Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur
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Les travaux pra,ques dans l’Enseignement
Professeur Isam Shahrour Laboratoire de Génie Civil et géo-‐Environnement
Université Lille1
séminaire interna,onal » Les nouvelles approches dans les enseignements de travaux pra,ques dans le système LMD », 22-‐24 mai 2011 Université Abdelhamid Ibn Badis de Mostaganem (Algérie)
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Les travaux pra,ques Acte pédagogique majeur
• L’étudiant est acteur de sa forma,on
• Selon les disciplines : de l’ordre de 30% du temps de forma,on
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Les travaux pra,ques Objec,f
• Mise en contact avec une « réalité » • Illustrer le cours • Développer les capacités d’observa,on, d’analyse, d’instrumenta,on, de mesure et de traitement,
• Confronter la théorie à la réalité • Aborder la complexité,… • Développer la curiosité,..
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Quels travaux pra,ques ?
• Cela dépend des disciplines,….
• Illustrer à travers un exemple : le génie civil
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L’art de la concep,on, la construc,on, la ges,on et la maintenance de grande variété : -‐ d’ouvrages -‐ d’échelles -‐ d’usages -‐ de matériaux
Le génie civil : -‐ Un des principaux secteurs de l’économie -‐ Grand consommateur de ressources
Des sciences et des technologies pluridisciplinaires
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Les secteurs: La Ville
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Les réseaux Urbains
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Hydraulique et Ressources en eau
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Urban area Rural area
inonda,on and pollu,on risk
Water Cycle
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Les infrastructure de Transport
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Les infrastructures pour l’Energie
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Les ouvrages « Offshore »
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Les Talus, les excava,ons
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Diorite Granite (Light Color)
Diversité de matériaux :
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Aléa, risque et vulnérabilité
KOBE, JAPON : 1995 Iran, en 1989 : 40 000 morts
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Cadre : Le Développement durable
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Complexité et interdépendance
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Complexité et interdépendance
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Une Démarche : surmonter les difficultés avec une approche spécifique
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1) Observer …
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Example…
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2) Instrumenter, enregistrer, suivre en temps réel
-‐ Différentes échelles : Locale, globale -‐ Ouvrage -‐ Système -‐ Ville … (Ville intelligente,..)
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Retour d’expérience • Suite à un événement majeur (séisme, inonda,on,
glissement, effondrement,..) • Analyse d’enregistrements
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KOBE, JAPON : 1995
Les incendies
La liquéfac,on
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Istanbul Subway
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Explora,on, échan,llonnage et essais in situ
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![Page 30: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/30.jpg)
Gravimétrie Méthode magné,que Méthodes électriques Méthodes sismiques
![Page 31: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/31.jpg)
Field Drilling and Sampling
•
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SPT
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Pressiomètre
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Vane Shear Test
o Drill test hole o Insert vane o Rotate head o Measure torque o Relate resistance
to soil shear strength
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Cone Penetrometer (CPT)
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Site Plan
Atrium
Ft
Atrium
60ft boring
50ft boring
30ft boring 40ft boring
A
A
B B
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Analysis of Boring Logs
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Sandy Silt 100.0’ 98.0’
85.0’
73.0’ 71.0’
63.0’
60.0’
50.0’
Sandy/Silty Clay
Clay
Clay
Silty Sand
Silty Sand
Clay
Very Dense Sand
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80
Water C ontent (%)
Eleva
tion (ft)
wn
L L
P L
This is just one reasonable solution
Your design soil profile does not to be exactly like this
All we need is a soil profile that provides a reasonable representation of average conditions that exist at this site
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Profile géotechnique
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Essais en vraie grandeur
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Full Scale Sta,c Load Tests
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Full Scale Sta,c Load Tests
![Page 43: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/43.jpg)
Use of Strain Gauges
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![Page 45: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/45.jpg)
Essais en laboratoires
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Laboratoire de géotechnique
![Page 47: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/47.jpg)
Laboratoire structures
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Ø The moisture content at which a thread of soil just begins to crack and crumble when rolled to a diameter of 1/8 inches
Plastic Limit (PL, wP)
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Three Phase Diagram
Solid
Air
Water
Mineral Skeleton Idealization: Three Phase Diagram
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Cas pra,ques
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Origine de la Résistance des sols
• Deux sources: – Cohésion entre les particules
• Cimentation entre les grains (sables) • Attraction électrostatique entre les particules
(argiles) – Frottement entre les particules (dépend
des forces entre les particules
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FroPement et Cohésion
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Critère Mohr-‐Coulomb
Cisaillement
σʹ′
Cʹ′
φʹ′
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Mesure de la résistance
En laboratoire § Cisaillement direct § Compression simple § Compression Triaxiale
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Cisaiellement direct
![Page 57: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/57.jpg)
Compression simple
σ3 = 0
σ1
![Page 58: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/58.jpg)
€
ε =Δll0
σ =PAc
Ru
![Page 59: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/59.jpg)
Compression Triaxiale
σ1
σ3
![Page 60: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/60.jpg)
σ3
σ1
σ
τ
σ1 σ3
Vert. plane
.
Triaxial Compression Test Interpreta,on of Data
![Page 61: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/61.jpg)
σ
τ φσ tan+= cs
σ3 σ1
![Page 62: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/62.jpg)
Tassement et consolida,on
![Page 63: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/63.jpg)
Transcosna Grain Elevator Canada (Oct. 18, 1913)
West side of foundation sank 24-ft
![Page 64: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/64.jpg)
× u0+Δu
σ0 + Δσ
Immediately Aeer Loading
• Point, P
![Page 65: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/65.jpg)
σ0 + Δσ
× u0+Δu
× u0
σ0 + Δσ
Shortly after Loading No settlement
Long after Loading Settlement Complete
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Settlement
n Distortion Settlement (Immediate) n Consolidation (Time Dependent) n Secondary Compression time
Settlement
![Page 67: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/67.jpg)
Laboratory Consolidation Test
![Page 68: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/68.jpg)
Test Results
![Page 69: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/69.jpg)
Modélisa,on
![Page 70: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/70.jpg)
- Interaction with adjacent piles
- Interaction with adjacent structures
- Seismic analysis
Tunneling in soe soils
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Illustra,on
Maillage : 2214 HEX20 (28471 ddl)
Stockage : 4,3.106 termes non nuls (5% de LC)
E (MPa) ν c’ (MPa) ϕ (°) ψ (°)
Sol 30 0,3 0,005 27 5Revêtement 35000 0,25
Parameter s: αdec = 0,5 ; Ldec = 1D
8D 4D
4,5D
D = 7,5 m H = 2,5D e = 50 cm
![Page 72: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/72.jpg)
Soil sejlement
Tassement (%D) -0,01429 0,0150
0.0 4D x
0
4,5D
z
8D
0.0
y
![Page 73: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/73.jpg)
10D 5D
5D
Maillage : 3912 HEX20 ; 52533 ddl
Stockage : 9,4.106 termes non nuls (4,6%)
as as as = 5 m
hs = 4 m
hs
![Page 74: Les travaux pratiques dans l’enseignement supérieur](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022051014/54c4964f4a7959ee108b45d5/html5/thumbnails/74.jpg)
Internal forced in the structure
30 (C)
30 (T)
10 (C)
15 (T)
13
-44
-16
30
46
-52
15 10
20
Axial forces Shear forces Bending moment