École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

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Filière : Licence Professionnelle en Architecture (ARC)

  • Thermodynamique

    La thermodynamique étudie les échanges d’énergie sous forme de travail et de chaleur. Pour l’architecte qui conçoit en climat chaud et sec, elle est essentielle : c’est elle qui explique pourquoi une case en banco reste fraîche l’après-midi, pourquoi une toiture en tôle nue transforme une salle de classe en four, et combien d’électricité consomme un climatiseur à Niamey. Le cours présente les principes de base (température, chaleur, énergie interne, gaz parfaits, chaleurs sensible et latente), les deux principes de la thermodynamique appliqués aux machines (moteurs, groupes électrogènes, climatiseurs), les transferts de chaleur à travers l’enveloppe (conduction, convection, rayonnement, coefficient U), puis les systèmes énergétiques et l’efficacité thermique : bilan thermique simplifié d’un local, inertie, ventilation, solaire thermique et photovoltaïque.

    Objectifs d’apprentissage

    • Définir température, chaleur, énergie interne, capacité thermique et chaleur latente, et utiliser la loi des gaz parfaits.
    • Appliquer le premier principe (conservation de l’énergie) et le second principe (rendement, COP, cycle de Carnot).
    • Calculer la résistance thermique et le coefficient U d’une paroi, ainsi que le flux de chaleur qui la traverse.
    • Expliquer le rôle du rayonnement solaire, de l’absorptivité et de l’émissivité des matériaux de toiture et de façade.
    • Établir un bilan thermique simplifié d’un local et proposer des solutions bioclimatiques et énergétiques adaptées au Sahel.

    Prérequis

    Notions de physique et de mathématiques de base : unités SI, énergie et puissance, proportionnalité, fonctions logarithme et puissance, utilisation de la calculatrice.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Notions de base : température, chaleur et gaz parfaits
    2. Leçon 2 — Premier et second principes de la thermodynamique
    3. Leçon 3 — Transferts de chaleur dans le bâtiment : conduction, convection, rayonnement
    4. Leçon 4 — Systèmes énergétiques et efficacité thermique des bâtiments

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 10 h de cours magistral (CM), 5 h de travaux dirigés (TD), 0 h de TP et 5 h de travail personnel (TPE) ; 1 crédit. Évaluation : contrôle continu (exercices de TD, quiz en ligne) et examen terminal écrit comportant des exercices chiffrés d’application au bâtiment.

    Bibliographie

    • Moran, M. J., & Shapiro, H. N. (2014). Fundamentals of Engineering Thermodynamics. Wiley.
    • Çengel, Y. A., & Boles, M. A. (2014). Thermodynamics: An Engineering Approach. McGraw-Hill Education.
    • Çengel, Y. A., & Ghajar, A. J. (2015). Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Education.
    • Givoni, B. (1998). Climate Considerations in Building and Urban Design. Wiley.
    • Liébard, A., & De Herde, A. (2005). Traité d’architecture et d’urbanisme bioclimatiques. Observ’ER / Le Moniteur.

  • Physique I

    Ce cours introduit les principes fondamentaux de la physique utiles à l’architecte et au technicien du bâtiment. Il couvre la mécanique classique (grandeurs, vecteurs, mouvements, forces), les lois du mouvement de Newton avec leurs prolongements (travail, énergie, puissance) et une introduction à la physique des matériaux (masse volumique, contrainte, déformation, élasticité, dilatation thermique). Les exemples sont tirés du chantier et du bâtiment au Niger : levage de charges par une grue ou un monte-charge, chute d’objets depuis un échafaudage, rampe de manutention, poids d’une dalle, dilatation d’une toiture en tôle sous le soleil de Niamey. Ce cours prépare directement la Statique, la Résistance des matériaux et la Physique II.

    Objectifs d’apprentissage

    • Manipuler les unités du Système international, les conversions et les ordres de grandeur du bâtiment.
    • Décomposer et composer des forces représentées par des vecteurs.
    • Décrire un mouvement rectiligne uniforme, uniformément varié, une chute libre et un tir horizontal.
    • Appliquer les trois lois de Newton, calculer un travail, une énergie et une puissance.
    • Écrire les conditions d’équilibre d’un corps (forces et moments).
    • Calculer masse volumique, contrainte, allongement élastique et dilatation thermique d’éléments de construction.

    Prérequis

    Physique et mathématiques du niveau lycée : équations du premier et du second degré, trigonométrie du triangle rectangle, notions de vitesse, de force et d’énergie.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Grandeurs physiques, unités et vecteurs
    2. Leçon 2 — Cinématique : description des mouvements
    3. Leçon 3 — Dynamique : lois de Newton, travail, énergie et puissance
    4. Leçon 4 — Équilibre des corps et introduction à la physique des matériaux

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de cours magistral (CM), 10 h de travaux dirigés (TD), 0 h de TP et 10 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (exercices de TD, quiz en ligne, interrogation écrite) et examen terminal écrit (exercices chiffrés, calculatrice autorisée). La rigueur des unités et la présentation des calculs sont évaluées.

    Bibliographie

    • Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Fundamentals of Physics. Wiley.
    • Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2018). Physics for Scientists and Engineers. Cengage Learning.
    • Benson, H. (2015). Physique 1 : Mécanique. De Boeck Supérieur.
    • Pérez, J.-P. (2014). Mécanique : fondements et applications. Dunod.

  • Géométrie et perspective

    Ce cours d’initiation apprend à représenter sur une feuille (ou un écran) des objets et des bâtiments qui existent dans l’espace à trois dimensions. Il part des bases de la géométrie descriptive (méthode de Monge, épure, vraies grandeurs), passe par les projections axonométriques (isométrie, cavalière, axonométrie planométrique) et aboutit à la perspective conique telle que la pratiquent les architectes pour montrer un projet à un client, à un jury ou à une commune. La dernière partie est consacrée à la pratique : tracé des ombres au soleil de Niamey, mise en valeur du dessin, croquis d’observation d’édifices soudano-sahéliens et passage aux outils numériques (SketchUp, AutoCAD, ArchiCAD/Revit). Le cours comporte une large part de travaux pratiques guidés sur planche.

    Objectifs d’apprentissage

    • Comprendre les principes des projections (centrale, parallèle, orthogonale, oblique) et lire une épure de Monge.
    • Déterminer la vraie grandeur d’un segment ou d’une face (arêtier, rampe, pan de toiture) par rabattement et par le calcul.
    • Construire des vues axonométriques (isométrie, cavalière, planométrique) à partir d’un plan et d’une élévation.
    • Construire une perspective conique à un et à deux points de fuite en maîtrisant ligne d’horizon, points de fuite et hauteurs.
    • Tracer les ombres portées d’un volume simple selon la position du soleil à Niamey.
    • Produire un dessin en perspective lisible, cadré et mis en valeur, à la main puis avec un logiciel 3D.

    Prérequis

    Connaissances de base en dessin technique (matériel, types de traits, échelles, vues en plan, coupe et élévation) et en géométrie plane (théorème de Pythagore, trigonométrie du triangle rectangle, triangles semblables).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Géométrie descriptive : projections, épure et vraies grandeurs
    2. Leçon 2 — Projections axonométriques et perspective cavalière
    3. Leçon 3 — Perspective conique à un et deux points de fuite
    4. Leçon 4 — Pratique du dessin en perspective : ombres, rendu et outils numériques

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 10 h de cours magistral (CM), 0 h de TD, 20 h de travaux pratiques (TP) et 10 h de travail personnel de l’étudiant (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (planches de TP rendues et notées selon les grilles de contrôle, quiz en ligne) et examen terminal sur table (construction d’une épure et d’une perspective à partir d’un plan et d’une élévation). Le soin, l’exactitude des constructions et le respect des normes de trait comptent dans la note.

    Bibliographie

    • Ching, F. D. K. (2015). Architectural Graphics. Wiley.
    • March, L., & Steadman, P. (1974). The Geometry of Environment: An Introduction to Spatial Organization in Design. MIT Press.
    • Ching, F. D. K., & Juroszek, S. P. (2019). Design Drawing. Wiley.
    • Aubert, J. (1985). Cours de dessin d’architecture à partir de la géométrie descriptive. Éditions de la Villette.
    • Monge, G. (1799). Géométrie descriptive. Paris : Baudouin (rééd. Jacques Gabay).

  • Hydraulique générale

    Le cours d’Hydraulique générale (UE1 — Science fondamentale, semestre 1) donne à l’assistant en architecture les bases physiques nécessaires pour comprendre et pré-dimensionner les réseaux d’eau d’un bâtiment. Il part des propriétés des fluides et de l’hydrostatique (pression, poussée sur une paroi de réservoir), introduit l’hydrodynamique (débit, équation de continuité, théorème de Bernoulli, pertes de charge), puis applique ces notions à la distribution d’eau potable (branchement au réseau de la SEEN, réservoirs, surpresseurs, calcul des débits et des diamètres) et à l’évacuation des eaux usées, vannes et pluviales (pentes, fosses septiques, gouttières et descentes, caniveaux). Le contexte nigérien est privilégié : pression variable du réseau à Niamey, stockage sur toiture, assainissement autonome, pluies courtes et intenses de la saison des pluies.

    Objectifs d’apprentissage

    • Définir les grandeurs de base (masse volumique, pression, débit, vitesse) et manipuler leurs unités.
    • Calculer une pression hydrostatique et la poussée de l’eau sur le fond et les parois d’un réservoir.
    • Appliquer l’équation de continuité et le théorème de Bernoulli à des écoulements simples.
    • Estimer les pertes de charge et pré-dimensionner une alimentation en eau d’une villa ou d’une école.
    • Concevoir le principe d’un réseau d’évacuation (EU, EV, EP) et dimensionner gouttières, descentes et caniveaux.

    Prérequis

    Physique et mathématiques de base : unités SI, forces et poids, aire et volume des formes simples, calcul littéral et racine carrée.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Propriétés des fluides et hydrostatique
    2. Leçon 2 — Introduction à l’hydrodynamique : débit, continuité et Bernoulli
    3. Leçon 3 — Systèmes de distribution d’eau dans le bâtiment
    4. Leçon 4 — Systèmes d’évacuation des eaux usées et pluviales

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 10 h de CM, 5 h de TD, 0 h de TP et 5 h de TPE ; 1 crédit. Évaluation : contrôle continu (exercices de TD, quiz en ligne) et examen terminal écrit. Les valeurs réglementaires données (débits de base, pentes, volumes de fosses) sont indicatives et doivent être confirmées par les textes et guides techniques en vigueur au Niger.

    Bibliographie

    • Mays, L. W. (2005). Water Resources Engineering. Wiley.
    • Hwang, N. H. C., & Houghtalen, R. J. (1996). Fundamentals of Hydraulic Engineering Systems. Prentice Hall.
    • Carlier, M. (1980). Hydraulique générale et appliquée. Eyrolles.
    • Lencastre, A. (1996). Hydraulique générale. Eyrolles.

  • Mathématiques I

    Le cours de Mathématiques I (UE1 — Science fondamentale, semestre 1) donne aux futurs techniciens et assistants en architecture les outils mathématiques de base dont ils auront besoin en statique, en résistance des matériaux, en topographie, en thermique du bâtiment et en DAO. Il couvre le calcul différentiel (dérivées, variations, optimisation), le calcul intégral (aires, volumes, centres de gravité) et les bases de l’algèbre linéaire (vecteurs, matrices, systèmes d’équations, transformations géométriques). Chaque notion est illustrée par des applications concrètes à la construction au Niger : dimensionnement d’une citerne, profil d’une voûte ou d’un arc, surface d’une parcelle à Niamey, descente de charges simple, devis de matériaux en FCFA.

    Objectifs d’apprentissage

    • Calculer les limites et les dérivées des fonctions usuelles et interpréter la dérivée comme une pente ou un taux de variation.
    • Étudier les variations d’une fonction et résoudre un problème d’optimisation (surface maximale, matière minimale).
    • Calculer des primitives et des intégrales définies ; les utiliser pour des aires, des volumes et des résultantes de charges.
    • Manipuler vecteurs et matrices, calculer un déterminant et résoudre un système linéaire par Gauss ou par Cramer.
    • Appliquer ces outils à des problèmes d’architecture et de construction (profils, parcelles, changements d’échelle, rotations de plans).

    Prérequis

    Mathématiques du lycée (baccalauréat scientifique ou technique) : calcul algébrique, équations du second degré, fonctions usuelles (polynômes, racine, exponentielle, logarithme, trigonométrie), géométrie plane et repérage.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Fonctions, limites et dérivées
    2. Leçon 2 — Applications du calcul différentiel : variations, optimisation, approximations
    3. Leçon 3 — Calcul intégral : primitives, aires, volumes et centres de gravité
    4. Leçon 4 — Algèbre linéaire : vecteurs, matrices, systèmes et transformations

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 0 h de TP et 10 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (devoirs surveillés, interrogations de TD, quiz en ligne) et examen terminal écrit. La calculatrice scientifique est autorisée ; les étapes de calcul sont notées autant que le résultat.

    Bibliographie

    • Stewart, J. (2020). Calculus: Early Transcendentals. Cengage Learning.
    • Strang, G. (2016). Linear Algebra and Its Applications. Wellesley-Cambridge Press.
    • Liret, F., Martinais, D. (2003). Mathématiques pour le DEUG — Analyse 1re année. Dunod.
    • Lay, D. C. (2015). Algèbre linéaire : théorie, exercices et applications. De Boeck.