Logo ÉTS
Session
Cours
Responsable(s)

Se connecter
 

Sauvegarde réussie
Echec de sauvegarde
Avertissement
École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours :


PLAN DE COURS

Automne 2023
CTN743 : Excavations en souterrain pour mines et tunnels (3 crédits)





Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Données non disponibles




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

Ce cours présente les techniques classiques de design et d’analyse de mécanique des roches appliquées pour les constructions en tunnels et mines.

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

  • d'utiliser des méthodes classiques d’analyse de mécaniques des roches pour des ouvrages souterrains en massifs rocheux appliqués aux constructions de mines, tunnels, et puits d’accès ;
  • d'évaluer la différence entre une roche intacte et le massif rocheux;
  • de décrire les structures géologiques en place pouvant influencer la stabilité d’ouvrages souterrains;
  • d'identifier les types d’instabilités possibles et calculer le facteur de sécurité associé pour des géométries simples;
  • de déterminer l’influence d’une excavation souterraine en massif rocheux sur la redistribution des contraintes;
  • d'évaluer la capacité du support de terrain (boulonnage, assise d’acier, béton);
  • d'évaluer la capacité de piliers horizontaux et verticaux naturels pour des excavations à géométrie simple;
  • de calibrer et appliquer les critères de rupture MohrCoulomb et Hoek-Brown.

Le cours sera composé de sessions magistrales en classe et de sessions de travaux dirigés pour encadrer l’application des concepts enseignés. Le cours comportera des travaux pratiques portant sur des cas réels.



Objectifs du cours

L'objectif principal du cours est de présenter aux étudiants les outils standards utilisés dans la conception d'ouvrages d'excavation dans le roc. Le cours se veut une présentation hollistique des composantes clefs associés à la caractérisation, la classification, l'évaluation, et la conception d'excavation et d'infrastructures impliquant les massifs rocheux.

Les sous-objectifs suivant sont identifiés dans le cadre du cours:

  1. Définir les mesures et observations nécessaires sur le terrains et en laboratoire pour décrire qualitativement et quantitativement un massif rocheux.
  2. Décrire les types d'instabilités structurales et leur potentiel en fonction de la géométrie de l'excavation et des structures en place. 
  3. Présenter et appliquer les outils de classifications standards pour les travaux en massifs rocheux en fonction de l'application désirée
  4. Introduire les concepts de redistribution de contraintes associées aux excavations en souterrains.
  5. Différencier les différentes méthodes d'excavations en fonctions de leurs avantages et inconvénients.
  6. Appliquer les méthodes de conceptions pour le support de terrains en fonction des propriétés géomécaniques et le type d'excavation.
  7. Introduire les outils de référence numérique pour l'analyse de contrainte-déformation en fonction de l'avancement d'un tunnel. 



Stratégies pédagogiques

Le cours sera axé sur l'apprentissage par applications avec des cas d'études. Les sessions magistrales seront entrecoupées de sessions de conception et présentateurs invités. L'idée sera de présenter une partie de la matière et appliquer cette matière durant un ouvrage de conception en classe. 

Le cours est axé sur la compréhension et l'application des acquis enseignés en classe. Le travail sera effectué en grande partie en classe.

Le cours comporte un projet de session qui portera sur la conception d'un ouvrage souterrain à partir des outils présentés dans le cours. 



Utilisation d’appareils électroniques

Un laptop par équie de 2-3 sera nécessaire pour visualiser les jeux de données offert dans le cadre des sessions de conception. 

 



Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mercredi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Mercredi 13:30 - 15:30 Travaux pratiques



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Jonathan D. Aubertin Activité de cours Jonathan.Aubertin@etsmtl.ca A-1599
01 Akram Deiminiat Travaux pratiques akram.deiminiat@etsmtl.ca



Cours

Les cours se dérouleront les mercredi de 9am à 12pm dans le local D3012.

Les TP auront lieu dans le local A1222

Semaine

Contenu

Séance de TP

1

Introduction

Définitions

Comparaison des méthodes d'excavation

 

2

Caractérisation en laboratoire

Collecte de données in-situ

Propriétés d’une roche intacte

Labo 1 UCS

 

3

Propriété d'un massif rocheux

Classifications empiriques

Présentation des cas d’études +

Caractérisation d'un massif rocheux

4

Description structurale

Résistance au cisaillement

LABO 2 Cisaillement direct

Tutoriel outils numérique 1

5

Lectures

 

6

Analyse cinétique

Chute de blocs

Facteurs de sécurité et probabilité de rupture

Analyse cinétique

7

Champs de contraintes in-situ

Redistribution des contraintes

 

8

Présentateur invité: conception de surface

Tutoriel outils numérique 2

9

 Type de support de terrains

Évaluation empirique

Dimensionnement de soutènement en souterrain

 

10

Types et mécanismes de rupture en souterrain

Critères de rupture

Analyse contrainte déformation

 

11

Performance et dimensionnement des tunneliers

Dimensionnement des excavations souterraines en fonctions des applications

Redistribution de contraintes et séquence d’excavation

12

Introduction au dynamitage

Présentateur dynamitage

13

Présentation projet de session

  



Laboratoires et travaux pratiques

Le cours comportera les aspects d'apprentissage pratique suivants:

  1. 4 travaux de conception en équipe
  2. 2 Séances de tutoriels pour les outils numériques
  3. 1 séance de laboratoire durant les heures d'un cours régulier
  4. 2 présentations de présentateurs invités



Utilisation d'outils d'ingénierie

Les abaques et tableaux du manuel de Hoek: https://www.rocscience.com/assets/resources/learning/hoek/Practical-Rock-Engineering-Full-Text.pdf

Les logiciels RS2 et DIPS de RockScience.

Le logiciel CloudCompare sera utilisé pour visualiser des jeux de données de cas d'étude réels.


Évaluation
Composante Pondération
Travaux de conceptions (TP) 40 % (4 x 10 %)
Laboratoires 15 % (3 x 5 %)
Travail de session - Rapport 20 %
Travail de session - Présentation 15 %
Présence 10 %

Les TP et le projet de session sera réalisé en équipe de 2-3 selon la taill de la classe.

Les présences seront prises durant les TP et les cours magistraux. 



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.



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).



Infractions de nature académique
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

Hoek, E., 2007. Practical rock engineering. 2007. Online. ed. Rocscience.

 



Ouvrages de références

Hoek, E. and Bray, J.D., 1981. Rock slope engineering. CRC press.

Brady, B.H. and Brown, E.T., 2006. Rock mechanics: for underground mining. Springer science & business media.

Singh, B. and Goel, R.K., 1999. Rock mass classification: a practical approach in civil engineering (Vol. 46). Elsevier.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://www.etsmtl.ca/etudes/cours/ctn743/