Matériaux structuraux et géomatériaux

lgciv1031  2021-2022  Louvain-la-Neuve

Matériaux structuraux et géomatériaux
5.00 crédits
30.0 h + 30.0 h
Q2
Langue
d'enseignement
Français
Préalables
Notions basiques de mécanique des solides et des fluides.
Thèmes abordés
Le cours a pour objectif l'apprentissage des facettes scientifiques et techniques fondamentales liées à la compréhension et analyse des matériaux structuraux et géomatériaux utilisés en construction.
Il vise à fournir aux futurs ingénieurs les références mécaniques / géomécaniques de base qui leurs seront utiles lors de leurs activités d'études et de gestion de projets en construction et génie civil.
Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

1 Contribution du cours au référentiel du programme :
AA1.1, AA1.2, AA3.1, AA3.3, AA4.1, AA4.2, AA4.3, AA4,4, AA5.3, AA5.5, AA6.1
Acquis d'apprentissage spécifiques au cours
Plus précisément, à l'issue de ce cours, l'étudiant doit être capable de :
  • Identifier les grandes catégories de matériaux (ductiles, fragiles, autres), lois constitutives, et propriétés mécaniques fondamentales.
  • Caractériser les états des contraintes et déformations, comportement différé dans le temps (fluage, relaxation, recouvrance), effets thermiques, inclusion du cisaillement en 2D et 3D.
  • Comprendre le processus de rupture des matériaux ductiles et fragiles et appliquer critères de plastification et résistance appropriés.
  • Décrire les principales propriétés mécaniques et physiques des matériaux solides utilisés en ingénierie structurale (acier, béton, maçonnerie, bois, etc) et géomatériaux.
  • Faire le lien entre les formulations théoriques des propriétés mécaniques et leur évaluation empirique lors d'un essai en laboratoire.
  • Identifier les principaux types de roches et minéraux, et décrire leurs processus de formation et l’impact sur les propriétés mécaniques, physiques et hydrauliques.
  • Décrire une structure géologique sur base de la lecture d’une carte géologique, et l’impact que cette structure peut avoir sur certains projets de génie civil
  • Décrire et analyser l'interaction de l'eau et des géomatériaux.
  • Décrire et appliquer le concept de contrainte dans les géomatériaux.
 
Contenu
Le cours est organisé en deux parties :
1. États des contraintes, lois constitutives, critères de rupture :
- Propriétés et comportement mécanique des matériaux structuraux et géomatériaux.
- Contraintes et déformations de cisaillement, contraintes planes, contraintes principales et contrainte de cisaillement maximale, cercle de Mohr pour contraintes planes, contraintes triaxiales, déformations planes.
- Effets thermiques, comportement différé dans le temps (fluage, relaxation, recouvrance), concentration de contraintes, etc.
- Critères de rupture pour matériaux ductiles et fragiles : Tresca, Von Mises, Rankine, Mohr-Coulomb, etc. Influence des charges répétées et fatigue.
- Contrainte dans le sol, contrainte totale, pression de l'eau interstitielle et contrainte effective.
2. Origines et caractéristiques des principaux matériaux structuraux et géomatériaux :
- Acier : composition, production, utilisation, propriétés.
- Béton : composition, utilisation, propriétés.
- Maçonnerie et bois.
- Genèse et classification des roches (ignées, sédimentaires, métamorphiques) - Principales caractéristiques physiques et techniques des roches - Identification des roches - Origine du sol.
- Géologie structurale et interprétation de cartes géologiques.
- Caractérisation physique du sol: courbe granulométrique des sols fins et grossiers, consistance, classification des sols. Relations de masse et volume, compacité du sol.
- Interaction sol-eau, capillarité, loi de Darcy, écoulement d'eau souterrain, essais de conductivité hydraulique, lignes de courant et équipotentielles.
Méthodes d'enseignement
Enseignement ex-cathedra pour le volume 1.
Ateliers encadrés en salle (exercices dirigés) et séances de laboratoire (LEMSC) pour le volume 2.
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants
Contrôle continu et examen final écrit.
NOTE: Ces instructions prennent en compte un scénario Covid « vert » ou «jaune» à l'UCLouvain. Des modifications peuvent être apportées en cas de scénario « orange » ou « rouge », ou de restrictions dans la capacité des auditoires.
Ressources
en ligne
Disponibles sur Moodle
Faculté ou entité
en charge


Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
Mineure en Construction

Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil architecte

Filière en Construction