Matériaux structuraux et géomatériaux

Enseignants

Rattez Hadrien; Saraiva Esteves Pacheco De Almeida João;

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 :

Contribution du cours au référentiel du programme : AA1.1, AA1.2 AA2.3 AA5.1, AA5.3, AA5.4 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.
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.
- Introduction à la quantification des impacts environnementaux pour les matériaux du génie civil par l'analyse de cycle de vie.

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

Examen écrit final en session d’examens (première ou deuxième session) : 95 % (19/20)
Mini-test pendant un des cours magistraux : 5 % (1/20)
Absence à l’une des deux séances de laboratoire : −5 % (−1/20) par séance
Les points obtenus au mini-test, ainsi que la pénalité liée à une absence aux deux séances de laboratoire, sont conservés pour la deuxième session d’examens. Ils constituent la note d’évaluation continue et ne peuvent pas être représentés en deuxième session.
En outre, les étudiants peuvent choisir de bénéficier d’un bonus « Solidarité » appliqué à la note d’examen (en première ou en deuxième session), sur la base de leur présence au cours et de leur participation à des travaux de groupe. Ce bonus permet aux étudiants obtenant une note de 8/20 ou 9/20 à l’examen d’atteindre 10/20, et octroie jusqu’à 1 point supplémentaire aux étudiants obtenant une note supérieure à 10/20 à l’examen. Des informations complémentaires seront communiquées pendant les cours.
La note soumise à la délibération du jury est la dernière des notes obtenues par l’étudiant ou l’étudiante au cours de l'année académique.

Ressources
en ligne

Disponibles sur Moodle

Faculté ou entité
en charge

> GC