Matlab
Applications en mécanique
Dans ce cours, nous utiliserons le langage de programation Matlab pour étudier des phénomènes en mécanique: balle de ping-pong de Newton, poutre ployant sous son poid, la course aux décimales de pi, effet papillon et dynamique chaotique, sillages tourbillonaires d'avions...
Cette unité d'enseignement consiste en trois cours de deux heures, et huit séances de travaux pratiques de quatre heures en binôme sur ordinateur.
Voici la page web de Matlab, ou vous trouverez également toutes les pages de documentation:
 www.mathworks.com/products/matlab
Feuille mémo
Cette feuille est à garder sous la main: la boucle for et la fonction plot en détails, puis une liste de rêgles de bonne programmation à suivre pour les TPs.
matlab2009_memo.pdf
Bibliographie
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Voici un bon livre de référence: "Introduction à Matlab", De Jean-Thierry Lapresté, que vous trouverez en bibliothèque Maths-Informatique-Enseignement. Pour ceux qui n'ont pas suivi le cours de programmation du premier semestre, il faut que vous fassiez ce travail par vous-même: lisez, feuilletez ce livre, et pratiquez ses exercices, sinon vous ne saurez pas profiter de "Matlab: applications en mécanique".
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Absence TP
La présence est obligatoire pour les TPs informatique. Si vous avez loupé un TP, ou êtes arrivé en retard de plus de quinze minutes, vous devez remettre un compte-rendu au secrétariat de la licence avant la séance de TP suivante.
Vous trouverez les énnoncés de TP ci-dessous, ainsi que la "feuille absence TP" à remettre avec le compte-rendu.
Ce qui doit être contenu dans le compte rendu est décrit sur la feuille d'absence TP.
matlab2009_absenceTP.pdf
Organisation
Les semaines ou il y a cours, il n'y a pas de TP.
Les semaines ou il y a TP, ce sont les groupes 3,4 et 5 le mardi matin 8.30-12.30 en salles respectivement 205, 207, 209, et les groupes 1 et 2 le vendredi 8.30-12.30 en salles 205 et 207, tours 55-65.
Trois des TPs auront une partie à rendre, ce sera le contrôle continu. Avec une note finale sous la forme d'un examen de TP.
Cours 1
TP1
TP2
TP3
Cours 2
TP4
TP5
Cours 3
TP6
TP7
TP8
Exam
Notes de cours
Voici en quelques pages, le minimum vital pour utiliser Matlab aux fins qui nous concernent. Prenez le temps de les lire et de pratiquer les exemples. Posez-vous des questions, allez vérifier dans la documentation de Matlab...
matlab2009_notes.pdf
Cours 1
Nous avons vu les détails de la syntaxe. Pour plus d'infos, voir les notes ou l'aide Matlab. Voici un document qui décrit l'exemple que nous avons fait en cours, le calcul de la constante e.
matlab2009_euler.pdf
TP 1
Prise en main de Matlab, premières études sur des approximations de pi par des séries. Activitées très similaires à ce que nous avons vu pendant le premier cours:
matlab2009_tp1.pdf
Voici la correction pour le premier TP. Le script qui calcule et trace la convergence des différentes séries de pi:
matlab2009_tp1_correc.pdf
TP 2
Prise en main graphique, mesure de coordonnées sur une image, et manipulation des points d'une forme géométrique: rotation, homothétie...
matlab2009_tp2.pdf
tp2.jpg
Voici la correction pour le second TP.
matlab2009_tp2_correc.pdf
TP 3
Premier TP en contexte mécanique. Newton et la balle de ping-pong. Energie cinétique, énergie potentielle, trajectoires mesurées et trajectoires théoriques.
matlab2009_tp3.pdf
pingpong.jpg
Voici la correction pour le troisième TP.
matlab2009_tp3_correc.pdf
Cours 2
Nous avons fait un point sur les trois premiers TPs. Discuté de ce qu'il faut faire si l'on a loupé un TP, distribué la "feuille mémo", puis discuté de l'approche graphique à la comparaison expérience/théorie.
TP 4
Le jet de Torricelli. Ce TP est à rendre sous la forme d'un compte-rendu, qui compte pour le contrôle continu.
matlab2009_tp4.pdf
Ici la correction du tp4:.
matlab2009_tp4correc.pdf
Voici maintenant les commentaires et les notes pour les comptes-rendus du TP4. Si votre nom n'y figure pas, c'est que vous avez enregistré votre compte-rendu ailleurs que dans le répertoire désigné.
matlab2009_tp4com.pdf
TP 5
Un second TP sur le mouvement d'un corps en chute. Cette fois c'est un solide en rotation.
matlab2009_tp5.pdf
Ici la correction du tp5:.
matlab2009_tp5correc.pdf
Cours 3
Répertoire courant, fenêtre graphique active, binaires et tableaux de binaires, selections dans les tableaux, selection de sous-tableaux avec des binaires, puis fonctionalités de graphique 3D.
Le code pour montrer les graphs 3D est ici:
matlab2009_3D.m
Et le film généré est ici:
matlab2009_3D.mov
TP 6
Un TP qui étudie un système chaotique: l'attracteur de Lorenz.
matlab2009_tp6.pdf
Voici la fonction lorenz.m qui simule l'évolution dans le temps de ce système:
lorenz.m
Ici un compte-rendu modèle pour le tp6:.
matlab2009_tp6correc.pdf
Voici les compte-rendus, les commentaires et les notes pour les 5 groupes:
matlab2009_tp6groupe1com.pdf
matlab2009_tp6groupe3com.pdf
matlab2009_tp6groupe4com.pdf
matlab2009_tp6groupe5com.pdf
TP 7
Un TP fluide maintenant. Nous étudions comment des tourbillons se déplacent dans un fluide. Application au sillage des avions avec une nappe tourbillonaire.
matlab2009_tp7.pdf
Voici la fonction tourbitraj.m qui simule l'évolution dans le temps de ce système:
tourbitraj.m
Voici une animation du mouvement des tourbillons, ainsi que les champs de vitesse induits, pour d'une part un triplet de tourbillons, puis une nappe tourbillonaire.
tourbillons.mov[2M]
Voici un compte-rendu modèle pour le TP7:
matlab2009_tp7correc.pdf
TP 8
Ceci est un TP de traitement d'image. Une expérience physique est capturée sous la forme d'un film. On va utiliser ce film pour mesurer la période des oscillations d'un pendule et comparer cette période mesurée à la valeur théorique.
matlab2009_tp8.pdf
Voici un compte-rendu modèle pour le TP8:
matlab2009_tp8correc.pdf
Examen final
L'examen final compte pour quatre cinquièmes de la note de notre UE.
Il n'y a pas d'examen écrit, mais un examen de TP sur ordinateur en monôme d'une durée de deux heures. La promo sera répartie en quatres groupes: deux le matin et deux l'après-midi.
La première session aura lieu le jeudi 27 mai. La répartition en quatre groupes et leurs horaires sera précisée sur les tableaux d'affichage du L2.Les salles seront: tours 55-65, 205, 207, 209. La session de rattrapage aura lieu le lundi 14 juin. Les horaires seront décidés en fonction du nombre d'étudiants concernés.
Le sujet de l'examen sera similaire en format à la partie "manipulations" des TPs que nous avons pratiqués pendant le semestre.
Documents autorisés: notes de cours manuscrites et imprimées, sujets des TPs et compte-rendus modèles des TPs.
Voici les deux sujets d'examen, ainsi que les compte-rendus modèles:
matlab2009_examcorrec.pdf
Comment réviser pour être sûr de votre succès en seconde session?
Relisez tranquillement les notes de cours imprimées et les notes que vous avez prises vous-même pendant les cours. Relisez lentement les compte-rendus modèles pour les TP que nous avons fait ensemble. Etudiez avec attention les compte-rendus modèles pour l'examen. Venez pratiquer en salle 209 si vous avez encore des doutes.
Voici le sujet de rattrapage, ainsi que le compte-rendu modèle:
matlab2009_exam2correc.pdf
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