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


PLAN DE COURS

Hiver 2020
CTN114 : Éléments de matériaux de construction (3 crédits)



Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 25,0 % 75,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
À la suite de ce cours, l’étudiant sera en mesure : de réaliser différents essais de laboratoire sur les granulats, les sols, le béton, le bitume et les enrobés bitumineux; de vérifier des essais de laboratoire effectués par d’autres sur les granulats, les sols, le béton, le bitume et les enrobés bitumineux; de calculer le dosage d’un béton et d’un mortier; de formuler un enrobé bitumineux selon la méthode Marshall.

Initiation aux notions de granulats, mécanique des sols, béton, bitume et enrobés bitumineux utilisés en ingénierie de la construction. Granulats : caractéristiques et propriétés; granulométrie; densité; masse volumique; teneur en eau; durabilité; mélange (méthode du triangle); méthodes de caractérisation et de contrôle. Mécanique des sols : caractéristiques des sols; reconnaissance des sols; relations de phases; arrangement des particules; plasticité et consistance; méthodes de caractérisation et de contrôle, entre autres, granulométrie par tamisage et sédimentométrie, teneur en eau et limites d’Atterberg, description et classification des sols et compactage. Béton : propriétés, essais et constituants; formulation et dosage; malaxage, transport, mise en place et mûrissement. Bitume : composition; propriétés; classification et types de bitumes; essais. Enrobés bitumineux : propriétés; classification et types d’enrobés; fabrication; formulation (Marshall et LC); procédés innovateurs.

Séances de laboratoire, exemples pratiques et exercices reliés aux notions étudiées en classe et aux applications en construction.



Objectifs du cours
  • la préparation du futur diplômé à collaborer à la conception, à la réalisation, à l’exploitation et à l’entretien des ouvrages de construction;
  • l’acquisition des notions de mécanique des sols et de matériaux dont les granulats, le béton et les enrobés et le développement des habiletés nécessaires à l’exécution des principaux essais de chantier et de laboratoire utilisés pour caractériser et contrôler ces matériaux;
  • l’appropriation d’une bonne compréhension des principales caractéristiques et propriétés des matériaux et des sols utilisés en ingénierie et d’une bonne connaissance de leur comportement et le développement de l’observation et d’une approche assurant l’analyse rigoureuse des données.



Stratégies pédagogiques
  • 39 heures de cours magistral (3 heures par semaine) comportant des périodes de questions, de discussion, d’études de cas et, occasionnellement, de projections de vidéos;
  • travaux pratiques en laboratoire par les étudiants, permettant à ces derniers de prendre un contact physique avec les granulats, les bétons, les enrobés et les divers types de sols, de réaliser des essais de caractérisation, de comportement mécanique, de contrôler la fidélité des méthodes d’essais utilisées et de présenter les résultats en des rapports écrits;
  • un examen de mi-trimestre et un examen final permettant aux étudiants de prendre connaissance de leurs progrès et de leur réussite;
  • incitation à l’utilisation de l’informatique pour résoudre les problèmes courants;
  • incitation au recours à des ouvrages de référence disponibles à la bibliothèque de l’École ou ailleurs.



Utilisation d’appareils électroniques

En examen l’utilisation d’appareils électroniques est interdite.

 

En laboratoire, l’utilisation d’appareils électroniques est interdite.

 

En cours, l’utilisation de l’ordinateur portable, d'une tablette numérique ou autre appareil informatique est autorisée uniquement à des fins pédagogiques (prise de notes, consultations de fichiers pertinents au cours, etc.). Tout autre usage (incluant le courriel et la messagerie instantanée, les médias sociaux, les sites personnels, les jeux, le visionnement de film ou de vidéo, etc.) est interdit.

La captation sonore, visuelle ou audiovisuelle des cours est interdite sans la permission écrite de la personne responsable de l’activité pédagogique.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Mercredi 12:00 - 15:00 Laboratoire (Groupe A)
Mercredi 15:00 - 18:00 Laboratoire (Groupe B)
02 Lundi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Jeudi 12:00 - 15:00 Laboratoire (Groupe A)
Jeudi 15:00 - 18:00 Laboratoire (Groupe B)



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Alan Carter Activité de cours Alan.Carter@etsmtl.ca A-3494



Cours

La matière de ce cours, subdivisée en groupes de sujets, est présentée dans l’ordre chronologique suivant (les durées indiquées sont approximatives) :

 

Contenus traités dans le cours Heures
Introduction, règlements concernant les travaux pratiques, sécurité en laboratoire, formation des groupes de travail. Mécanique des sols : formation des sols, définitions, principales caractéristiques des sols, reconnaissance des sols. 3h
Granulats : définitions, sources, caractéristiques et propriétés, techniques d’échantillonnage, granulométrie, relations volumiques et humidité, classes granulaires, critères et normes. 7,5h
Durabilité, matières délétères, essais de caractérisation et de contrôle et  mélanges des granulats. 3h
Texture des sols et grosseur des grains, granularité, essai par tamisage et sédimentation. Relation de phases (M/V), consistance et plasticité des sols (teneur en eau et limites), classification des sols, arrangement des particules dans les sols cohérents et pulvérulents, compactage. 6h
Bétons : définitions, propriétés et caractéristiques du béton et de ses constituants, eau, ciment, ajouts cimentaires, adjuvants, béton à air entraîné. 3h
Formulation et dosage des bétons de ciment. 4,5h
Malaxage, transport, manutention, mise en place, mûrissement et finition du béton, méthodes d’essais et de contrôle. 3h
Bitumes : historique, provenance, composition, propriétés, classification, essais. Système Superpave. Bitumes fluidifiés et émulsions de bitumes. 3h
Enrobés bitumineux : utilisation, propriétés, types, essais, formulation (Marshall et LC). 6h
Total 39



Laboratoires et travaux pratiques

Les séances de laboratoires, groupées selon quatre thèmes, sont présentées dans l’ordre chronologique suivant (les durées indiquées sont approximatives) :

 

Description Heures
Granulats : identification, réduction et granulométrie par tamisage; mesure de la résistance à l'attrition; mesure de l’absorption, de la densité et de la masse volumique pilonnée; estimation de la présence de matières délétères. 8
Sols : identification, granulométrie par sédimentométrie; mesure des limites de consistance; identification; essai Proctor. 4
Bétons : confection de mélanges de béton; mesure de l’affaissement, de la teneur en air, de la température et de la masse volumique; préparation des éprouvettes; essai de résistance en compression et en flexion. 6
Bitumes et enrobés bitumineux : mesure de la densité, de la recouvrance élastique et de la pénétration sur bitume; confection d’enrobés bitumineux; préparation des éprouvettes; mesure de la densité brute, de la densité maximale et des stabilités et déformations. 6
Total 24

 

Certains essais nécessitent que l'étudiant prenne des mesures ou complète des manipulations en dehors des séances de laboratoire.

La présence (participation active) aux laboratoires est obligatoire. Les laboratoires seront réalisées en équipes de quatre étudiants. Tout autre nombre de participants par équipe doit être approuvé par le responsable du cours. Les dates et l'horaire des laboratoires sont disponible sur Moodle. À la première période de TP, chaque groupe sera scindé en deux sous-groupes pour constituer les équipes pour les laboratoires.

 




Utilisation d'outils d'ingénierie

n/a




Évaluation

La note globale est la résultante des évaluations durant le trimestre, de l’examen final et des travaux pratiques selon les pondérations suivantes :

 

Activité Description %
Examen durant le trimestre Examen portant sur la matière vue en classe et en laboratoire lors de la première partie du trimestre 35
Examen Final Examen portant sur la matière vue en classe et en laboratoire lors de la deuxième partie de session 35
Travaux pratiques

- 1 mini-test portant sur la sécurité en laboratoire

- 4 rapports de laboratoires portant chacun sur un thème de laboratoire effectués en équipe

30

 

La date de l’examen final sera déterminée durant le trimestre.

 

Le mini-test portant sur la sécurité en laboratoire est effectué suite à une visite des laboratoire lors de la première séance de cours.

 

La présence au laboratoire est obligatoire (activité évaluée). Une note de 0 sera attribuée pour tout cas d’absence non justifiée sur la base des règlements institutionnels (voir section intitulée absence à un examen).

 

La note individuelle obtenue pour chaque évaluation de travail d'équipe en laboratoire (rapports) est pondérée en fonction de d'une évaluation de pairs.

 

La note globale de réussite du cours est 60,0%.

De plus, la moyenne des deux examens doit être supérieure à 50,0% pour réussir le cours.




Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


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 admissible.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, 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 du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (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/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) 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).

Dispositions additionnelles

-




Documentation obligatoire

Notes de cours et cahier de laboratoire disponible sur Moodle

Aïtcin, P. C., Généreux F., Jolicoeur, G. et Maurice, Y. (2018). Technologie des granulats. Les éditions Modulo, 4e édition, 352 p. (ISBN 978-2-89650-494-7).

 

Kosmatka, S.H., Association canadienne du ciment Portland (2011). Dosage et contrôle des mélanges de béton. 8e édition métrique canadienne, 411 p. (ISBN 9781896553221).

 

Carter A., Donovan H., MacInnis K., Strynadka T. (2018). Hot Mix Asphalt, 1st Edition, Canadian Technical Asphalt Association, CTAA (livre électronique)

 

Ministère des Transports du Québec, Laboratoire des Chaussées, Recueil des Méthodes LC – sections : granulats, liants hydrocarbonés et  enrobés bitumineux, Les Publications du Québec, édition la plus récente. (liste des méthodes d'essais sera fourni en cours, à imprimer : disponible en ligne)

 

ASTM International, **Liste de Normes à confirmer en cours de session**, édition la plus récente. ( à imprimer : disponible en ligne)

 

 




Ouvrages de références

American Concrete Institute (1996). ACI Manual of Concrete Practice. Farmington Hills MI, American Concrete Institute, Part 1 to Part 5.

 

Asphalt Institute (1983). Asphalt Technology and construction practices - Instructor’s guide. 2nd edition, Maryland, ed. The Asphalt Institute, Educational Series No 1 (ES-1).

 

Asphalt Institute (1989). The Asphalt Handbook. Lexington,KY, ed. The Asphalt Institute, Manual Series No. 4 (MS-4), 607 p.

 

Association canadienne de normalisation (2004). A23.1-04 - A23.2-04 - Béton - Constituants et exécution des travaux / Essais concernant le béton. Rexdale Ont., Association canadienne de normalisation, CSA-A23.1-04, CSA-A23.2-04,  édition française, 556 p.

 

ASTM (1983). Properties of flexible Pavement Material. Philadelphia. Pa., J. J. Emery editor, ASTM Special Technical Publication No 807, 180 p.

 

ASTM (1984). Placement and Compaction of Asphalt Mixtures. Philadelphia, Pa., F. T. Wagnor, editor, ASTM Special Technical Publication No. 829, 152 p.

 

Bureau de normalisation du Québec (2013). Catalogue des normes québécoises. Québec, Bureau de normalisation du Québec.

 

Federal Highway Administration, Office of Technology Applications (s.d.). SUPERPAVE Asphalt Mixture Design - Workshop - Demonstration project No 90, Washington, D. C., Federal Highway Administration.

 

Gouvernement du Québec, ministère des Transports (2013). Cahier des charges et devis généraux.

 

Gouvernement du Québec, ministère des Transports (2013). Méthodes d’essai LC.

 

Gouvernement du Québec, ministère des Transports (2013). Normes - ouvrages routiers, Tome VII.

 

Lafleur J. (1991). Introduction à la géotechnique. traduction et adaptation par l’auteur de  « An introduction to Geotechnical Engineering » rédigé par Holtz et Kovacs en 1981, Montréal, Éditions de l’École Polytechnique de Montréal, 808 p. (ISBN 2-553-00222-3)

 

Shell Bitumes (1991). Bitumes - Techniques et utilisations. Paris, Société des pétroles Shell - Direction Bitumes, 149 p. (ISBN no 2-909297-00-4)

 

Terzaghi, K., Peck, R. B. & Mesri, G. (1996), Soil Mechanics in Engineering Practice. New York, John Wiley & Sons, Inc., 549 p.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

n/a




Autres informations

Équipement obligatoire pour les séances en laboratoire :

 

- Bottes de sécurité conforme à la norme en vigueur (Groupe CSA)

 

- Lunettes de sécurité

 

- Sarrau de laboratoire

 

- Vêtement couvrant entièrement les jambes et qui est approprié pour un milieu de travail salissant.