitudes transversales suivantes : généralisation et méthode déductive, abstraction et modélisation, rigueur.

Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

Acquis d’apprentissage spécifiques

A la fin de ce cours, l’étudiant·e est capable de :

Identifier les propriétés essentielles des fonctions à partir de leur représentation graphique,
Appliquer les notions élémentaires de fonctions, limites, dérivées et intégrales dans le cadre de problèmes géométriques bi ou tri-dimensionnels,

Définir et manipuler les notions d’énergie, travail, chaleur et puissance,

Décrire les modes de transfert thermique,
Déterminer le coefficient de transmission thermique d’une paroi,
Quantifier l’évolution des températures et les transferts de vapeur d’eau au sein d’une paroi, en situation statique,
Détecter les risques de condensation, superficielle et interne, d’une paroi, pour une situation climatique intérieure et extérieure donnée.

Contribution au référentiel des acquis d’apprentissage

Eu égard au référentiel d’acquis d’apprentissage (AA) du programme, ce cours contribue au développement et à l’acquisition des AA suivants :

AA3.1 Connaître et expliquer les principes physiques et physiologiques liés à l’architecture.
AA3.3 Connaître et appliquer les savoirs scientifiques et techniques en vue de concrétiser un projet d’architecture.
AA3.4 Connaître et expliquer les conséquences environnementales, sociales et économiques de choix constructifs et techniques.
AA4.1 Connaître et expliquer les concepts et les méthodes de disciplines scientifiques.

AA4.3 Connaître et appliquer les contenus de disciplines artistiques ou scientifiques en vue de nourrir le projet d’architecture.

Contenu

Outils mathématiques :

Etude de fonctions à une variable : définition, graphique, vocabulaire, fonctions usuelles, équations usuelles.
Dérivée : définition, formules de dérivation, théorème des bornes atteintes, optimisation.
Intégrales : primitives, techniques de calcul, Sommes de Riemann, théorème fondamental et applications (calcul d’aires, de volumes, centre de masse).

Bases de physique :

Energie (travail-chaleur), puissance
Mécanismes de transfert de chaleur
Physique de l'air humide.

Etude hygrothermique des parois : Transferts de chaleur et de vapeur au sein d'une paroi. Déperditions thermique, risques de condensation.

Méthodes d'enseignement

La théorie se donne à travers des cours magistraux de 2h/semaine avec diapositives ; celles-ci sont disponibles via moodle et les étudiants doivent prendre des notes pendant le cours.
Les séances d’exercices se déroulent en groupes réduits. Ces 2heures/semaine de travail sont encadrées avec corrections de certains exercices. Les autres exercices sont à réaliser en autonomie ; les étudiants disposent de la solution finale et d'un forum de questions/réponses pour les y aider.

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Les évaluations s'effectuent individuellement par écrit, sur base des acquis d'apprentissage énoncés plus haut. Elles se réalisent avec l'aide d'un memento fourni par les enseignants. Une calculatrice scientifique est autorisée, sans fonction de résolution d'équations, de calcul intégral ou de représentation graphique.
Une interrogation portant sur la matière des 6 premières semaines de cours est organisée au milieu du quadrimestre. Les étudiants qui auront obtenu au moins 10/20 seront automatiquement dispensés de cette partie lors de la session de juin. Pour ces étudiants, la note finale est une moyenne arithmétique entre la note de l'interrogation et la note de la partie restante en session de juin. Pour les autres étudiants, la note finale correspond à la note obtenue à l'examen de la session de juin.
Un étudiant dispensé suite à l'interrogation qui souhaite malgré tout présenter l'entiereté de l'examen doit en faire la demande par mail auprès des professeurs avant la fin des cours. Dans ce cas, la note de l'interrogation dispensatoire n'est pas prise en compte.
Lors de la seconde session, l'entiereté de l'examen doit être repassé. La note obtenue à l'interrogation n'est donc plus prise en compte.

Faculté ou entité
en charge

> LOCI

Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme

Sigle

Crédits

Prérequis

Acquis
d'apprentissage

Bachelier en architecture/TRN

ARCT1BA