Declencheur Tome 1
Declencheur Tome 1
Declencheur Tome 1
Les auteurs
PRESENTATION DE L’UE
L’Analyse Mathématique (MAT311) est une synthèse des
outils mathématiques élémentaires nécessaires à l’ingénieur BTP. Il
s’agit d’une harmonisation entre toutes les mathématiques vues en
MSP que ce soit, l’Analyse vectoriel 1, l’analyse dans les espaces de
dimensions finies ou encore l’Algèbre multilinéaire.
Exercice 1 Le but de cet exercice est de donner une expression simple de 𝑔(𝑥) =
∫ 𝑒 𝑑𝑡 pour 𝑥 ∈ ℝ.
Soit (𝐸, 𝒜, 𝜇) un espace mesuré. Soit (𝑓 ) ∈ℕ une suite d’applications
mesurables de E vers R muni d’un tribu borélienne. Soit 𝑎 > 0, on pose : ∀(𝑥, 𝑡) 𝜖 [−𝑎, 𝑎] × ]0, +∞[ , 𝑓(𝑥, 𝑡) =
1. Montrer que 𝑙𝑖𝑚 𝑠𝑢𝑝 𝑓 , 𝑙𝑖𝑚 𝑖𝑛𝑓 𝑓 sont mesurables. 𝑒
2. Montrer que si la suite (𝑓 ) converge simplement vers un 1. Montrer que ∀ 𝑥 𝜖 [−𝑎, 𝑎], ∀𝑡 > 0, 𝑒 ≤ 𝑎𝑒 .
fonction f alors f est mesurable.
2. Montrer que ∀ 𝑥 𝜖 [−𝑎, 𝑎], ∀𝑡 > 0, |𝑐𝑜𝑠 𝑥𝑡 | 𝑒 ≤ 𝑒 .
3. Montrer que l’ensemble des points 𝑥 𝜖 𝐸 𝑜ù 𝑓 (𝑥) ∈ℕ
n’est
pas une suite de Cauchy est un élément de 𝒜 3. Montrer que g est de class 𝐶 sur [-a,a],pis sur R et donner
l’expression de g’’(x) sous forme d’une intégrale.
3. Montrer que 𝐹 = {0} ⟺ 𝐹 = 𝐻. 5. Montrer que 𝐹(𝑡) = ∫ 1ℝ 𝑓(𝑥, 𝑡)𝑑𝑥 est dérivable sur ℝ∗ et
Exercice 5 calculer 𝐹 (𝑡) 2pts
6. Calculer 𝑙𝑖𝑚 𝐹(𝑡) et en déduire que 𝐹(𝑡) = − 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛(𝑡)
Soit u : H→H on dit que u est une isométrie si u est linéaire et conserve →
la norme, c’est-à-dire que ∀ 𝑥 𝜖 𝐻, ‖𝑢(𝑥)‖ = ‖𝑥‖. 2pts
Chargé de l’installation et de la maintenance des installations Le maître d’ouvrage est la personne, morale ou physique,
électriques, il contribue au confort et à la fonctionnalité des bâtiments publique ou privée, propriétaire ou affectataire d’un patrimoine
industriels, tertiaires et résidentiels. immobilier. Il doit assurer la bonne gestion à la fois prospective et
curative de son patrimoine. Il effectue la programmation des
Plombier/ère opérations nouvelles pour lesquelles il doit raisonner en coût global
Spécialiste des canalisations d’eau, de gaz, d’air comprimé et des sur la durée de vie du patrimoine. Il peut confier la conduite opération
appareils sanitaires, il les pose, les raccorde, les répare et les à un prestataire.
entretient. II. Maître d’Œuvre
Menuiser/ère – Agenceur/euse Le maître d’œuvre, dans le domaine de bâtiment et travaux
publics(BTP), désigne la personne, morale ou physique, publique ou
Carreleur/euse privée, chargée de traduire en termes techniques les besoins du maître
d’ouvrage et de les faire réaliser (conception des cahiers des charges,
Plâtrier/ère – Plaquiste passation des marchés et rédaction des contrats, surveillance des
travaux et des prestations, réception des ouvrages...).
RESUME DE COURS
Définitions
Le dessin est une technique consistant à représenter
visuellement, en deux dimensions, personnages, paysages ou objets,
par des formes et des contours, en excluant a priori la couleur. Le
dessin est l’un des premiers moyens d'expression de l'humanité, il peut
être très simple ou revêtir des formes extrêmement complexes. Le
terme dessin désigne à la fois l'action de dessiner, le résultat de ou des
éléments d'un objet quelconque.
Le plan de distribution est le principal dessin d'architecture. C'est Une élévation ou façade, est la représentation d'une face. C'est
une vue de dessus qui représente la disposition des espaces dans un la vue la plus commune pour représenter l'aspect extérieur d'un
bâtiment, à la manière d'une carte, pour un étage du bâtiment. bâtiment. Chaque élévation est nommée selon la position relative à la
façade à la rue (avant/principale, gauche, droite ou arrière) ou de la
Plan de fondation
Les traits
Typiquement, les largeurs des traits pour un dessin à l'encre sont :
Astuces de validation
Sans toutefois oublier le fait que toute instruction en Java se termine par
un point-virgule.
II. Lecture
Chapitre 2 : LECTURE ET ECRITURE Une fois un texte saisi au clavier il est important que ce dernier puisse
être lu par la machine d’où l’importance de la notion de lecture en Java. De
Comme dans tous les langages de programmation lecture et écriture sont ce fait pour que Java puisse ce que l’on tape au clavier il est important
des atouts essentiels pour pouvoir saisir des valeurs au clavier et par la suit d’utiliser un objet de type Scanner ; toutefois dans la méthode
les lire afin de permettre au programme de résoudre le problème présenté System.out.println (print) on a plutôt la méthode println (print) sur la sortie
par l’utilisateur. standard tandis pour la lecture nous allons utiliser l’entrée standard. Par
ailleurs il faut importer la classe Scanner dans le package java.util.
I. Ecriture
La syntaxe d’importation de la classe Scanner dans le package
java.util est la suivante : « import java.util. Scanner ; »
Exemple I. L’instruction « if »
Scanner sc=new Scanner(System.in) ;
Le mot « else » et l’instruction qu’il introduit étant facultatifs,
l’instruction « if »présente deux formes :
System.out.println(‘’Veuillez entrer un nombre ‘’) ; if (condition)
int n= sc. nextInt () ; instruction_1
[ else
Remarques
instruction_2 ].
La démarche appliquée dans l’exemple précédent s’appliquent aux types
Cependant il peut arriver que l’on ait affaire aux conditions multiples
float, double, int, où on aura respectivement faisant appel à des sinon ; dans ce cas en langage Java pour dire sinon on
(« nextInt() », « nextFloat() », « nextDouble() » ). utilise la syntaxe :
Toutefois pour les types String et char on note un petit changement :
grand") ;
Remarques
break;
Notez bien d’une part la présence de parenthèses autour de
case 4: System. out. println( "Ce nombre est un peu plus l’expression qui régit la poursuite de la boucle, d’autre part la présence
d’un point-virgule à la fin de cette instruction.
grand") ;
Lorsque l’instruction à répéter se limite à une seule instruction simple,
break; n’omettez pas le point-virgule qui la termine.
L’instruction à répéter peut être vide (mais quand même terminée par
case 5: System. out. println( "Ce nombre est la moyenne") ; un point-virgule).
break;
Là encore, notez bien la présence de parenthèses pour délimiter la { System.out.print ("bonjour ") ;
condition de poursuite. En revanche, la syntaxe n’impose aucun point-
virgule de fin (il s’en trouvera naturellement un à la fin de l’instruction System.out.println (i + " fois") ;
qui suit si celle-ci est simple). }
La condition de poursuite est évaluée avant le premier tour de boucle.
Il est donc nécessaire que sa valeur soit définie à ce moment-là. Si tel
n’est pas le cas, le compilateur vous le signalera.
i++ ;
Remarques
}
Chacune des trois parties de l’instruction est facultative. Ainsi, les
trois ensembles d’instructions suivants sont équivalents : La partie initialisation vous demande de choisir entre déclaration et
for (i=1 ; i<=5 ; i++) liste d’expressions.
Nous avons déjà vu le rôle de break au sein du bloc régi par une for (.....)
instruction switch. Java vous autorise également à employer cette
instruction dans une boucle (while, do... while ou for). Dans ce cas, elle sert { .....
à interrompre le déroulement de la boucle, en passant à l’instruction suivant break ; // ce break nous branche
la boucle. Bien entendu, cette instruction n’a d’intérêt que si son exécution
est conditionnée par un choix ; dans le cas contraire, en effet, elle serait .....
exécutée dès le premier tour de boucle, ce qui rendrait la boucle inutile.
Voici un exemple illustrant le fonctionnement de break : }
Exemple : Exemple
int premiersNombres[ ] [ ] = { { 0, 2, 4, 6, 8} , { 1, 3, 5, 7, 9} } ;
int tableauEntier [ ] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}.
int tab[][]=new int[1][3] ;
double tableauDouble [ ] = {0.0. 0, 1. 0, 2. 0, 3. 0, 4. 0, 5. 0, 6. 0, 7.
Pour avoir accès à un élément du tableau il faudra préciser l’indice de
0, 8. 0, 9. 0}.
ligne et de colonne dans lequel se trouve l’élément cherché ;ainsi on utilisera
char tableauCaractere [ ] = { ' a' , ' b' , ' c' , ' d' , ' e' , ' f' , ' g' }.
la syntaxe ci-dessous :
String tableauChaine [ ] = {“chaine1", "chaine2", "chaine3", « Nom du tableau[i][j] ; »avec i représentant l’indice de ligne et j
"chaine4"}. représentant l’indice de colonnes.
double tad=new double[2][2] ;
Pour avoir accès à un élément situé à l’indice i du tableau on utilise
l’instruction :
III. Tableaux dynamiques
« Nom du tableau[i] ; »
Une variable correspondant à un tableau dynamique se déclare de la
Exemple façon suivante : ArrayList<type>identificateur ;
Où identificateur est le nom du tableau et type correspond au type des
int tab []={0,1,2} ; éléments du tableau. Le type des éléments doit nécessairement correspondre
à un type évolué.
int n=tab[1] ;
Exemple
II. Tableaux multidirectionnels ArrayList<String> tableau ;
Il existe quelques fonctions disponibles pour un tableau dynamique
nommé tableau, de type ArrayList<type> :
La méthode equals
Fort heureusement, la classe String dispose d’une méthode equals qui
compare le contenu de deux chaînes.
La méthode equalsIgnoreCase effectue la même comparaison, mais
sans distinguer les majuscules des minuscules.
Exemple
String ch1 = "hello" ;
String ch2 = "bonjour" ;
.....
ch1.equals(ch2) // cette expression est fausse
Les objets de type String ne sont pas modifiables. Mais, la classe String La méthode toLowerCase crée une nouvelle chaîne en remplaçant toutes
dispose de quelques méthodes qui, à l’instar de l’opérateur +, créent une les majuscules par leur équivalent en minuscules (lorsque celui-ci existe. La
nouvelle chaîne obtenue par transformation de la chaîne courante. méthode toUpperCase crée une nouvelle chaîne en remplaçant toutes les
Remplacement de caractères : replace minuscules par leur équivalent en majuscules.
System.out.println (“B’’); 3. Voici un algorithme qui permet de trouver le PGCD (Plus Grand
Commun Diviseur) de deux entiers positifs. La notation min (a,b) signifie
else que l’on prend la plus petite valeur entre a et b. Implémentez l’algorithme
en java(y compris la méthode min)
System.out.println(“C’’);
Algorithme pgcd
17. }
Exercice 1 : (13 pts) Soit le programme java qui définit une classe
représentant une liste d’entiers triés par ordre croissant : 18. // à completer
2. static ArrayList<Integer>tab ;
Quelques jeux de test de ce programme ont donné les résultats suivants:
3. static Scanner sc=new Scanner(System.in) ;
Algorithme : SOMME
Variable :
Entier : n, i ;
Réel : som ;
Début
Repéter
Ecrire (‘‘entrer le nombre de termes’’) ;
Lire(n) ;
Jusqu’à (n>1) ;
som 0;
pour (i 1(1) n) faire
som som+1/i ;
a un nom (attribut nom : chaîne de caractères) a. Dans un 1er temps, les nouvelles méthodes appellent les anciennes
a une position : donnée par les attributs entiers x et y, sachant que x méthodes pour implémenter le nouveau comportement : avancer de n pas se
augmente en allant vers l'Est et augmente en allant vers le Nord, fait en avançant de 1 pas n fois, « tourner à gauche » se fait en tournant 3
a une direction : donnée par l'attribut direction qui prend une des fois à droite, faire demi-tour se fait en tournant 2 fois
valeurs "Nord", "Est", "Sud" ou "Ouest"
b. Donner une 2e solution plus efficace qui change directement l'état de
peut avancer d'un pas en avant : avec la méthode sans paramètre
avance() l'objet sans faire appel aux anciennes méthodes (...mais attention aux droits
peut tourner à droite de 90° pour changer de direction (si sa direction d'accès !)
était "Nord" elle devient "Est", si c'était "Est" elle devient "Sud", 3. On veut mettre ensemble dans un tableau des objets de type Robot et de
etc.) : avec la méthode sans paramètre droite() . Les robots ne type RobotNG.
peuvent pas tourner à gauche.
peut afficher son état en détail (avec de simples System.out.println() a. Comment déclarer le tableau ?
)
b.Comment afficher l'état de tous les robots contenus dans le tableau ?
Le nom, la position et la direction d'un robot lui sont donnés au moment
de sa création. Le nom est obligatoire mais on peut ne pas spécifier la 4. Modifier la classe RobotNG pour pouvoir activer un mode « Turbo » et
position et la direction, qui sont définis par défaut à (0,0) et "Est". le désactiver. Dans ce mode, chaque pas est multiplié par 3. L'appel à la
Testez votre programme avec les valeurs suivantes : S0=30000, r=1200, Problème 3
ir=0.01 (i.e. 1%). La somme des intérêts encaissés (sur 25 mois) est alors de Un palindrome est un mot que l'on peut lire dans les deux sens. La
3900 francs. distinction entre majuscules/minuscules n'a aucune importance pour la
Cours de Java
Par exemple 220 et 284 sont amicaux car :
Le pont de la rivière Kwai
Ecrivez un programme Palindrome.java qui : somme des diviseurs de 220 = 1 + 2 + 4 + 5 + 10 + 11 + 20 + 22 +
1. lit une chaine de caractères du clavier ; 44 + 55 + 110 + 220 = 504
2. l'épure (ou plutôt en épure une copie) des caractères non alphabétiques ; somme des diviseurs de 284 = 1 + 2 + 4 + 71 + 142 + 284 = 504 =220
3. et teste si la chaîne ainsi épurée est un palindrome. + 284 = 504.
Exemple d’exécution : Le but de cet exercice est d'écrire une méthode afficherAmicaux qui
Entrez un mot ou une phrase : Otto prend en entrée un tableau d'entiers et retourne toutes les paires de
C'est un palindrome ! nombres amicaux qu'il contient.
Pour ce programme, il convient d'utiliser plusieurs méthodes prédéfinies
Chaque paire ne sera affichée qu'une fois.
de la classe String, comme par exemple charAt(), toLowerCase() et length().
chaine.toLowerCase() permet de convertir tous les caractères de l'objet Proposez une implémentation possible (en Java) pour la méthode
chaine en minuscule. afficherAmicaux.
Dans le cas contraire, les valeurs retournées dans from et len ne sont
Dans le programme principal, instanciez trois objets de la classe Cercle ,
pas significatives, et le résultat retourné par la fonction doit être false .
affectez des valeurs de votre choix à leur attribut et testez vos
Créez ensuite la méthode void tokenize() qui utilisera la méthode
méthodes surface et estInterieur.
précédemment créée pour séparer et afficher l'ensemble des mots de la
chaîne entrée, à raison de un mot par ligne, placés entre apostrophes.
Problème 7
Vous pouvez tester en écrivant une méthode main avec le corps suivant
Dans cet exercice nous allons créer une
String phrase ;
classe TokenizableString permettant d'extraire et afficher les mots d'une
phrase. System.out.println("Entrez une chaine :") ;
Créez ensuite une méthode boolean nextToken() qui s'occupera de Vérifiez également que le programme se comporte correctementmême
lorsque la chaîne entrée se termine par une suite d'espaces.
déterminer l'index de début et la longueur du mot suivant. On considérera
MATERIAUX DE
CONSTRUCTION
Calculer la nouvelle masse volumique du béton armé On dispose d’un sable de densité sèche 2.56 et d’un gravier de
densité sèche 2.63. La teneur en eau des granulats (sable et gravier)
(1) En prenant en compte tous les ajustements
est de 0.5%.
1. Calculer les nouvelles masses volumiques des granulats à
Examen 2006-2007 cet état.
Gravier
Module 44 43 42 41 40 39 38 37
tamis
% refus 2 13 20 17 15 14 10 5.5
partiels
ELASTICITE
I. Milieux « micropolaires »
Examen 2018-2019 Pour certains milieux dits « micropolaires », où chaque
particule représente une microstructure, on introduit e description
Partie 1 : MMC eulérienne (𝒙⃗, 𝒕) deux vecteurs camps 𝑽⃗ et 𝑹⃗, à priori indépendants
l’un de l’autre, représentant respectivement la vitesse du centre
Exercice 1 : (4 points)
d’inertie et la rotation instantanée de la particule qui est en 𝒙⃗ à
1- Presents and justify some practical applications of the l’instant 𝒕. on introduit également un champ de tenseur 𝑱̿ tel que
continuum mechanics for an engineer.
𝝆𝒅𝒗𝑱̿ joue le rôle d’un tenseur d’inertie pour un élément de
2- Show that during a rigidifying movement, the deformations
are null. volume 𝑑𝑣. On considère que 𝑱̿ est sphérique : 𝑱̿ = 𝒌𝑰 où 𝒌, appelé
3- Definitions: current line, emission line, particulate rayon de giration de la microstructure est une constante.
derivative, revolution motion. On schématise alors :
4- A specimen is loaded with equal tensile and shear stresses.
Les efforts à distance par une densité massique de forces
This case of plane stress may be represented by the matrix:
𝝈𝟎 𝝈𝟎 𝟎 𝒇⃗ et une densité massique de couple 𝜞⃗
𝝈𝒊𝒋 = 𝝈𝟎 𝝈𝟎 𝟎 Les efforts de contact par une densité surfacique de
𝟎 𝟎 𝟎 forces 𝑻⃗ (contraintes) et une densité surfacique de
Where 𝜎 is a constant stress. Determine the principal stress
couples 𝑴⃗
values and plot the Mohr’s circle.
5- Sketch the Mohr’s circles for the various stress states shown Par des considérations analogues à celles développées pour
on the cube which is oriented along the coordinate axes. mettre en évidence l’existence du tenseur de contraintes de
Examen 2017-2018
2. l’angle 𝜃 que forment entre eux les transportés des éléments 4. Exprimer tan(𝑂𝑃⃗, 𝑂𝑆⃗) = tan(2𝜑) en fonction de
ayant dans la configuration de départ des directions 𝑢⃗ 𝑒𝑡 𝑢⃗ = 𝑒⃗ . 𝝈𝒙 , 𝝈𝒙 𝒆𝒕 𝝉𝒙𝒚 .
3. La dilatation volumique 𝑑𝑉 ⁄𝑑𝑉′ de cette déformation, et vérifier 5. Calculer le rayon du « cercle de Mohr » de centre 𝑂 et de
votre résultat par l’expression du troisième invariant élémentaire du rayon 𝑅 = 𝑂𝑆 en fonction de 𝝈𝒙 ,𝝈𝒚 ,et 𝝉𝒙𝒚 .
tenseur 𝜀̿.
6. Déduire les valeurs de 𝑀𝐴 = 𝜎 et 𝑀𝐵 = 𝜎 qui sont les
contraintes principales.
Examen MMC + ELASTICITE 2016/2017
Application numérique : 𝜎 = 100𝑀𝑃𝑎 ; 𝜎 = 50𝑀𝑃𝑎 et
𝜏 = 30 𝑀𝑃𝑎.
Question de cours :
Question :
c) 𝛻 (1⁄𝑥 ) d) 𝑑𝑖𝑣(𝑥 𝑥⃗) rotation et 𝑉 la déformation pure correspondantes. Calculer les valeurs
des dilatations principales et matérialiser sur un même schéma les
3. If 𝐴 = 𝛿 𝐵 + 3𝐵 , determine 𝐵 and using that solve for 𝐵
dites déformations pure et les transportées des vecteurs 𝐷⃗.
in terms of 𝐴 and its first invariant, 𝐴 .
8) Dans l’hypothèse des petites transformations (𝑣 =
Exercice 1 : 0.0001 𝑝𝑎𝑟 𝑒𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑒) comparer 𝐸 et 𝜀̿ ; déterminer dans ce cas les
Considérons la transformation suivante, appelée glissement déformations et les directions principales de la déformation
simple, définie par : Exercice 2 :
𝑥⃗ = 𝝌⃗ 𝑋⃗, 𝑡 = 𝑋⃗ + 2𝑣(𝑡)𝑋 ⃗𝑒⃗. Définir : On étudie l’écoulement d’un gaz dans la région situé entre les deux
cylindres circulaires coaxiaux d’axes 𝑒 ⃗ de rayon 𝑟 = 𝑎 𝑒𝑡 𝑟 =
1) La matrice du tenseur gradient de la transformation 𝐹⃗ dans la
𝑏, (0 < 𝑎 < 𝑏) et supposé fixe par rapport à un repère ℝ =
base ℬ(𝑒⃗)
(𝑂, 𝑒⃗ , 𝑒⃗ , 𝑒⃗ ).Le champ de vitesse dans le fluide est donné par :
2) Les transformées 𝑓⃗ des vecteurs 𝑒⃗, calculer le Jacobien de cette 𝑣⃗(𝑀) = 𝑟𝑐𝑜𝑠𝜃𝑒 ⃗ ,où (𝑒⃗ , 𝑒⃗ , 𝑒⃗ ) est la base des coordonnées
transformation 𝐽. cylindriques associée au point 𝑀 et (𝑟, 𝜃, 𝑧) ses coordonnées dans ce
repère.
3) Le tenseur de dilatation de Cauchy-Green 𝐶̿ et les dilatation dans
les direction 𝑒⃗ 1. On suppose que l’axe (𝑂, 𝑒 ⃗) est lumineux et que l’intensité
d’éclairement d’une particule gazeuse 𝑀(𝑟, 𝜃, 𝑧) est donné,à l’instant
taux de variation d’éclairement subi par une particule situé en c) Ligne de courant d) Ligne d’émission
(𝑟, 𝜃, 𝑧) à l’instant 𝑡. e) Vecteur transporté f) Vecteur transformé
2. On considère le domaine matériel qui à l’instant 𝑡 est défini g) Transformation homogène h) condition de compatibilité
par :
𝛺 = (𝑎 < 𝑟 < 𝑏, 0 < 𝜃 < 𝜋⁄2 , 0 < 𝑧 < 1).Soit 𝐼(𝑡) l’intensité Problème :(10pts)
lumineuse contenue dans 𝛺 définie par : 𝐼(𝑡) = ∫ 𝑓(𝑟, 𝑡)𝑑𝑥. Calculer
Soit en un point 𝑀 d’un matériau, le tenseur des contraintes défini
la dérivé particulaire de 𝐼 à l’instant 𝑡. 0.7𝛼 3.6𝛼 0
3. On intercale entre les cylindres un fibre d’axe 𝑒 ⃗, dont la dans la base orthonormé (𝑒⃗) par : 𝜎 = 3.6𝛼 2.8𝛼 0 …MPa
0 0 7.6
section à l’instant 𝑡 est le cercle :𝑟 (𝑡) = 𝑐𝑜𝑠𝑤𝑡 + .0 On avec 𝛼 𝜖 [0; +∞[
suppose que l’introduction de ce fibre ne perturbe pas l’écoulement
a) Quelle est l’état de contrainte pour 𝛼 = 0?
mais que désormais l’éclairement reçu par une particule est donnée
par : b) Déterminer en fonction de 𝛼 ,les contraintes principales 𝜎 et les
directions principales associées 𝑛⃗.
𝑒 𝑠𝑖 𝑟𝜖 𝑎, 𝑟
𝑓(𝑟, 𝑡) = où 𝐵 est une constante positive c) Quelle est l’angle de la rotation qui transforme la base (𝑒⃗) en (𝑛⃗) ?
𝑒 𝑠𝑖 𝑟𝜖 𝑟 , 𝑏
d) Déterminer les valeurs de 𝛼 correspondants à un état triaxial de
inférieur à 𝐴 (𝐵 < 𝐴). révolution ;
Calculer , e) En supposant que 𝛼 = 1, calculer la contrainte appliquée en 𝑀 sur
la facette dont la normal a pour cosinus directeur (√3⁄2 ; 1⁄2 ; 0)
dans la base (𝑒⃗) .
Examen 2015-2016
f) Retrouver le résultat de e) par construction sur les cercles de Mohr
correspondant.
Question de cours :(2pts)
g) Même question que la question e) en prenant la facette ayant pour
Définir les termes suivants :
cosinus directeur (1⁄√2; 1⁄√6; 1⁄√3) dans (𝑒⃗) .
On considère le champ de déplacement plan défini dans le repère a. Déterminer la matrice du tenseur des dilatations 𝐶̿ en 𝐷
orthonormé direct 𝑅(𝑂, 𝑒⃗ ) par : 𝑈(𝑋 , 𝑋 ) = 𝑋 𝑋 (𝑎𝑒⃗ + 𝑏𝑒⃗ ) b. Déterminer les dilations en 𝐷 dans les directions définie par
𝑋 𝑒𝑡 𝑋 étant les coordonnées de Lagrange, 𝑎 𝑒𝑡 𝑏 des constantes les vecteurs 𝐷 𝐶⃗ et 𝐷 𝑂⃗.
strictement positives. On note 𝐵(𝑒⃗ )la base correspondante et l’instant
𝑡 sera exclu des notations. c. Comparer les matrices des tenseurs 𝐸 𝑒𝑡 𝜀̿ en 𝐷 dans la base 𝐵.
I.1. Déterminer le lieu des points dans la configuration initiale où la 2. Comparer les résultats du 1. Avec ceux obtenus en utilisant
condition de non-inter pénétrabilité de la matière n’est pas satisfaite. l’hypothèses des petites transformations.
2.a) déterminer dans la base 𝐵 les composantes :-Tenseur de Cauchy- 3. Tracer la courbe transformé du triangle 𝐷 𝑂𝐶
Green 𝐶̿ ;-du Tenseur des déformations de Green-Lagrange 𝐸 ;-Des Problème 𝑵 2
tenseurs 𝐻 = 𝐺𝑟𝑎𝑑 𝑈; 𝜀̿ = 𝐻 et 𝜔 = 𝐻 On étudie l’écoulement d’un gaz dans la région situé entre les deux
b) Montrer que si 𝑎 𝑒𝑡 𝑏 sont petits devant 1 on a bien 𝐸 ≈ 𝜀̿ cylindres circulaires coaxiaux d’axes 𝑒 ⃗ de rayon 𝑟 = 𝑎 𝑒𝑡 𝑟 =
𝑏, (0 < 𝑎 < 𝑏) et supposé fixe par rapport à un repère ℝ =
II. On prend 𝑎 = 𝑏 = 1 et on se place au voisinage du point 𝐷 de
(𝑂, 𝑒⃗ , 𝑒⃗ , 𝑒⃗ ).Le champ de vitesse dans le fluide est donné par :
coordonnées (1, −1,0) dans R.Soit 𝐶 le point de coordonnées (1,1,0)
𝑣⃗(𝑀) = 𝑟𝑐𝑜𝑠𝜃𝑒 ⃗ ,où (𝑒⃗ , 𝑒⃗ , 𝑒⃗ ) est la base des coordonnées
.
cylindriques associée au point 𝑀 et (𝑟, 𝜃, 𝑧) ses coordonnées dans ce
1. Déterminer les dilatations en 𝐷 dans les directions définies par les repère.
vecteurs 𝐷 𝐶⃗ et 𝐷 𝑂⃗. 1. On suppose que l’axe (𝑂, 𝑒 ⃗) est lumineux et que l’intensité
2. Déterminer l’angle 𝛼 que forme les vecteurs transportés de deux d’éclairement d’une particule gazeuse 𝑀(𝑟, 𝜃, 𝑧) est donné,à l’instant
fibres élémentaires 𝑑𝑋⃗ et 𝑑𝑋⃗,d’origine 𝐷 et dont les directions 𝑡,par :𝑓(𝑟, 𝑡) = 𝑒 , 𝑜ù 𝐴 est une constante positives. Calculer le
respectives sont celles de 𝐷 𝐶⃗ et 𝐷 𝑂⃗. taux de variation d’éclairement subi par une particule situé en
3. Déterminer les transformés respectives des segments (𝑟, 𝜃, 𝑧) à l’instant 𝑡.
[𝑂𝐶 ], [𝐷 𝐶 ], [𝐷 𝑂]
7) En posant 𝐵⃗ =
⃗
et 𝑏⃗ = 𝐹 𝐵⃗ pour 𝑣 = 0.25, définir 𝑅 la 3) Donner la signification des indices 𝑛 𝑒𝑡 𝑡 dans le terme 𝜏⃗
⃗
Problème 1 :
ELASTICITE
Etant donné l’état des contraintes indiqué
dans la figure ci-contre(𝐼, 𝐼𝐼 𝑒𝑡 𝐼𝐼𝐼 = Question de cours :
direction principales). 1. Donner la différence entre action et sollicitation
Déterminer : 2. définir faisceaux de contrainte en un point M d’un solide
a) Construire les cercles de Mohr 3. On considère un repère de régence formé par les directions
correspondants ;
principales ℜ(𝑀, 𝑋⃗, 𝑌⃗ ) et les contraintes principales 𝜎 𝑒𝑡 𝜎 avec :
b) Analytiquement et graphiquement les composantes tangentielles
∑(𝑀, 𝑛⃗) = (∑ = 𝜎 𝑐𝑜𝑠𝜑 , ∑ = 𝜎 𝑠𝑖𝑛𝜑) avec 𝜑 l’angle entre la
𝑇 , 𝑇 , 𝑇 de la contrainte 𝑇(𝑛) ;
normale 𝑛⃗ et l’axe des 𝑋⃗
c) Les contraintes normales 𝜎′ et tangentielle 𝜏′ dans le plan
Donner l’équation de l’ellipse de lamé.
parallèle à l’axe 𝐼 et incliné de 𝛽 = 30 ;
4. Donner la matrice [∑(𝑀)] dans le cas d’un état de contrainte
d) Les contraintes normales 𝜎 et tangentielle 𝜏 dans le plan
isotrope.
parallèle à l’axe 𝐼𝐼 et incliné de 𝛾 = 60
e) Les contraintes normales 𝜎′′′ et tangentielle 𝜏′′′ dans le plan
parallèle à l’axe 𝐼𝐼𝐼 et incliné de 𝛼 = 30 ; Problème 1 :
Problème 2
On considère une plaque rectangulaire de section constante et
d’épaisseur unitaire, centré sur un repère principale (𝑂, 𝑋⃗, 𝑌⃗) et
soumise à un effort d’extension.
Démontrer que :𝜀 = (𝜎 − 𝑣𝜎 ) et
Exercice 4 (6pts)
Exercice 1 (4pts)
On considère en dimension I, le problème aux limites suivant :
4. On considère la méthode du point fixe définie par la fonction
(P) g pour la résolution de l’équation f(x)=0.
−𝑎(𝑥)𝑢 (𝑥) + 𝑏(𝑥)𝑢 (𝑥) + 𝑐(𝑥)𝑢(𝑥) = 𝑓(𝑥) 𝑝𝑜𝑢𝑟 0 ≤ 𝑥 ≤ 1 Donner une condition suffisante sur y pour que la méthode soit
𝑢(0) = 0; 𝑢 (1) = 0 d’ordre p∈ ℕ* ?
Où a(x), b(x) et c(x) sont des fonctions définies sur [0,1], avec a(x) 5. La factorisation LU de la matrice A est-elle toujours
strictement positive. possible ? Sinon, quelle est la condition sur A pour qu’elle le
soit ?
Soit f une fonction réelle définie sur [0,1]. On suppose que la 6. Quel est l’intérêt de la factorisation dans la résolution des
fonction f est assez régulière. systèmes d’équation linéaire ?
1. Déterminer une formule aux différences d’ordre 2 pour 7. On considère une méthode itérative de résolution des
l’approximation de f’ en un point x0∈]0,1[. systèmes d’équation linéaire de matrice B
2. Déterminer une formule aux différences d’ordre 2 pour (a) Donner une condition nécessaire et suffisante de
l’approximation de f’’ en un point x0∈]0,1[. convergence de cette méthode.
3. On souhaite résoudre le problème (P) par une méthode aux (b) Donner une condition suffisante de convergence de cette
différences finies d’ordre 2. Pour ce faire, on effectue une méthode.
subdivision de l’intervalle [0,1] en n sous-intervalles de 8. Soit A une matrice carrée invisible. Donner une condition
longueur h=1/n. suffisante sur A pour que les méthodes de Jacobi et de
(a) En utilisant les formules aux différences précédentes, Gauss-Seidel pour la résolution des systèmes Ax=b soient
écrire le système discret issu de cette approximation (On convergentes.
1. D’ordre 3
(c) En déduire en fonction de a la valeur de 𝛼 opt lorsque B=A
2. D’ordre 4.
Exercice 4 (8pts)
1. Soient
Exercice 2 1 a a
Soit 𝑎 𝜖 ℝ et 𝐴 = a 1 a
a a 1
Combinaison
LES PROPRIETES DES VARIABLES ALEATOIRES Si X est une variable aléatoire discrète de loi de probabilité (xi, pi)i
Variable aléatoire discrète définie sur un nombre fini(n) d’évènements élémentaires alors la
Fonction de répartition variance est égale à :
Soit FX la fonction de répartition d’une variable aléatoire
discrète X alors les propriétés associées à la fonction de répartition
sont les suivantes :
Les propriétés de la variance pour un variable aléatoire discrète sont
les suivantes :
Espérance
Si X est une variable aléatoire discrète de loi de probabilité (xi, pi)i Variables aléatoires continues
définit sur un nombre fini (n) d’évènements élémentaires alors :
Fonction de répartition
Soit X une variable aléatoire absolument continue de densité f et de
fonction de répartition FX , alors :
Les propriétés de l’espérance pour un variable aléatoire discrète sont P (𝑎 ≤ 𝑋 ≤ 𝑏) = 𝐹 (𝑏)- 𝐹 (𝑎) = ∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 avec a < b.
les suivantes : ∀ 𝑎𝜖 R P(x=a)=0 si f est continue à droite du point a.
Espérance
Si X est une variable aléatoire absolument continue de densité ƒ, on
appelle espérance de X, le réel E(X) , défini par : E(X)=∫ 𝑥 𝑓(𝑥)𝑑𝑥.
Variance
Si X est une variable aléatoire continue donnée par sa densité de
probabilité alors la variance de X est le nombre réel positif tel que :
Loi uniforme
Une variable aléatoire X à valeurs dans R suit une loi de Poisson de
Une distribution de probabilité suit une loi uniforme lorsque toutes
les valeurs prises par la variable aléatoire sont équiprobables. Si n est paramètre λ (λ > 0) si les réels pk sont donnés par P(X=k)=
!
le nombre de valeurs différentes prises par la variable aléatoire alors On note X→ P(λ). E(X)=λ et V(X)= λ
∀𝑖, 𝑷(𝑿 = 𝒙𝒊 ) = ; E(X)= ; V(X)= .
Loi binomiale négative
Loi de Bernoulli
X suit une loi binomiale négative de paramètres n et p notée BN (n,
p) si :
P(X=k)= p𝑞 avec k 𝜖 N*, E(X) = , V(X)= Une variable aléatoire continue X suit une loi normale réduite si sa
densité de probabilité est donnée par :
f: R → R
Lois continues
x→ f(x) = 𝑒
√
Loi uniforme
L’espérance et la variance de la loi normale réduite valent : E(X) =
La variable aléatoire X suit une loi uniforme sur le segment [a,b] avec 0 ; V(X) = 1
a < b si sa densité de probabilité est donnée par : Théorème Central limite
f(x)= si xϵ [a,b] Soit la variable aléatoire Sn résultant de la somme de n variables
f(x)= 0 sinon. aléatoires indépendantes et de même loi, on construit la variable
centrée réduite telle que :
Son espérance et sa variance sont donnés par : E(X)= , 𝑽(𝑿) =
( )
Zn=
√
.
Alors pour tout t ϵ R, la fonction de répartition Fn(t)= P (Zn<t) est telle
Loi normale ou de Laplace Gauss que :
Une variable aléatoire absolument continue X suit une loi normale de
Fn(t)→ ∫ 𝑒 dz quand n→ ∞ c’est-à-dire N(0,1).
paramètres (µ , σ) si sa densité de probabilité est donnée par : √
f:R→R
s : R n → Rm
(x1,….xn) → s(x1,….xn)
Estimateur et estimation :
Estimateur d’une espérance
Exercice 3
Examen 2016-2017
La résistance de rupture X d’un certain type de pilier varie
uniformément entre 145 et 165 KN. De plus, on admet que la charge
Y appliquée à un pilier peut varier uniformément entre 120 et 150 Exercice 1 Fiabilité et défaillance d’un système
KN. Calculer la probabilité qu’il y ait rupture. Définir les termes fiabilité et défaillance, puis montrer la relation qui
existe entre la fiabilité et le taux de défaillance.
Exercice 4
Exercice 2 Résistance à la rupture
Sur une autoroute, la proportion de camions par rapport à
l’ensemble de véhicules est de 0,07. A. La résistance de rupture X d’un certain type de pilier varie
uniformément entre 145 et 165 KN. De plus, on admet que la
a. Soit X le nombre de camions parmi 100 véhicules choisis au
charge Y appliquée à un pilier peut varier uniformément entre 120
hasard. Calculer Pr(X>5).
et 150 KN. Calculer la probabilité qu’il y ait rupture.
b. Soit Y le nombre de camions parmi 1000 véhicules choisis au
B. Pour étudier un nouvel alliage métallique, on a soumis un
hasard. Calculer Pr (65<Y<75).
échantillon aléatoire de 16 tiges aux essais pour obtenir les
c. On choisit n véhicules au hasard. Pour quelles valeurs de n peut-
résistances suivantes en kg/cm2 :
on affirmer que la proportion de camions est entre 0.06 et 0.08
1895,1920,1886,1890,1864,1880,1875,1915,1850,1927,1910,191
avec un risque d’erreur inférieur à 5% ?
2,1886, 1903,1854, 1880. On suppose la résistance distribuée
Exercice 5 normalement.
a. Estimer un intervalle avec un niveau de confiance 95% de la
On suppose que les valeurs y1,…..,yn sont les réalisations de n
résistance à la rupture.
variables aléatoires Y1,…..Yn indépendantes identiquement
distribuées selon une loi de poisson de paramètre λ pour tout k ϵ |N
Problème 10
Un laboratoire pharmaceutique désire étudier les effets secondaires
potentiels d’un médicament sur le taux de cholestérol des patients.
Cent volontaires sains sont donc choisis pour tester le médicament.
Avant l’expérience, le taux de cholestérol moyen de ces volontaires
est de 2.02 ± 0.2g/l.
Le taux de cholestérol moyen dans la population étant de 2 g/l,
vérifier que cet échantillon est représentatif au risque 5%.
TECHNOLOGIE DU certes ennuyant mais très important pour votre formation. Il faudra
donc :
I. TRAVAUX PRELIMINAIRES
1. Que signifie la notion Technologie du bâtiment ?
2. Quelle est la différence entre un Permis de Construire et un
Permis d’Implanter ?
3. Quelle est la différence entre Maîtrise d’Ouvrage et
Maîtrise d’Œuvre dans un projet de bâtiment ? I. TRAVAUX PRELIMINAIRES
4. Donner les définitions des termes suivants : 1. Distinguez et élaborez les étapes de la phase d’étude et celle
Terrassement ; Talus ; Soubassement ; Fondation, excavation de réalisation du projet de construction d’un bâtiment.
2. Proposez un plan (schématisé) d’installation d’un chantier
II. TRAVAUX PREPARATOIRES
visant à construire deux immeubles A (17×9)& B (17×11).
Proposez et schématisez un plan d’Installation pour un chantier La bande d’intersection entre les deux bâtiments est de 3m.
visant à construire un Immeuble S+R+15 (figure 01). Considérez un
Considérez un terrain situé sur un carrefour, d’une surface de 1000
terrain de 1000m2 donnant sur une rue de 10m et une servitude de 6m.
m2, donnant sur une rue de 10m et une servitude de 6m (figure 01) les
reculs standards sont obligatoires.
II. IMPLANTATIONS
Proposez et schématisez les techniques d’implantation d’un
bâtiment B (24×10) (S+R+10) au voisinage d’un patrimoine existant
A (10×12) (S+R+2). (Figure 02)
I. TRAVAUX PRELIMINAIRES
1. Que signifie la notion Technologie du bâtiment ?
2. Quels sont les documents et procédures nécessaires pour Examen 2014-2015
l’obtention d’un Permis de Construire ?
Examen 2013-2014
TRAVAUX PRELIMINAIRES
1. Elaborez les étapes de la phase de conception et celle de
2. Proposez un plan (schématisé) d’installation d’un chantier réalisation d’un projet de bâtiment.
visant à construire deux immeubles A & B (S+R+15). 2. Proposez et schématisez les éléments clés pour bien
Considérez un terrain situé sur un carrefour, d’une surface de organiser un chantier donnant sur une rue de 10m et une
1000 m2, donnant sur une rue de 10m et une servitude de 6m servitude de 6m (figure 01) visant à construire deux
(figure 01) les reculs standards sont obligatoires. immeubles S+R+15 : A (15.5*10) à 8m de la rue & B
(17*12) à 5m de la servitude. Le terrain est situé sur un
IMPLANTATIONS carrefour, d’une superficie de 1000 m2 (40*25m).
Proposez et schématisez les techniques d’implantation d’un IMPLANTATIONS
bâtiment B (S+R+10) au voisinage d’un patrimoine existant A
(S+R+2). (Figure 02) Proposez et schématisez les techniques d’implantation d’un
immeuble B de 12 niveaux au voisinage d’un immeuble d’un
FONDATIONS Immeuble A (S+R+2) existant (fig.02).
Le projet de l’immeuble proposé en II ci-dessus est situé sur un FONDATIONS
terrain avec 10% de pente (de droite vers gauche). Le sondage
géotechnique révèle trois zones : Le projet d’extension proposé en II ci-dessus est situé sur un
terrain avec 15% de pente (de droite vers gauche). Le sondage
A composée de latérite avec une contrainte de 2.5 bars. géotechnique révèle trois zones : A composée de latérite avec une
B composée de terre végétale jusqu’à 3m de profondeur. contrainte de 3.5 bars. B composée de la terre végétale jusqu’à 2.5m
TRAVAUX PRELIMINAIRES
1. Quelles sont les étapes et procédures nécessaires dans les
deux phases d’un projet de construction de bâtiment ?
2. Proposez un plan et listez les éléments clés pour bien
organiser un chantier visant à construire deux immeubles
S+R+15. Considérez un terrain situé sur un carrefour, d’une
surface de 1000 m2, donnant sur une rue de 10m et une
servitude de 6m (figure 01).
IMPLANTATIONS
Examen 2010-2011
TRAVAUX PRELIMINAIRES
1. Que signifie la notion Technologie du bâtiment ?
2. Quels sont les documents et procédures nécessaires pour
TRAVAUX PRELIMINAIRES
l’obtention d’un Permis de Construire ?
1. Quelles sont les deux phases d’un projet de construction de 3. Quelle est la différence entre Installation et
bâtiment et les procédures nécessaires ? Implantation dans un chantier ?
2. Proposez un plan et schématisez les éléments clés pour bien 4. Proposez et schématisez les éléments clés pour bien
organiser un chantier visant à construire deux immeubles organiser un chantier visant à construire un immeuble
S+R+15. Considérez un terrain situé sur un carrefour, d’une S+R+20. Considérez un terrain de 1000m2, donnant sur une
surface de 1000 m2, donnant sur une rue de 10m et une rue de 10m et une servitude de 6m.
servitude de 6m (figure 01). FONDATIONS
IMPLANTATIONS
1. Que signifie la notion de Fondation d’un édifice ?
Proposez et schématisez les techniques d’implantation d’un 2. Proposez et schématisez les techniques de mise en œuvre
bâtiment administratif deb 12 niveaux au voisinage d’un patrimoine d’une Fondation sur radiers et une Fondation sur semelles
existant (fig.02). mixtes.
3. Proposez et schématisez mes techniques de mise en œuvre
FONDATIONS
d’une Fondation sur pieux et une Fondation sur puits.
Le projet d’extension proposé en II ci-dessus est situé sur un
ELEVATIONS
terrain avec 12% de pente. Le sondage géotechnique montre qu’il y a
trois zones : A composée de latérite avec une contrainte de 1.5 bars. Que signifie la notion de Fermeture sur un bâtiment ?
B composée de la terre végétale jusqu’à 3m de profondeur. La zone C
est partiellement inondée, avec des roches à la profondeur de 5m.
Transformations infinitésimales
Transformation Caractéristique Travail(1 Chaleur(1
s s → 𝟐) → 𝟐) o Pour un gaz parfait monoatomique on a : CV= nR ; CP= nR.
Isobare P=cte=P0 -P0(V2-V1) cp(T2-T1)
Isotherme T=cte=T0 - o Pour un gaz parfait poly atomique on a : CV= 𝑛𝑅 ; CP= nR
nRT0In
nRT0In
Isochore V=cte=V0 0 cv(T2-T1)
Adiabatique Q=0 cv(T2-T1) 0
Définition
Un thermostat ou source de chaleur est un système fermé
n’échangeant aucun travail et capable d’échanger une quantité de
chaleur avec le système Ƥ sans que sa température ne varie.
Rayonnement
C’est un transfert d’énergie électromagnétique entre
deux surfaces (même dans le vide). Dans les problèmes de
conduction, on prend en compte le rayonnement entre un solide et le
milieu environnant et dans ce cas nous avons la relation :
Mur
multicouc
hes
Mur
composit
e
Cylindre
creux
long
Cylindre
creux
multicouc
hes
Lois physiques
sonore engendrée :
Niveaux sonores
D'une manière générale, on évalue la force d'un bruit
en fonction de la pression acoustique.
o Rayonnement des corps non noirs o l’oreille humaine est sensible à des variations de pressions
allant de p0 = 2.10-5 pascal (valeur de
Chapitre 6 : ACOUSTIQUE référence) à 20 pascal.
Définitions
o l’augmentation de l’intensité acoustique subjective est la
Bruit : le bruit est un ensemble de sons perçus par l'oreille.
même quand la pression acoustique varie de 1 à 2 Pa ou entre
Décibel : C'est l'expression de la mesure du niveau de bruit, le dB est
0,001 et 0,002 Pa.
une mesure physique. le dB(A) est une mesure qui tient compte de
o la loi physiologique de Weber-Fechner indique que la
ce qu'entend l'oreille humaine (dB physiologique).
sensation auditive est proportionnelle au
Fréquence : Elle s'exprime en hertz : c'est le nombre de vibrations
logarithme de l'excitation pour les fréquences moyennes.
par seconde. Elle permet de distinguer les sons graves, médium;
Ainsi, pour mesurer le niveau sonore, les acousticiens utilisent le
aigus.
niveau de pression acoustique noté LP exprimé en décibel (dB). Il est
Onde acoustique : Le son est une sensation auditive engendrée par
défini par la relation suivante:
une onde acoustique. Tout corps vibrant dans l'air émet un son. Cette
vibration est transmise à l’air ou à tout autre milieu matériel sous
forme d'ondes de compression et de dépression.
T P v h s
Point
[°C] [bar] [m3/kg] [kJ/kg] [kJ/(kg k)
1 -15,0
Problème 1 (12pts)
L’intérieur d’une pièce est séparée de l’extérieur par une paroi vitrée
Problème 1 de surface S, orthogonal à l’axe (Ox) et dont le verre a une conductivité
thermique K. Ses faces internes et externes sont respectivement aux
Considérons un matériau homogène compris entre deux
températures Ti et Te avec Te<Ti.
sphères concentriques de centre O, de rayons a et b (a<b),de
conductivité thermique K, de capacité thermique massique c et de 1. La paroi est une vitre simple d’épaisseur e. Evaluer le flux
masse volumique ρ. Les parois sphériques de ce matériau sont thermique ϕ1 sortant de la pièce à travers cette paroi en fonction
maintenues aux températures T1(r=a) et T2(r=b) et on suppose T1>T2. de K, S, e ,Ti et Te. Calculer la résistance thermique Rth de la
paroi vitrée.
1. Ecrire l’équation aux dérivées partielles que vérifie la
2. La paroi est un ensemble de deux vitres de même épaisseur e,
température T au point M à l’instant t.
séparées par une épaisseur e’ d’air de conductivité thermique K’.
2. Déterminer en régime permanant :
On ne tient compte que de la conduction.
a. La température T(r) en tout point M du matériau
b. La puissance P transférée entre les deux sphères de rayon a et b a. Evaluer le flux thermique ϕ2 sortant de la pièce, puis .
c. La résistance thermique Rth de ce conducteur. Calculer Rth et P. b. A.N : Te= 270 K ;Ti= 292 K ;e=e’= 3 mm ; K= 1,2 W.m-
1.K-1 ;K’=0,025 W.m-1.K-1.
conduction entre deux pièces concentriques. Calculer le rapport et les températures T1 et T2 des faces en
Données : a= 1cm, b=10 cm, K= 35.10-2 W.m-1.K-1, T1=
regard des deux vitres. Représenter graphiquement les variations de la
100°C, T2= 20°C.
température en fonction de x dans le double vitrage.
Astuces de validation
6. Polytechnique est-elle un espace métrique ? 9. Montrer que polytechnique est un espace complet.
Oui. Il s’agit d’un espace métrique. En effet, on peut définir Réponse de l’enseignant Koumbe Mbock : il est possible de
une métrique(distance)𝛿 dans polytechnique. construire dans polytechnique donc c’est un espace complet.
7. Dans une partie de Polytechnique, comment définir son
intérieur, l’adhérence, sa densité, son ouverture et sa 10. Monter que polytechnique est séparable.
fermeture ? L’ensemble Polytechnique contient un sous ensemble dense
Considérons comme une partie de polytechnique une salle de d’après ce qui précède.
classe (salle de 3GC par exemple) Il est également possible de définir un ensemble fini dans le
Son intérieur : c’est toute réunion d’espace ouvert dans la salle sous espace salle de classe (l’ensemble des chaises par
Son adhérence : c’est le plus petit espace contenant cette salle exemple). L’ensemble polytechnique est donc séparable.
de classe (salle de 3GC)
Sa densité : d’après la définition de l’adhérence de la salle, tout
sous espace de la salle ayant comme adhérence, la salle elle- Contrôle continu n°2 2018-2019
même s’agit d’un espace dense.
Son ouverture : l’ensemble de la classe privé des murs par Exercice 1 : Vrai (0,25) ou faux (-0.5)
exemple.
(𝑓|𝑔) = 𝑓(𝑡)𝑔(𝑡)𝑑𝑡
Formulat
ion
Voir dans l’exercice suivant
variation
nelle
Problème
de
Neuman
n
Problème
de
Dirichlet
Optimisa
tion
−𝑑𝑖𝑣(𝐴∇𝑢) + 𝑢 = 𝑓 𝑑𝑎𝑛𝑠 Ω
𝑓= = (𝐴∇𝑢). 𝑛 = 𝑔 𝑠𝑢𝑟 𝜕Ω
ℚ
]2018, 2019]
⊂ℝ
ℝ
𝒞[2018, 2019
𝑙
𝐶 (Ω)
ℒ (Ω)
ℒ (Ω)
ℒ (𝜕Ω)
ℒ (𝜕Ω)
ℋ (Ω)
ℋ (Ω)
Soit 𝐵 = ⋂ 𝐴
𝐵 = ⋂ 𝐴 ⋂𝐴 = 𝐵 ⋂𝐴
𝐵 ⊂𝐵
𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑖𝑡𝑒 (𝐵 ) 𝑒𝑠𝑡 𝑐𝑟𝑜𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒
⟹ 𝜇(𝐵 ) ≤ 𝜇 ( 𝐵 )
⟹ 𝜇(𝐵 ) 𝑒𝑠𝑡 𝑐𝑟𝑜𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒
𝐵 = 𝐴 ⟹ ∀ 𝑝 ≥ 𝑛 ;𝐵 ⊂ 𝐴
⟹ ∀𝑝 ≥ 𝑛 ; 𝜇(𝐵 ) ≤ 𝜇 𝐴
⟹ 𝜇(𝐵 ) ≤ 𝑖𝑛𝑓 𝜇 𝐴 (∗∗)
⟹ ∀𝑛 ∈ ℕ ; 𝜇(𝐵 ) < +∞
𝜇(𝐵 ) ≤ 𝜇 𝐴 ≤ 𝜇(𝐴 ) < +∞
𝑎𝑙𝑜𝑟𝑠 𝜇(∩ 𝐵 ) = 𝑙𝑖𝑚 𝜇(𝐵 )
⟹ ∀𝑛 ∈ ℕ ; 𝜇(𝐵 ) < +∞ 𝜇 ⋃ 𝐴 ≤∑ 𝜇 𝐴
𝐵 =𝐴 ∪𝐵
≤ 𝜇 𝐴 − 𝜇 𝐴
⟹𝐵 ⊂ 𝐵 ⟹ (𝐵 ) 𝑑é𝑐𝑟𝑜𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒 ∈ℕ
Ainsi 𝜇(⋂ ∈ℕ 𝐵 ) = 𝑙𝑖𝑚 𝜇(𝐵 ) 𝑐𝑎𝑟 ∀𝑛 ∈ ℕ ; 𝜇(𝐵 ) < +∞
∀𝑝 ≥ 𝑛 ; 𝐴 ⊂ 𝐵 𝑜𝑟 𝑙𝑖𝑚 𝜇 𝐴 = 𝜇 𝐴 − 𝑙𝑖𝑚 𝜇 𝐴
→ →
ℕ ( )
⟹ ∀𝑝 ≥ 𝑛 ; 𝜇 𝐴 ≤ 𝜇(𝐵 )
𝑐𝑎𝑟 𝜇 𝐴 < +∞
⟹ 𝑠𝑢𝑝 𝜇 𝐴 ≤ 𝜇(𝐵 ) ∈ℕ
⟹ 𝐵 ⊂ 𝐴 ⊂ 𝐶
𝜇 𝐶 \ 𝐵 ≤ 𝜇(𝐶 \𝐵 ) = 0
Si 𝑛 ≠ 𝑚 ,𝐵 ∩ 𝐵 ⊂ 𝐴 ∩ 𝐴 ⊂ 𝐶 ∩ 𝐶 ⟹ ,𝐵 ∩
𝐵 =∅
𝑑𝑜𝑛𝑐 𝐴 ∈ 𝒜
𝜇(𝐴 ) = 𝜇(𝐶 ) = 𝜇(𝐵 )
2) Montrons que si 𝐵 ⊂ 𝐴 ⊂ 𝐶 𝑒𝑡 𝐵 ⊂ 𝐴 ⊂ 𝐶 𝑎𝑣𝑒𝑐 𝜇(𝐶 \
𝐵 ) = 0 ; 𝑖 = {1,2} 𝑎𝑙𝑜𝑟𝑠 𝜇(𝐵 ) = 𝜇(𝐵 ) = 𝜇(𝐶 ) = 𝜇(𝐶 ) 𝑑𝑜𝑛𝑐 𝜇 𝐴 =𝜇 𝐵
𝐵 ⊂ 𝐴 ⊂ 𝐶 𝑒𝑡 𝜇(𝐶 \𝐵 ) = 0
= 𝜇(𝐵 ) 𝑐𝑎𝑟 (𝐵 ) 𝑠𝑜𝑛𝑡 2 à 2 𝑑𝑖𝑠𝑗𝑜𝑖𝑛𝑡𝑠
⟹ 𝐶 = 𝐵 ⋃(𝐶 \𝐵 )
⟹ 𝜇(𝐶 ) = 𝜇(𝐵 ) + 𝜇(𝐶 \𝐵 )
⟹ 𝜇 𝐴 = 𝜇(𝐴 )
⟹ 𝜇(𝐶 ) = 𝜇(𝐵 )
𝐷𝑒 𝑚𝑒𝑚𝑒 𝜇(𝐶 ) = 𝜇(𝐵 ) 𝑑𝑜𝑛𝑐 𝜇 𝑒𝑠𝑡 𝑢𝑛𝑒 𝑚𝑒𝑠𝑢𝑟𝑒 𝑠𝑢𝑟 𝒜
𝑂𝑛 𝑎 𝐵 ⊂ 𝐴 ⊂ 𝐶 ⟹ 𝜇(𝐵 ) ≤ 𝜇(𝐶 ) = 𝜇(𝐵 )
(b) Montrer que 𝐸 ; 𝒜 ; 𝜇 𝑒𝑠𝑡 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡
𝐵 ⊂ 𝐴 ⊂ 𝐶 ⟹ 𝜇(𝐵 ) ≤ 𝜇(𝐶 ) = 𝜇(𝐵 )
𝑠𝑜𝑖𝑡 𝑁 𝑛é𝑔𝑙𝑖𝑔𝑒𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑎𝑙𝑜𝑟𝑠 ∃𝑀 ∈ 𝒜 𝑡𝑞 𝜇(𝑀) = 0 𝑒𝑡 𝑁 ⊂ 𝑀
⟹ 𝜇(𝐵 ) ≤ 𝜇(𝐵 ) 𝑒𝑡 𝜇(𝐵 ) ≥ 𝜇(𝐵 )
𝑀 ∈ 𝒜 ⟹ ∃𝐵 , 𝐶 ∈ 𝒜 𝑡𝑒𝑙𝑞𝑢𝑒 𝐵 ⊂ 𝑀 ⊂ 𝐶 𝑒𝑡 𝜇(𝐶 \𝐵 ) = 0
𝑑𝑜𝑛𝑐 𝜇(𝐵 ) = 𝜇(𝐵 )
⟹ ∃𝐶 ∈ 𝒜 𝑡𝑒𝑙𝑞𝑢𝑒 𝑀 ⊂ 𝐶 𝑒𝑡 𝜇(𝐶 ) = 𝜇(𝑀) = 0
⟹ ∃𝐶 ∈ 𝒜 𝑡𝑒𝑙𝑞𝑢𝑒 𝑁 ⊂ 𝐶
𝑠𝑢𝑟 ;𝑛 ; 𝑜𝑛 𝑎 ∶
∀𝑥 ∈
1
;𝑛 ; 𝑝𝑜𝑠𝑜𝑛𝑠 𝑔(𝑥)
Exercice 4
𝑛
𝑥 𝑥
= (𝑛 + 1) 𝑙𝑛 1 − − 𝑛 𝑙𝑛 1 − 1 1 1
(𝑛 + 1) 𝑛 𝑀𝑜𝑛𝑡𝑟𝑒𝑟 𝑠𝑖 𝑓 ∈ 𝐿 , 𝑔 ∈ 𝐿 , + = 𝑎𝑙𝑜𝑟𝑠 𝑓 ∙ 𝑔 ∈ 𝐿 : |𝑓 ∙ 𝑔|
𝑝 𝑞 𝑟
≤ |𝑓| |𝑔|
∫ |𝑓𝑔| 𝑑𝜇 ≤ ∫ |𝑓| 𝑑𝜇 ∫ |𝑔| 𝑑𝜇 1) On suppose que 𝜇(𝐸) > 0 . On pose 𝐴 = 𝑓 {[-n, n]}
Montrer qu’il existe 𝑛 ∈ ℕ tel que 𝜇 𝐴𝒏𝟎 > 0 ;
⟹ |𝑓𝑔| ≤ |𝑓| |𝑔| 𝑒𝑡 𝑓𝑔 ∈ 𝐿
𝐴 =𝑓 ([−𝑛 , 𝑛])
1 1 1 1 1
𝑒𝑛 𝑟𝑒𝑣𝑒𝑛𝑎𝑛𝑡 à 𝑛𝑜𝑡𝑟𝑒 𝑒𝑥𝑜 𝑜𝑛 𝑎:
+ + =1⟹ +
𝑝 𝑞 𝑟 𝑝 𝑞 𝐴= 𝐴 =𝑓 [−𝑛 , 𝑛] = 𝑓 (ℝ) = 𝐸
1 1 ∈ℕ ∈ℕ
= 𝑎𝑣𝑒𝑐 𝑘 =
𝑘 1
1− 𝐸= 𝐴 ⟹ 0 < 𝜇(𝐸) ≤ 𝜇(𝐴 )
𝑟
𝐷 𝑎𝑝𝑟è𝑠 𝑐𝑒 𝑞𝑢 𝑜𝑛 𝑎 𝑓𝑎𝑖𝑡 𝑝𝑟é𝑐é𝑑𝑒𝑚𝑚𝑒𝑛𝑡 𝑜𝑛 𝑎 ∶ |𝑓𝑔|
≤ |𝑓| |𝑔| 𝑒𝑡 𝑓𝑔 ∈ 𝐿 ⟹ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝜇 𝐴 >0
1 1 2)
𝑒𝑛 𝑝𝑜𝑠𝑎𝑛𝑡 𝑢 = 𝑓𝑔 𝑜𝑛 𝑎 𝑏𝑖𝑒𝑛 𝑢 ∈ 𝐿 𝑒𝑡 ℎ ∈ 𝐿 ; + = 1 1 1
𝑘 𝑟
𝑃𝑜𝑠𝑜𝑛𝑠 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝐸, |𝑓(𝑥)| > } = |𝑓| ; +∞
𝐷 𝑎𝑝𝑟è𝑠 ℎ𝑜𝑙𝑑𝑒𝑟 𝑜𝑛 𝑎 ∶ 𝑢ℎ ∈ 𝐿 𝑒𝑡 ∫ |𝑢ℎ|𝑑𝜇 𝑛 𝑛
1
≤ ∫ |𝑢| 𝑑𝜇 ∫ |ℎ| 𝑑𝜇 ⟹ 𝑥 ∈ 𝐴 ⟹ ∃ 𝑛 ∈ ℕ ; |𝑓(𝑥)| >
𝑛
𝐷 𝑜ù ∫ |𝑓𝑔ℎ|𝑑𝜇 ≤ |𝑓| |𝑔| |ℎ| ⟹𝐴 ⊂𝐴 ⟹𝜇 𝐴 >0
1
𝑝𝑟𝑒𝑛𝑑𝑟𝑒 𝐴 = 𝐴 𝑒𝑡 𝜀 =
𝑛
1
Exercice 3 (voir examen 2015-2016) 𝐼(𝛼) = 𝑠𝑖 𝛼 < 1
𝛼−1
1) +∞ 𝑠𝑖𝑛𝑜𝑛
𝑥
𝑂𝑛 𝑝𝑜𝑠𝑒 𝐼(𝛼) = 𝑙𝑖𝑚 1− 𝑒 𝑑𝑥
→ 𝑛
Exercice 4
= 𝑃(𝑥)𝑄 (𝑥)𝑒 𝑑𝑥
(a) Montrons que 𝑔(𝑥) = 𝑥𝑓(𝑥) ∈ 𝐹
+𝛼 𝑃(𝑥)𝑄 (𝑥)𝑒 𝑑𝑥
𝑔 ∈ 𝐸 𝑐𝑎𝑟 𝑔 𝑒𝑠𝑡 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑖𝑛𝑢𝑒 𝑠𝑢𝑟 [0, 1]
⟹ 𝑔∈𝐹 = (𝑃, 𝑄 ) + 𝛼(𝑃, 𝑄 )
𝑔(0) = 0 × 𝑓(0) = 0
(b) En déduire que 𝑓 ≡ 0
L’application 𝑥 → 𝑃(𝑥) 𝑒 est continue sur ℝ , positive,
𝑔 ∈ 𝐹 𝑒𝑡 𝑓 ∈ 𝐹 ⟹ 𝑥𝑓 (𝑥)𝑑𝑥 = 0 d’intégrale nulle, elle est donc identiquement nulle sur ℝ .
⟹ ∀𝑥 ∈ [0 , 1] ; 𝑥𝑓 (𝑥) = 0
est un élément de 𝒜 :
∫|𝑓𝑔| 𝑑𝜇≤ ∫||𝑓| | 𝑑𝜇 ∫|𝑔 | 𝑑𝜇
Posons 𝐴 = {𝑥 ∊ 𝐸/(𝑓 (𝑥)) n’est pas une suite de Cauchy}
Donc : 𝑓𝑔 ∊ 𝐿 𝑒𝑡 ‖𝑓𝑔‖ ≤ ‖𝑓‖ ‖𝑔‖
⟹ 𝐴 = {𝑥 ∊ 𝐸/∃𝑘 > 0, ∀𝑁 ∊ 𝑁 , ∃𝑛, 𝑝 ∊ 𝑁, 𝑛 ≥ 𝑁, 𝑝 ≥
𝑁 𝑒𝑡 |𝑓 (𝑥) − 𝑓 (𝑥)| ≥ } 2- On suppose ici que q=+∞ 𝑒𝑡𝑝 = 𝑟 Montrons que
|𝑓𝑔|≤|𝑓|‖𝑔‖ P.P et conclut.
⟹ A=⋃ ∊ ⋂ ∊ ⋃ ⋃ 𝑓 −𝑓 [ , +∞[ or Par 𝑑é𝑓𝑖𝑛𝑖𝑡𝑖𝑜𝑛 ‖𝑔‖ = 𝑖𝑛𝑓{ 𝑎 > 0/ 𝑔 ≤ 𝑎 𝑃. 𝑃} 𝑖𝑒 |𝑔| ≤
𝑓 − 𝑓 est mesurable car (𝑓 ) est mesurable ‖𝑔‖ 𝑃. 𝑃
Donc 𝐴 ∊ 𝒜 comme réunion et intersection dénombrable Ceci implique que : |𝑓𝑔| ≤ |𝑓|‖𝑔‖ 𝑃. 𝑃
d’éléments de A. On a donc : ∫ |𝑓𝑔| 𝑑𝜇 ≤ ∫ (|𝑓|‖𝑔‖ ) 𝑑𝜇
EXERCICE 2
. 𝑖. 𝑒. (∫|𝑓𝑔| 𝑑𝜇) ≤
Soient p, q et r appartenant [1 , +∞] tel que + = 𝑒𝑡 𝑓 ∊
(∫(|𝑓|‖𝑔‖ ) 𝑑𝜇)
𝐿 ,𝑔 ∊ 𝐿 .
𝑖. 𝑒. ‖𝑓𝑔‖ ≤ ‖𝑓‖ ‖𝑔‖
1- 𝑆𝑜𝑖𝑒𝑛𝑡 𝑝, 𝑞 𝑒𝑡 𝑟 ∊ [1 , +∞[ / + = Posons 𝑓 = Donc : 𝑓𝑔 ∊ 𝐿 𝑒𝑡 ‖𝑓𝑔‖ ≤ ‖𝑓‖ ‖𝑔‖
|𝑓| , 𝑔 = |𝑔|
3- On suppose 𝑝 = 𝑞 = 𝑟 = +∞
Montrons que 𝑓 ∊ 𝐿 et Montrons que 𝑓𝑔 ∊ 𝐿 𝑒𝑡 ‖𝑓𝑔‖ ≤ ‖𝑓‖ ‖𝑔‖
𝑔 ∊ 𝐿 . On a ∫|𝑓 | d𝜇 = ∫|𝑓 | d𝜇=∫|𝑓| 𝑑𝜇 < +∞ ca𝑟 𝑓 ∊ 𝐿 On a : 𝑓, 𝑔 ∊ 𝐿 𝑎𝑙𝑜𝑟𝑠 |𝑓| ≤ ‖𝑓‖ |𝑔| ≤ ‖𝑔‖ 𝑃. 𝑃 𝑑𝑜𝑛𝑐 : |𝑓𝑔| ≤
‖𝑓‖ ‖𝑔‖ 𝑃. 𝑃
De même On a ∫|𝑔 | d𝜇 = ∫|𝑔 | d𝜇=∫|𝑔| 𝑑𝜇 < +∞ car 𝑔 ∊ 𝐿
Déplus : ‖𝑓𝑔‖ est la plus petite constante qui majore : |𝑓𝑔| Presque
En déduire que 𝑓𝑔 ∊ 𝐿 et que ‖𝑓𝑔‖ ≤ ‖𝑓‖ ‖𝑔‖ partout.
𝑔(𝑥) = ∫ 𝑒 𝑑𝑡 1 − 𝑐𝑜𝑠 𝑥𝑡
𝑒 ~ 𝑥 𝑎𝑢 𝑣𝑜𝑖𝑠𝑖𝑛𝑎𝑔𝑒 𝑑𝑒 0; 𝑒𝑡 𝑥 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑔𝑟𝑎𝑏𝑙𝑒
𝑡
1 − 𝑐𝑜𝑠 𝑥𝑡
𝑎 > 0; ∀(𝑥, 𝑡) ∈ [−𝑎, 𝑎] × [0, +∞]; 𝑓(𝑥, 𝑡) = 𝑒 𝑑 𝑎𝑝𝑟è𝑠 𝑙𝑒 𝑐𝑟𝑖𝑡𝑒𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑅𝑖𝑒𝑚𝑎𝑛𝑛 𝑡
𝑡 1 − 𝑐𝑜𝑠 𝑥𝑡
1) 𝑚𝑜𝑛𝑡𝑟𝑒𝑟 𝑞𝑢𝑒 ∀𝑥 ∈ [−𝑎, 𝑎], ∀𝑡 > ↦ 𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑔𝑒 𝑎𝑢 𝑣𝑜𝑖𝑠𝑖𝑛𝑎𝑔𝑒 𝑑𝑒0
𝑡
0, 𝑒 ≤ 𝑎𝑒 ; 1 − 𝑐𝑜𝑠 𝑥𝑡
𝑒 𝑑𝑡
𝑠𝑜𝑖𝑡 𝑠 ∈ [−𝑎, 𝑎]. 𝑝𝑜𝑠𝑜𝑛𝑠 𝑋 = 𝑥𝑡 𝑡
1 − 𝑐𝑜𝑠 𝑥𝑡 1 − 𝑐𝑜𝑠 𝑥𝑡
𝑠𝑖𝑛 𝑋 = 𝑒 𝑑𝑡 + 𝑒 𝑑𝑡
∀𝑡 > 0 ; ≤1 𝑡 𝑡
𝑋
=𝐼 +𝐼
𝑠𝑖𝑛 𝑥𝑡
⟹ ≤1 𝐼 =∫ 𝑒 𝑑𝑡 𝑜𝑟 𝑙𝑖𝑚 𝑒 =𝑥 ∈ℝ
𝑥𝑡 →
𝑠𝑖𝑛 𝑥𝑡 𝑑𝑜𝑛𝑐 𝐼 𝑒𝑠𝑡 𝑑é𝑓𝑖𝑛𝑖𝑒 ; 𝐼 ∈ ℝ
⟹ ≤ |𝑥|
𝑡
1 − 𝑐𝑜𝑠 𝑥𝑡 1 1
𝑠𝑖𝑛 𝑥𝑡 𝐼 = 𝑒 𝑑𝑡 ≤ 𝑑𝑡 𝑜𝑟 𝑑𝑡 < +∞
⟹ ≤𝑎 𝑡 𝑡 𝑡
𝑡
𝑠𝑖𝑛 𝑥𝑡 ⟹ 𝐼 < +∞ 𝑒𝑡 𝐼 < +∞
⟹ ∀𝑡 > 0 ; 𝑒 ≤ 𝑎𝑒
𝑡 1 − 𝑐𝑜𝑠 𝑥𝑡
⟹ 𝑒 𝑑𝑡 < +∞
2) 𝑀𝑜𝑛𝑡𝑟𝑒𝑟 𝑞𝑢𝑒 ∀𝑥 ∈ [−𝑎, 𝑎], ∀𝑡 > 𝑡
0 | 𝑐𝑜𝑠 𝑥𝑡|𝑒 ≤ 𝑒 ii) ∀𝑥 ∈ [−𝑎; 𝑎] ; 𝑥 ↦
∀𝑥 ∈ [−𝑎; 𝑎], ∀𝑡 > 0; |𝑐𝑜𝑠 𝑥𝑡| ≤ 1 𝑒 𝑒𝑠𝑡 𝑑é𝑟𝑖𝑣𝑎𝑏𝑙𝑒 ; 𝑓 (𝑥, 𝑡) = 𝑒
⟹ ∀𝑥 ∈ [−𝑎; 𝑎], ∀𝑡 > 0; |𝑐𝑜𝑠 𝑥𝑡|𝑒 ≤𝑒
3) 𝑚𝑜𝑛𝑡𝑟𝑒𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑔 𝑒𝑠𝑡 𝑑𝑒 𝑐𝑙𝑎𝑠𝑠𝑒 𝐶 𝑠𝑢𝑟 [−𝑎, 𝑎]; 𝑝𝑢𝑖𝑠 𝑠𝑢𝑟 ℝ
d' après le théorème de la convergence dominée on a : auparavant que P est le polynôme nul.
1) Définir :
Voie lactée : galaxie à laquelle appartient le système solaire
Etoile : astre qui brille du fait de leur propre lumière due à des
réactions thermonucléaires
Planète : gros corps céleste en orbite autour d’une étoile sans lumière
propre mais qui brille en réfléchissant les rayons de ladite étoile
Faille : cassure d’une roche suivie du déplacement relatif des deux
compartiments
GEOLOGIE 2) Age de l’univers : 14.5 milliards d’années
Age de la Terre : 4.5 milliard d’années
3) Le soleil pourra encore demeurer tel que nous le connaissons
aujourd’hui pendant 5 milliard d’années car le soleil produit
par an une énergie de 12× 10 au moyen d’une fusion
nucléaire de noyaux d’hydrogènes et donc après ce temps, les
équations de la relativité montrent que la masse actuelle des
atomes d’hydrogène constituant le soleil ne pourra plus fournir
cette énergie.
4) Quatre causes probables d’un séisme :
Rupture soudaine des roches a l’intérieur de la Terre
Eruption volcanique
Rupture de barrages
Explosion
La cause principale cause est la rupture soudaine des
roches à l’intérieur de la Terre
Examen 2018-2019
ℎ
SA=
cos 𝜃
=h 1 + ( ) d’où 𝑡 = 1+( )
else{
return b; Contrôle continu 2015-2016
}
} Exercice 1
3. Ici la notion clef à connaitre est celle des exceptions. L’astuce de debut premier bloc try
cet exercice était juste de savoir que lorsque le gestionnaire
private static Scanner scanner = new Scanner(System. in) palindrome = test. charAt(leftPos) == test.
; charAt(rightPos) ;
class Cercle {
class Point {
/**
private double x, y;
* Calcul du perimètre de l'instance courante (this).
/**
* @return le perimetre sous la forme d'un double
/**
* Calcule la distance entre this et un point p
* @param p un Point par rapport auquel on calcule la distance
* @return la distance de this à p
*/
public double calculerDistance(Point p) {
QUESTIONS DE COURS
𝐶 9. Volume de granulats
𝐸= = 𝟐𝟎𝟖 𝑳 Volume solide = 𝛾 × 1000 = 𝟖𝟐𝟓L
𝐶
( )
𝐸 Volume granulats = volume solide – c =688.29 L
La correction ne peut pas encore être faite.
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒔𝒂𝒃𝒍𝒆 = 𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒈𝒓𝒂𝒏𝒖𝒍𝒂𝒕𝒔 × 𝟎. 𝟔 = 𝟒𝟏𝟏. 𝟕𝟕 𝑳
4. Le module de finesse
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒈𝒓𝒂𝒗𝒊𝒆𝒓 = 𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒈𝒓𝒂𝒏𝒖𝒍𝒂𝒕𝒔 × 𝟎. 𝟒 = 𝟐𝟕𝟒. 𝟓 𝑳
𝑀 = 0.97 + 0.9 + 0.63 + 0.35 + 0.14 + 0.03 = 𝟑. 𝟎𝟐
10. Masse de granulats
5. Coordonnées du point A 𝑀 = 2.56 × 274.5 = 𝟕𝟎𝟐. 𝟕𝟐 𝒌𝒈
Les coordonnées du point A sont 𝐷 2 ; 50 − √𝐷 + 𝐾
𝑀 = 2.66 × 411.77 = 𝟏𝟎𝟗𝟓. 𝟑𝟏 𝒌𝒈
𝐾 =𝐾 +𝐾 +𝐾
11. Ajustement du dosage en eau
Dans ce cas, 𝐾 = = −3 Δ = 411.77 × 2.63 × 0.001 = 1.08 𝐿
Examen 2006-2007
𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡 𝑒𝑛 𝑠𝑎𝑏𝑙𝑒 = 115 × 0.4 = 46
Les nouvelles masses sont :
QUESTIONS DE COURS
𝑀 = 702.72 + 46 = 𝟕𝟒𝟖. 𝟕𝟐 𝒌𝒈
𝑀 = 1095.31 + 69 = 𝟏𝟏𝟔𝟒. 𝟑𝟏 𝒌𝒈 1. Il s’agit de la masse volumique réelle
F. Béton armé 2. La silice réagit avec la chaux libérée par hydratation pour
Il faut utiliser un camion muni d’un tambour mélangeur appelé former les silicates de calcium hydratés
toupie
3. Rôle de l’eau :
Parce que la distance entre la centrale à béton et le chantier est
Permettre la maniabilité du mélange
longue et le transport sur une longue distance implique un
Hydrater la poudre de ciment
risque de ségrégation par conséquent a besoin d’un véhicule
Mouiller la surface des granulats afin que la pâte
muni de tambours mélangeurs.
adhère
La durée totale est de deux heures. 4. Différence entre dalle et dallage :
Ce temps est suffisant Le dallage est en contact avec le sol et peut être armé ou non alors
Car le temps de prise du ciment utilisé est trois heures. que la dalle est suspendue et absolument armée.
5. Minerai : élément ou composé naturel inorganique contenant
Masse volumique du béton armé :
des substances qu’on peut extraire.
𝑀 = 𝑀 + 𝑀 é
Minéral : élément ou composé naturel inorganique dont l’origine
𝜌 𝑉 = 𝜌 𝑉 +𝜌 é 𝑉é n’est ni végétale ni animale.
𝐶
Gravier = 𝟐. 𝟎𝟕
𝐸
Module 44 43 42 41 40 39 38 37
Dosage en ciment
tamis
Dans notre cas, on a :
% refus 2 13 20 17 15 14 10 5.5
partiels 1.1 𝑐𝑚 → 50 𝑘𝑔. 𝑚
Données de base : 𝐶
𝐸= = 𝟐𝟎𝟎. 𝟒𝟖 𝑳
𝐶
Granulats roulés et de bonne qualité ( )
𝐸
𝐷 = 25 𝑚𝑚
Surfaces sèches Module de finesse
𝜎 = 440 𝑏𝑎𝑟𝑠 𝑀 = 0.95 + 0.88 + 0.58 + 0.30 + 0.09 + 0 = 𝟐. 𝟖
Exercice 1 :
Un milieu continu déformable est soumis à un champ de déplacement
bidimensionnel donné, dans un repère (𝒐, 𝒙𝟏 , 𝒙𝟐 ), par ses deux
𝒖𝟏 = 𝒙𝟐𝟏 (𝟏 − 𝒙𝟐𝟐 )
composantes : 𝑼⃗ = 𝟏𝟎 𝟑
𝒆𝒏 (𝒎)
𝒖𝟐 = 𝒙𝟐𝟐 (𝟏 − 𝒙𝟐𝟏 )
𝜀̿ = 𝐻 = 𝐻 + 𝐻 =
MECANIQUE DES MILIEUX 𝟏𝟎
−𝟑
𝟐𝒙𝟏 (𝟏 − 𝒙𝟐 )
𝟐
−𝒙𝟏 𝒙𝟐 (𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 )
−𝒙𝟏 𝒙𝟐 (𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 ) 𝟐𝒙𝟐 (𝟏 − 𝒙𝟏 )
𝟐
𝐶̿ − 𝐼 ̿ = 0 𝝏𝒃
= + 𝒈𝒓𝒂𝒅⃗(𝒃). 𝑽⃗ + 𝒃. 𝒅𝒊𝒗 𝑽⃗ 𝒅𝒗
Il n’y’a donc pas de déformation pour un mouvement 𝝏𝒕
𝑫𝒕
rigidifiant.
4. Definitions: current line, emission line, particulate Or 𝒅𝒊𝒗 𝒃𝑽⃗ = 𝒈𝒓𝒂𝒅⃗(𝒃). 𝑽⃗ + 𝒃. 𝒅𝒊𝒗 𝑽⃗
derivative, revolution motion.
𝑫 𝝏𝒃
Ligne de courant : la ligne de courant à un instant t fixé est On en déduit donc ∫ 𝒃𝒅𝒗 = ∫𝑫 + 𝒅𝒊𝒗 𝒃𝑽⃗ 𝒅𝒗
𝑫𝒕 𝑫𝒕 𝒕 𝝏𝒕
une courbe qui admet en chacun de ses points M une tangente cqfd
parallèle au vecteur vitesse en ce point à l’instant t.
Ligne d’émission : la ligne d’émission d’un point M à un Problème
instant t est le lieu géométrique des positions des particules qui On considère une transformation, définie dans la base orthonormée
sont passées en M à des instants antérieurs à t. 𝑩 = (𝒆𝟏⃗, 𝒆𝟐⃗, 𝒆𝟑⃗) par le système d’équations suivant :
Dérivée particulaire : outil mathématique propre à la MMC
qui consiste à dériver par rapport au temps une grandeur
𝟎 𝟎 𝟏 𝟎 𝟎 𝟎
b) La transformation est-elle homogène ? b) calculons les allongements unitaires dans les directions de
𝒆𝟏⃗, 𝒆𝟐⃗, 𝒆𝟑⃗.
Etant donné que le tenseur 𝐹 ne dépend pas de X, et donc ne
dépend pas de la position initiale. 𝒑𝒐𝒖𝒓 𝒊 = 𝟏, 𝟐, 𝟑, 𝜹𝒊 = 𝟏 + 𝟐𝑬𝒊𝒊 − 𝟏
𝜹𝟏 = 𝟎, 𝜹𝟐 = 𝟏 + 𝟒𝜹𝟐 − 𝟏, 𝜹𝟑 = 𝟎
c) Déterminons les transportés 𝒇𝟏⃗, 𝒇𝟐⃗, 𝒇𝟑⃗ des vecteurs
4. Déterminons les matrices 𝑯, 𝜺, 𝝎 du tenseur gradient du
𝒆𝟏⃗, 𝒆𝟐⃗, 𝒆𝟑⃗ ∶
déplacement et de ses parties symétrique et antisymétrique.
𝒇⃗ = 𝐹 𝒆⃗
𝑯=𝑭−𝑰
𝑑 𝑜ù 𝒇𝟏⃗ = 𝒆𝟏⃗, 𝒇𝟐⃗ = 𝟐𝜹𝒆𝟏⃗ + 𝒆𝟐⃗, 𝒇𝟑⃗ = 𝒆𝟑⃗ 𝟎 𝟐𝜹 𝟎
2. a) déterminons la matrice 𝑪 du tenseur de dilatation de 𝑯= 𝟎 𝟎 𝟎
Cauchy-Green : 𝟎 𝟎 𝟎
𝟏
𝑪 = 𝑭𝑻 𝑭 𝜺 = 𝑯 = (𝑯 + 𝑯 )
𝒔 𝑻
𝟐
𝟏 𝟐𝜹 𝟎 𝟎 𝜹 𝟎
𝑪 = 𝟐𝜹 𝟏 + 𝟒𝜹𝟐 𝟎 𝜺= 𝜹 𝟎 𝟎
𝟎 𝟎 𝟏 𝟎 𝟎 𝟎
b) calculons les dilatations dans les directions de 𝒆𝟏⃗, 𝒆𝟐⃗, 𝒆𝟑⃗ : 𝟏
𝝎 = 𝑯 = (𝑯 − 𝑯 )
𝒂 𝑻
𝟐
𝜆(𝒆⃗) = 𝜆 = 𝑪𝒊𝒊
𝟎 𝜹 𝟎
𝝀𝟏 = 𝟏, 𝝀𝟐 = 𝟏 + 𝟒𝜹𝟐 , 𝝀𝟑 = 𝟏 𝝎 = −𝜹 𝟎 𝟎
c) calculons le glissement de deux directions orthogonales 𝟎 𝟎 𝟎
définies par 𝒆𝟏⃗ 𝑒𝑡 𝒆𝟐⃗ :
(c)
Tenseur des contraintes : 𝝈 = 𝝈𝒊𝒋 =
𝝈𝟎 𝟎 𝟎 (d)
𝟎 𝟎 𝟎
Tenseur des contraintes : 𝝈 = 𝝈𝒊𝒋 =
𝟎 𝟎 𝝈𝟎
𝝈𝟎 𝟎 𝟎
Contraintes principales : 𝝈𝟏 = 𝝈𝟐 =
𝟎 𝟎 𝟎
𝝈𝟎 , 𝝈 𝟑 = 𝟎 𝟎 𝟎 𝟐𝝈𝟎
Cercles de Mohr : Contraintes principales : 𝝈𝟏 = 𝟐𝝈𝟎 , 𝝈𝟐 =
Cercles Centre Rayon Nature 𝝈𝟎 , 𝝈 𝟑 = 𝟎
𝝈𝟎 𝝈𝟎 Cercle de centre Cercles de Mohr :
(𝒞 ) 𝑪𝟏 = 𝑅 =
𝟐 𝟐 𝑪𝟏 (𝝈𝟎 , 𝟎) de Cercles Centre Rayon Nature
𝟐
rayon
𝝈𝟎
(𝒞 ) 𝝈𝟎 𝑅 Cercle de centre
𝟐 𝑪𝟏 =
𝟐 𝝈𝟎 𝝈
𝑪𝟏 ( 𝟎 , 𝟎) de
(𝒞 ) 𝝈𝟎 𝝈𝟎 Cercle de centre = 𝟐
𝑪𝟐 = 𝑅 = 𝟐 𝝈𝟎
𝟐 𝟐 𝑪𝟐 = 𝑪𝟏 (𝝈𝟎 , 𝟎) rayon
𝟐
𝟐
𝝈𝟎
de rayon
𝟐
= 𝑶𝑴⃗ ∧ 𝑻⃗ + 𝑴⃗ 𝒅𝑨
𝑺𝒕
⃗
+ 𝑶𝑴⃗ ∧ 𝝆𝒇⃗ + 𝝆𝜞⃗ 𝒅𝒗
𝑫𝒕
2- Montrons que les formes locales de ces deux lois peuvent
s’écrire respectivement :
𝝆𝜸⃗ = 𝒅 𝒗⃗𝝈 + 𝝆𝒇⃗
Problème : (8 points) _page 238 du livre du prof_ (1)
𝑫𝑹⃗
I. Milieux « micropolaires » 𝝆𝒌𝟐 = 𝟐𝝈⃗𝒂 + 𝒅 𝒗⃗𝝁 + 𝝆𝜞⃗
𝑫𝒕
1- Ecrivons les lois de bilan de quantité de mouvement et de (2)
moment de quantité de mouvement sous forme intégrale pour Comme 𝑻⃗ = 𝝈𝒏⃗, la loi de bilan de la quantité de
un domaine matériel D (forme intégrale du principe mouvement devient :
fondamentale de la dynamique) : 𝑫
La schématisation proposée pour les densités de forces à 𝝆𝑽⃗𝒅𝒗 = 𝝈𝒏⃗𝒅𝑨 + 𝝆𝒇⃗𝒅𝒗
𝑫𝒕
distance et de contact est la même que dans la théorie 𝑫𝒕 𝑺𝒕 𝑫𝒕
Le tenseur 𝑵 est définie par 𝑶𝑴⃗ ∧ 𝑻⃗ = 𝑶𝑴⃗ ∧ 𝝈𝒏⃗ = = 𝑶𝑴 ∧ 𝒅𝒊𝒗⃗𝝈 + 𝜼: 𝝈 + 𝒅𝒊𝒗⃗𝝁 + 𝑶𝑴⃗
⃗
𝑵𝒏⃗ [vous êtes supposés le savoir] ∧ 𝝆𝒇⃗ + 𝝆𝜞⃗
D’autre part, on a : Or d’après l’équation (1) 𝑶𝑴 ∧ 𝝆𝜸⃗ = 𝑶𝑴 ∧ 𝒅 𝒗⃗𝝈 +
𝑫
𝑴⃗ = 𝝁𝒏⃗, ∫𝑫 𝑶𝑴⃗ ∧ 𝝆𝑽⃗𝒅𝒗 = ∫𝑫 𝑶𝑴⃗ ∧ 𝝆𝜸⃗𝒅𝒗, [vous pouvez 𝝆𝑶𝑴 ∧ 𝒇⃗
𝑫𝒕 𝒕 𝒕
𝑫 𝑫𝑹⃗
vous amusez à le démontrer] et ∫ 𝝆𝒌𝟐 𝑹⃗𝒅𝒗
𝑫𝒕 𝑫𝒕
= Cette relation précédente devient 𝝆𝒌𝟐 = 𝜼: 𝝈 +
𝑫𝒕
𝑫𝑹⃗
∫𝑫 𝝆𝒌𝟐
𝒕 𝑫𝒕
𝒅𝒗 vu que k est supposé constant. 𝒅𝒊𝒗⃗𝝁 + 𝝆𝜞⃗
Le bilan du moment de la quantité de mouvement On ne peut plus invoquer la relation 𝜼: 𝝈 = 𝟎⃗ pour
devient : conclure à la symétrie du tenseur 𝝈. Introduisons donc
𝑫𝑹⃗ sa partie symétrique 𝝈𝒔 et sa partie antisymétrique 𝝈𝒂 .
𝑶𝑴⃗ ∧ 𝝆𝜸⃗ + 𝝆𝒌𝟐 𝒅𝒗
𝑫𝒕 𝑫𝒕 Comme 𝜼: 𝝈𝒔 = 𝟎⃗, on a :
= 𝑶𝑴⃗ ∧ 𝝈𝒏⃗ + 𝝁𝒏⃗ 𝒅𝑨 𝜼: 𝝈 = 𝜼: 𝝈𝒂 = 𝟐𝝈⃗𝒂 où 𝝈⃗𝒂 représente le vecteur dual
𝑺𝒕
du tenseur 𝝈, on peut donc écrire le bilan de moment
⃗
+ 𝑶𝑴⃗ ∧ 𝝆𝒇⃗ + 𝝆𝜞⃗ 𝒅𝒗 de la quantité de mouvement sous la forme :
𝑫𝒕
𝑫𝑹⃗ 𝒂
𝝆𝒌𝟐 = 𝟐𝝈⃗ + 𝒅𝒊𝒗⃗𝝁 + 𝝆𝜞⃗ (2)
𝑫𝒕
𝑫𝑹⃗ 3- a) A partir des équations locales (1) et (2), établissons le
↔ 𝑶𝑴⃗ ∧ 𝝆𝜸⃗ + 𝝆𝒌𝟐 𝒅𝒗
𝑫𝒕 𝑫𝒕 théorème de l’énergie cinétique :
= 𝒅𝒊𝒗⃗𝑵 + 𝒅𝒊𝒗⃗𝝁 + 𝑶𝑴⃗ ∧ 𝝆𝒇⃗⃗ 𝑫𝑲
= 𝑷𝒆 + 𝑷𝒊
𝑺𝒕
𝑫𝒕
+ 𝝆𝜞⃗ 𝒅𝒗
Multiplions scalairement l’équation (1) par 𝑉⃗ , et l’équation (2) par 𝑹⃗,
Sous forme locale : et additionnons membre à membre, on obtient :
𝑫𝑹⃗ ⃗
𝑶𝑴⃗ ∧ 𝝆𝜸⃗ + 𝝆𝒌𝟐 = 𝒅𝒊𝒗⃗𝑵 + 𝒅𝒊𝒗⃗𝝁 + 𝑶𝑴⃗ ∧ 𝝆𝒇⃗ + 𝝆𝜞⃗ 𝑫𝑹⃗
𝑫𝒕
𝝆𝜸⃗. 𝑉⃗ + 𝝆𝒌𝟐 . 𝑹⃗
Or, 𝒅 𝒗⃗𝑵 = 𝑶𝑴 ∧ 𝒅 𝒗⃗𝝈 + 𝜼: 𝝈 𝑫𝒕
On obtient donc : = 𝑉⃗ . 𝒅 𝒗⃗𝝈 + 𝝆𝒇⃗. 𝑉⃗ + 𝟐𝝈⃗𝒂 . 𝑹⃗ + 𝑹⃗. 𝒅 𝒗⃗𝝁
+ 𝝆𝜞⃗. 𝑹⃗
− 𝝈𝒂 : 𝑹
𝒅𝒊𝒗 𝝁 𝑅⃗ = 𝑅⃗ . 𝒅 𝒗⃗𝝁𝑻 + 𝝁𝑻 : 𝒈𝒓𝒂𝒅𝑅⃗
𝑻 𝑫𝒕
En posant donc :
Et 𝟐𝝈⃗ . 𝑹⃗ = −𝝈𝒂 : 𝑹
𝒂
𝑲 = ∫𝑫
𝟏
𝝆𝑽𝟐 + 𝑹⃗. 𝑱̿. 𝑹⃗ 𝒅𝒗 = ∫𝑫
𝟏
𝝆(𝑽𝟐 + 𝒌𝟐 𝑹𝟐 )𝒅𝒗
𝒕 𝟐 𝒕 𝟐
On obtient finalement (3)
𝟏 𝑫 Et définissons la puissance des efforts extérieurs 𝑷𝒆 par :
𝝆 (𝑉 + 𝒌𝟐 𝑹𝟐 )
𝟐 𝑫𝒕
𝑷𝒆 = ∫𝑺 𝑻⃗. 𝑽⃗ + 𝑴⃗. 𝑹⃗ 𝒅𝑨 + ∫𝑫 𝝆 𝒇⃗. 𝑽⃗ + 𝜞⃗. 𝑹⃗ 𝒅𝒗
= 𝒅𝒊𝒗 𝝈𝑻 𝑉⃗ − 𝝈𝑻 : 𝒈𝒓𝒂𝒅𝑉⃗ + 𝒅𝒊𝒗 𝝁𝑻 𝑅⃗ − 𝝁𝑻 : 𝒈𝒓𝒂𝒅𝑅⃗ − 𝝈𝒂 : 𝑹 𝒕 𝒕
(4)
+𝝆𝒇⃗. 𝑉⃗ + 𝝆𝜞⃗. 𝑹⃗
On obtient donc le théorème de l’énergie cinétique défini
En intégrant cette relation sur le domaine 𝑫𝒕 , en sachant que par
𝟏 𝑫𝒇 𝑫 𝟏 𝑫𝑲
∫𝑫 𝝆 𝒅𝒗 = ∫ 𝝆𝒇𝒅𝒗 = 𝑷𝒆 + 𝑷𝒊
𝒕 𝟐 𝑫𝒕 𝑫𝒕 𝑫𝒕 𝟐
𝑫𝒕
On obtient :
Où 𝑷𝒊 désigne la puissance des efforts intérieurs, on obtient
𝑫 𝟏 l’expression suivante de 𝑷𝒊 :
𝝆(𝑉 + 𝒌𝟐 𝑹𝟐 )𝒅𝒗
𝑫𝒕 𝑫𝒕 𝟐 𝑻 𝒂 𝑻
𝑷𝒊 = − 𝝈 : 𝒈𝒓𝒂𝒅𝑽⃗ + 𝝈 : 𝑹 + 𝝁 : 𝒈𝒓𝒂𝒅𝑹⃗ 𝒅𝒗
𝑫𝒕
= ∫𝑫 𝒅𝒊𝒗 𝝈𝑻 𝑽⃗ + 𝒅𝒊𝒗 𝝁𝑻 𝑹⃗ 𝒅𝒗 + ∫𝑫 𝝆 𝒇⃗. 𝑽⃗ + 𝜞⃗. 𝑹⃗ 𝒅𝒗 − ∫𝑫 (𝝈𝑻 : 𝒈𝒓𝒂𝒅𝑽⃗ +
𝒕 𝒕 𝒕
Or 𝝈 = 𝝈 − 𝝈𝒂 et 𝒈𝒓𝒂𝒅𝑽⃗ = 𝑫 + 𝛀. Il vient alors que :
𝑻 𝒔
𝝁𝑻 : 𝒈𝒓𝒂𝒅𝑹⃗) − ∫𝑫 𝝈𝒂 : 𝑹
𝒕
Ainsi donc, en écrivant 𝝈𝑻 : 𝒈𝒓𝒂𝒅𝑽⃗ + 𝝈𝒂 : 𝑹 de différentes manières, on a
= 𝝈𝑻 𝑽⃗. 𝒏⃗ + 𝝁𝑻 𝑹⃗. 𝒏⃗ 𝒅𝑨 + 𝝆 𝒇⃗. 𝑽⃗ + 𝜞⃗. 𝑹⃗ 𝒅𝒗
𝑺𝒕 𝑫𝒕
D’une part
Avec 𝝈 : 𝒈𝒓𝒂𝒅𝑽⃗ = (𝝈𝒔 − 𝝈𝒂 ): 𝑫 + 𝛀 = 𝝈𝒔 : 𝑫 − 𝝈𝒂 : 𝛀
𝑻
− (𝝈𝑻 : 𝒈𝒓𝒂𝒅𝑽⃗ + 𝝁𝑻 : 𝒈𝒓𝒂𝒅𝑹⃗) − 𝝈𝒂 : 𝑹
𝑫𝒕 𝑫𝒕
Comme 𝝈𝑻 𝑽⃗. 𝒏⃗ = 𝑽⃗. 𝝈. 𝒏⃗ = 𝑽⃗. 𝑻⃗; 𝝁𝑻 𝑹⃗. 𝒏⃗ = 𝑹⃗. 𝝁. 𝒏⃗ = 𝑹⃗. 𝑴⃗ Car 𝝈𝒂 : 𝑫 = 𝝈𝒔 : 𝛀 = 𝟎
On a donc au final :
(𝒆𝟏⃗, 𝒆𝟐⃗, 𝒆𝟑⃗) est donnée par : On en déduit les autres contraintes principales 1,75𝛼 ± 3,75|𝜹|, d’où
𝟎, 𝟕𝜹 𝟑, 𝟔𝜹 𝟎 quel que soit le signe de alpha,𝝈𝒒 = 𝟓, 𝟓𝜹; 𝝈𝒓 = −𝟐𝜹.
[𝝈] = 𝟑, 𝟔𝜹 𝟐, 𝟖𝜹 𝟎
𝟎 𝟎 𝟕, 𝟔
Où 𝜹 est une constante.
à un effort d’extension.
En appliquant le principe de superposition, donnons les expressions
de 𝜀 et 𝜀 des déformations suivants X et Y respectivement :
Ayant affaire ici à une extension dans deux directions orthogonales,
Notez que lorsqu’on note le point P[𝒆𝟏⃗], il s’agit de l’extrémité du nous allons appliquer le principe de superposition des effets pour
vecteur contrainte suivant la direction 𝒆𝟏⃗. arriver aux résultats demandés. D’après le principe de superposition
des effets nous avons :
2- Déterminons les valeurs de 𝜹 correspondant à un état triaxial
de révolution : 𝜺𝑿 = 𝜺𝑿/𝑭𝒂 + 𝜺𝑿/𝑭𝒃
Les états triaxiaux de révolution correspondent aux égalités : 𝜺𝒀 = 𝜺𝒀/𝑭𝒂 + 𝜺𝒀/𝑭𝒃
𝝈𝒑 = 𝝈𝒒 soit 7,6 = 5,5𝛼 d’où 𝛼 = 1,38 (𝝈𝟏 = 𝝈𝟐 = 𝝈𝑿 = 𝝈𝑿/𝑭𝒂 + 𝝈𝑿/𝑭𝒃 (𝒄𝒂𝒓 𝒍𝒆 𝒓𝒆𝒑è𝒓𝒆 𝒆𝒔𝒕 𝒑𝒓𝒊𝒏𝒄𝒊𝒑𝒂𝒍)
𝟕, 𝟔, 𝝈𝟑 = −𝟐, 𝟕𝟔) 𝝈𝒀 = 𝝈𝒀/𝑭𝒂 + 𝝈𝒀/𝑭𝒃 (𝒄𝒂𝒓 𝒍𝒆 𝒓𝒆𝒑è𝒓𝒆 𝒆𝒔𝒕 𝒑𝒓𝒊𝒏𝒄𝒊𝒑𝒂𝒍)
𝝈𝒓 = 𝝈𝒑 soit −2𝛼 = 7,6 d’où 𝛼 = −3,8 (𝝈𝟏 = 𝝈𝟐 =
𝟕, 𝟔, 𝝈𝟑 = −𝟐𝟎, 𝟗) La loi de Hooke appliquée à la plaque soumise à 𝑭𝒂
uniquement s’écrit :
Le cas 𝝈𝒒 = 𝝈𝒓 correspond à 𝛼 = 0
𝝈𝑿/𝑭𝒂 = 𝑬 ∙ 𝜺𝑿/𝑭𝒂 (𝜶𝟏)
Ainsi en s’appuyant sur ces relations de (𝜶𝟏) à (𝜶𝟒) on obtient : Sous-section Surface Position du centre de gravité
𝝈𝑿/𝑭𝒂 𝝈𝑿/𝑭𝒂 i (𝑆 ) (𝑌 )
𝜺𝑿 = 𝜺𝑿/𝑭𝒂 + 𝜺𝑿/𝑭𝒃 = − 𝝂𝜺𝒀/𝑭𝒃 = −
𝑬 𝑬
𝝈𝒀/𝑭𝒃 𝝈𝑿 𝝈𝒀 (𝑆 ) 3𝑎 5𝑎
𝝂 = − 𝝂
𝑬 𝑬 𝑬 2
𝟏 (𝑆 ) 2𝑎 𝑎
𝜺𝑿 = (𝝈 − 𝝂𝝈𝒀 )
𝑬 𝑿 Total 5𝑎 /
𝝈𝒀/𝑭𝒃 𝝈𝒀/𝑭𝒃
𝜺𝒀 = 𝜺𝒀/𝑭𝒂 + 𝜺𝒀/𝑭𝒃 = − 𝝂𝜺𝑿/𝑭𝒂 = −
𝑬 𝑬
𝝈𝑿/𝑭𝒂 𝝈𝒀 𝝈𝑿
𝝂
𝑬
=
𝑬
− 𝝂
𝑬
On en déduit
𝒀𝑮𝟏 𝑺𝟏 + 𝒀𝑮𝟐 𝑺𝟐
𝟏 𝒀𝑮 =
𝜺𝒀 = (𝝈𝒀 − 𝝂𝝈𝑿 ) 𝑺𝟏 + 𝑺𝟐
𝑬
Exercice 2 : (6 points) 𝒀𝑮 = 𝟐, 𝟗𝒂
𝒀𝑮 = 𝟐𝟗𝒎𝒎
On considère une poutre de longueur L et de section en T constante,
encastrée à son extrémité A et supportant une charge P à l’extrémité
B tel que représenté sur la figure suivante :
a) Donnons en fonction de a et à partir de la base, la position du
centre de gravité de la section puis calculons-la :
𝟓𝟏𝟕 𝟒
𝑰𝑮 = 𝒂
𝟔𝟎
𝑰𝑮 = 𝟖𝟔𝟐𝟎𝟎𝒎𝒎𝟒
c) Calculons la flèche 𝑌 en B :
𝑭𝑳𝟑
En appliquent le principe de Clapeyron 𝒀𝑩 =
𝟑𝑬𝑰
𝒀𝑩 = 𝟔𝟐𝒎𝒎
Correction cc 2017-2018
Question :
1. On a 𝑥⃗ = 𝑥 𝑒⃗ avec 𝑥 = 𝑥 + 𝑥 + 𝑥 .
a) 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑥 = 𝑥 /𝑥
𝒏 𝒏𝒙⃗
b) 𝒈𝒓𝒂𝒅 𝒙 =−
𝒙𝒏
c) 𝛻 (1⁄𝒙) = 0
d) 𝒅𝒊𝒗(𝒙𝒏 𝒙) = (𝒏 + 3)𝒙𝒏
2.
a) 𝜺𝒊𝒋𝒌 𝒂𝒋 𝒂𝒌 = 𝒂⃗𝚲𝒂⃗ = 0
b) 𝜺𝒊𝒋𝒌 𝜹𝒌𝒋 = 𝜺𝒊𝒌𝒌 𝜹𝒌𝒌 = 0
c) 𝜺 𝒋𝒌 𝒂 𝑻𝒌𝒋 = 𝜺 𝒂 𝑻 +𝜺 𝒂 𝑻 = 𝒂 (𝑻 −𝑻 )
d) 𝜺 𝒋𝒌 𝜹 𝒋 𝒗𝒌 =𝜺 𝒌𝜹 𝒗𝒌 = 𝜺 𝜹 𝒗 = −𝒗
Exercice 1 :
1. Calcul de
Question de cours :
On a = ( 𝐶̿ (𝑒 ⃗, 𝑒 ⃗ ) or 𝑙 = 1
Donc 𝑙 = 𝐹 𝑒 ⃗ = 𝑣 + 𝜇 𝛽²(𝑋 𝑋 ) or 𝑋 𝑋 =𝑎
D’où 𝒍 = 𝒗 + 𝝁 𝜷²𝒂
2. La longueur initiale 𝐿 d’un élément de surface latérale, qui a une
longueur unitaire et qui est parallèle à l’axe du cylindre après la
déformation.
Problème 2 : = 𝐺̿ 𝑒 ⃗ or 𝑙 = 1
Donc 𝑳 = ‖𝑭 𝒆 ⃗‖ = 1 + 𝜷 𝒂²
𝒗
Le champ d’une déformation est exprimé par :
𝑥 = 𝜇(𝑋 cos 𝛽𝑋 + 𝑋 sin 𝛽𝑋 ); 𝑥 = 𝑣𝑋 ; 𝑥 = 𝜇(−𝑋 sin 𝛽𝑋 + Problème 2:
𝑋 cos 𝛽𝑋 ); 𝜇, 𝛽 𝑒𝑡 𝑣 étant des constantes.
Pour mener à bien notre exercice, calculons d’abord les composantes [𝝈 ] = [𝑨][𝝈][𝑨]𝑻 =
𝑎 de la matrice de passage entre les deux bases. −
⎡ √ √ √ ⎤ 18 0 −12 ⎡√ √ √ ⎤
𝒂 𝒂 𝒂 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥
− − 0 6 0 − − ⎥=
Posons 𝑨 = 𝒂 𝒂 𝒂 ⎢ √ √ √ ⎥ ⎢√ √ √
𝒂 𝒂 𝒂 ⎢ ⎥ −12 0 24 ⎢ ⎥
⎣ √ − 0⎦ ⎣√ 0 ⎦
√ √
Comme l’axe 𝑥′ fait un angle identique 𝛽 ave les axes 𝑥 , 𝑥 𝑒𝑡 𝑥 8 2√2 0
on a 𝒂 + 𝒂 + 𝒂 = 3𝒂 = 1 ;donc 𝑎 = 𝑎 = 𝑎 = 𝑐𝑜𝑠𝛽 = 2√2 0 −6/√3
1/√3 0 −6/√3 24
De plus l’axe 𝑥′ se trouve dans le plan 𝑥 ′𝑥 donc 𝑐𝑜𝑠∅ =
cos − 𝛽 = 𝑠𝑖𝑛𝛽 = 2/√6
NB: Le résultat ci-dessus est certes vrai mais il n’est pas celui de
Remarquons également que le repère doit être orthonormé et direct l’enseignant. En effet dans le livre de l’enseignant ils ont a plutôt
donc 𝒂 = 𝒂 comme résultat final
Or 𝒂 +𝒂 +𝒂 = 1 donc 𝒂 =𝒂 = −1/√6 Vous verrez donc qu’en prenant le “bon” résultat l’exercice est plus
complexe alors que le deuxième résultat nous donne la matrice [𝜺] =
Il est également Claire que les axes 𝑥 𝑒𝑡 𝑥′ sont perpendiculaires 28 28 0
𝝅
donc 𝒂 = 𝐜𝐨𝐬 = 0 28 28 0 et les autres questions deviennent très faciles.
0 0 0
rigide c) 𝛻 (1⁄𝒙) = 0
c) Ligne de courant : On appelle ligne de courant à un instant 𝑇 d) 𝒅𝒊𝒗(𝒙𝒏 𝒙) = (𝒏 + 3)𝒙𝒏
fixé une courbe qui admet en chacun de ses points une tangente
3.
parallèle au vecteur vitesse en ce point.
On a 𝐴 = 𝛿 𝐵 + 3𝐵 ⇔ 𝐴 =𝛿 𝐵 + 3𝐵 or 𝛿 = 𝛿 +
d) Ligne d’émission : On appelle ligne d’émission d’un point P à
l’instant T le lieu géométrique dans R des particules qui sont passées 𝛿 +𝛿 =3
en P à l’instant 𝒕 ≤ 𝑻. Donc 𝑨𝒌𝒌 = 3𝑩𝒌𝒌 + 3𝑩𝒌𝒌 ⇒ 𝑩𝒌𝒌 = 𝑨𝒌𝒌
e) Vecteur transporté : On appelle vecteur transporté d’un
Ainsi :
vecteur 𝑀 𝑁⃗ à l’instant 𝑡 le vecteur 𝑀 𝑁⃗ tel que 𝑀 𝑁⃗ = 𝐹 𝑀 𝑁⃗
avec 𝐹 le tenseur gradient de la transformation. 𝑨𝒊𝒋 = 𝜹𝒊𝒋 𝑩𝒌𝒌 + 3𝑩𝒊𝒋 ⇒ 𝑩𝒊𝒋 = 𝑨𝒊𝒋 − 𝜹𝒊𝒋 𝑩𝒌𝒌 = 𝑨𝒊𝒋 −
f) Vecteur transformé : On appelle vecteur transformé d’un 𝑨𝒌𝒌 = 𝑨𝒊𝒋 − 𝜹𝒊𝒋 𝑨𝒌𝒌
vecteur 𝑴 𝑵 ⃗ à l’instant 𝑡 le vecteur 𝑀 𝑁⃗ tel que 𝑴𝒕 𝑵⃗𝒕 = 𝑭𝑴 𝑵 ⃗ +
𝜶(𝑴 , 𝑵 , 𝒕) avec 𝐹 le tenseur gradient de la transformation.
Exercice 1 :
= + 𝑔𝑟𝑎𝑑⃗ 𝑓. 𝑉⃗
𝑔𝑟𝑎𝑑⃗ 𝑓 = 𝑒⃗ + 𝑒⃗ + 𝑒 ⃗ ,𝑉⃗ = 𝑉 𝑒 ⃗
Examen 2015/2016
Donc 𝑔𝑟𝑎𝑑⃗ 𝑓. 𝑉⃗ = 𝑉
𝑫𝒇 𝑨 Définir les termes suivants :
𝒕
D’où =− 𝒆
𝑫𝒕 𝒓 a) Milieu continu : c’est un milieu dont le comportement
2. on a 𝐼(𝑡) = ∫ 𝑓(𝑟, 𝑡)𝑑𝑥 . Calcul de macroscopique peut être schématiser en supposant que la matière est
uniformément répartie dans le domaine.
Par définition =∫( + 𝑓𝑑𝑖𝑣𝑉⃗ )𝑑𝑣 b) Référentiel : C’est l’ensemble des points lies à un système
rigide
g) Transformation homogène :Une transformation est dite ⟹ (7.6 − 𝜎 )[(0.7𝛼 − 𝜎 )( 2.8𝛼 − 𝜎 ) − (3.6𝛼) ] = 0
homogène lorsque 𝒙⃗ = 𝝌(𝒙, 𝒕) = 𝑭(𝒕)𝑿⃗ + 𝑩⃗(𝒕) ⟹ 𝝈 = 7.6 ; 𝝈 = 5.5 𝜶 ; 𝝈 = −2𝜶
h) condition de compatibilité : Relation permettant de déterminer
les composantes du tenseur déformation en fonction des composantes Directions principales.
du tenseur déplacement.
Ce sont les vecteurs propres associés aux valeurs propres
𝒖𝒊 𝒖𝒋
𝜺𝒊𝒋 = (
𝒙𝒋
+
𝒙𝒊
) précédemment calculées
𝜎𝑥 = 𝝈 𝑥 𝒏⃗ = 𝒆⃗
⟹ 𝜎𝑥 = 𝝈 𝑥 ⟺ 𝒏 ⃗ = 0.6𝒆 ⃗ + 0.8𝒆 ⃗
Problème 1 : 𝜎𝑥 = 𝝈 𝑥 𝒏 ⃗ = −0.8𝒆 ⃗ + 0.6𝒆 ⃗
c) déterminons l’angle de la rotation entre (𝑒⃗ ) et (𝑛⃗ ).
0.7𝛼 3.6𝛼 0
Le repère (𝑀, 𝑛⃗ , 𝑛⃗ , 𝑛⃗ ) se déduit du repere (𝑒⃗ , 𝑒⃗ , 𝑒⃗ ) par la rotation
On a : 𝜎 = 3.6𝛼 2.8𝛼 0 … MPa
0 0 7.6 d’angle 𝜃 = arccos(0.6) = 53.13°
1.97
Et la composante tangentielle est √ 3.7 = −2.21
5.4
0
h) Valeurs de 𝛼 …
ELASTICITE
b) Expressions des déformations latérales et longitudinale
Question de cours : 𝝈𝒙 𝑭 𝑭 𝑭
Lois de Hooke 𝝈𝒙 = 𝑬𝜺𝒙 ⇒ 𝜺𝒙 = or 𝝈𝒙 = =𝝅 =
𝑬 𝑺 𝑫 𝝅𝑫
1- Différence entre action et
sollicitation et donner un exemple pour 𝜺𝒚 = −𝝑𝜺𝒙
chaque cas.
c) Expression du coefficient de poisson.
L’action est une entité qui déforme la
structure la structure (charges, force du 𝜺𝒚 𝑬 𝝅𝑫 𝜺𝒚 𝑬
𝝑=− =
vent…), elle induit des sollicitations 𝝈𝒙 4𝑭
Problème
1 0.905 −0.005 0 −1
𝜆 (𝑢⃗′ ) = (−1 1 0) −0.005 1.105 0 1 = 1.01
b) Montrons que si 𝑎 𝑒𝑡 𝑏 sont petits devant 1 on a bien 𝐸 ≈ 𝜀̿ 2
0 0 1 0
On voit bien que si on néglige le terme (𝒂 + 𝒃 ) devant les termes ⟹ 𝜆 𝑢⃗ = 1.005
du premier ordre on a le résultat voulu.
c) Les matrices 𝐸 𝑒𝑡 𝜀̿ au point 𝐷 dans la base B s’écrivent
II. Si 𝑎 = 𝑏 = 1, le plan,lieu des points où 𝐽 = 0, a pour équation : respectivement par 𝑎 = 𝑏 = 0.05
𝑋 + 𝑋 + 1 = 0. Il est claire que les points 𝐶 𝑒𝑡 𝐷 n’appartiennent −0.0475 −0.0025 0 −0.05 0 0
pas à ce plan. 𝑬 = −0.0025 0.0525 0 et 𝜺 = 0 0.05 0
0 0 0 0 0 0
On a 𝑣⃗(𝑀) = 𝑟𝑐𝑜𝑠𝜃𝑒 ⃗ et 𝑓(𝑟, 𝑡) = 𝑒 = ∫ 𝑓(𝑟, 𝑡)𝑑𝑣 + ∫ 𝑓(𝑟, 𝑡)𝑉.⃗ 𝑛⃗𝑑𝑠 + ∫ (𝑓 − 𝑓 )(𝑉⃗ . 𝑉⃗ )𝑑𝑠
1. Calcul de 𝑫𝑰 𝝅 𝒂 𝒓𝒇 𝒓𝒇
= −𝒆 𝒕 [𝑨 𝐥𝐧 + 𝑨𝒍𝒏 − 𝑩𝒍𝒏
𝑫𝒕 2 𝒃 𝒂 𝒃
= + 𝑔𝑟𝑎𝑑⃗ 𝑓. 𝑉⃗ 𝝅 𝒃−𝒂
− (𝑩 − 𝑨) 𝒘𝒔𝒊𝒏𝒘𝒕 ]
4 𝒓𝒇
𝑔𝑟𝑎𝑑⃗ 𝑓 = 𝑒⃗ + 𝑒⃗ + 𝑒 ⃗ ,𝑉⃗ = 𝑉 𝑒 ⃗
Donc 𝑔𝑟𝑎𝑑⃗ 𝑓. 𝑉⃗ = 𝑉
𝑫𝒇 𝑨 𝒕
D’où =− 𝒆
𝑫𝒕 𝒓
Exercise 2
⎧𝑚 = − +
⎪
Posons 𝑛 = +𝑐
⎨
⎪𝑙 = − +
⎩
𝐴𝑥 = 𝑏 avec
2- 𝐴 = 𝐷 − 𝐿 − 𝑈
La méthode converge ssi 𝜌 𝐵 <1
a) Montrons que cette méthode peut s’écrire sous la forme 𝑥 ( )
=
La méthode de Jacobi converge donc ssi 𝒂 ∈
𝑀(𝑟, 𝜔)𝑥 ( ) + 𝑐
−𝟒√𝟐 ; 𝟒√𝟐 On a :
Méthode de Gauss-Seidel ( ) ( ) ( )
𝑎 𝑥 =𝑎 𝑥 + 𝜔(𝑏 − ∑ 𝑎 𝑥 )+
𝐵 = (𝐷 − 𝐿) 𝑈
( ) ( )
𝑟∑ 𝑎 (𝑥 −𝑥 ),
0 𝑎 ⇔𝑎 𝑥
( )
+𝑟∑ 𝑎 𝑥
( )
=𝑎 𝑥
( )
+ 𝜔(𝑏 −
𝐵 =
( ) ( )
0 ∑ 𝑎 𝑥 +𝑟∑ 𝑎 𝑥
det(𝐵 − 𝜆𝐼 ) = −𝜆 −𝜆 + ⇔ (𝐷𝑥 ( )
− 𝑟𝐿𝑥 ( )
= 𝐷𝑥 ( )
+ 𝜔𝑏 + 𝜔(𝐿 + 𝑈 −
𝐷)𝑥 ( ) − 𝑟𝐿𝑥 ( )
det(𝐵 − 𝜆𝐼 ) = 0 ⇔ 𝜆 = 0 𝑜𝑢 𝜆 =
14
2
𝐿𝑦 = 𝑏 ⇒ 𝑦 =
8
20
𝟏 𝟏 𝟏 𝟏 𝟎 𝟎
Contrôle continu 2015-2016 𝑳𝒕 = 𝟎 𝟏 𝟏 𝒆𝒕 𝑳 = 𝟏 𝟏 𝟎
𝟎 𝟎 𝟏 𝟏 𝟏 𝟎
Exercice 1 𝐴 = 𝐿𝐿
1. Décomposition de Choleski de 𝐴 et 𝐴 2. Déduction de la décomposition de Choleski de 𝐴
𝐴 = 𝐿𝐿 avec 𝐿 inf-triangulaire 𝑨𝒏 = 𝑳𝑳𝒕 avec :
𝑨𝟐 𝟏 𝟏 ⋯ 𝟏 𝟏 𝟏 𝟎 𝟎 ⋯ 𝟎
⎡𝟎 𝟏 ⋱ 𝟏 𝟏 ⎤ ⎡𝟏 𝟏 𝟎 ⋯ 𝟎⎤
1 1 𝐿 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥
𝐴 = 𝑳𝒕 = ⎢𝟎 𝟎 ⋱ 𝟏 𝟏⎥ 𝒆𝒕 𝑳 = ⎢𝟏 𝟏 𝟏 ⋱ ⋮⎥
1 2 𝐿
⎢⋮ ⋮ ⋱ 𝟏 ⋮⎥ ⎢⋮ ⋮ ⋮ ⋱ 𝟎⎥
⎣𝟎 𝟎 ⋯ 𝟎 𝟏 ⎦ ⎣𝟏 𝟏 𝟏 ⋯ 𝟏⎦
1 1 𝐿
𝐴 =
0 1 𝐿 𝐿
Exercice 2
𝟏 𝟏 𝟏 𝟎 1. Décomposition 𝐿𝑈
𝑳𝒕 = 𝒆𝒕 𝑳 =
𝟎 𝟏 𝟏 𝟏
1 0 0 1 𝐿
𝐴 = 𝐿𝐿 0 2 0 1 𝐿
𝐴=
0 0 1 1 𝐿
𝑨𝟑
1 2 1 0 𝐿
1 1 1 𝐿
𝐴 = 1 2 2 𝐿
1 2 3 𝐿
1 1 1 𝐿
𝐴 = 0 1 1 𝐿 −𝐿
0 1 2 𝐿 −𝐿
⇔𝟎<𝜶<
𝟐 det(𝐴 − 𝜆𝐼) = 0 ⇒ 𝜆 = 1 − 𝑎 𝑜𝑢 𝜆 = 1 + 2𝑎
𝝀
𝐴 est matrice symétrique définie positive ssi
2. Calcul de 𝛼
𝜆 = 1 − 𝑎 > 0 𝑒𝑡 𝜆 = 1 + 2𝑎 > 0
𝜌(𝐼 − 𝛼 𝐴) = min{𝜌(𝐼 − 𝛼𝐴), 𝛼 ∈ ℝ} 𝟏
⇒− <𝒂<𝟏
𝟐
max |1 − 𝛼 𝜆| = min max |1 − 𝛼𝜆|
∈ ( ) ∈ℝ ∈ ( ) Cqfd
𝛼 = 𝑎𝑟𝑔 min max |1 − 𝛼𝜆| Valeurs de 𝑎 pour lesquelles la méthode de Jacobi converge
∈ℝ ∈ ( )
Si nous supposons 𝑆 (𝐴) ⊂ ℝ alors : Elle converge ssi 𝜌 𝐵 <1
𝜆 = 𝑚𝑖𝑛 𝑆 (𝐴) 1 0 0 0 0 0 0 −𝑎 −𝑎
∃𝜆 𝑒𝑡 𝜆 𝑎𝑣𝑒𝑐 𝐷= 0 1 0 𝐿 = −𝑎 0 0 𝑈= 0 0 −𝑎
𝜆 = 𝑚𝑎𝑥 𝑆 (𝐴)
0 0 1 −𝑎 −𝑎 0 0 0 0
∀𝜆 ∈ 𝑆 (𝐴), 𝜆 ≤𝜆≤𝜆
0 −𝑎 −𝑎
1 − 𝛼𝜆 ≤ 1 − 𝛼𝜆 ≤ 1 − 𝛼𝜆 𝐵 = −𝑎 0 −𝑎
max |1 − 𝛼𝜆| = 𝑚𝑎𝑥(|1 − 𝛼𝜆 | , |1 − 𝛼𝜆 |) −𝑎 −𝑎 0
∈ ( )
𝑢(𝑥 ) = 𝑢 =
−𝑎 𝑥 Déduction
Ainsi 𝑥 valeur propre
𝜇𝐸 + 𝐹 𝑥 = 𝜆𝐷𝑥
⇔ 𝜆𝑎 𝑥 = −𝑎 𝑥 −𝑎 𝑥
Pour 𝜇 = 𝜆
⇔ 𝜆𝜇 𝑎 𝑥 = −𝜇 𝑎 𝑥 −𝜇 𝑎 𝑥
Or [𝐸𝑥 ] = −𝜇 𝑎 𝑥 𝑒𝑡 [𝐹𝑥 ] = −𝜇 𝑎 𝑥 𝜆𝐸 + 𝐹 𝑥 = 𝜆𝐷𝑥
𝜆𝑎 𝜇 𝑥 = −𝜇 𝜇 𝑎 𝑥 − (𝜇 𝑎 𝑥 ) (𝜆 𝐸 + 𝐹)𝑥 = 𝜆 𝐷𝑥
( ) 𝐹𝑥 = 𝜆 (𝐷 − 𝐸)𝑥
Donc 𝜇𝐸 + 𝐹 𝑥 = 𝜆𝐷𝑥 (𝐷 − 𝐸) 𝐹𝑥 = 𝜆 𝑥
Pour 𝑖 = 1 𝑮𝒙𝝀 = 𝝀𝟐 𝒙𝝀
[𝐸𝑥 ] = 0 = [𝐸𝑥] ; [𝐹𝑥 ] = −𝜇𝑎 𝑥 = 𝜇[𝐹𝑥] ; [𝜆𝐷𝑥 ] = Ainsi 𝝀𝟐 valeur propre de 𝑮 avec pour vecteur propre associé
[𝜆𝐷𝑥] = 𝜆𝑎 𝑥 𝒙𝝀 = (𝒙𝟏 , 𝝀𝒙𝟐 , … , 𝝀𝒌 𝟏 𝒙𝒌 , … , 𝝀𝒏 𝟏 𝒙𝒏 )𝒕
[ 𝜇𝐸 + 𝐹 𝑥 ] = 0 + 𝐹𝑥 = 𝐸𝑥 + 𝐹𝑥 = 𝜆𝐷𝑥 = 𝜆𝐷𝑥
b) Montrons que si 𝜆 est valeur propre non nulle de 𝐺 alors 𝜆
Pour 𝑖 = 𝑛 valeur propre de 𝐽
(𝐷 − 𝐸) 𝐹𝑦 = 𝜆 𝑦
−𝑎 𝑦 = 𝜆 (𝑎 𝑦 + 𝑎 𝑦 )
𝑎 𝑏 = +
Considérons 𝐴 = 𝑦( )
𝑦( )
𝑐 𝑑
On obtient 𝜆 =
𝐷 − 𝐿 𝑥( ) = 𝐷 + 𝑈 𝑥( ) + 𝑏 2 −2 3 −4 𝐿
0 3 −4 5 𝐿
3 0 0 0 0 −2 7 𝐴 = 𝑇 =
𝐷= 𝐿= 𝑈= 𝑏= 0 0 4 6 𝐿 + 4𝐿
0 1 1 0 0 0 1
𝟑 𝟑(𝟏 𝝎) 0 0 24 41 𝐿 − 5𝐿
𝟏
𝟎 𝟏 𝝎 𝟎 1 0 0 0
𝑫−𝑳= 𝝎 𝟏 𝑫+𝑼= 𝝎
𝟏 𝝎
𝝎
−𝟏 𝝎
−𝟏 0 1 0 0
𝝎 𝝎
0 4 1 0
Paramètre optimal 0 −5 0 1
√
Il est donné par 𝜔 = 𝜌 𝐵 =
( ) 2 −2 3 −4 𝐿
𝟔 0 3 −4 5 𝐿
𝝎𝒐 = 𝐴 = 𝑇 =
𝟑 √𝟑 0 0 4 6 𝐿
Exercice 2 Factorisation 𝑳𝑼 0 0 0 5 𝐿 − 6𝐿
1 0 0 0
1. Factorisation 𝐿𝑈
0 1 0 0
0 0 1 0
2 −2 3 −4 𝐿
0 0 −6 1
−4 7 −10 13 𝐿
𝐴=
6 −18 29 −26 𝐿
𝐴 =𝑇𝑇𝑇𝐴
−8 23 −8 82 𝐿
𝐴=𝑇 𝑇 𝑇 𝐴 ; 𝐴 = 𝐿𝑈 𝑎𝑣𝑒𝑐 𝐿 = 𝑇 𝑇 𝑇
8 −4 2 −1 𝐿
|𝜙 (𝛼 )| = < 1
0 6 −3 1 𝐿 − 3𝐿
La méthode converge 𝐴 = 𝑇 =
0 24 −8 2 𝐿 + 2𝐿
0 −18 29 −11 𝐿 − 2𝐿
Ordre de convergence 1 0 0 0
𝜙 (𝑥) = ⁄
−3 1 0 0
( )
2 0 1 0
𝜙 (𝛼 ) = ≠ 0 −2 0 0 1
𝑔 (1) = <1
Donc la méthode converge et elle est d’ordre 1
La méthode définie par 𝒈𝟑 (𝒙)
𝑔 (1) = 1 donc 𝑥 ∗ est un point fixe de 𝑔
𝑔 (𝑥) =
𝑔 (1) = 0 < 1
Donc la méthode converge
Ordre de convergence
𝑔 (𝑥) =
𝑔 (1) = 2 ≠ 0
Donc la méthode est d’ordre 2
Exercice 1
Définition des termes fiabilité et défaillance
D’où la définition du taux de défaillance immédiate : Soit Y la v.a associée à la charge. On constate facilement que Y suit
une loi uniforme sur [145,165].
Soit X la v.a associée à la résistance, X suit une loi uniforme sur
[120,150]. Ainsi nous avons :
2. Calcul de la fiabilité et du taux de défaillance du circuit. 120 ≤X ≤ 150 et 145 ≤ Y ≤ 165. Pour qu’il y ait rupture, il faut que
La fiabilité du dispositif st fourni par la probabilité ci-dessous : Y< X cad 145<Y<X<150.
𝑥̅ = ∑ 𝑋 = 1890,44. Par ailleurs l’écart type de l’échantillon est P(X> 5)= 1 - ∑ 𝑃(𝑋 = 𝑘)= 1- ∑ 𝑒 = 0,699.
!
donné par σ’=22,36 ce qui nous permet par la suite de déduire Pr(X>5)=0,7
ponctuelle de l’écart-type de la population : s = σ’. = 23,09. Alors 2. Calcul de Pr (65<Y<75).
l’intervalle de confiance 95% de la moyenne est l’intervalle Nous avons n=1000, Y= Z1000.On suppose que N≥ 10.000.
=ϕ
. .
-ϕ
. . Ainsi la fonction densité conditionnelle évaluée en Y= 1000 est donc :
. .
𝑓 , (𝑥|𝑦 = 1000)= = avec 0≤x≤ 4000.
∗ .
𝟓𝟎𝟎𝟎 𝒙
. D’où 𝒇𝑿,𝒀 (𝒙|𝒚 = 𝟏𝟎𝟎𝟎)=
=2ϕ .
–1 𝟏𝟐.𝟏𝟎𝟓
X suit une loi de Poisson de paramètre λ alors P(X=k)= 𝑒 . 2. Montrons que λ^MV est sans biais.
!
Pour cela il suffit de montrer que E(λ^MV)=λ.
Soit (X1,X2,X3,….Xn) un n- échantillons de v.a X on a :
L(Xn,λ) =∏ 𝑃(𝑋 = 𝑥 ) et l’estimateur du maximum de On a : E(λ^MV)= E( ∑ 𝑥 ) = E(∑ 𝑥 )= × nλ=λ
vraisemblance est défini par D’où λ^MV est sans biais.
λ^MV= arg min(ln(L(Xn,λ)). 3. Erreur faite en estimant λ par λ^MV.
Pour trouver cette valeur posons g(λ)= ln(L(Xn,λ)) alors Soit ∆ l’erreur en question défini par ∆= λ^MV – λ..
𝑔 (𝜆^ )=0 On a : ∆= λ^MV – λ
λ^MV ^
𝑔 <0
= [∑ 𝑥 −𝑥 ]
Resolvons l’équation g’(λ)=0. g(λ)= ln(L(Xn,λ).
= [∑ (𝑥 − 𝑛𝜆]
Par ailleurs, L(Xn,λ) = ∏ 𝑒
!
𝟏
D’où ∆= [∑𝒏𝒊 𝟏(𝒙𝒊 − 𝒏𝝀]
∑ 𝒏
=𝑒 ×∏
! 4. Intervalle de confiance.
Examen 2012-2013
La probabilité que Sn = k, c’est à dire l’obtention de k succès au cours
Exercice 1 de n épreuves indépendantes est :
b. Probabilité : On appelle probabilité P toute application de
l’ensemble des évènements Ω dans l’intervalle [0,1], tel que : P :
ε(Ω)→[0,1] Exercice 2
A→ P(A) 1. Probabilité pour qu’un nouveau-né puisse subir le traitement.
satisfaisant les propriétés suivantes : Soit P(R+) la probabilité qu’un camerounais soit R+ et P(R-) la
∀A ϵ ε(Ω) P(A) ≥ 0 probabilité qu’un camerounais soit R-. On a P(R+)=0.90 et P(R-)=0.10.
Supposons que la formation d’un couple st in dépendante du facteur
P(Ω)=1 Rhésus ; le tableau ci-dessous permet d’énumérer les différents cas
∀A,B ϵ ε(Ω) si A∩B=∅ alors P(A∪B)= P(A)+P(B) possibles avec leur probabilité :
c. Variable aléatoire : Etant donné un espace probabilisé d’espace R+ R-
fondamental Ω et de mesure de probabilité P, on appelle variable R+ 0.81 0.09
aléatoire sur cet espace toute application X de Ω dans R telle que :
R- 0.09 0.01
X : ε(Ω)→R
𝜔 → X(𝜔)
Soit p la probabilité qu’un nouveau-né puisse subir le traitement :
p= 0.1×P(R+/ R- )
PB - PQ = (1 − 𝑝) [(1 − 𝑝) (1 + 2𝑝 + 3𝑝 ) ] = 5/6
= (1- p)[(1 + 𝑝) − (1 − 𝑝)(1 + 2𝑝 + 3𝑝 )] Donc P 𝑿 −
𝟑
≤
𝟑
=
𝟓
𝟐 𝟐 𝟔
= 𝒑𝟐 (1- p)(1- 3p) 𝑷(𝑿 𝟑 ∩𝑿 𝟐)
P(X≥3/X≥2)=
𝑷(𝑿 𝟐)
𝑷(𝑿 𝟑)
Si p=0 ou p= 1/3 ou p=1 alors les deux avions ont la même =
𝑷(𝑿 𝟐)
fiabilité. 𝟏 𝑷(𝑿 𝟑)
=
Si p ϵ [0,1/3] alors l’avion à deux réacteurs a la meilleure 𝟏 𝑷(𝑿 𝟐)
𝒏0= 459
Exercice 8 Approximation de la loi binomiale par la loi de Poisson.
1. Probabilité pour que la personne ait au moins un billet p2= 1-P(X=0)
gagnant et limite de cette probabilité quand n tend vers
l’infini. = 1- = 1- 𝑒
!
Soit X la variable aléatoire qui associe le nombre de billet gagnant. p= avec λ= np=
p2= 1- 𝑒
P(X≥1)= 1-P(X=0)= 1- 𝐶 𝑝 (1 − 𝑝)
p2 ≥ 0.90
𝟏 𝟐𝒏
Donc P(X≥1)= 1- 𝟏 −
𝟐𝒏 → 0.1≥ 𝑒
Si k=1, U1 contient des boules blanches en proportion p1 et des boules D’où la loi de X2 :
noires(en proportion 1- p1)
k 0 1
Si k ϵ [2,n], Uk contient au départ a boules blanches et a boules noires. P(X2=k) 1−𝑝 +a (a+ p1)
𝑋 = 1 𝑠𝑖 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑢𝑙𝑒 𝑡𝑖𝑟é𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑘 𝑢𝑟𝑛𝑒 𝑒𝑠𝑡 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑐ℎ𝑒 2𝑎 + 1
Si k ϵ [1,n] ,
𝑋 = 0 𝑠𝑖 𝑒𝑙𝑙𝑒 𝑒𝑠𝑡 𝑛𝑜𝑖𝑟𝑒
X1=1 si et seulement si la première boule tirée est blanche donc 𝟏 𝟏 𝒂 𝒑𝟏 𝟐
E(X2)= (a+ p1) et V(X2)= (a+ p1) - .
P(X1=1)= p1 et P(X1=0)= 1- p1.Ainsi le tableau ci-dessous donne la 𝟐𝒂 𝟏 𝟐𝒂 𝟏 𝟐𝒂 𝒑𝟏
Si Xk=1,une boule blanche est ajoutée dans Uk+1 donc Or J2=J et par récurrence Jk = 2k-1 J si k≥ 1
P(Xk=1)P(Xk+1=1/ Xk=0)= Donc Mn = I+∑ 𝐶 𝑎 2 J
( )
donc pk+1= pk + qk .
= I+ ∑ C a 2 −1 J
( )
On obtient de même :
= I + ((1 + 2a) − 1)J
qk+1 = qk P(Xk+1=0/ Xk=0)+(1- qk) P(Xk+1=0/ Xk=1) ( )
= qk + pk Finalement on a donc
𝟏 𝟏 + (𝟏 + 𝟐𝒂)𝒏 (𝟏 + 𝟐𝒂)𝒏 − 𝟏
𝒂 𝟏 𝒂 Mn =
𝒑𝒌 𝟏 𝒑𝒌 𝟐(𝟐𝒂 𝟏)𝒏 (𝟏 + 𝟐𝒂)𝒏 − 𝟏 𝟏 + (𝟏 + 𝟐𝒂)𝒏
𝟐𝒂 𝟏 𝟐𝒂 𝟏
Finalement nous obtenons 𝒒 = 𝒂 𝒂 𝟏 𝒒𝒌
𝒌 𝟏 Par ailleurs on a :
𝟐𝒂 𝟏 𝟐𝒂 𝟏
1 0 1 1
M= = +
0 1 1 1
Problème 2 𝟑 𝒌
Après calcul on a finalement P (Y≤ k)= 1-
𝟒
1. a. Détermination de la loi de X, E(X) et V(X).
c. Détermination de P(T≤ 𝒌)
T = max(Y,Z),T prend les valeurs k ϵN*.
Soit R l’événement « le client subit un retard ».X est le nombre de
P(T≤ 𝑘) = 𝑃((𝑌 ≤ 𝑘) ∩ (𝑍 ≤ 𝑘)) = 𝑃(𝑌 ≤ 𝑘)𝑃(𝑍 ≤ 𝑘) car Y et Z
réalisations de l’événement R de probabilité au cours de 4 appels
sont indépendantes.
𝟏
indépendants. Donc X suit une loi binomiale B(4, ) ;par conséquent 𝟐
𝟒 𝟑 𝒌
𝟏 𝟏
E(X)=4× =1 et V(X)= 4( )(𝟏 − ).
𝟏 Donc P(T≤ 𝒌)= 𝟏 − pour tout k ϵN*
𝟒
𝟒 𝟒 𝟒
d. Calcul de E(T)
b. Calcul de la probabilité de l’évènement « le client a subi Pour tout k ϵN*, déterminons d’abord P(T=k)
au moins un retard ». En effet, P(T=k) = P(T≤ 𝑘)- P(T≤ 𝑘 − 1)
En effet, P(X≥ 1)=1-P(X=0)=1-𝐶 ( )(1 − )
= 1− +1− 1− −1+
d’où P(X≥ 1)=1- ( )4
Nous pouvons maintenant calculer E(T). F est dérivable sur R sauf peut-être en 0.
F’(x)=0 si x<0 ;
E(T)= ∑ 𝑘 2− .
F’(x)= - 𝑒 - = 𝑒 si x>0
Un bon mathématicien pourrait bel et bien remarquer que cette
série est convergente, par conséquent cette série est calculable. Pour On déduit une densité de X :
ne pas vous mettre dans l’ambiguïté totale nous allons calculer cette 𝒇(𝒙) = 𝟎 𝒔𝒊 𝒙 < 𝟎
série. 𝒙 𝒙
𝒇(𝒙) = 𝒆 𝟔 𝒔𝒊 𝒙 > 𝟎
𝟑𝟔
En effet ∑ 𝑘 converge et ∑ 𝑘 =
( )
( ) ( ) 3. a. Calcul de E(X)
∑𝑘 converge et ∑ 𝑘 =
( )
En effet, E(X)= ∫ 𝑥𝑓(𝑥)𝑑𝑥 = ∫ 𝑒 dx si cette intégrale est
Donc E(T) existe et on a :
convergente.
E(T)= × − × =
( ) ( )
Pour tout t>0,∫ 𝑒 𝑑𝑥 = -∫ 𝑑𝑥
𝟒𝟎
E(T)=
𝟕
=- 𝑒 +2∫ 𝑒 𝑑𝑥
Problème 3
1. Calcul de la probabilité pour que le forfait ne
Or lim − 𝑒 = 0.
dépasse pas 8000 francs →
Ainsi, si x≤2, P(Y≤ 𝒙) = 𝟎 P(V>x)= P[⋂ (𝑋 > 𝑥)]=∏ 𝑃(𝑋 > 𝑥)=[𝑃(𝑋 > 𝑥)] .
𝟐𝒙 𝟒 𝟔 𝟐𝒙 𝟒
𝒙 𝟏 𝒙 𝟐 Donc FV(x)= 1- [1 − 𝑃(𝑋 ≤ 𝑥)]
Si x>2, P(Y≤ 𝒙) =1 - 𝒆 𝟔 = 1- 𝒆 𝟑
𝟔 𝟑
0 𝑠𝑖 𝑥 ≤ 0
Problème 4 Et FV(x)= 1 − 1 − 0<𝑥<𝑎
1. Détermination des densités de U et V. 1 𝑠𝑖 𝑥 ≥ 𝑎
Cherchons la fonction de répartition de U. D’où une densité de V :
Pour tout x𝜖 R, FU(x)=P(U≤x)= P(⋂ (𝑋 ≤ 𝑥)) donc FU(x)= 𝟎 𝒔𝒊 𝒙 ≤ 𝟎
∏ 𝑃(𝑋 ≤ 𝑥)= [𝑃(𝑋 ≤ 𝑥)] car toutes les 𝑋 sont indépendantes 𝒏 𝒙 𝒏
fV(x)= 𝟏− 𝒔𝒊 𝟎 < 𝒙 < 𝒂
𝒂 𝒂
de même loi.
𝟏 𝒔𝒊 𝒙 ≥ 𝒂
0 𝑠𝑖 𝑥 ≤ 0
2. Calcul de E(U) et E(V).
Or P(Xi≤x)= ∫ 𝑑𝑥 = 𝑠𝑖 0 < 𝑥 < 𝑎
1 𝑠𝑖 𝑥 ≥ 𝑎
0 𝑠𝑖 𝑥 ≤ 0 E(U)= ∫ 𝑥𝑓 𝑑𝑥=∫ 𝑛𝑥 dx = =
donc FU(x)= 𝑠𝑖 0 < 𝑥 < 𝑎 𝒏𝒂
E(U)=
1 𝑠𝑖 𝑥 ≥ 𝑎 𝒏 𝟏
1. Détermination de la loi de probabilité de N, E(N) et V(N). Finalement on obtient, P(N≤ 𝟓/𝑵 ≥ 𝟐) = 0,5982
En effet N est le nombre de voitures de location ayant un accident 4. Détermination du plus petit k tel que P (N>k)≤0,01.
dans une journée, donc N est le nombre de réalisations de En effet, P(N>k)= 1-P(N≤k)= 1- e-4 ∑
:
d’où P(N>k)≤ 0,01 ↔
!
l’événement : « une voiture louée a un accident dans une :
journée »de probabilité constante 0,004 au cours de 1000 locations ∑ ≥ 0,99 e-4
!
indépendantes. :
En calculant ∑ Pour k prenant les valeurs entière successives, on
!
Donc N suit la loi binomiale B(1000,0.004). constate que le plus petit k tel que P (N>k)≤0,01 est 9.
E(N)=1000×0.004=4 ; V(N)=1000× 𝟎. 𝟎𝟎𝟒 × 𝟎. 𝟗𝟗𝟔 = 𝟑, 𝟗𝟖𝟒 Le plus petit k tel que P (N>k)≤0,01 est 9.
2. Par ailleurs comme :
𝑝 = 0,004 ≤ 0,1 Problème 6
𝑛 = 1000 ≥ 30
𝑛𝑝 = 4 ≤ 15 1. a. Vérifions que f est une densité de probabilité.
Donc on peut approcher la loi B(1000,0.004) par la loi de Poisson f est continue sur R-{0}.
P(4).
Pour tout x 𝜖 R, f(x) ≥ 0 ; ∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥 = ∫ 0𝑑𝑥 = 0
3. a. Calcul de P(N=4)
Posons pour tout X ≥ 0, φ(X)=∫ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥= −𝑒 (
= 1-e-(X-θ)
Compte tenu de l’approximation obtenue à la question précédente, on
a: 𝐥𝐢𝐦 𝛗(𝐗) = 𝟏 donc ∫𝟎 𝒇(𝒙)𝒅𝒙=∫ 𝒇(𝒙)𝒅𝒙=1
𝑿→
P(N=4)=e-4 C’est-à-dire P(N=4)=0,1954 f est donc une densité de probabilité
!
𝟏
4. Montrons que Wn=Yn- est un estimateur sans biais de θ Et comme lim λ(X) = 𝜃 + 𝜃+ et ∫ 𝑦 𝑔 (𝑦)𝑑𝑦 = 𝜃 +
𝒏 →
( )
( ) lim W(Zn)= 0 et lim V(Wn) = 0 donc
σ(X)=θ-X𝑒 +− d’où lim σ(X)= θ+ et par suite → →
→
nous avons bien Zn et Wn sont des estimateurs convergentes de 𝜽.
5. Calcul de V(Zn),V(Wn) et montrons que Zn et Wn sont des Test de comparaison de deux moyennes μ1 et μ2 à partir de deux
estimateurs convergents de θ. échantillons indépendants :
Test bilatéral de l’hypothèse nulle (H0) : μ1 = μ2 contre l’hypothèse
On a W(Zn)=V(Xn -1)=V(Xn)=V ∑ 𝑇 = V(∑ 𝑇 ),les Ti sont
alternative (Ha) : μ1 ≠ μ2 avec un risque α = 5 %.
indépendantes et suivent la loi de T, donc W(Zn)= (nV(T))= ;
Les variables X1 et X2 étant normales dans les populations P1 et P2 et
V(Wn)=V(Yn- )=V(Yn) de variances inconnues supposées égales (n1 = 12 < 30 et n2 = 16 <
30) ce test est basé sur la loi de Student :
𝑦 𝑔 (𝑦)𝑑𝑦 = 0
L’écart type observé biaisé de la v.a. X2 dans P2 est s2 = 6 mg/l et m2 1. Estimation de E(X),V(X) puis estimation de E(X) par un
= 130 mg/g ; n2 = 16. intervalle de confiance 95%
La variance commune σ² des variables aléatoires X1 dans P1 et de X2 En effet, l’effectif de l’échantillon est n= 200 .On détermine
dans P2 est estimée par la variance observée sans biais : l’estimation ponctuelle de la moyenne
𝟔𝟎𝟎
𝒙= =3 et l’estimation ponctuelle de la variance 𝑠 = =2,995
𝟐𝟎𝟎
soit s=1.73.
95% de confiance. Alors n1 étant plus grand que 30, on peut considérer que √𝑛
La moyenne et de la variance estimées sont proches, et vue la nature suit une loi normale, avec s1 = 0.2 estimation ponctuelle de l’écart-
du problème (évènements rares) on teste l’hypothèse que X suit une type de X1. Ainsi, dans 95% des cas le taux moyen observé sur un
loi de Poisson : H0 : « X suit une loi de Poisson de paramètre 2.7 ». échantillon sera compris dans [2 − 1.96 × 0.2/10, 2 + 1.96 × 0.2/10] =
La table ne donnant pas les valeurs d’une loi de Poisson de [1.961, 2.039].
paramètre 2.7 on calcule directement les effectifs théoriques 200 × Le taux de cholestérol moyen des volontaires étant bien dans cet
p(X = k) = 200 × e−2.7 2.7k /k! : intervalle, on peut considérer que cet échantillon est représentatif.
Nombre 0 1 2 3 4 5 6 2. Significativité des analyses
de Soit X2 la variable aléatoire mesurant le taux de cholestérol d’un
défauts individu après un mois
Effectif 15 30 48 46 34 22 5
de traitement ; son espérance μ2 est inconnue. X2 est le taux moyen
mesuré
d’un échantillon de
Effectif 13.4 36.3 49 44.1 29.8 16.1 7.2
théorique
Terrassement : désigne l’ensemble des opérations de mise en forme Talus : inclinaison donnée à la paroi d’une fouille ou à des terres en
Dun terrain lie à l’édification d’une construction (nivellement du sol, remblai
fouille pour l’exécution des fondations, tranchée pour la mise en place
de la canalisation) Contrôle continu 2016-2017
Fondation : partie inferieure d’une structure qui intercepte le poids
total de la de la structure ajoute à son poids propre et assure la I. TRAVAUX PRELIMINAIRES
distribution uniforme dans le milieu d’ancrage pour garantir
d’ancrage des charges pour garantir la stabilité statique et dynamique
de la dite structure
Définition
Excavation : cavité plus ou moins profonde réalisé dans le sol lors
des travaux de terrassement Technologie du bâtiment : ensemble des procédés, des
méthodes utilisées pour la création des espaces de vie que sont les
Longrine : poutre préfabriquée en béton armée ou en béton bâtiments destinés à l’abri des Hommes et de leurs biens.
précontraint placée sous un mur porteur et prenant appui sur les plots
(amorce de la semelle)
Différence entre permis de construire et permis
Fouille : excavation réalisée dans le sol et destinée à être remplir par
le béton de la semelle de la fondation
d’implanter
Foisonnement : augmentation du volume des terres provoquée par
leur déplacement lors des travaux de terrassement. La terre extraite de Un permis d’implanter est une autorisation provisoire
la fouille perd sa cohésion initiale et ce fragmente en petit morceaux d’occupation d’un lieu publique que l’on donne sous réserve d’un titre
indépendant qui occupe un volume apparent supérieur au volume de foncier à un demandeur. Dès lors que ce dernier obtient un titre foncier
terre en place. il peut désormais demander un permis de construire après avoir obtenu
les certificats de propriété, d’urbanisme et d’accessibilité. Cette
4 : Stockage gravier
5 : Infirmerie
6 : Vestiaires
7 : Toilettes
8 : Dortoirs
9 : bureaux
10 : barraques
16 : Poste de maconnerie
18 : Silos
19 : Reserve d’eau
Bétonnière
Grue
Plaque
Examen 2016-2017
III. FONDATIONS
Examen 2015-2016
I. TRAVAUX PRELIMINAIRE
Architecture/urbanisme
Architecte
Etudes Programme
Urbaniste
préliminaires architectural/urbaniste
Chef de mission
Etudes techniques
Bureau d’étude
technique
Avant-projet Ingénieur GC, GM, Esquisse
sommaire (APS) GElec…
Expert (HSQE, TI, etc)
Dessinateur/projecteur
Assistance de direction Evaluation du
projet/devis sommaire
(surfacique)
Architecture/urbanisme
Chef de mission
Architecte Plans
Urbaniste Devis quantitatif
et estimatif
Dessinateur (détaillé)
Avant-projet détaillé
(APD) Devis descriptif
ET+SE
CM BET+ Ingénieur
Ingénieur (GC, GM, Evaluation finale
GInd, GEle, etc.)
Experts (TI, HSQE, TI,
etc)
Dessinateur/projecteur
Assistance de direction
Contrat
Phase de réalisation
Travaux archi/urbanistes
Lancement du
Rapport de
chantier Chef mission de suivi
démarrage
Contrôles (archi et urbanistes)
Mission de contrôle
Chef de mission BET et
Aménagement ingénieur Rapport
du site et
-Ing GC, GE, GM, etc mensuel et
implantation du
décompte
projet -Experts (HSQE, ???
-Assistante de direction
-Secrétaire bureautique
Mission de contrôle
Chef de mission BET et
ingénieur Rapport
Travaux
-Ing GC, GE, GM, etc mensuel et
(Gros œuvre) décompte
-Experts (HSQE, TI, etc)
-Assistante de direction
-Secrétaire bureautique
Mission de contrôle
Chef de mission suivi /
contrôle Rapport mensuel
Travaux de
finitions et -Architectes +
appareillages -Ingénieurs Décompte
-Techniciens spécialisés
-Assistante de direction
Mission de contrôle
Chef de mission suivi /
contrôle
Réception
-Architectes Plan de
technique
recollement
-Ingénieurs
-Techniciens spécialisés
-Assistante de direction
Mission de contrôle
Chef de mission suivi /
Réception contrôle Rapport final
provisoire -Architectes Décompte final
-Ingénieurs
-Techniciens spécialisés
-Assistante de direction
Réception
définitive LE DECLENCHEUR, TOME 1, première édition, 2017/2018 345
Clous ou pointes
II. TRAVAUX PREPARATOIRES Sable
Voir CC 2015-2016 Bois
Marqueur permanent
III. IMPLANTATIONS Ficelles ou cordes
L’implantation de chantier c’est le traçage du projet sur le terrain On a besoin à cette étape d’un ingénieur de travaux assisté par
à l’endroit exact dessiné par le concepteur du projet. un technicien de bâtiment, un technicien supérieur expérimenté, un
Il s’agit de positionner les point A1, A2, A3 et A4 représentant les topographe spécialisé et on procède comme suit :
sommets du projet s’il est rectangulaire ou du rectangle équivalent y Vérification des données par un géomètre topographe
correspondant. Mais avant cela, il y a une préparation : par un procédé de chainage
Vérification des côtes sur le plan Recherche du point A1 positionné par la référence
Vérification de la conformité du terrain par rapport au plan choisie (la route en occurrence) tel qu’indiqué sur le
Vérification de la disponibilité des équipes plan de masse. Puis, on positionne la base A1A4.
Vérification de la disponibilité et de la qualité des matériaux On positionne la base de l’équerre sur la base A1A4 et
adéquats à utiliser on repère la droite A1A2 grâce à une ficelle. A l’aide du
plan de masse, on trouve la distance A1A2 et on marque
Puis, on réunit : le point A2 au marqueur permanant sur la ficelle. A
Les matériels l’endroit marqué, on jette verticalement un plomb
Piquets d’axe puis à cet endroit on implante un piquet et on y
Barramines accroche la ficelle
Marteaux On répète le même procédé pour déterminer les
Plomb d’axe ou fil à plomb positions des points A3 et A4.
Equerre de maçon On vérifie la conformité des mesures des diagonales
A4A2 et A1A3 du terrain avec celles des plans en
Equerre de menuisier
s’accordant une marge d’erreur de 2cm ; au-delà de
Lacets
cette erreur, on recommence le procédé.
Scies
Une fois le positionnement des points terminé, on
Pioches
procède au positionnement des chaises de chantier. Les
Les matériaux
Zone C : on adopte une fondation sur puit car le bon sol se trouve à
une très grande profondeur.
On utilise les radiers lorsque la contrainte admissible du sol est I. TRAVAUX PRELIMINAIRES
faible et que les charges de l’ouvrage sont importantes.
Phases d’un projet de construction
On distingue :
La phase de conception
La phase de réalisation
Voir examen 2015/2016
Plan d’installation
Voir CC 2016/2017
II. IMPLANTATIONS
Proposition et schéma :
Voir examen 2016/2017
III. FONDATIONS
Zone A : semelle filante
Zone B : semelle mixte
Zone C : fondation sur pieux
Zone C : on adopte une fondation sur puit car le bon sol se trouve à
une très grande profondeur. Examen 2010-2011
I. TRAVAUX PRELIMINAIRES
1 ; 2 et 4 voir épreuves précédentes
L’implantation de chantier c’est le traçage du projet sur le terrain Fondation sur semelles mixtes :
à l’endroit exact dessiné par le concepteur du projet. Il s’agit de Elles sont utilisées parfois pour des raisons d’économie,
positionner les point A1, A2, A3 et A4 représentant les sommets du conservent une arase fixe pour les semelles en béton légèrement armé
projet s’il est rectangulaire ou du rectangle équivalent y et rattrapent le bon sol par du béton maigre d’épaisseur suffisante.
correspondant. Mais avant cela, il y a une préparation :
L’installation de chantier est un procédé qui consiste à installer sur
le chantier tous les aménagements provisoires nécessaires au bon
déroulement du projet de construction sur ce chantier.
II. FONDATIONS
III. ELEVATIONS
Selon René Vittone dans son livre intitulé Bâtir : manuel de la
construction, la fermeture est un ouvrage d’équipement de baie
extérieure installé seul ou devant un ouvrage d’éclairement fixe ou
mobile, constitué d’un tablier mobile ou exceptionnellement fixe.
ACOUSTIQUE Réponses
hA’ = 398 Q0=134
S=
1796,9
TB = 90
hB =
455,5
kJ/kg kJ/kg °C
J/kg.K kJ/kg
Questio 2 3 4 5
1.15 1.16
ns
Réponse Wext = 57,5 e= Transformati CP infin Zone
s kJ/kg 2,33 on isochore ie mixte
Preuve :
Questions de cours
1. Particularité de la thermodynamique par rapport aux
transferts thermiques : La thermodynamique ne s’intéresse
qu’aux bilans thermiques tandis que les transferts thermiques
s’intéressent aux mécaniques d’échanges thermiques.
2. Les trois formes de transfert thermique interviennent à savoir
la convection, la conduction et le rayonnement.
3. La loi de la conduction correspond à un processus de
diffusion de la chaleur dans un milieu.
4. Non pour certains milieux non homogènes et isotropes, la
conductivité thermique varie avec la température.
5. Non, la loi de Fourier exprime une relation linéaire entre la
densité de flux thermique et le gradient de température.
[ ]
6. Dimension de λ: 𝑄 = 𝛥𝑇 ∗ 𝐴 ∗ 𝑡 ⇒ [Q] = [𝛥𝑇] ∗ [𝐴] ∗ 2)
[ ]
[𝑡] Point T [°C] P[bar] V[m3/kg] h[kJ/kg] S[kJ/(kg
[ ] 2 -2
⇒ [λ] = [ ]∗[ ]∗[ ]
[Q] = [E] = ML T K)]
7. Masse et température de l’eau à l’équilibre. θ = 373K et n contact avec d l’eau de température θe=273 K. Nous savons
que pour une évolution infinitésimale, elle fournit une quantité de chaleur.
En effet à l’équilibre on a : Par ailleurs le thermostat reçoit du système la quantité de chaleur 𝜕Qthermostat
= - 𝜕Qsysteme. Par conséquent nous avons :
∆H=0↔Me Ce(θf –θeau)+MgLf=0
dSthermostat =
↔ θf –θeau =
= -
↔ θf = θeau -
𝑴𝒆 𝑪𝒆 (𝜽𝒕𝒉𝒆𝒓𝒎𝒐𝒔𝒕𝒂𝒕 𝜽𝒆𝒂𝒖 )
Donc ∆Sthermostat = -
AN 𝜽𝒕𝒉𝒆𝒓𝒎𝒐𝒔𝒕𝒂𝒕
, ×
θf = 20 - = -20°C
× ,
AN
Donc à l’équilibre le corps est à l’état de glace d’où θf = 0°C
∆Sthermostat = -1120,64 J.K-1
Par ailleurs si on appelle x la masse de glace à l’équilibre on a donc la
relation ci-dessous : 9. Travail WP fourni au gaz par le piston.
x Lf = Me Ce(θeau - θf) et par suite on a : x= Supposons que le cylindre ait une hauteur H et que la hauteur du piston soit
h0. Si on néglige la pression atmosphérique alors l’expression du travail
AN élémentaire est donnée par :
x= 0.25 kg 𝜕𝑊= -𝑃 dV
= -mgdz
Examen 2016-2017
Problème 1 QCM
Questions 1 2 3 4 5 6 7 8 9
3. Calcul des pertes de chaleur ϕ par m2 de surface du mur
Réponses b d c a a b a b Pas de
Par définition le flux de chaleur par unité de surface à travers le mur est
reponses
donné par :
Problème 2 ϕ = ℎ (𝜃 -𝜃 ) = = = ℎ (𝜃 −𝜃 )
𝜽 𝟏 𝜽 𝟐
1. Proposition de schéma ϕ = 𝟏 𝒆𝟏 𝒆𝟐 𝟏
𝒉𝟏 𝝀 𝟏 𝝀 𝟐 𝒉𝟐
Made with Auto CAD
↔𝜃 - 𝜃 )= 𝜽𝒑𝟐 𝜽
b=
𝒆𝟐
↔ 𝜃 =𝜃 -
Finalement on a 𝜽𝒑𝟏=1622,61°C AN
ϕ=
↔𝜃 − 𝜃 = Partie B
𝝓 𝒆𝟏
↔ 𝜽 =𝜽𝒑𝟏 − cf examen 2016-2017.
𝝀𝟏
Finalement on a 𝜽 =1344,308 °C
Examen 2015-2016
7. Pentes des droites
La pente de la droite(D1) est :
Problème 1
= -P0V0 AN
Donc W= - P0V0 ln 𝟏 𝟏,𝟒
𝟐𝟎 𝟏,𝟒
𝐓𝟐 = 273× = 116 K
𝟏
AN
𝟎,𝟎𝟓 𝐓𝟐 = 116 K
W= -101325× 1× 𝐥𝐧
𝟏
W= 303.542,57 J
W = − Ƒ12= ε1
qui est une relation indépendante de S2.
W = - [𝑃 𝑉 − 𝑃 𝑉 ]
3. Expression simplifiée de ϕ12 net
AN De par sa définition on a :
𝟏
W= - [𝟏 × 𝟎, 𝟒𝟐𝟓 − 𝟐𝟎 × 𝟎, 𝟎𝟓] × 𝟏𝟎𝟏𝟑𝟐𝟓 ϕ12 net=Ƒ12 S1 (M1°-M2°) (1.)
𝟏,𝟒 𝟏
Or en vertu de la question précédente via une hypothèse simplificatrice nous
W= 145.654,687 J
avons trouvé que
Interprétation graphique du résultat en utilisant le diagramme de
Ƒ12= ε1 en remplaçant dans la relation (1.) on a donc
Clapeyron.
ϕ12 net= σ ε1 S1 ( 𝑻𝟏 𝟒 − 𝑻𝟐 𝟒 )
Problème 2
1. Expression de l’émittance totale d’un rayonnement du corps 4. Calcul en KW de la valeur de ϕ12 net
noir à une température donnée. AN
Par définition l’émittance total d’un rayonnement du corps noir à une
ϕ12 net= 5,675.10-8×0,9×10(4534 – 3004)= 17.370,98
température T est donnée par l’expression ci-dessous :
M0T= σT4 ϕ12 net= 17,4 KW
-8 -2 -4
Avec σ= 5,675.10 W.m .K et T la température du corps.
5. En effet le facteur de forme Ƒ21 est donné par l’expression ci-
2. Montrons que le facteur de forme Ƒ12 peut s’écrire comme une
dessous :
relation indépendante de S2.
En effet de l’expression du facteur de forme nous avons : Ƒ21 =
Ƒ12= ₁ ₁
ɛ₁ ₂
Donc l’hypothèse simplificatrice ≈0 aurait entrainé le fait que Ƒ21 = 0.
₂
En régime permanent, est nul par conséquent 𝑟 = cte. En intégrant Par conséquent le flux thermique vaut ϕ1= -K S= (𝑇 − 𝑇 ) et donc
et tenant compte des conditions aux limites T(a)= T1 t T(b)= T2 nous Rth= =
déduisons la température en tout point M : AN
𝟏 𝒂𝒃 𝒃𝑻𝟐 𝒂𝑻𝟏 ϕ1= 8800W.m-2 et Rth= 2,5.10-3 W -1
.K.m2
T(r)= (𝑻𝟏 − 𝑻𝟐 ) + 𝝓𝟐
𝒓 𝒃 𝒂 𝒃 𝒂 2. a. Evaluer le flux thermique ϕ2 sortant de la pièce, puis
𝝓𝟏
b. Détermination de la puissance P transférée entre les deux sphères de En régime permanent le flux thermique ϕ2 se conserve à travers la paroi,
rayon a et b. sinon il y aurait accumulation d’énergie et la température varierait dans le
temps. En généralisant le résultat de la question 1. on obtient ainsi :
Représentation graphique AN
𝝓𝟐
= 0,35
𝝓𝟏
On constate que ce rapport est nettement plus élevé que celui trouvé à la
question 2 ; les échanges superficiels thermiques entre l’air et les vitres ne
sont pas négliger.
Problème 3
3.
1. Calcul du flux ϕa reçue par le corps (A) de la part de l’enceinte .
a. Valeur implicite donnée précédemment à h lorsqu’on confondait Ts
En effet si le corps (A) était en équilibre dans l’enceinte il serait alors à la
et Tf. température T0.La puissance thermique ϕr reçue par (A) de la part de
Précédemment on négligeait les échanges superficiels en prenant h=∞.