GMN-3100 : Conception des ouvrages dans le roc

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GMN-3100 : Conception des ouvrages dans le roc
GMN-3100 : Conception des ouvrages dans le roc
NRC 57332
Été 2015
Mode d'enseignement : Présentiel
Temps consacré : 3-2-4
Crédit(s) : 3
Préalables : GMN 2001
Puits, tunnels, cavernes, stockage souterrain, travaux miniers souterrains.
Conception des excavations par des méthodes analytiques, numériques et
empiriques. Systèmes de soutènement (boulons, câbles d'ancrage, béton
projeté, grillage, traverses, etc.). Conception des systèmes de soutènement.
Applications usuelles. Contrôle de qualité de l'installation du soutènement;
surveillance; projets de conception.
Plage horaire :
Cours en classe
vendredi 08h30 à 11h20 PLT-2903
Du 4 mai 2015 au 19 juil. 2015
Il se peut que l'horaire du cours ait été modifié depuis la dernière
synchronisation avec Capsule. Vérifier l'horaire dans Capsule
Site de cours :
https://www.portaildescours.ulaval.ca/ena/site/accueil?idSite=61771
Coordonnées et disponibilités
Martin Grenon
Enseignant
[email protected]
Soutien technique :
Pour recevoir du soutien technique relatif à l'utilisation du Portail des Cours,
contactez :
Comptoir LiberT (FSG)
Pavillon Adrien-Pouliot, Local 3709
[email protected]
418-656-2131 poste 4651
Session d'automne et hiver
Lundi
Mardi
Mercredi
Jeudi
Vendredi
08h00 à 18h45
08h00 à 18h45
08h00 à 18h45
08h00 à 18h45
08h00 à 16h45
Session d'été
Lundi
08h00 à 16h00
Mardi
08h00 à 16h00
Mercredi 08h00 à 16h00
Jeudi
08h00 à 16h00
Vendredi 08h00 à 16h45
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Sommaire
Description du cours ......................................................................................................................... 4
Objectifs ....................................................................................................................................... 4
Déroulement du cours ..................................................................................................................... 4
Contenu ........................................................................................................................................ 5
Qualités du BCAPG ......................................................................................................................... 5
Place du cours dans votre cheminement ............................................................................................ 5
Contenu et activités .......................................................................................................................... 6
Évaluations et résultats .................................................................................................................... 6
Consignes sur les travaux ................................................................................................................ 6
Modalités d'évaluation ..................................................................................................................... 7
Informations détaillées sur les évaluations sommatives ....................................................................... 7
Projet 1 - Conception probabiliste d'une pente ............................................................................... 7
Projet 2 - Modélisation géomécanique d'une séquence d'exploitation minière. .................................... 7
Exercice noté sur les piliers ......................................................................................................... 7
Projet 3 - Conception probabiliste du soutènement ......................................................................... 7
examen 1 ................................................................................................................................. 7
Détails sur les modalités d'évaluation ................................................................................................ 8
Politique sur les examens ................................................................................................................ 8
Échelle des cotes ............................................................................................................................ 8
Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques ............................................................................... 9
Politique sur le plagiat et la fraude académique .................................................................................. 9
Étudiants ayant un handicap, un trouble d’apprentissage ou un trouble mental ....................................... 9
Matériel didactique ........................................................................................................................... 9
Matériel obligatoire ......................................................................................................................... 9
Matériel complémentaire ............................................................................................................... 10
Logiciels ...................................................................................................................................... 10
Médiagraphie et annexes ................................................................................................................ 10
Bibliographie ................................................................................................................................ 10
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Description du cours
Objectifs
Maîtriser les concepts relatifs à la caractérisation des propriétés mécaniques du roc intact, des
discontinuités et des massifs rocheux;
Maîtriser les notions relatives à la mesure et aux calculs des contraintes induites dans les massifs
rocheux;
Maîtriser les techniques de relevés structuraux;
Maîtriser les différentes méthodes de modélisation numérique;
Maîtriser les notions relatives au dimensionnement des piliers;
Maîtriser les notions relatives à la conception du soutènement;
Maîtriser les analyses des instabilités structurales souterraines et les notions relatives à la conception des
pentes minières;
Maîtriser les notions relatives au contrôle de qualité de l'installation du soutènement et à la surveillance
du soutènement à l'aide des instruments.
Déroulement du cours
Semaines
Dates
Cours
Travaux pratiques
Semaine 1
8 mai 2015
Module 1 - Introduction et
concepts de mécanique des
roches
Semaine 2
15 mai
2015
Module 2 - Conception des
pentes minières
Projet 1 - Cartographie + DIPS +
Conception probabiliste des pentes
Semaine 3
22 mai
2015
Module 3 - Relevés structuraux
Sortie sur le terrain
Semaine 4
29 mai
2015
Module 4 - Contraintes induites
vs in-situ
Semaine 5
5 juin 2015
Module 5 - Modélisation
Remise du projet 1.
Projet 2 - Modélisation géomécanique
d'une séquence d'exploitation minière
Semaine 6
12 juin
2015
Module 6 - Piliers et pilier de
surface
Exercice noté sur les piliers
Semaine 7
19 juin
2015
Module 7 - Fiches techniques
Remise de l'exercice noté sur les piliers.
Semaine 8
26 juin
2015
Module 9 - Classifications et
applications standards
Semaine 9
3 juillet
2015
Module 10 - Conception
probabiliste du soutènement
Remise du projet 2.
10 juillet
2015
Module 11 - Contrôle,
surveillance et instrumentation
Semaine
10
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Module 8 - Conception du
soutènement
Projet 3 - Conception probabiliste du
soutènement minier
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Semaine
11
17 juillet
2015
EXAMEN FINAL
Remise du projet 3.
Contenu
Puits, tunnels, cavernes, stockage souterrain, travaux miniers souterrains;
Conception des excavations par des méthodes analytiques, numériques et empiriques;
Systèmes de soutènement (boulons, câbles d'ancrage, béton projeté, grillage, traverses, etc.);
Conception des systèmes de soutènement;
Applications usuelles;
Contrôle de qualité de l'installation du soutènement;
Surveillance;
Projets de conception;
Analyse probabiliste et conception des fosses minières.
Qualités du BCAPG
Ce cours est obligatoire pour les étudiants du B-GMN. Il a un impact direct ou indirect sur le développement et
l'évaluation de plusieurs qualités prescrites par les normes du Bureau canadien d'agrément des programmes de
génie (BCAPG).
Qualité 5. Utilisation des outils d’ingénierie
Énoncé 5 : Utilisation d’outils d’ingénierie : capacité de créer et de sélectionner des techniques, des ressources
et des outils d’ingénierie modernes et de les appliquer, de les adapter et de les étendre à un éventail d’activités
simples ou complexes, tout en comprenant les contraintes connexes
Composantes de la qualité
Moyens d’évaluation suggérés et non exhaustifs
5.3
Adapter ou créer des techniques, des
ressources et des outils d’ingénierie en
fonction des besoins liés à une tâche ou au
projet à réaliser
Présenter à l’étudiant un problème exigeant une
utilisation nouvelle de l’outil d’ingénierie.
Poser un problème qui exige une réorganisation ou
un ajustement à la procédure habituelle.
Soumettre un cas problème qui exige l’utilisation
concertée de plusieurs outils d’ingénierie.
Les qualités couvertes en partie sans être évaluées de façon sommative sont les suivantes : Connaissances en
génie (Q1): connaissances en génie à un niveau universitaire des mathématiques, des sciences naturelles et
des notions fondamentales de l'ingénierie, ainsi qu'une spécialisation ingénierie propre au programme.
Analyses des problèmes (Q2): capacité d'utiliser les connaissances et les principes appropriés pour identifier,
formuler, analyser et résoudre des problèmes d'ingénierie complexes et en arriver à des conclusions.
Travail individuel ou en équipe (Q6): capacité de fonctionner encadrement en tant que membre ou chef
d'équipe, de préférence dans un contexte de travail multidisciplinaire.
Apprentissage continu (Q12): capacité à cerner et à combler ses propres besoins de formation dans un monde
en constante évolution, et ce, de façon à maintenir sa compétence et à contribuer à l'avancement des
connaissances.
Place du cours dans votre cheminement
Ce cours est obligatoire pour les étudiants du B-GMN. Il s'inscrit dans la série de cours portant sur la
géomécanique minière. Il a comme pré-requis le cours de mécanique des roches (GMN-2001). Les notions
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géomécanique minière. Il a comme pré-requis le cours de mécanique des roches (GMN-2001). Les notions
acquises dans le cadre de ce cours permettront à l'étudiant d'intégrer la conception géomécanique des
ouvrages miniers dans les cours synthèse du B-GMN (GMN-3101 et GMN-3102).
Contenu et activités
Le tableau ci-dessous présente les semaines d'activités prévues dans le cadre du cours.
Titre
Date
Module 1 - Introduction et révision des notions de mécanique des roches
Module 2 - Conception des pentes minières
Module 3 - Relevés structuraux
Module 4 - Contraintes
Module 5 - Modélisation
Module 6 - Piliers et piliers de surface
Module 7 - Fiches techniques
Module 8 - Conception du soutènement
Module 9 - Classifications géomécaniques et applications standards
Module 10 - Conception probabiliste du soutènement
Module 11 - Contrôle, surveillance et instrumentation
Module 12 - Séismicité dans les mines
Module 13 - Chutes de blocs et autres instabilités
Références du cours
PROJET 1 - Pente
PROJET 2 - Modélisation
PROJET 3 - Soutènement
Note : Veuillez vous référer à la section Contenu et activités de votre site de cours pour de plus amples détails.
Évaluations et résultats
Consignes sur les travaux
Travaux pratiques :
Les travaux pratiques incluent des exercices et des projets à remettre à l'enseignant via le site web du cours.
Ces travaux ont pour objectifs de permettre l'intégration de la matière présentée durant les périodes
d'enseignement magistrale. Les modalités pour chacun de ces travaux pratiques sont disponibles pour les
étudiants dans la section spécifique du site.
Exercices supplémentaires:
Des exercices supplémentaires sont suggérés pour parfaire l'apprentissage. Les étudiants font alors la
résolution de problèmes spécifiques visant l'évaluation des apprentissages sur certains aspects théoriques du
cours. Ces exercices ne sont pas notés.
Projets et outils informatiques:
La réalisation des projets nécessite l'utilisation d'outils informatiques spécifiques au domaine. Les logiciels de
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La réalisation des projets nécessite l'utilisation d'outils informatiques spécifiques au domaine. Les logiciels de
mécanique de roches de la suite Rocscience, essentiels à l'exécution des projets, sont disponibles à partir du
réseau informatique du département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux (Salles : PLT-1740
et 1721) et à partir du réseau informatique du département de géologie et génie géologique (Salle : PLT-4107).
Modalités d'évaluation
Sommatives
Titre
Date
Mode de travail
Pondération
Projet 1 - Conception probabiliste
d'une pente
Dû le 5 juin 2015 à 23h59
Individuel
17,5 %
Projet 2 - Modélisation géomécanique
d'une séquence d'exploitation minière.
Dû le 3 juil. 2015 à 23h59
Individuel
17,5 %
Exercice noté sur les piliers
Dû le 19 juin 2015 à 23h59
Individuel
7,5 %
Projet 3 - Conception probabiliste du
soutènement
Dû le 17 juil. 2015 à 23h59
Individuel
17,5 %
examen 1
Le 17 juil. 2015 de 08h30 à 11h20
Individuel
40 %
Informations détaillées sur les évaluations sommatives
Projet 1 - Conception probabiliste d'une pente
Date de remise :
Mode de travail :
Pondération :
Remise de l'évaluation :
5 juin 2015 à 23h59
Individuel
17,5 %
Boîte de dépot
Projet 2 - Modélisation géomécanique d'une séquence d'exploitation minière.
Date de remise :
Mode de travail :
Pondération :
Remise de l'évaluation :
3 juil. 2015 à 23h59
Individuel
17,5 %
Boîte de dépot
Exercice noté sur les piliers
Date de remise :
Mode de travail :
Pondération :
Remise de l'évaluation :
19 juin 2015 à 23h59
Individuel
7,5 %
Boîte de dépot
Projet 3 - Conception probabiliste du soutènement
Date de remise :
Mode de travail :
Pondération :
Remise de l'évaluation :
17 juil. 2015 à 23h59
Individuel
17,5 %
Boîte de dépot
examen 1
Date et lieu :
Mode de travail :
Pondération :
Remise de l'évaluation :
Matériel autorisé :
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Le 17 juil. 2015 de 08h30 à 11h20, PLT-2903
Examen récapitulatif de la matière vue durant la session.
Individuel
40 %
Dans le local du cours magistral.
Notes de cours
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Détails sur les modalités d'évaluation
Évaluation des qualités BCAPG
L’évaluation de la qualité Q5 (utilisation d’outils d’ingénierie) est sommative et sera basée sur les trois projets
prévus au cursus.
Les échelles d’évaluation du développement de ces deux qualités seront déposées sur le site web du cours.
Enfin, l’étudiant est invité à rédiger des notes personnelles dans son Webfolio numérique sur les qualités
évaluées dans le cadre du cours.
Politique sur les examens
Les étudiants qui ont une lettre d'Attestation d'accommodations scolaires obtenue auprès d'un conseiller du
secteur Accueil et soutien aux étudiants en situation de handicap (ACSESH) doivent compléter un rapport
d'anomalie sur Pixel à cet effet au début de la session. Les étudiants doivent également rencontrer leur
professeur au début de la session afin que des mesures d'accommodations en classe ou lors des évaluations
puissent être prévues et planifiées suffisamment à l'avance puis mises en place. Ceux qui ont une déficience
fonctionnelle ou un handicap, mais qui n'ont pas cette lettre, doivent contacter le secteur ACSESH au
656-2880 le plus tôt possible.
Concernant une absence à un examen, l’étudiant doit immédiatement informer par courriel le professeur
responsable du cours. Par la suite, le plus rapidement possible, et ce dans un délai maximal de cinq (5) jours
ouvrables suite à son absence (la semaine de lecture étant composée de jours ouvrables), l'étudiant doit se
rendre au Secrétariat des études (PLT-3120) pour obtenir le formulaire à cet effet, le compléter et le remettre à
ce même secrétariat, incluant les documents justificatifs en appui (voir ci-après). Sans quoi, une note de 0
(zéro) sera automatiquement allouée pour cet examen.
Seuls motifs acceptables pour s'absenter à un examen :
1. Incapacité pour l'étudiant de passer l'examen durant la plage horaire de cet examen, à être
mentionné comme tel par un billet précis d'un médecin (incluant les coordonnées de ce dernier), suite à
une consultation médicale. Ce billet, accompagné du formulaire, doit être présenté au Secrétariat des
études (PLT-3120). L'enseignant n'intervient pas directement dans ce processus mais en est informé, d'où la nécessité pour l'étudiant de remplir ce formulaire le plus rapidement possible, car dans
l'attente, une note de 0 (zéro) est automatiquement attribuée à l'étudiant pour cette épreuve.
2. Mortalité d'un proche, à être documenté par une preuve de décès de la personne et une lettre d'une
tierce personne attestant du lien de parenté ou autre entre l'étudiant et la personne décédée. Ces pièces,
accompagnées du formulaire, doivent être présentées au Secrétariat des études (PLT-3120).
L'enseignant n'intervient pas directement dans ce processus mais en est informé, d'où la nécessité
pour l'étudiant de remplir ce formulaire le plus rapidement possible, car dans l'attente, une note
de 0 (zéro) est automatiquement attribuée à l'étudiant pour cette épreuve.
3. Aucune justification d'absence reliée à des événements sportifs (sauf pour les athlètes du Rouge et Or ou
d'équipes nationales, sur approbation préalable de la direction du département), à un travail, à un
conflit d'horaire avec d'autres cours ou examens, à des horaires de voyage conflictuels (selon des billets
d'avion déjà achetés par exemple), ou à des motifs religieux quelconques n'est acceptable. Les conflits
d'horaire doivent être résolus au tout début de la session, avant la fin de la période de modification de
choix de cours, par l'étudiant lui-même. Un étudiant inscrit à l'un de nos cours après cette date est
réputé ne pas avoir de conflit d'horaire pour passer ses examens.
Toute absence justifiée à un examen entraîne l'obligation pour l'étudiant de passer un examen reporté. Un seul
examen reporté aura lieu pour ce cours et il s'agira d'un examen récapitulatif. L'étudiant a l'obligation de se
rendre disponible à cette date, sans quoi il obtiendra la note de 0 (zéro) pour cet examen.
Échelle des cotes
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Cote
% minimum
% maximum
Cote
% minimum
% maximum
A+
85
100
C+
66
69,99
A
82
84,99
C
62
65,99
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A
82
84,99
C
62
65,99
A-
79
81,99
C-
58
61,99
B+
76
78,99
D+
54
57,99
B
73
75,99
D
50
53,99
B-
70
72,99
E
0
49,99
Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques
La politique sur l'utilisation d'appareils électroniques de la Faculté des sciences et de génie peut être consultée
à l'adresse : http://www.fsg.ulaval.ca/fileadmin/fsg/documents/PDF/Calculatrices-autorisees-FSG.pdf.
Politique sur le plagiat et la fraude académique
Règles disciplinaires
Tout étudiant qui commet une infraction au Règlement disciplinaire à l'intention des étudiants de l'Université
Laval dans le cadre du présent cours, notamment en matière de plagiat, est passible des sanctions qui sont
prévues dans ce règlement. Il est très important pour tout étudiant de prendre connaissance des articles 28 à
32 du Règlement disciplinaire. Celui-ci peut être consulté à l'adresse suivante:
http://www.ulaval.ca/sg/reg/Reglements/Reglement_disciplinaire.pdf
Plagiat
Tout étudiant est tenu de respecter les règles relatives au plagiat. Constitue notamment du plagiat le fait de:
i. copier textuellement un ou plusieurs passages provenant d'un ouvrage sous format papier ou
électronique sans mettre ces passages entre guillemets et sans en mentionner la source;
ii. résumer l'idée originale d'un auteur en l'exprimant dans ses propres mots (paraphraser) sans en
mentionner la source;
iii. traduire partiellement ou totalement un texte sans en mentionner la provenance;
iv. remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant);
v. remettre un travail téléchargé d'un site d'achat ou d'échange de travaux scolaires.
L'Université Laval étant abonnée à un service de détection de plagiat, il est possible que l'enseignant soumette
vos travaux pour analyse.
Étudiants ayant un handicap, un trouble d’apprentissage ou un trouble mental
Les étudiants qui ont une lettre d'Attestation d'accommodations scolaires obtenue auprès d'un conseiller du
secteur Accueil et soutien aux étudiants en situation de handicap (ACSESH) doivent impérativement se
conformer à la politique d'Accommodations scolaires aux examens de la Faculté des sciences et de génie qui
peut être consultée à l'adresse : http://www.fsg.ulaval.ca/fileadmin/fsg/documents/PDF/Politique-Facultaire-Accommodements.pdf
Matériel didactique
Matériel obligatoire
Le matériel didactique obligatoire est disponible sur le site du cours. En plus, vous aurez besoin d'une
calculatrice (modèle autorisé par la Faculté), d'un compas, d'un rapporteur d'angle, d'une règle et de feuilles de
papier à déclaque.
Aussi, vous aurez besoin du livre "Guide pratique du soutènement minier", 2e édition par J. Hadjigeorgiou et F.
Charette, que vous devez vous procurer à l'Association Minière du Québec.
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Matériel complémentaire
Engineering rock mechanics : an introduction to the principles (xii tome)
Auteur : Hudson, J. A. (John Arthur), 1936-, Harrison, J. P
Éditeur : Pergamon Press ([Oxford, England], 1997)
ISBN : 0080419127
Version papier.
Engineering rock mechanics : an introduction to the principles (xii tome)
Auteur : Hudson, J. A. (John A.), 1940-, Hudson, John P, MyiLibrary
Éditeur : Elsevier Science & Technology (Amsterdam, 1997)
ISBN : 9786611058746
Engineering rock mechanics. Part 2, Illustrative worked examples (xvi tome)
Auteur : Harrison, John P, Hudson, J. A. (John A.), 1940-, MyiLibrary
Éditeur : Pergamon (Oxford, 2000)
ISBN : 0080430104
Rock slope engineering : civil and mining (4th ed édition, xxiii tome)
Auteur : Wyllie, Duncan C, Mah, Christopher W, Hoek, Evert, 1933-, MyiLibrary
Éditeur : Spon Press (LondonNew York, 2004)
ISBN : 041528001X
Rock mechanics for underground mining
URL : Rock mechanics for underground mining
Auteur : Brady B.H.G and Brown E.T.
Date d'accès : 1 décembre 2014
Les références suivantes sont disponibles pour vous via le site de la bibliothèque pour vous aider dans votre
démarche.
Vous n'avez pas à vous procurer ces ouvrages. Cependant, leur consultation pourrait faciliter votre réussite.
Logiciels
Logiciels de la suite Rocscience couramment utilisés en mécanique des roches devront être utilisés pour
effectuer les projets du cours.
Ces logiciels sont disponibles à partir du réseau informatique du département de génie des mines, de la
métallurgie et des matériaux et à partir du réseau informatique du département de géologie et génie
géologique, sur les postes informatiques des salles de travail départementales.
Vous n'avez pas à vous procurer ces logiciels.
Autrement, vous aurez besoin d'outils de bureautique standards tels qu'un logiciel de traitement de texte et un
tableur.
Médiagraphie et annexes
Bibliographie
1. Evert Hoek and John Bray, Rock slope engineering (Taylor & Francis, 1981).
2. Barry H. G. Brady and Edwin T. Brown, Rock mechanics (Springer, 1993). 3. John A. Hudson and John P Harrison, Engineering Rock Mechanics (Elsevier Science & Technology, 1997).
4. Duncan C. Wyllie and Christopher W. Mah, Rock slope engineering (Taylor & Francis, 2004). 5. William A. Hustrulid, Michael K. McCarter, and Dirk J. A. Van Zyl, Slope Stability in Surface Mining (SME,
2000). © Université Laval
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5. 2000). 6. Evert Hoek, Practical rock engineering (Hoek, 2007), site web 2013-10-08.
http://www.rocscience.com/hoek/corner/Practical_Rock_Engineering.pdf
7. John Hadjigeorgiou et Francois Charrette, Guide pratique du soutènement minier, deuxième édition
(Association minière du Québec inc., 2009)
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