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Responsable(s) Alan Carter, Daniel Perraton

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École de technologie supérieure
Département de génie de la construction
Responsable(s) de cours : Alan Carter, Daniel Perraton


PLAN DE COURS

Hiver 2019
MGC837 : Matériaux bitumineux: formulation, fabrication, mise en place (3 crédits)



Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours
Au terme de ce cours, l’étudiant sera en mesure :
• d’illustrer la fonction des matériaux bitumineux dans le contexte des chaussées souples afin de reconnaitre son évolution potentielle vis-à-vis les effets combinés du trafic et du climat;
• d’évaluer le comportement en petites déformations des enrobés bitumineux (mesure du module complexe) et à grandes déformations (déformation plastique : orniérage);
• de quantifier et de modéliser l’endommagement par fatigue des matériaux bitumineux;
• de relier la résistance en fatigue évaluée en laboratoire à l’échelle du matériau à la performance de la structure de la chaussée par l’application d’une fonction de transfert;
• de différencier le mode de fabrication des enrobés à chaud de celui des enrobés recyclés retraités à froid en place et en usine d’enrobage;
• d’expliquer les techniques de fabrication des enrobés tièdes, leurs avantages, leurs désavantages et les contraintes spécifiques de mise en œuvre.

Enrobés bitumineux à chaud et tièdes, matériaux recyclés retraités à froid avec liant hydrocarboné et chaussées souples. Formulation, rhéologie et comportement mécanique des chaussées souples. Essais homogènes et essais non-homogènes. Mesure du module complexe, de la résistance en fatigue et du comportement visco-plastique des enrobés en laboratoire. Modèles rhéologiques simples pour décrire le comportement en petites déformations de l’enrobé (Huet-Sayegh, 2S2P1D) et lois de comportement de fatigue et de déformation permanente. Fonctions de transfert du laboratoire à la chaussée. Principes de base de la formulation des matériaux bitumineux à chaud, tièdes et à froid. Techniques de fabrication et de mise en œuvre.



Objectifs du cours

Ce cours a pour but de permettre à l’étudiant de maîtriser les notions fondamentales de formulation, caractérisation et mise en œuvre des matériaux bitumineux.

Au terme de ce cours, l’étudiant sera en mesure :

  • De traduire et d’illustrer le comportement mécanique d’une chaussée bitumineuse.
  • D’illustrer la fonction des matériaux bitumineux dans le contexte des chaussées bitumineuses et en reconnaitre son évolution potentielle vis-à-vis les effets combinés du trafic et du climat.
  • D’expliquer la méthode de mesure en laboratoire pour évaluer le comportement en petites déformations des enrobés bitumineux (mesure du module complexe) et à grandes déformations (déformation plastique : orniérage).
  • D’expliquer l’endommagement par fatigue des matériaux bitumineux, de le quantifier et de modéliser à l’échelle du matériau.
  • De relier la résistance en fatigue évaluée en laboratoire à l’échelle du matériau à la performance de la structure de la chaussée par l’application d’une fonction de transfert.
  • De différencier le mode de fabrication des enrobés à chaud de celui des enrobés recyclés retraités à froid en place et en usine d’enrobage.
  • D’identifier et d’expliquer les techniques de fabrication des enrobés tièdes et de décrire les avantages, les désavantages et les contraintes spécifiques de mise en œuvre.

Thématiques abordées : les enrobés bitumineux à chaud et tiède, les matériaux recyclés retraités à froid avec liant hydrocarboné et les chaussées bitumineuses ; les notions de base sur la formulation, la rhéologie et le comportement mécanique des chaussées bitumineuses ; les essais homogènes et les essais non-homogènes ; la mesure du module complexe, de la résistance en fatigue et du comportement viscoplastique des enrobés en laboratoire ; les modèles rhéologiques simples pour décrire le comportement en petites déformations de l’enrobé (Huet-Sayegh, 2S2P1D) et les lois de comportement de fatigue et de déformation permanente ; les fonctions de transfert du laboratoire à la chaussée ; les principes de base de la formulation des matériaux bitumineux à chaud, tiède et à froid ; les techniques de fabrication et de mise en œuvre.




Stratégies pédagogiques
  • 36 heures d’enseignement : À raison de trois (3) fins de semaine intensives, comprenant des revues de la littérature, des périodes de discussion, des exercices dirigés en classe, des mini-tests afin d’assimiler la théorie et pour terminer, d’une présentation orale effectuée par les étudiants sur un sujet spécifique (projet).
  • Projet : Dans le cadre du cours, vous avez à faire une revue de la littérature sur un des sujets se rapportant aux matériaux bitumineux. Ce projet se présente sous trois (3) formes : A) sommaire d’une (1) page de 350 mots, B) rapport d’une vingtaine (20 à 29) de pages pour la section développement c'est-à-dire sans compter le sommaire, les remerciements, les tables des matières, des tableaux et des figures, la liste des abréviations et la conclusion), et C) présentation orale d’une durée maximale de dix (10) minutes suivie d’une période de questions de cinq (5) minutes. Dans l’ensemble, cette activité vise, d’une part, à développer un esprit d’analyse et de synthèse et, d’autre part, à transmettre à l’ensemble du groupe une partie de vos connaissances acquises dans l’exercice de ce projet. Le rapport écrit doit être présenté selon des normes professionnelles, comprenant un sommaire, une introduction, la revue de la littérature, une description des différents concepts traités (aspects physiques ou chimiques dépendamment du sujet), une discussion, une conclusion et les perspectives de recherches appliquées ou fondamentales. Dans le cas d’étude plus technique liée à la mise en œuvre, il faut évidemment intégrer au rapport une présentation de la technique et faire ressortir les points les plus importants : limites et conditions d’utilisation, avantages et désavantages, points critiques à surveiller lors de la mise en œuvre et autres. Une attention particulière doit être portée pour bien préciser les références, les sources, qui appuient vos énoncés. Il faut clairement mettre en relief la pertinence des énoncés et ce, dans un esprit de rigueur scientifique. La remise s’effectue sur Moodle (copie électronique) et en classe (copie papier).
  • Mini-tests : Au terme d’une fin de semaine, un mini-test est donné. Chacun des mini-tests porte sur la matière présentée lors de cette même fin de semaine. L’usage de la calculatrice, de tablette, d'ordinateur portable et des documents personnels est permis.
  • Devoirs : Afin d’assurer une bonne assimilation de la matière tout au long de la période de cours, de deux (2) à quatre (4) devoirs doivent être effectués et remis au terme de la fin de semaine suivante. Notamment, la lecture de certains articles est exigée et l’étudiant doit fournir des résumés d’un maximum absolu de 265 mots. Les devoirs sont corrigés et retournés à l’étudiant avant la date de l’examen final aux fins de vérification, mais sont repris par le professeur. La remise s’effectue sur Moodle (copie électronique) et en classe (copie papier).
  • Examen final : L’examen final couvre toute la matière du cours. L'examen final est placé sur Moodle dans le cadre de la 4ème fin de semaine de cours. Ensuite, une période de 24 heures est allouée. L’usage de la calculatrice, de tablette, d’ordinateur portable et des documents personnels est permis. La remise s’effectue sur Moodle (copie électronique). La remise de la copie papier n’est pas nécessaire.



Utilisation d’appareils électroniques

n.a




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Vendredi 08:30 - 17:00 Activité de cours
Samedi 09:00 - 17:30 Deuxième activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Sébastien Lamothe Activité de cours cc-Sebastien.Lamothe@etsmtl.ca
01 François Olard Activité de cours cc-Francois.Olard@etsmtl.ca



Cours

-




Laboratoires et travaux pratiques

En classe.




Évaluation

La note finale est la résultante des évaluations des mini-tests, des devoirs, du projet et de l’examen final.

 

 

Description % Date
Mini-tests (3) 24 % de la note globale
  1. Samedi 12 janvier 2019 (17h à 17h30)
  2. Samedi 26 janvier 2019 (17h à 17h30)
  3. Samedi 09 février 2019 (17h à 17h30)
Devoirs (2 à 4) (résumés de 265 mots maximum) 20 % de la note globale

1ère remise : Vendredi 25 janvier 2019 (avant 8h30)

2ème remise : Vendredi 08 février 2019 (avant 8h30)

Projet

Présentation orale(10 minutes maximum)

 

Rapport (20 à 29 pages de développement)

 

6% de la note globale (se référer à la grille)

20 % de la note globale (se référer à la grille)

 

Samedi 09 février 2019 (14h à 17h)      

 

 

Samedi 09 février 2019 (avant 14h)

Examen final (toute la matière + présentations orales) 30 % de la note globale

Samedi 02 mars à 9h jusqu’au dimanche 03 mars 2019 à 9h

 

NOTE: Toute absence à un examen non justifiée par un motif majeur (maladie avec billet médical, accident, décès d'un proche), entraînera l'attribution de la note zéro (0) pour un examen ou un mini-test. L'étudiant devra démontrer, à la satisfaction du directeur du département, que son absence était justifiée.  

 

GRILLE D’ÉVALUATION POUR LE PROJET

Le projet, suite à une revue de la littérature, donnant lieu à la remise d’un document de synthèse (avec un sommaire d’une page) et à une présentation orale seront évaluées selon la pondération suivante :

Document de synthèse Pondération Cumul
* Sommaire (1 page de 350 mots maximum) 5 % 5 %
* Faculté de synthèse 10 % 15 %
* Structuration du texte 10 % 25 %
* Style de rédaction (10 %) et expressions (justesse!) 15 % 40 %

 * Recherche bibliographique

    - Ampleur (10 %) et pertinence (10 %)

    - Références dans le texte (5 %) et cohérence (5 %)

 

20 %

10 %

 

60 %

70 %

* Contenu technique

    - Description scientifique des principes

    - Énoncés et/ou sous-jacent au sujet

    - Maîtrise du sujet

 

 

10 %

20 %

 

 

80 %

100%

 

Présentation orale et audio-visuelle Pondération Cumul
* Qualité de l’expression orale et des outils de support 2 % 2 %
* Qualité de la synthèse et structure de la présentation orale 2 % 4 %
* Réponses aux questions (pertinentes) posées 2 % 6 %



Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Aucun retard accepté.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

La plupart des documents et des notes de cours devront être imprimés par les étudiants.




Ouvrages de références

Association des constructeurs de routes et grands travaux du Québec (ACRGTQ).

Association française de normalisation (AFNOR).

American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO).

Bitume Québec (BQ).

Bureau de normalisation du Québec (BNQ ou NQ).

Centre de recherches routières (CRR).

Corté, J.-F. & Di Benedetto, H. (2004). Matériaux routiers bitumineux 1 : description et propriétés des constituants. Hermés Lavoisier.

Delorme, J. L. (2007). Manuel LPC d'aide à la formulation des enrobés à chaud. Études et recherches des Laboratoires des ponts et chaussées. Série Chaussées.

Di Benedetto, H. & Corté, J.-F. (2005). Matériaux routiers bitumineux 2 : constitution et propriétés thermomécaniques des mélanges bitumineux. Hermés Lavoisier.

Faure, M. (1998). Cours de routes, tome 2. Les cours de l’ENTPE. Aléas.

Gouvernement du Québec (GQ).

Laboratoire de chaussées (LC).  

Lamothe, S. (2014). Endommagement d'un enrobé bitumineux partiellement saturé en eau ou en saumure soumis à des sollicitations cycliques de gel-dégel et mécaniques. Thèse de doctorat. École de technologie supérieure.

Lamothe, S. (2004). Enrobé grenu : influence du dosage en filler et de l'ajout d'un sable roulé sur le couple ouvrabilité-orniérage. Mémoire de maîtrise. École de technologie supérieure.

Laboratoire sur les chaussées et matériaux bitumineux (LCMB) (anciennement le Laboratoire universitaire sur les chaussées, routes et enrobés bitumineux, LUCREB).

Meunier, M. (2012). Prédiction de l'orniérage lié aux déformations permanentes des enrobés bitumineux. Thèse de doctorat. École de technologie supérieure.

Ministère des Transports du Québec (MTQ).

Olard, F. (2003). Comportement thermomécanique des enrobés bitumineux à basses températures. Relations entre les propriétés du liant et de l'enrobé. Thèse de doctorat. INSA de Lyon.

Regroupement professionnel des exploitants de centrale d'enrobage (RPECE).

Revue générale des routes et aérodromes (RGRA).

Roberts, F.L., Kandhal, P.S., Ray Brown, E., Lee, D.-Y., & Kennedy, T.W., Hot mix asphalt Materials, mixture design, and construction, 2e ed. NAPA Research and Education Foundation, 1996.

SETRA & LCPC. (1994). Conception et dimensionnement des structures de chaussée. Guide technique. Service d'études sur les transports, les routes et leurs aménagements & Laboratoire central des Ponts et Chaussées.

Transports Québec (TQ).

Union des syndicats de l'industrie routière française (USIRF).




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

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Autres informations

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