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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Yannic Ethier


PLAN DE COURS

Hiver 2022
CTN504 : Mécanique des sols (4 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2022


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2022, les modalités suivantes seront appliquées :


Les activités d’enseignement de la session d’hiver 2022 comprendront des activités en présence et à distance, 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 ou l'étudiante doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. Il ou elle 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 personnes inscrites 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’hiver 2022, 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, si requis, qu'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 toute ou pour une partie de la session d’hiver 2022. 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'hiver 2022, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2022.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 18 janvier 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 1er février 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Programme(s) : 7622, 7625, 7921
             
  Profils(s) : Autres, Bâtiment  
             
    CTN114 ET CTN318 ET CTN336    
             
Programme(s) : 7622, 7625, 7921
             
  Profils(s) : Civil  
             
    CTN318 ET CTN336    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 60,6 % 6,0 % 33,3 %




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 :

  • d’expliquer les processus mécaniques et hydrauliques ayant lieu dans les sols et de les interpréter dans un cadre d’application géotechnique;
  • de mesurer les paramètres pertinents à la quantification des processus mécaniques et hydrauliques dans les sols et d’utiliser ces paramètres dans la conception des aspects géotechniques des ouvrages de génie;
  • d’organiser et analyser les données expérimentales et analytiques sur les processus mécaniques et hydrauliques dans les sols afin d’en déduire leur qualité comme matériau géotechnique pour le support et la construction d’ouvrage de génie;
  • de synthétiser cette information et produire une étude géotechnique.

Composition et formation des sols. Identification, description et classification des sols et des roches. Reconnaissance des sols. Compactage. Conductivité hydraulique et écoulement souterrain. Contraintes totales et effectives et distribution des contraintes. Consolidation et tassement. Résistance au cisaillement. Analyse et interprétation des rapports de géotechnique.

Essais en laboratoire et exercices reliés à des applications pratiques avec utilisation de l'informatique.

Les préalables varient selon les profils :

  • Profils A et B : CTN114, CTN318 et CTN336
  • Profil C : CTN318 et CTN336



Objectifs du cours

Ce cours prépare le futur diplômé à assimiler les notions fondamentales de la mécanique des sols et de l’hydraulique souterraine. Ces notions lui permettront de réaliser des études géotechniques relatives à divers types de projets tels que les édifices, les ponts, les routes, les barrages, etc.

La compréhension des propriétés physiques et mécaniques des sols, la réalisation et l'interprétation des essais de laboratoire, la capacité d'acquérir et d'utiliser les données géotechniques et la compréhension des calculs et hypothèses des modèles théoriques de la mécanique des sols sont les principaux objectifs de ce cours.




Stratégies pédagogiques
  • 39 heures de cours (trois heures par semaine) comportant des périodes d'enseignement magistral, d'apprentissage par problèmes, de discussion et d'études de cas;
  • travail personnel à réaliser chaque semaine incluant des lectures dans le livre du cours, le visionnement de capsules vidéo et des exercices;
  • travaux pratiques en laboratoire pour manipuler différents types de sols, réaliser des essais courants et présenter les résultats dans un rapport géotechnique;
  • travaux dirigés en classe pour réaliser des exercices supplémentaires;
  • évaluation intra-trimestrielle et examen final permettant aux étudiants de prendre connaissance de leurs progrès et de leur réussite;
  • consultation de références disponibles à la bibliothèque de l'École ou sur Internet.



Utilisation d’appareils électroniques

ATTENTION: Les calculatrices analytiques dont la calculatrice TI Nspire, celles pouvant contenir des chiffriers ou logiciels spécialisés, ou permettant d'entrer du texte ou des photos ou des fichiers ne sont pas permises à l'examen intra. Une calculatrice simple avec fonctions scientifiques est toutefois permise à l'examen intra.

Aucun appareil avec possibilité de communication n’est permis durant les examens.

Calculatrice au choix permise pour l'examen final (incluant la TI Nspire ou équivalent).

Pendant le cours, l’utilisation de l’ordinateur portable, d'une tablette numérique, d'un téléphone intelligent 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.

Finalement, nous vous rappelons qu'en vertu du Règlement sur les infractions de nature académique de l'ÉTS, constitue une infraction de nature
académique le fait de :
<<(...) 1.3.14 Effectuer tout enregistrement visuel ou sonore, sur quelque support que ce soit, sans le consentement préalable et express
par l'enseignant dans le cadre d'une activité d'évaluation ou d'une activité de cours;>>




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques et laboratoire
Jeudi 08:30 - 12:00 Activité de cours
02 Lundi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Mercredi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques et laboratoire
03 Mercredi 08:30 - 11:30 Travaux pratiques et laboratoire
Vendredi 13:30 - 17:00 Activité de cours
04 Mardi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Jeudi 08:30 - 11:30 Travaux pratiques et laboratoire
05 Lundi 18:00 - 21:00 Travaux pratiques et laboratoire
Mercredi 18:00 - 21:30 Activité de cours
06 Mardi 08:30 - 11:30 Travaux pratiques et laboratoire
Mardi 13:30 - 17:00 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
01 Khalil El Mekari Travaux pratiques et laboratoire khalil.el-mekari.1@ens.etsmtl.ca
01 Mirela Sona Travaux pratiques et laboratoire mirelasona@yahoo.ca
01 Harold Simo Tenekam Travaux pratiques et laboratoire harold.simo-tenekam.1@ens.etsmtl.ca
02 Jean-Philippe Roy Activité de cours cc-jean-philippe.roy@etsmtl.ca A-1576
03 François Duhaime Activité de cours Francois.Duhaime@etsmtl.ca A-1597
03 Khalil El Mekari Travaux pratiques et laboratoire khalil.el-mekari.1@ens.etsmtl.ca
03 Maxime St-Jean Travaux pratiques et laboratoire maxime.st-jean.1@ens.etsmtl.ca
04 Jean-Sébastien Dubé Activité de cours Jean-Sebastien.Dube@etsmtl.ca A-1485
04 Mirela Sona Travaux pratiques et laboratoire mirelasona@yahoo.ca
05 Jean-Philippe Roy Activité de cours cc-jean-philippe.roy@etsmtl.ca A-1576



Cours

La matière de ce cours, subdivisée en groupes de sujets, est présentée dans l'ordre chronologique suivant qui pourrait être modifié sans préavis pendant le déroulement du cours (les durées indiquées sont approximatives) :

Contenus traités dans le cours Heures
Introduction, informations concernant les travaux pratiques, formation des groupes de travail. Révision des définitions de base, des relations masse-volume, de la granularité, de la consistance et la plasticité des sols, des méthodes de classification. 6h
Minéralogie des argiles, cohésion, structure des sols, méthodes de reconnaissance géotechniques 3h
Compactage et remblais 3h
Hydraulique souterraine : perméabilité, contraintes totales et effectives, charge et gradient hydrauliques, nappe phréatique, pressions hydrostatiques; écoulements souterrains, puits et piézomètres, contrôle des écoulements et filtres. 7h30
Calcul des pressions dues à des charges, théories de Boussinesq et de Westergaard, abaques; consolidation des sols : changement d'indice des vides sous contrainte, calcul des tassements finaux, consolidation normale, préconsolidation, compression secondaire. 6h
Consolidation des sols : courbes de temps, calcul du temps de consolidation, application de la théorie au préchargement. 3h
Étude de l'état de contrainte, cercle de Mohr; résistance au cisaillement : sols pulvérulents et sols cohérents, états-limites, théorie de Mohr-Coulomb. 3h
Mesures de la résistance au cisaillement, effet de la consolidation sur la résistance, essais triaxiaux, utilisation des paramètres, notions de court terme et de long terme. 3h
Introduction à la capacité portante. 3h
Introduction au phénomène de liquéfaction. 1h30
Total 39h



Laboratoires et travaux pratiques
Description Heures
Labo 1. Granulométrie et sédimentométrie 3h
Labo 2. Limites de consistance et sensibilité des argiles 3h
Labo 3. Compactage 3h
Labo 4. Consolidation en oedomètre 3h
Labo 5. Cisaillement direct 3h
Labo 6. Perméabilité 3h
TP 1. Exercices sur relations de phase 3h
TP 2. Exercices sur classification et compactage 3h
TP 3. Exercices sur hydraulique souterraine, réseau d’écoulement, containtes 3h
TP 4. Exercices sur répartition des contraintes 3h
TP 5. Exercices sur capacité portante 3h
TP 6. Révision, surtout temps de consolidation, cercle Mohr, contraintes 3h
Total 36h

La présence à chacune des séances de laboratoire est obligatoire.

L'accès au laboratoire est conditionnel à la réussite d'un mini-test individuel portant sur les aspects de la santé et de la sécurité. Ce mini-test obligatoire est complété par chaque étudiant(e) au début de la première séance de laboratoire à la date indiquée sur le calendrier des activités du cours (i.e. voir labo.1). 

Le port de sarrau, lunettes de sécurité et chaussures fermées est obligatoire lors des périodes de laboratoire aux locaux A-1400, A-1402, A-1506 et  A-1508.




Utilisation d'outils d'ingénierie

Des chiffriers de type Excel pourront être utilisés pour la résolution de problèmes ainsi que la compilation des essais en laboratoire, notamment pour les essais de granulométrie, de sédimentométrie, de compactage, de consolidation et de cisaillement direct. La mise en graphique des résultats du laboratoire pourra s’effectuer avec des outils informatiques.




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

1 examen intra

Aucune documentation n'est permise. Un aide mémoire est joint au questionnaire d'examen.

Calculatrice TI Nspire interdite. Voir stipulations sur calculatrices permises à la section "Utilisation d'appareils électroniques".

30

Applications pratiques

Devoir et tests de lecture

5

Projet

Rapport géotechnique basé sur les essais en laboratoire

Version pour commentaires : 5 %, rapport final : 20 %

25

Examen final

1 examen final

Toute documentation permise.

Calculatrice au choix (incluant TI Nspire).

(Pas d'aide-mémoire joint au questionnaire d'examen)

40

 

Une moyenne de 50 % (35/70) au cumulatif des examens est nécessaire pour la réussite du cours. Les évaluations en équipe pourront être pondérées par une auto-évaluation effectuée par les autres membres de l'équipe.

L'accès au laboratoire est conditionnel à la réussite d'un mini-test individuel portant sur les aspects de la santé et de la sécurité. Ce mini-test obligatoire est complété par chaque étudiant(e) au début de la première séance de laboratoire à la date indiquée sur le calendrier des activités du cours (i.e. voir labo.1). 

 

 




Double seuil
Note minimale : 50



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 24 février 2022
3 23 février 2022
4 15 février 2022



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.

Voir le site Moodle du cours pour les modalités de remise des rapports et devoirs.

 




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).



Documentation obligatoire

Holtz, R. D. et Kovacs, W. D., 1991, Introduction à la géotechnique, traduit par J. Lafleur, Éditions de l'École polytechnique de Montréal, 808 p., ISBN 2-553-00222-3.

Matériel obligatoire identifié comme tel par le professeur et qui se trouve sur le site Moodle du cours (ex. capsules vidéo, résumés
théoriques en pdf).




Ouvrages de références

Atkinson, J., 2014. Fundamentals of Ground Engineering. CRC Press, 220 p.

Bowles, J.E., 1984. Physical and Geotechnical Properties of Soils. McGraw-Hill, 2nd edition, 578 p.

Coduto, D.P., Yeung, M.-C. R., Kitch, W.A., 1999. Geotechnical Engineering:  Principles and Practices, 2nd edition, Prentice-Hall Inc., 794 p.

Holtz, R.D., Kovacs, W.D., Sheahan, T.C., 2011. An Introduction to Geotechnical Engineering, 2nd edition, Pearson, 853 p. (version plus récente et disponible en anglais seulement qui peut remplacer le premier ouvrage obligatoire, au choix).

Knappet, J., Craig, R.F., 2012. Craig's Soil Mechanics, 8th edition, CRC Press, 584 p.

Kramer, S.L., 1995. Geotechnical Earthquake Engineering, Prentice Hall, 653 p.

Lambe, T. W. & Whitman, R. V., 1979. Soil Mechanics. John Wiley & Sons, 553 p.

Leonards, G.A., 1968. Les Fondations (traduction de "Foundation Engineering". McGraw- Hill New York 1962 par un groupe d'ingénieurs des Laboratoires des Ponts et Chaussées). Dunod, Paris, 1106 p.

McCarthy, D.F., 2007. Essentials of Soil Mechanics and Foundations. 7th edition, Prentice-Hall Inc., 850 p.

Mitchell, J.K., Soga, K., 2005. Fundamentals of Soil Behavior, 3rd ed., John Wiley & Sons inc., New York, 592p.

Peck, R. B., Hanson, W.E., Thornburn, T. H., 1974. Foundation Engineering. John Wiley & Sons Inc., New York, 514 p.

Prest, V.K., Hode-Keyser, J., 1973. Géologie des dépôts meubles - Ile de Montréal, Étude 75-27, Commission géologique du Canada, Ministère de l'énergie, des mines et des ressources, Canada.

Sanglerat, G., Olivari, G. et Cambou, B., 1981. Problèmes pratiques de mécanique des sols et de fondations. Dunod, Paris, 2 volumes, 326 p. et 272 p.

Société canadienne de géotechnique, 2013. Manuel canadien d’ingénierie des fondations, 4e édition, BiTech Publishers Ltd, Canada, 476 p.

Terzaghi, K., Peck, R.B. & Mesri, G., 1996. Soil Mechanics in Engineering Practice. 3rd edition, John Wiley & Sons Inc., New York, 566 p.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Voir le site Moodle du cours qui contient les APP, les capsules vidéos, les tests de lecture, les notes de cours, l'horaire des séances des cours et TP, les informations sur les travaux à remettre, les protocoles de laboratoire, les énoncés des travaux pratiques, des exercices et des liens sur le sujet.