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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : François Duhaime, Yannic Ethier


PLAN DE COURS

Été 2021
MGC843 : Méthodes expérimentales en géotechnique (3 crédits)


Modalités de la session d’été 2021


Pour assurer la tenue de la session d’été 2021, les modalités suivantes seront appliquées :


Les activités d’enseignement de la session d’été 2021 comprendront des activités en présence et à distance pour chaque étudiant, lesquelles seront ajustées en fonction de l’évolution de la situation socio-sanitaire.


Pour les cours (ou séances de cours) donnés à distance, l’étudiant doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours (ou séances de cours) donnés à distance pourraient être enregistrés, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits au cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l’ÉTS.


Les examens (intra, finaux) se feront en présence, si la situation socio-sanitaire le permet.


Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’été 2021, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’été 2021. Ainsi, si les examens (intra, finaux) devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.


Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.


En vous inscrivant ou en demeurant inscrit à la session d’été 2021, vous acceptez les modalités particulières de la session d’été 2021.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 7 mai 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 23 mai 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours

Au terme de ce cours, l’étudiant sera en mesure de développer ses propres montages expérimentaux pour ses travaux de maîtrise ou de doctorat. Il sera informé sur les nouvelles techniques expérimentales en développement dans le domaine de la géotechnique. Il aura réalisé des essais de cisaillement triaxial et de consolidation, deux essais fondamentaux en mécanique des sols, mais des essais qui font appel à des notions avancées de la mécanique des sols tant au niveau de la planification, de la réalisation et de l'interprétation.

Essais classiques de la mécanique des sols, essai de cisaillement triaxial, essai de consolidation, essai de pénétration standard, vitesse de propagation des ondes de cisaillement, instrumentation de laboratoire et LabVIEW, techniques d’analyse d’images en géotechniques, modélisation physique, méthodes expérimentales en hydrogéologie, méthodes expérimentales en géotechnique routière, essai pressiométrique, essai de pénétration au cône.




Objectifs du cours

À la suite de ce cours, l’étudiant sera en mesure de réaliser des essais avancés de la mécanique des sols dont l’essai de cisaillement triaxial et l’essai œdométrique. Il sera en mesure d’instrumenter un montage expérimental au laboratoire, ou une application sur le terrain en intégrant des techniques de mesure de pointe. L’étudiant sera aussi au fait des développements les plus récents concernant les essais courants de la mécanique des sols, surtout au laboratoire et aussi sur le terrain.

Développements récents pour les essais classiques de la mécanique des sols (cône suédois, granulométrie, essai Proctor, essais de perméabilité). Notions de cheminement de contraintes et présentation des différents types d’essais triaxiaux. Présentation des différents types d’essais œdométriques et de leurs méthodes d’interprétation. Essais de pénétration in situ (essai de pénétration standard, cône). Détermination de la vitesse de propagation des ondes de cisaillement. Instrumentation de laboratoire (capteurs de pression, capteurs de déplacement, cellules de forces, débitmètres, sondes TDR). LabVIEW et automatisation des montages de laboratoire. Techniques d’analyse d’images en géotechnique (photogrammétrie et corrélation d'images numériques). Modélisation physique en géotechnique, modèles réduits et centrifuge. Instrumentation de terrain (piézomètres, inclinomètres, plaques de tassement).

Le cours a quatre objectifs principaux :

  • Après ce cours, l’étudiant maîtrisera un certain nombre d’essais plus avancés de la mécanique des sols.
  • L’étudiant sera informé des développements récents concernant les essais classiques de la mécanique des sols (limites, granulométries, etc.)
  • L’étudiant sera mieux outillé pour planifier et concevoir des montages expérimentaux, notamment pour leur projet de maîtrise ou de doctorat. Après ce cours, l’étudiant connaîtra les ressources du département au niveau des méthodes expérimentales, les principales techniques expérimentales utilisées dans le domaine de la géotechnique et certaines nouvelles techniques expérimentales en développement.
  • L’étudiant sera initié aux principaux essais in situ et aux principales techniques d’instrumentation sur le terrain.



Stratégies pédagogiques

Le cours de l'été 2020 sera entièrement donné à distance.

  • Le cours comportera 39 heures de présentation vidéo, de cours magistraux et de travaux dirigés (trois heures par semaine). Les cours magistraux et les travaux dirigés seront réalisés avec Zoom. Les séances sur Zoom comporteront des périodes de discussion et de questions, et la présentation d'études de cas et de démonstrations pratiques.
  • Les étudiants seront incités à consulter des ouvrages de référence et des articles scientifiques. Une lecture obligatoire (en anglais ou en français) devra être réalisée chaque semaine. Ces lectures seront utilisées dans la présentation de la matière.
  • Des capsules vidéos seront disponibles sur Moodle entre les cours.
  • Un quiz devra être réalisé sur Moodle avant chaque cours. Le quiz portera sur la lecture et le vidéo. 
  • Au cours de la session, des conférenciers provenant de l’extérieur de l’ÉTS feront des présentations en lien avec le contenu du cours.
  • Les travaux pratiques permettront aux étudiants d'interpréter certains essais avancés de la mécanique des sols, de participer à la conception de montages incorporant des techniques d’analyse d'images, des instruments reliés à un système d’acquisition et des applications LabVIEW. Les résultats feront l’objet de deux rapports écrits.
  • Deux examens seront réalisés à distance avec la plateforme Moodle.
  • Les étudiants seront amenés à présenter et à discuter une série d’articles scientifiques marquants dans le domaine de la mécanique des sols expérimentale. Les présentations seront réalisées avec Zoom.



Utilisation d’appareils électroniques

Toute documentation est permise pour les deux examens. Les examens sont réalisés sur Moodle avec une ordinateur. Il est interdit d'utiliser internet ou de communiquer avec une autre personne pendant les examens.

 




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Jeudi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 François Duhaime Activité de cours Francois.Duhaime@etsmtl.ca A-1597



Cours

Semaine

Sujet

1

Présentation du plan de cours

Relations de phases et classification des sols

  • Densité relative
  • Limites de consistance : cône versus Casagrande
2

Normes BNQ et ASTM

  • Histoire et fontionnement de l'ASTM
  • Structure des normes
  • Différences entre les normes ASTM et BNQ

Essais de perméabilité

  • Loi de Darcy
  • Prédiction de la conductivité hydraulique
  • Distinction entre les normes ASTM (D2434, D5084, D5856)
  • Sources d'erreurs

3, 4 et 5

Résistance au cisaillement et essais de cisaillement triaxial

  • Contrainte effective
  • Cheminement de contrainte
  • Enveloppe de rupture et modèles constitutifs
  • Résultats typiques pour les sols du Québec (argile Champlain, till et sables)
  • Types d’essais et procédures
  • Nouveaux développement pour l’équipement
  • Sources d'erreurs

6 et 7

Examen 1 sur les cours 1 à 5

Calculs de tassement et essais œdométriques

  • Calculs de tassement pour l'argile et le sable
  • Relation entre contrainte et déformation pour les argiles
  • Essai classique par palier et essai CRS
  • Équipement et taille des spécimens
  • Perméabilité et coefficient de consolidation
  • Effet de la vitesse de déformation

8

Essais de pénétration in situ : développements récents (conférencier)

  • Essai de pénétration standard : nouveaux développements et mesures dynamiques
  • CPT et variantes
  • Équipement
  • Corrélations

Vitesse de propagation des ondes de cisaillement

  • Importance du paramètre
  • Techniques de mesure
  • Corrélations

9

Instrumentation de laboratoire

  • Tensiomètres
  • Capteurs de pression
  • Capteurs de déplacements
  • Cellules de force
  • Sondes TDR
  • Débitmètre

Introduction à LabVIEW et à l’automatisation des montages expérimentaux

10

Imagerie et techniques d’analyse d’images en géotechnique

  • Techniques d'analyse d'images
  • Corrélation d'images numériques
  • Tomographie rayons X
  • Exemples avec MATLAB

11

Modélisation physiques en géotechnique

  • Effets d’échelle (modèles réduits), théorie
  • Centrifugeuse
  • Exemples d’applications (p. ex. pont de la Confédération)

12

Instrumentation de terrain (conférencier)

  • Métrologie
  • Piézomètres
  • Inclinomètres
13 Présentations orales



Laboratoires et travaux pratiques

Deux laboratoires seront réalisés au cours de la session :

  • Essai de cisaillement triaxial
  • Introduction à LabVIEW, à l'intrumentation et aux techniques d'analyse d'images



Évaluation

La pondération suivante sera utilisée pour les évaluations :

  • Intra (25 %)
  • Examen final (25 %)
  • Quiz sur Moodle avant chaque cours sauf le premier (10 %)
  • 2 rapports de laboratoire (20 %)
  • Présentation d’un article scientifique marquant devant le groupe  (20 %)

Les rapports de laboratoire seront préparés en équipe de 2. Les autres travaux sont réalisés individuellement.




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 3 juin 2021



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

Tout retard devra préalablement faire l’objet d’une entente écrite avec l’enseignant qui pourra appliquer une pénalité selon les cas. Les travaux remis en retard sans entente préalable ne seront pas acceptés.




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/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).



Documentation obligatoire

Il n'y a pas de livre obligatoire pour ce cours.




Ouvrages de références
  • Bardet, J.-P. 1997. Experimental Soil Mechanics. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.
  • Bishop, A.W., Henkel, D.J. 1957. The Triaxial Test. Edward Arnold, Londres.
  • Canadian Geotechnical Society. 2006. Canadian foundation engineering manual. 4th ed. Canadian Geotechnical Society, Richmond, B.C.
  • Donaghe, R. T. , Chaney, Ronald C., Silver, M.L. 1988. Advanced Triaxial Testing of Soil and Rock, STP 977, ASTM, Philadelphia, PA
  • Dunnicliff, J. 1993. Geotechnical Instrumentation for Monitoring Field Performance, Wiley & Sons, New-York, NY.
  • Holtz, R.D., Kovacs, W.D., Sheahan, T.C. 2011. An Introduction to Geotechnical Engineering. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ.
  • Tracy, J., Kring, J. 2007. LabVIEW for Everyone: Graphical Programming Made Easy and Fun (Third Edition). Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Ce cours utilise un site Moodle. Des documents devront être téléchargés à partir de ce site au cours de la session.