Programme d'examens de génie de l'architecture navale

Groupe A - Examens obligatoires (six exigés)

16-Nav-A1 Principes d’architecture navale

Définition  des formes de coques : dimensions  principales,  lignes du navire, coefficients  de forme. Caractéristiques   des  formes  de  coques : méthodes  d’intégration,   courbes  de  Bonjean,  surface mouillée, courbes hydrostatiques. Conditions d’équilibre. Stabilité initiale, hauteur métacentrique, courbes entrecroisées de stabilité, courbes de GZ, effet des surfaces libres, effets des changements de masse sur la stabilité, critères de stabilité, essai d’inclinaison. Stabilité dynamique. Assiette, moment causant  l’assiette,  effet  des masses  ajoutées  sur le tirant  d’eau,  l’assiette  et la gîte.  Équilibre  en immersion,   assiette  de  plongée.  Stabilité  lorsqu’échoué.   Stabilité  intacte  de  navires  à  formes inhabituelles.  Effet  de la communication  libre.  Subdivision  et calculs  de stabilité  après envahissement. Normes de stabilité pour la stabilité après envahissement. Règlement sur les lignes de charge, règlements sur le jaugeage. Utilisation des ordinateurs pour les calculs des navires.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

Manuel Primaire

  • Edward V. Lewis ed., Principles of Naval Architecture.  The Society of Naval Architects and Marine Engineers, Chapters 1, 2, 3, Volume 1.

Manuel Secondaire

  • Barnaby, Kenneth C., Basic Naval Architecture, latest edition.  Hutchinson's Scientific and Technical Publications.
  • Van Lammeren, W.P.A. ed., Buoyancy and Stability of Ships.  The Technical Publications H. Stam.
  • Attwood, Edward L. et al., Theoretical Naval Architecture.  Longmans, Green and Co.
  • de Heere, R.F. Scheltema, Buoyancy and Stability of Ships.  Technical Publications H. Stam.

16-Nav-A2    Hydrodynamique des navires (I) résistance et propulsion

Revue des concepts de la dynamique des fluides, analyse dimensionnelle, résistance frictionnelle, résistance due à la formation de la vague, autres composantes de résistance. Utilisation des modèles, présentation des données de résistance du modèle. Relation fonctionnelle entre résistance et forme de coque. Algorithmes pour les calculs de résistance. Véhicules marins avancés. Propulsion des navires et théories de l’action des hélices. Loi des similitudes des hélices, interaction entre la coque et les hélices.   Essais   d’autopropulsion   de   modèles.   Géométrie   d’hélices.   Cavitation.   Sélection   et conception  d’hélice.  Autres types de propulsion  tels que pompe à jet, aéronautique  (voile, hélices aéronautiques),  roues à aubes,  hélices  à pales verticales  (Kristen,  Voith-Schneider)  etc. Essais de normalisation des navires.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

Edward V. Lewis ed., Principles of Naval Architecture.  The Society of Naval Architects and Marine Engineers, Chapters 5, 6, Volume II.

16-Nav-A3    Hydrodynamique des navires (II) : mouvement des navires

Vagues d’océan, densité du spectre des vagues. Dynamique des corps rigides des véhicules marins et structures  marines,  réponses  du  navire  aux  vagues  régulières  et  irrégulières.  Introduction  aux méthodes  d’analyses  hydro-élastiques   des  navires  et  structures  océaniques.  Manœuvrabilité   et contrôle  du  mouvement   des  navires,  évaluation  des  performances   d’un  navire  dans  une  voie navigable. Stabilité directionnelle. Aspects de conception.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

Manuel Primaire

  • Saunders, Harold E. ed., Hydrodynamics in Ship Design.  The Society of Naval Architects and Marine Engineers, Volumes I, IIand III.
  • Vossers, G., Behaviour of Ships on Waves.  The Technical Publishing Company H. Stam.
  • Manuel Secondaire
  • Edward V. Lewis, ed., Principles of Naval Architecture.  The Society of Naval Architects and Marine Engineers, Chapter 8, Volume III.

16-Nav-A4    Structure de navire et résistance structurale des navires

Types  de navires,  systèmes  structuraux,  exigences  de résistance  longitudinale,  règles  de classification. Composantes structurales, matériaux de coque, méthodes de liaison des composantes structurales. Finition de coque et installation avec emphase sur les procédés de construction, la préservation et l’entretien de la coque. Châteaux et superstructures. Charges structurales des navires, analyse de la poutre navire (contraintes et flexion), contrainte en cisaillement vertical, moment fléchissant,  torsion,  configuration  de la section  maîtresse  et des cloisons.  Moment  fléchissant  des tôles, déport du cisaillement et diffusion des contraintes. Capacité de support des charges et critères de performance structurale. Fiabilité des structures, résistance ultime. Optimisation analytique des structures.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

  • Taggart ed., Ship Design and Construction.  The Society of Naval Architects and Marine Engineers.
  • Edward V. Lewis. ed., Principles of Naval Architecture.  The Society of Naval Architects and Marine Engineers, Chapter 4, Volume I.

16-Nav-A5    Conception de navire

Méthode préliminaire de design pour la conception des plates-formes marines et véhicules à partir de la définition  de mission pour la sélection d’une ou plusieurs solutions acceptables.  Estimation  des masses et du coût, estimation des exigences de puissance et sélection des caractéristiques principales de conception. Évaluation économique et opérationnelle des solutions alternatives. Optimisation.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

Manuel Primaire

  • Taggart ed., Ship Design and Construction.  The Society of Naval Architects and Marine Engineers.

Manuel Secondaire

  • Schokker, J.C., Arkenbout et al., The Design of Merchant Ships.  The Technical Publishing Company H. Stam.
  • Saunders, Harold E. ed., Hydrodynamics in Ship Design.  The Society of Naval Architects and Marine Engineers, Volume I.

16-Nav-A6    Résistance des matériaux avancée (16-Méc-A7)

Analyse   des  contraintes   et  des  déformations :   contraintes   et  déformations,   transformations, principales contraintes, représentation graphique des cas à deux et à trois dimensions par les cercles de Mohr, loi de Hooke généralisée y compris les déformations thermiques, équations équilibre et de  compatibilité,   problèmes   plans  de  déformations   et  de  contraintes. Théories de rupture et analyse limite. Charges critiques  d’Euler  pour les colonnes,  poutres  courbes,  cylindres  à parois  épaisses  et disques en rotation,  contraintes  de contact, jauges de déformation  et applications, concentrations  de contrainte, y compris  la mécanique  des fractures.

Méthodes énergétiques: méthodes basées sur l’énergie de déformation, travail virtuel, théorème de Castigliano. Application aux pièces chargées en traction et en compression, en flexion, en torsion. Applications aux problèmes hyperstatiques.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

  • Ugural, Ansel, & Saul Fenster, Advanced Strength & Applied Elasticity, latest edition. Prentice Hall Englewood Cliffs New Jersey.
  • Budynas, R.G., Advanced Strength & Applied Stress Analysis, latest edition. McGraw-Hill.
  • Boresi, A.P., and R.J. Schmidt, Advanced Mechanics of Materials, latest edition.  John Wiley & Sons.

Groupe B - Examens facultatifs (trois exigés)

16-Nav-B1    Thermodynamique  appliquée et transfert de chaleur (16-Méc-A1)

Thermodynamique : révision des lois fondamentales  de la thermodynamique, introduction à la psychométrie  et  analyse  du cycle idéal de compresseur  à gaz, cycle de Rankine, cycle d’Otto, cycle de Diesel, cycle de Brayton et  cycle  de réfrigération  de  compression de vapeur.

Transfert  de chaleur : application  des  principes  du transfert  de chaleur  en conduction en     régimes     permanent et transitoire.  Transfert  de chaleur  en convection  naturelle  et forcée,  échange  de chaleur  par  rayonnement.  Analyse  thermique  des échangeurs de chaleur.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

  • Moran, M.J., H.N. Shapiro, B.R. Munson and D.P. DeWitt, Introduction to Thermal Systems Engineering: Thermodynamics, Fluid Mechanics, and Heat Transfer.  John Wiley and Sons.

16-Nav-B2    Mécanique marine

Formulations  des  systèmes  de  navire,  exigences  du  système  de  propulsion  principale,  étude  des altérations du système de propulsion principale, aménagement de la machinerie, diagrammes de tuyauteries, systèmes auxiliaires.

Caractéristiques des moteurs à combustion interne, utilisation marine de tels moteurs. Chaudières marines, sélection et conception des chaudières. Moteurs à vapeur de propulsion principale.  Turbines à vapeur de propulsion principale. Turbines à gaz de propulsion principale. Entraînements électriques de propulsion.

Arbre de couche et analyse de vibrations de la ligne d’arbre. Pompes, ventilateurs, compresseurs, éjecteurs, condensateurs, échangeurs de chaleur,  unité de distillation. Considérations dans le design des machines et ses installations,  conceptions des assises de la machinerie, équipement et systèmes de transmission hydrostatiques de puissance.

Machinerie  pour  le  contrôle  environnemental  et  le  traitement  des  déchets.  Groupe  électrogène, tableaux de contrôle et panneaux, éclairage et distribution de puissance, équipement de puissance, installations  d’éclairage.  Électronique  de  navigation  et  communication  radio.  Systèmes d’automatisation. Considération de sécurité.

Principes des systèmes nucléaires de génération d’eau pressurisée pour utilisation dans la propulsion marine, considérations dans le design du réacteur, des combustibles nucléaires, des refroidissants du réacteur, le contrôle du réacteur, bouclier, sécurité, physique de la santé, économique.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

Manuel Primaire

  • Harrington, Roy L. (ed.), Marine Engineering.  The Society of Naval Architects and Marine Engineers.

Manuel Secondaire

  • Sullivan, James A., Fluid Power Theory and Applications, latest edition.  Prentice Hall, Inc.
  • Henke, Russell W., Introduction to Fluid Power Circuits and Systems.  Addison-Wesley.
  • Labbarton, J.M. (ed.), Marine Engineers' Handbook.  McGraw-Hill.
  • I.R. Cameron, Nuclear Fission Reactors.  Plenum Press.
  • J.R. Lamarsh, Introduction to Nuclear Engineering, latest edition.  Addison-Wesley.

16-Nav-B3    Petits navires commerciaux

Types  de petits  navires  commerciaux.  Critères  de design  spécifique  pour chaque  type. Exigences pour l’échantillonnage,  la puissance, la propulsion et la stabilité. Systèmes spécifiques pour chaque type.  Divers  matériaux   de  construction   et  leurs  techniques   de  construction.   Réglementations applicables  aux petits navires commerciaux. Règles des Sociétés de classification.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

Manuel Primaire

  • Taggart ed., Ship Design and Construction. The Society of Naval Architects and Marine Engineers.

Manuel Secondaire

  • Schokker, J.C., Arkenbout et al., The Design of Merchant Ships. The Technical Publishing Company H. Stam.
  • Saunders, Harold E. ed., Hydrodynamics in Ship Design. The Society of Naval Architects and Marine Engineers, Volume I.

16-Nav-B4    Analyse structurale avancée

Analyse des structures statiquement indéterminées, incluant les fermes, poutres et membrures. Les méthodes de la distribution des moments, de pente de flexion et d’énergie.  Méthodes de force et déformation appliquées à la formulation matricielle. Fléchissement et voilement des tôles. (Examens pré-requis : 16-Nav-A4 et 16-Méc-A4).

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

  • Timoshenko, S. and Young, D.H., Theory of Structures, latest edition.  McGraw Hill.

16-Nav-B5    Production de navires et gestion d’un chantier naval

Aspects généraux de l’organisation et la gestion d’un chantier naval; historique et antécédents de l’industrie  moderne;  tendances  industrielles;  principes  d’organisation;  principes  de gestion. Localisation des usines, aménagement et construction, manipulation des matériaux, ingénierie de production et inspection, contrôle de la qualité, contrôle des procédures et systèmes. Contrôle de la production,  étude  de  temps  et  mouvements.   Contrôle  du  matériel,  sécurité  d’usine.  Relations industrielles,  gestion du personnel, stages, relations humaines et organisations  de la main-d’œuvre. Cale sèche et entretien des navires.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

Manuel Primaire

  • Buffa , Modern Production Operations Management, latest edition.  Wiley.
  • Juran and Gryna , Quality Planning and Analysis, latest edition.  Wiley & Sons.
  • Taggart ed., Ship Design and Construction.  The Society of Naval Architects and Marine Engineers, Chapter 15.

Manuel Secondaire

  • Chase and Aquilano, Production and Operations Management: A Life Cycle Approach, latest edition.  Erwin.
  • Halpern, The Assurance Sciences: An Introduction to Quality Control and Reliability.  Prentice-Hall.
  • Kennedy and Nelville, Basic Statistical Methods for Engineers and Scientists, latest edition.  Harper and Row.
  • Duncan, Quality Control and Industrial Statistics, latest edition.  Erwin.
  • Sule, D.R. (Dileep R.), Manufacturing Facilities.  PWS-KENT Publishing Co.
  • Riggs, James L., Production Systems, latest edition.  John Wiley & Sons, Inc.

16-Nav-B6    Conception et fabrication d’éléments de machines (16-Méc-A4)

Théorie et méthodologie liées aux études de définition du concept; examen des méthodes utilisées dans l’analyse des contraintes; approche simple du coefficient de sécurité; charges variables; concentrations  de contraintes;  boulons  et joints boulonnés;  joints soudés; ressorts;  conception  des arbres et paliers; embrayages, freins et systèmes de freinage.

Le  rôle  et la caractérisation  de  la technologie  de fabrication  dans  l’entreprise  de fabrication  est également examiné. Les sujets comprennent un aperçu du procédé de déformation, des procédés de fabrication  de  joints,  des  procédés  de  consolidation,  des  procédés  de  retrait  de  matériaux,  des procédés d’altération  des matériaux,  de la fabrication  de composites,  des technologies  de nano- et micro-fabrication,  du traitement du caoutchouc, du travail du verre, des procédés de revêtement, de l’assemblage mécanique, de l’emballage et de l’assemblage des produits électroniques, et des chaînes de production; le choix et la planification des procédés; les systèmes de contrôle de la qualité.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

  • Pas de manuels référencés

16-Nav-B7    Contrôle environnemental dans les navires   

Chauffage,   ventilation   et   climatisation :   Psychrométrie,   charge   de   chauffage,   charge   de refroidissement,   confort,  ventilation   et  distribution   d’air.  Humidification   et  déshumidification, conception   des  conduits   et  ventilateurs,   conception   des  pompes   et  tuyauteries.   Systèmes   de chauffage, ventilation et refroidissement et composantes. Réfrigération.

Contrôle  du  bruit : caractéristiques  des  ondes  de sons,  instruments  de mesure.  Sources  du bruit, absorption et transmission.  Champ libre et conditions de réverbérations.  Techniques de contrôle du bruit dans les navires.

Technologie de la gestion d’énergie: ressources et fournitures énergétiques, systèmes de contrôle et instrumentation, éclairage, opération des systèmes, principe d’analyses d’ingénierie/économique, procédure de suivi  de l’énergie.

Gestion des déchets de bord, système de collecte. Pollution de l’environnement  et gestion. Qualité de l’eau : principes pour le design et l’opération et les procédées physiques, chimiques et biologiques de traitement. Traitement des déchets de bord.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

Manuel Primaire

  • McQuiston and Parker, Heating Ventilating and Air Conditioning Analysis and Design.  Wiley & Sons.
  • Irwin and Graf, Industrial Noise and Vibration Control.  Prentice-Hall.

Manuel Secondaire

  • Jennings, Environmental Engineering.  International Text Book Co.
  • Carrier and Trane Systems Manuals. (ASHRAE Handbooks).
  • ASHRAE: Environmental Control Principles: an Educational Supplement to ASHRAE Handbook Fundamentals Volume.

16-Nav-B8    Génie maritime

Hydrostatique des structures flottantes et submergées rigides; systèmes d’amarrage, charges dues aux vagues et à la glace; théorie de la diffraction, exigences de calcul des plateformes de forage en mer; sécurité et gestion des risques.

Manuels de référence (l’édition la plus récente est recommandée):

  • Pas de manuels référencés