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MASTER recherche M2 Spécialité « Génie Civil et Environnement »

Parcours : « Mécanique des Sols, des Roches et des Ouvrages dans leur Environnement » (MSROE) Structures, Ouvrages et Matériaux du Génie Civil (SOM-GC)

Établissements partenaires : École Centrale Paris Université Pierre et Marie Curie (Paris VI) École des Ponts ParisTech École Polytechnique École Normale Supérieure de Cachan

Session 2012-2013 Fonctionnement - Cours Obligatoires - Cours Optionnels www.master-gce.ecp.fr

Sommaire

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV

Pédagogie organisée autour de la recherche Organisation des cours Fonctionnement Cours obligatoires Cours optionnels École Centrale de Paris Cours optionnels École des Ponts ParisTech Cours optionnels Paris 6 et École Polytechnique Cours supplémentaire à l’ENS Cachan Exemples de sujets de PIR des sessions précédentes Exemples de sujets de stage des sessions précédentes Pour accéder à l'École Centrale Pour accéder à l’École des Ponts ParisTech Pour accéder au LCPC Pour accéder à l’Université Paris 6 (UPMC)

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I - Pédagogie organisée autour de la recherche Initiation à la Recherche (7 ECTs *) : nitiation à la Recherche ( PIR  Projet d' I   I nitiation  PIR) :

Le PIR est un projet individuel à partir du lundi 22 octobre 2012. Il s’effectue en s’insérant dans une équipe de recherche rattachée à une école partenaire. Il sera organisé une soutenance à miparcours du PIR (sans notation et sans remise de rapport écrit) mi-décembre 2012 afin de vérifier que les élèves ont bien compris c ompris ce qu’il est demandé. Le PIR donne lieu à une soutenance orale obligatoire mi-février 2013 (30 mn) avec remise d’un rapport de PIR exigé (20 pages maximum hors annexes) une semaine précédant l’oral. Deux demi-journées par semaine doivent lui être systématiquement réservées.  Activités d’ouverture : (une 1/2 journée par mois minimum doit lui être consacrée) Séminaires : ceux des différents laboratoires. Ouvrages : Visites de chantiers et sites Conférences : réunions des Comités Français de Mécanique des Sols, de Mécanique des Roches et Géologie de l'Ingénieur, etc…  Activités transverses :

Une séance d’initiation à la bibliographie sera organisée afin que les élèves se familiarisent avec ces techniques.

Stage de recherche (21 ECTs : European Credit Transfert system) : Le stage se déroule dans une équipe de recherche associée à l’Ecole partenaire ou bien en entreprise. Il n’y a pas de salaire mais des indemnités de stage. Il démarre à partir de début mars 2013,  après  après les soutenances orales de PIR, et consiste en une mise en œuvre pratique des outils de recherche débouchant sur des résultats. La soutenance orale de stage  est prévue fin juin 2013 (30 mn). Un rapport de stage est exigé e xigé en 20 pages maximum (hors annexes). Il doit être remis aux membres du jury de stage une semaine avant l’oral.

1 cours =1 UE (Unité (Unité d’enseignement) vaut 3 ECTs. Obligatoires : 4 UE (7 séances de 3 heures = 21 heures)

- Rhéologie et Modélisation du Comportement des Matériaux Parcours MSROE : Rhéologie et Modélisatio odélisationn du Comportement des Sols ols (  (RMCS), Parcours SOM-GC: Rhéologie et Modélisation du Comportement des Bétons Méthodes Numériques : - Parcours MSROE : Méthode des Éléments Finis pour la Géotechnique éotechnique (  (EFG EFG)) Parcours SOM-GC : Méthodes Numériques, 8*3h - Gestion des Risques Naturels et Environnementaux nvironnementaux (GRNE), - Méthodes Expérimentales (ME)

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Optionnels : 6 UE (au minimum) parmi ceux proposés.

6 cours au minimum (ou plus si vous le souhaitez) à choisir sur les 15 cours proposés ci-dessous. Votre choix est à soumettre à votre Tuteur. Il permettra le traitement du Projet de recherche (PIR). Cours à choisir proposés par l’ECP (6 cours) - GPS Génie Parasismique - DPN Déchets et Protection des Nappes - MIFO Modélisation des Incertitudes et Fiabilité des Ouvrages - SNS Mécanique des sols non saturés - TE Traitement des effluents et déchets - RAAM Rhéologie des argiles par approches microstructurales Cours à choisir proposés par l’ENPC (6 cours) - FSO Modélisation des fondations et des soutènements - ISS Interactions sol-structures en statique - MDG Matériaux Discontinus et Granulaires - MDT Modélisation des tunnels - MR Mécanique des roches et des milieux fracturés - RGG Reconnaissance géologique et géotechnique Cours à choisir proposés par P6 (3 cours) - GEOL Géologie et hydrogéologie - GEOPH Reconnaissance géophysique - RCS Mécanique des roches et cavités souterraines Pré requis :

Ils sont proposés en : - Mécanique des Milieux Continus élémentaire (MMC 1), - Méthode des Éléments Finis élémentaire (EF 1). - Probabilité et statistiques ( MIFO) - Génie Parasismique (GPS) **********

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II - Organisation des cours  Pour le parcours MSROE : Les enseignements se déroulent entre trois sites géographiques: - l’École Centrale Paris (ECP) : cours tous les lundis-mardis-vendredis - l’École des Ponts ParisTech (ENPC) : cours tous les mercredis-jeudis - l’Université Pierre et Marie Curie (UPMC) : cours de Géologie les mardis au mois de septembre - l’École Normale Supérieure de Cachan (ENS-Cachan) : cours de Méthodes expérimentales !

 Pour le parcours SOM-GC Les enseignements sont partagés entre : - l’École Centrale Paris (ECP) : cours tous les lundis-mardis-vendredis - l’École Normale Supérieure de Cachan (ENS-Cachan) !

Avec des contributions de : - l’École Nationale Supérieure des Mines de Paris (ENSMP), - l’École Polytechnique (X), - l’Institut Français du Pétrole (IFP), - le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) - l’Institut Français des Sciences et Technologie des Transports, de l’Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR).

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Cours obligatoires (RMCS) Rhéologie et modélisation du comportement des Sols (RMCB) Rhéologie et modélisation du comportement des Bétons (EFG) Éléments finis en géotechnique (GRNE) Gestion des risques naturels et environnementaux (ME) Méthodes Expérimentales

12 ECTs (ECP) (UPMC) (ENPC) (P6) (ECP) (ENPC) 3 ECTs par option (ECP, ENS) (ECP)

Responsable A.MODARESSI Y. BERTHAUD Ph. MESTAT H. MODARESSI F. LOPEZ CABALLERO J-C. DUPLA

6 cours (au minimum) à choisir parmi les 15 ci-dessous : élèves en MSROE F. LOPEZ CABALLERO (GPS) Génie Parasismique A. MODARESSI (DPN) Déchets et Protection des Nappes F. LOPEZ CABALLERO / R. (ECP) (MIFO) Modélisation des Incertitudes et Fiabilité des Ouvrages COTTEREAU (ECP) J-M. FLEUREAU / Y-J. CUI (SNS) Mécanique des sols non saturés NO (ECP) E. COUALLIER (TE) Traitement des effluents et déchets (ECP) P. DELAGE/Y-J. CUI (RAAM) Rhéologie des argiles par approches microstructurales (ENPC) R. FRANK (FSO) Modélisation des fondations et des soutènements (ENPC) Ph. MESTAT (ISS) Interactions sol-structures en statique (ENPC) J-N. ROUX (MDG) Matériaux Discontinus et Granulaires (ENPC) J. SULEM / A. POUYA (MDT) Modélisation des tunnels (ENPC) J. SULEM / A. POUYA (MR) Mécanique des roches et des milieux fracturés (ENPC) J-P. MAGNAN (RGG) Reconnaissance géologique et géotechnique (P6) N. Le Moine / M. de Rafelis (GEOL) Géologie et hydrogéologie (P6) F. REJIBA (GEOPH) Reconnaissance géophysique (P6) P. BEREST (RCS) Mécanique des roches et cavités souterraines Cours supplémentaires : élèves en SOM-GC  ENS Adnan Ibrahimobogovic (MN) Méthodes Numériques (TCCBA) Transferts Couplés en Milieux Poreux et Corrosion du  ENS Y.Berthaud  Béton Armé Farid Benboudjema  ENS (SIBH) Science et Ingénierie des Bétons Hydrauliques (SSSTI) Structures Soumises à des Sollicitations Transitoires et problème  ENS ……………………………….. d’Interaction (ISMCE) Instabilité des Structures et des Matériaux sous Conditions  ENS Adnan Ibrahimobogovic  Extrêmes Cours optionnels venant d’autres spécialités (suivant accord Tuteur et de l’EUF) Tous les enseignements théoriques (5 x 3 heures) sont complétés par des enseignements pratiques (2 x 3 heures) inclus dans l'emploi du temps.

L’initiation à la recherche (7 ECTs)  : outre le projet, elle inclut les activités transverses de métrologie et d’initiation à la bibliographie ainsi que les activités d’ouverture qui font l’objet d’une appréciation. A l’ECP, elle comprend aussi l’Anglais. Il n’est pas prévu d’anglais ni à l’ENPC ni à Paris 6. Le stage de recherche de 4 mois au minimum (21 ECTs) : il a lieu au second semestre à partir de début mars 2013.

Le diplôme de master s‘obtient avec les 60 ECTs MSROE 2012-2013

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III - Fonctionnement Les inscriptions se font dans l’établissement dans lequel vous avez été admis.

C’est l’établissement d’inscription qui gère toutes les formalités administratives : - carte d'étudiant, - certificat de scolarité, - sécurité sociale, - visite médicale, - fiches de notes, - diplôme, etc...

Afin de pouvoir suivre les cours qui ont lieu dans les établissements autres que celui d’inscription, il est nécessaire d’effectuer au préalable un enregistrement auprès de ces établissements (voir paragraphe suivant). Cela permettra également d’avoir accès aux services proposés par l’établissement : restauration, centre de documentation, centre de traitement informatique, adresse email, etc, selon les accords entre établissements.

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À l’École Centrale de Paris Service des inscriptions :

Service de Gestion Administrative de l’Etudiant (SGAE) Bâtiment Olivier – Bureaux N344 et N345 Secrétariat du Master :

Mme Martine LAVABRE Bureau C108 – Bât. Dumas Tel : 01 41 13 11 22 Email : [email protected]  Documentation :

Centre de documentation Rez-de-chaussée du Bâtiment Olivier Salle de cours à l’ECP :

Salle du Master M2 MSROE Salle C119 au rez-de-chaussée du Bâtiment Dumas

À l’École des Ponts ParisTech Service des inscriptions :

Mesdames Sandrine GUILLERME et Patricia PIAT au Bureau de la Vie Étudiante (BVE). Bureau 227 - 2ème étage – Aile Vicat Gestion pédagogique du Master :

Mme Alice TRAN Tel : 01 64 15 36 84 Email : [email protected]  Documentation :

Centre de documentation dans le hall de l’École des Ponts ParisTech. Salles de cours à l’École des Ponts ParisTech :

- Le mercredi dans la salle Prony 102 - 1er étage - Aile Prony, - Le jeudi dans la salle Prony 012 – rez de chaussée - Aile Prony.

Les salles sont susceptibles d’êtres modifiées à la dernière minute. Pensez à vérifier sur les écrans de télé dans le hall de l’ENPC !

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À l’université Paris 6 Secrétariat du Master :

Mme Annick SOUTARSON 4, Place Jussieu 75252 PARIS cedex 05 Téléphone : 01 44 27 47 32 Email : [email protected] Salle de cours à P 6  :

Les cours de P6 ont lieu à l’ECP. Salle C119 au rez-de-chaussée du Bâtiment Dumas.

A Ecole Normale Supérieure de Cachan Secrétariat du Master :

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IV - Cours obligatoires Titre : Rhéologie et Modélisation du

Comportement des Sols

esponsable : A. MODARESSI TC x Module

! 

Code : RMCS

Ouverture !

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : Dans la pratique de la géotechnique, la modélisation du comportement des sols est une étape importante qui conditionne la qualité des analyses des ouvrages. Les modèles utilisés traditionnellement dans les études géotechniques sont très divers. Ces modèles représentant le comportement physique ou mécanique du sol en utilisant des aspects théoriques de la mécanique des milieux continus et sur des résultats d’études expérimentales en laboratoire et en place. Le but de cette partie du cours est de présenter les éléments de rhéologie nécessaire pour la modélisation moderne des sols. Le cours s’appuie d’une part, sur une approche synthétique des comportements physiques des sols dans le domaine des petites déformations (élastiques), des déformations moyennes (incluant des aspects cycliques), des grandes déformations (plasticité parfaite, rupture). D’autre part, il présente les bases d’une modélisation des comportements observés : élasticité linéaire et non linéaire, plasticité, etc. L’accent est mis sur les hypothèses à la base de chaque modèle et des limitations qu’elles entraînent sur une bonne représentation du comportement physique, ainsi que la détermination des paramètres dans l’optique de leur utilisation dans un code de calcul.

mots-clés : Modèle Constitutive , Rhéologie, Milieu Continu, Essais de laboratoire, Domaines de comportement, Cam Clay Résumé et description succincte du cours : Cours n° 1 :  Thermodynamique, élasticité, thermoélasticité (Yves Berthaud) Cours n° 2 et 3: Viscoplasticité et variables interrnes ; p lasticité parfaite, loi de normalité, critères (Von-Mises, Tresca, Drucker-Prager, Mohr-Coulomb) : écrouissages isotrope et cinématique,; éléments sur les modèles non associés(Yves Berthaud) Séance n° 4 et 5 : Comportement des sols, observations à partir des essais au laboratoire (F. Lopez- Caballero) Séance n°6 : Modèles types décrivant le comportement des sols (A. Modaressi) Séance no 7 : Intégration du modèle de comportements (e.g. Cam Clay) sur chemins de chargements particuliers (A. Modaressi) Pré-requis éventuels : MMC, Elasticité, Plasticité Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) 5X2 cours, 2X3 TD, et 0 TP Polycopie : oui x non ! Cours sur le site web : oui x  non ! Autres cours connexes : Sols Non saturés, Mécanique des Roches, Milieux discontinus et granulaires, Eléments finis en géotechnique Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Arezou MODARESSI - [email protected]; LMSS-Mat - tel : 01 41 13 1387 Fernando. LOPEZ CABALLERO - LMSS-Mat, tel: 01 41 13 1454 Yves BERTHAUD - [email protected], LMT-Cachan, tél ++33(0)1 47 40 27 38 Contraintes particulières : Bibliographie: -J. Biarez and Hicher P.Y. Elementary mechanics of soil behaviour, saturated and remolded soils. A.A. Balkema, Amsterdam, Netherlands, 1994. - Constitutive Equations for Engineering Materials, Volume 1 & 2, Chen & Saleeb, Elsever, - J.P. Bardet. Experimental Soil Mechanics. Prentice Hall, Upper Saddle River,NJ, 1997. - Manuel de Rhéologie des Géomatériaux, sous la direction de Felix Darve , Presse de l’ENPC, 1987 Projets d’initiation à la recherche associés : MSROE 2012-2013

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Responsable : Philippe MESTAT

Titre : Eléments finis en géotechnique ENPC

Code : EFG

TC !   Module ! Ouverture !

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : L’objectif de ce cours est de présenter la méthode des éléments finis et les méthodes de résolution modernes qui permettent de traiter les problèmes non linéaires d’interaction avec le sol et leur environnement ou de stabilité de massifs naturels. Les formulations et techniques de résolution enseignées sont celles qui sont implémentées dans les grands logiciels de modélisation numérique utilisés dans les centres de recherche. Ce cours est essentiel pour bien comprendre la démarche de modélisation numérique, dont l’utilisation dans les milieux professionnels et dans le milieu de la recherche est aujourd’hui incontournable. Ce cours est également indispensable pour suivre plusieurs cours d’options. Mots-clés : Eléments finis, élastoplasticité, comportement non linéaire, algorithmes Résumé et description succincte du cours : 1 Comportement non linéaire – Élastoplasticité 2. Méthode des éléments finis en comportement non linéaire 3. Intégration des lois de comportement incrémentales 4. Introduction aux problèmes de validation, à la qualité des calculs et aux contrôles des résultats 5. Introduction aux problèmes d’interactions sol-structures en statique 6. Contrôle final (3 heures). Pré-requis éventuels : Mécanique des milieux continus, rhéologie des sols Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) : cours (15 h), travaux dirigés (6h), contrôle (3h) Polycopie : oui ! non ! Cours sur le site web : oui !  non ! Autres cours connexes : Mécanique des milieux continus Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Philippe MESTAT – IFSTTAR - [email protected] - tél. : 01 40 43 52 68. Contraintes particulières : Bibliographie: Voir polycopié. Prat M., Bisch Ph., Mestat Ph., Millard A., Pijaudier-Cabot G. (1995) La modélisation des ouvrages. Collection AFPC-Emploi des éléments finis en génie civil. Editions Hermès, Paris, 770 p. Prat M., Bisch Ph., Mestat Ph., Millard A., Pijaudier-Cabot G. (1997) Calcul des ouvrages généraux de construction. Collection AFPC-Emploi des éléments finis en génie civil. Editions Hermès, Paris, 768 p. Projets d’initiation à la recherche associés : Plusieurs sujets proposés par le LCPC chaque année

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Titre : Gestion des Risques Naturels et

esponsable : Hormoz MODARESSI

Environnementaux

C "  Module

P6

Code : GRNE

! Ouverture !

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : Donner les éléments essentiels pour la gestion des risques naturels Mots-clés : séismes, mouvements de terrain, aléa, vulnérabilité physique et systémique, risques, SIG, système urbains Résumé et description succincte du cours : Ce cours commence par des éléments de base d’évaluation 1 - D’aléas naturels (séisme, mouvements de terrain), avec les notions d’intensité, des effets de site, des mouvements de sols, des effets induits (mouvements de terrain, liquéfaction) et des effets déclenchants (d’origine météorologique ou sismique) 2 - D’exposition et de vulnérabilité physique (effets directs sur le bâti) ou systémique (impact sur le système urbain, réseaux..) 3 - D’analyse de risque Il propose ensuite des travaux pratiques sur un système d’information géographique (SIG) pour manipuler des outils destinés à combiner les aléas (effets directs et induits) et la fragilité des éléments exposés. L’analyse et la gestion des risques des sites et des déchets ainsi que ceux liés à la pollution des sols sont également abordées et illustrées à travers des exemples. Enfin, le lien avec les aspects socio-économique sera brièvement abordé et la réduction des risques naturels dans les différentes phases de la gestion des risques (prévention, renforcement, alerte, ..) sera adressée. Pré-requis éventuels : notions de la mécanique des sols et des structures, de la sismologie. Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) 6 cours, 1 TD Polycopie : oui ! non " Cours sur le site web : oui "  non # Autres cours connexes : GPS, GEOL, RGG, DPN Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Hormoz Modaressi, BRGM, [email protected] D’autres interventions (du BRGM) pour les sites et sols pollués ainsi que pour les TD Contraintes particulières : Bibliographie: Projets d’initiation à la recherche associés :

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Titre : Méthodes expérimentales

esponsable : Fernando LOPEZ CABALLERO /

Code : ME

ean-Claude DUPLA C "  Module

! Ouverture !

Objectifs : se familiariser avec différentes techniques de mesure utilisées en génie Civil. Mots-clés : Résumé et description succincte du cours : - cours d’introduction (pourquoi une mesure, comment de façon générale, ce qu’on en fait (identification de paramètres matériaux, surveillance d’ouvrage, etc …) avec quelques exemples - les séances suivantes concernent différentes techniques de mesures utilisées en mécaniques (e.g. corrélation d’image, Ultra-sons et CND, microscopie …). Les cours sont suivis des travaux pratiques ayant lieu dans chaque établissement : Caractérisation des sols, Essais triaxiaux, oedomètres, pressiomètres, compactage, porosimétrie, modèles physiques de soutennements et pieux, …

Pré-requis éventuels : Formes pédagogiques utilisées : 4 séances de cours et 4 séances de TP. Polycopie : oui ! non " Cours sur le site web : oui !  non " Autres cours connexes : Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Fernando LOPEZ CABALLERO [email protected] Jean-Claude DUPLA [email protected] Farid Benboujema [email protected] Contraintes particulières : Bibliographie: Projets d’initiation à la recherche associés :

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V - Cours optionnels École Centrale de Paris

Responsable : F. Lopez-Caballero

Titre : Génie parasismique

Code : GPS

TC ! Module x Ouverture !

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : En génie civil, le génie parasismique a pour objectif d’assurer la résistance des ouvrages frappés par des ondes sismiques. Les principales problématiques associées sont, de façon succincte : 1) Quelle est la capacité (de résistance sismique) de l’ouvrage étudié ? 2) Quelle est la demande (en capacité) exigée par les ondes sismiques frappant l’ouvrage ? 3) Quel est le risque pour que la demande sismique soit supérieure à la capacité de l’ouvrage et quels sont les impacts sur la société qui en découlent ? L’objectif du cours est de donner aux étudiants les connaissances essentielles pour répondre aux questions 1 et 2. Répondre à la question 3 nécessite en particulier certaines des connaissances du module MIFO. Mots-clés : Séismes, sources, magnitude, atténuation, propagation d’ondes, amplifications, effets de site, interaction dynamique sol-structure, comportement cyclique des sols, comportement dynamique des ouvrages, analyse modale, analyse spectrale. Résumé et description succincte du cours : Séances 1 à 3 : Rappel des notions essentielles de dynamique des structures et de propagation des ondes dans un milieu élastique (F. Lopez-Caballero, ECP-MSSMat). 1 séance donnant des éléments de sismologie (R. Madariaga, ENS) 1 séance sur le mouvement sismique pour l'ingénieur (F. Bonilla, IFSTTAR) 2 séances sur la réponse sismique de structures (ENS Cachan, CEA) 1 séance sur la simulation numérique de la dynamique de sol (F. Lopez-Caballero, ECP-MSSMat). 2 séances sur la dynamique des sols expérimentale (J. Canou, ENCP-CERMES) Pré-requis éventuels : Dynamique des structures, mécanique des milieux continus. Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) 10 séances de 3h dont cours, TD et TP numériques. Polycopie : oui x non ! (notes / transparents de cours partielles) Cours sur le site web : oui x  non ! Autres cours connexes : Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Fernando Lopez-Caballero, ECP Lab. MSSMat, [email protected] Frédéric Ragueneau, ENS-Cachan LMT-Cachan, [email protected] Raul Madariaga, ENS, [email protected] Fabian Bonilla, IRSN, [email protected] Jean Canou, ENPC CERMES, [email protected] Contraintes particulières :  Les séances se dérouleront à l’ECP sauf les séances sur la réponse sismique des ouvrages qui seront dispensées à l’ENS Cachan. Bibliographie: A. Pecker, Dynamique des sols, Presses de l’ENPC. R.W. Clough & J. Penzien, Dynamique des structures, Tome 1, éd. Pluralis pour la version française. Projets d’initiation à la recherche associés :

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Titre : Déchets et Protection des Nappes

Responsable : Arezou MODARESSI

Code: DPN

TC! Module x Ouverture !

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : Maîtriser la quantité et la nuisance des déchets ainsi qu’assurer la bonne qualité de l’eau sont des objectifs importants de la société actuelle. Ce dernier point fait l’objet de la Directive Européenne sur l’Eau. Ce cours traite différents aspects liés aux déchets, importants de point de vue géotechnique. L'analyse et l'évolution du transport d'un polluant dans un système hydrogéologique impliquent la connaissance des phénomènes mis en jeu. Si des approximations simplifiées peuvent être faites pour avoir des ordres de grandeurs lors que les phénomènes rencontrés ne sont pas complexes, ni couplés entre eux, dans la plupart des cas l'utilisation de la simulation numérique comme outil de gestion quantitative et qualitative du milieu aquifère est indispensable. Cet outil devient encore plus indispensable lors qu’on s’intéresse au développement des solutions de protection et/ou dépollution des eaux impliquant des phénomènes complexes et couplés. On insistera également sur la notion de qualité des résultats obtenus par les méthodes numériques. Mots-clés : Nappes souterraines, déchets, transport, transfert, Modélisation numérique Résumé et description succincte du cours : Cours n°1 : Sources de pollutions des eaux souterraines Cours n°2 : Réhabilitation des sites pollués Cours n°3 : La Géotechnique des déchets Cours n° 4 :  Modélisation numérique du transport et transfert des polluants Travaux Pratiques n°1-2-3 : Etude de cas ; Modélisation Numérique à l’aide d’un logiciel éléments finis Pré-requis éventuels : Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) 4X3h de cours 3X3 utilisation d’un logiciel de calcul Polycopie : oui x non ! Cours sur le site web : oui x  non ! Autres cours connexes : Transfert des Effluents

Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Arezou MODARESSI - [email protected]; LMSS-Mat/ECP, tel: ++33(0)1 41 13 1387, fax: ++33(0)1 41 13 1442, et d’autres intervenants universitaires et industriels Contraintes particulières : Bibliographie: -G. de MARSILY, Hydrogéologie quantitative, Ed. Masson Paris, 1981 -C.W. Fetter, Contaminant Hydrogeology, Prentice-Hall, 1999 -K. Spitz & J. Moreno, A practical Guide to Groundwater & Solute transport Modeling, John Wiley & Sons, 1996 Projets d’initiation à la recherche associés : Simulation du transport et transferts particules f

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Titre : Modélisation des Incertitudes et fiabilité des ouvrages

esponsable : Fernando LOPEZ

Code : MIFO

TC ! Module x Ouverture !

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : L’objectif de ce cours est tout d’abord de faire prendre conscience aux étudiants de l’importance des incertitudes de données et de modèles et d’en proposer une modélisation probabiliste allant des données jusqu’à la réponse des ouvrages. Ce cours concerne des étudiants se destinant à la fois à des recherches expérimentales ou des travaux théoriques et numériques. Il vise à donner aux étudiants les bases en termes d’analyse probabiliste. Mots-clés : Probabilités, statistiques, incertitudes, analyse de données, corrélations, éléments finis stochastiques Résumé et description succincte du cours : La première partie de ce cours rappelle les bases de la théorie des probabilités : variables aléatoires, champs stochastiques, statistique. (3 séances) La seconde partie de ce cours se concentre, d’une part sur les outils de modélisation probabiliste et, d’autre part, sur les méthodes de propagation des incertitudes (EF stochastiques) (4 séances) La troisième partie (3 séances) se sépare en deux axes : - axe 1 : spécialisation vers les méthodes fiabilistes et leurs applications en Géotechnique ; - axe 2 : spécialisation vers l’implémentation numérique des EF stochastiques. Pré-requis éventuels : mécanique des milieux continus, éléments finis Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) 10 séances cours, TD, TP numérique Polycopie : oui x non ! (notes de cours partielles) Cours sur le site web : oui x  non ! Autres cours connexes : Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Fernando Lopez-Caballero, LMSSMAT, D116, [email protected] Régis Cottereau LMSS, D128, [email protected] Contraintes particulières : séances 1-4 (+ axe 1) à ECP et séances 5-7 (+ axe 2) à ENSC Bibliographie: J.L. Favre, sécurité des ouvrages, ellipses, 2004 T. Phan, Probabilités et statistiques, cours ECP, 2005. Projets d’initiation à la recherche associés : Modélisation de la propagation des fronts en milieu aléatoire ; Application aux écoulements et transports dans les milieux poreux ([email protected])

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Titre : Mécanique des sols non saturés

esponsables : Jean-Marie FLEUREAU/ Yu

Code : SNS

un CUI C ! Module X Ouverture !

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : L’objectif du cours est de présenter les notions de base du comportement des sols non saturés et des applications correspondantes, et de montrer les principales différences par rapport au comportement des sols saturés et à la mécanique des sols « classique ». Mots-clés : Mécanique des sols, succion Résumé et description succincte du cours : Notions de capillarité et de succion ; méthodes de mesure ou d’imposition de la succion ; écoulements dans les sols non saturés ; retrait et gonflement des sols sous l’effet des cycles de succion ; variations de volume et de résistance des sols non saturés sous chargement isotrope, oedométrique et triaxial ; modélisation du comportement des sols non saturés Pré-requis éventuels : Mécanique des sols Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) Cours et travaux pratiques Polycopie : oui !  non X Cours sur le site web : oui X  non ! Autres cours connexes : RMCS, DPN Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): J.M. FLEUREAU : Labo MSSMat – [email protected] Y.J. CUI : LAboratoire Navier – Equipe Géotechnique –ENPC Marne la Vallée – [email protected] – Tél : 01 64 15 35 50 Contraintes particulières : Bibliographie: Projets d’initiation à la recherche associés : Glissements de terrains causés par la pluie ([email protected])

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esponsable : Estelle COUALLIER

Titre : Traitement des effluents et déchets

Code : TE

C ! Module X Ouverture !

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : Ouverture aux grandes problématiques de l’environnement : l’air, l’eau, les déchets et les sols. Mots-clés : Traitement de l’eau, pollution de l’air, effluents gazeux, traitement des déchets, traitement des sols pollués Résumé et description succincte du cours : 4 parties : - L’eau (3 h cours) : Traitement de l’eau potable, traitement des effluents liquides - L’air (3 h cours, 3 h exercices) : Traitement des effluents gazeux et des fumées - Les déchets (3 h cours, 3 h exercices) : Collecte, traitement, réglementation - Les sols (3 h cours, 3 h exercices) : Pollution des sols ; dépollution ; traitement biologique - Contrôle : 3 h Pré-requis éventuels : Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) Polycopie : oui ! non ! photocopies des transparents Cours sur le site web : oui !  non X Autres cours connexes : DPN: Déchets et Protection des Nappes (A. Modaressi) Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): E. COUALLIER ([email protected]) D. PAREAU ([email protected]) et Moncef STAMBOULI ([email protected] ) A. GUIGNIER ([email protected] ) H. DUPIN ([email protected] ) Contraintes particulières : Aucune Bibliographie: Projets d’initiation à la recherche associés :

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Responsable : Pierre Delage/Yu Jun Cui

Titre : Rhéologie des argiles par approches

microstructurales

TC !  Module

! 

Code : RAAM

Ouverture !

Objectifs Les argiles sont des milieux formés de particules de forme et de minéralogie particulière avec des interactions eauminéral qui rendent assez complexes la relation entre le niveau microstructural et la réponse macroscopique aux sollicitations hydromécaniques. Le contenu de ce module part de la description détaillée des éléments constitutifs et de l’arrangement des argiles naturelles et artificielles (matériaux compactés) pour établir le lien avec les réponses macroscopiques, à la fois en termes de transferts d’eau que mécanique . Mots-clés : Argiles, minéralogie, microstructure, transferts, réponse hydromécanique Résumé et description succincte du cours :

1 Minéralogie et constitution des argiles et des sols argileux Diffraction aux rayons X, minéralogie, composition des sols, interactions eau-argile. Formation et évolution des sols argileux naturels (érosion, transport, sédimentation, diagénèse) 2 Microstructure des argiles et des sols argileux Techniques d’observation (incluant microscopie électronique à balayage et porosimétrie au mercure) Sols naturels : argiles molles, argiles raides, argilites, loess Sols artificiels : suspensions argileuses, sols compactés (remblais, barrières ouvragées) 3 et 4 Microstructure et comportement hydraulique Porosimétrie et modèles poreux Propriétés de rétention d’eau Relation avec la perméabilité en milieux saturé et non saturé 5, 6 et 7 Microstructure et comportement mécanique Relation entre les évolutions microscopique et la réponse macroscopique Changements de volume et microstructure (compression, effondrement, gonflement) Pré-requis éventuels : Formes pédagogiques utilisées 6 cours de 3h et 1 TD de 3h Polycopie : oui ! non ! CD avec transparents Cours sur le site web : oui !  non ! Autres cours connexes : Constitution de l'équipe (noms et coordonnées) : Pierre Delage : [email protected] Yu Jun Cui : [email protected] Anh Minh Tang : [email protected]

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VI - Cours optionnels École des Ponts ParisTech

Titre : Modélisation des fondations et des

soutènements

Responsable : Roger FRANK

Code : FSO

TC !  Module X  Ouverture !

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : Il s’agit d’un cours d’initiation aux modélisations et méthodes numériques utilisées pour les fondations et les soutènements. La recherche dans ces domaines s’appuie largement sur l’utilisation ou le développement de ces méthodes. Mots-clés : méthodes numériques, modélisation, pieux, écrans, interaction sol-structure, méthode des éléments finis, méthode des fonctions de transfert de charge, module de réaction Résumé et description succincte du cours : 1) Méthodes de calcul des fondations profondes 2) Types de fondations profondes 3) Méthodes de calcul des groupes de pieux 4) Technologies de soutènements 5) Méthodes de calcul des soutènements Pré-requis éventuels : Connaissances sur le dimensionnement courant des fondations et des soutènements Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) Cours : 5 x 3 heures TD : 2 x 3 heures Polycopie : oui x non ! Cours sur le site web : oui !  non x Autres cours connexes : RMCS, EFG, ISS, RGG Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Roger FRANK – Laboratoire Navier –Equipe Géotechnique – ENPC Marne la Vallée - [email protected] – Tél : 01 64 15 35 41 Alain CORFDIR Laboratoire Navier –Equipe Géotechnique – ENPC Marne la Vallée [email protected] – Tél : 01 64 15 35 21 Frédéric ROCHER-LACOSTE SETRA [email protected] – Tél : 01 60.52.30.14 Contraintes particulières : Bibliographie: Livre « Calcul des fondations superficielle et profondes » par R Frank, Presses de l’ENPC, 1999 Divers articles du traité « Construction » des Techniques de l’Ingénieur Projets d’initiation à la recherche associés :

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esponsable : Philippe MESTAT

Titre : Interactions Sol-Structures en statique

Code : ISS

C !  Module !   Ouverture !

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : Le cours présente les avancées les plus récentes en matière de modélisation numérique par éléments finis des interactions solstructures en statique. Les bases de la mécanique du contact sont également présentées. Les effets dus aux discontinuités naturelles, ainsi que les effets hydrauliques, sont pris en compte. Des rappels sont également faits concernant le comportement des principaux types d’ouvrages de géotechnique pour lesquels les interactions sont importantes et font partie du fonctionnement de ces ouvrages (fondations, ouvrages de soutènement, ouvrages en sol renforcé). De nombreux exemples de modélisation sont présentés et analysés. Mots-clés : Éléments finis, élastoplasticité, comportement non linéaire, algorithmes Résumé et description succincte du cours : 1. Composition des structures. Liaisons et frottements 2. Bases de la mécanique du contact 3. Résolution des problèmes de contact en éléments finis 4. Contacts entre milieux élastoplastiques 5. Exemples d’applications. 6. Contrôle Pré-requis éventuels : Méthode des éléments finis, élastoplasticité, mécanique des milieux continus Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) : cours (15h), travaux dirigés (3h), contrôle (3h) Polycopie : oui ! non ! Cours sur le site web : oui !  non ! Autres cours connexes : EFG, RHEO, FSO, MDT Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Philippe MESTAT - IFSTTAR - [email protected] - Tél : 01 40 43 52 68. Contraintes particulières : Bibliographie: Voir polycopié. Prat M., Bisch Ph., Mestat Ph., Millard A., Pijaudier-Cabot G. (1995) La modélisation des ouvrages. Collection AFPC-Emploi des éléments finis en génie civil. Editions Hermès, Paris, 770 p. Prat M., Bisch Ph., Mestat Ph., Millard A., Pijaudier-Cabot G. (1997) Calcul des ouvrages généraux de construction. Collection AFPC-Emploi des éléments finis en génie civil. Editions Hermès, Paris, 768 p. Mestat Ph., Prat M., Bisch Ph., Millard A., Pijaudier-Cabot G. (1999) Ouvrages en interactions. Collection AFPC-Emploi des éléments finis en génie civil. Editions Hermès, Paris, 944 p. Projets d’initiation à la recherche associés : Sujets liés au comportement des fondations profondes et aux ouvrages de soutènement (IFSTTAR)

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Titre : Matériaux discontinus et granulaires

Responsable : Jean-Noël ROUX Module

Code : MDG

Objectifs : il n'est pas toujours possible de traiter les géomatériaux par la mécanique des milieux continus, en raison de la présence de surfaces de rupture dans les massifs rocheux, et également de la nature granulaire à petite échelle des sols et de certaines roches. Ce cours vise à donner des outils de base de description et de modélisation des assemblages de blocs et des matériaux granulaires à partir de l'échelle des grains et des contacts. Mots-clés : matériaux granulaires, micromécanique, éléments discrets Résumé et description succincte du cours : Éléments de modélisation mécanique des discontinuités Modèle simple de massifs fracturés, traitement par l'analyse limite. Mécanique des contacts Description géométrique et statistique des assemblages granulaires. Contraintes dans un assemblage granulaire. Caractérisations statistiques des milieux granulaires désordonnés. Modélisation mécanique des systèmes discrets : matrice de rigidité Matrice de raideur et propriétés élastiques Frottement, évolutions de la microstructure et plasticité Pré-requis éventuels : solides connaissances en mécanique de base (corps rigide) Formes pédagogiques utilisées : cours classiques avec supports vidéo + séances d'exercices corrigés Polycopié : oui Cours sur le site web : oui Autres cours connexes : cours généraux de mécanique des milieux continus, mécanique des sols, des roches Constitution de l'équipe : Jean-Noël ROUX / Flavien LAHMAR - Laboratoire Navier - Equipe Rhéophysique - [email protected] – Tél : 01 40 43 54 79 Contraintes particulières : Bibliographie: "Les milieux granulares. Entre fluide et solide" B. Andreotti, Y. Forterre, O. Pouliquen CNRS Editions, 2011 "Modélisation numérique discrète des matériaux granulaires (Série Géomatériaux, MIM)", F. Radjai, F. Dubois Hermès, 2010 Projets d’initiation à la recherche associés :

Mise en place des matériaux granulaires - Influence sur la porosité du milieu ([email protected] et [email protected])

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esponsable : Jean SULEM

Titre : Modélisation des Tunnels

Code : MDT

C ! Module x Ouverture !

Objectifs : le cours présente les outils de modélisation mis en œuvre pour l’étude du creusement et de la stabilité des tunnels et des ouvrages souterrains, ainsi que les méthodes d’excavation et de soutènement. Les effets dus aux discontinuités et aux écoulements fluides sont également introduits dans le cours. Mots-clés : Tunnels, ouvrages souterrains, mécanique des sols, mécanique des roches, dimensionnement, modélisation par éléments finis, modélisation par éléments distincts, approches analytiques, comportement bi phasique Résumé et description succincte du cours : Cours de conception et modélisation du creusement d’un ouvrage souterrain. Présentation des recherches dans le domaine. Le cours comporte 5 séances de cours et 2 séances de TD. Techniques de réalisation des ouvrages souterrains. Contraintes et déformations dans un ouvrage souterrain. Outils de modélisation 2D et 3D. Dimensionnement du soutènement. Méthode « convergence-confinement ». Ouvrages dans massifs anisotropes. Modélisation numérique des ouvrages souterrains. Exemples d’ouvrages. Pré-requis éventuels : Mécanique des sols, Mécanique des roches Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) 7 séances de trois heures dont deux séances de Travaux dirigés Polycopie : oui x non ! Cours sur le site web : oui x  non ! Autres cours connexes : Mécanique des Roches Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Jean SULEM – Laboratoire Navier – Equipe Géotechnique - ENPC Marne-la-Vallée. Email : [email protected] Tél. : 01 64 15 35 45 Ahmad POUYA – Laboratoire Navier – Equipe Géotechnique – ENPC Marne la Vallée [email protected] – Tél : 01 64 15 35 65 Contraintes particulières : Bibliographie: Projets d’initiation à la recherche associés :

sujets renouvelés chaque année

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Titre : Mécanique des Roches

esponsable : Jean SULEM C !  Module

" 

Code : MR

Ouverture !

Objectifs : le cours a pour objectif d’enseigner les avancées récentes réalisées pour la modélisation du comportement des roches et des massifs rocheux, à la fois en termes de techniques expérimentales (caractérisation in situ et en laboratoire) et de modélisation du comportement. Le cours traite également du comportement mécanique des discontinuités et des joints rocheux. Contenu : partie 1 : Mécanique des roches en tant que milieux continus, propriétés des roches, techniques expérimentales, lois de comportement, modélisation élastoplastique, poroélasticité. Partie 2 : comportement des milieux fracturés, description des discontinuités, modélisation des joints, rôle des fluides. Mots-clés : comportement mécanique, roches, poroélasticité , plasticité, fractures, stabilité, tunnels, massifs rocheux Pré-requis éventuels : Connaissances de base de géologie et de mécanique des sols Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) 5x3h de cours. 2x3h de travaux dirigés. Polycopié : oui " non ! Cours sur le site web : oui !  non " Autres cours connexes : Modélisation des Tunnels Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Jean SULEM – Laboratoire Navier – Equipe Géotechnique - ENPC Marne-la-Vallée. Email : [email protected] Tél. : 01 64 15 35 45 Ahmad POUYA – Laboratoire Navier – Equipe Géotechnique – ENPC Marne la Vallée [email protected] – tél : 01 64 15 35 65 Contraintes particulières : Bibliographie: Projets d’initiation à la recherche associés : sujets renouvelés chaque année

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Titre : Reconnaissance Géotechnique et

esponsable : Jean-Pierre MAGNAN

Géologique

C !  Module

" 

Code : RGG

Ouverture !

Objectifs : Les études géotechniques d’ouvrages ou de sites commencent toutes par une phase de découverte géologique et de caractérisation géotechnique des sols et roches, qui débouche sur la constitution d’une image du site ou « modèle géotechnique » qui servira de base aux calculs et autres études de conception et d’exécution. Ce cours a pour ambition de sensibiliser les étudiants à cette démarche et aux incertitudes qui lui sont associées. Mots-clés : Reconnaissance géologique, reconnaissance géotechnique, modèle géologique, modèle géotechnique ; essais en place Résumé et description succincte du cours : Le cours comprend cinq séances de cours et deux séances de travaux dirigés. Les séances ont pour thème : 1. Introduction. Besoins de reconnaissances et stratégies de reconnaissances. Exemples 2. L’analyse géologique des sites 3. Essais en place. Cours 4. Essais en place. Présentation de matériels et démonstrations d’essais 5. Analyse de données. Variabilité des sols et statistiques. 6. Analyse de données. Recherche de relations entre paramètres 7. Synthèse des reconnaissances. Modèle géotechnique. Exemples Pré-requis éventuels : Connaissances de base de géologie et de mécanique des sols Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) 5x3h de cours. 2x3h de travaux dirigés. Polycopié : oui " non ! Cours sur le site web : oui !  non " Autres cours connexes : Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Jean-Pierre MAGNAN - IFSTTAR - [email protected] Tél. : 01 40 43 52 60 Roger COJEAN - CGI Marne-la-Vallée - [email protected] Tél. : 01 49 32 90 88 Jean CANOU – Laboratoire Navier – Equipe Géotechnique - ENPC Marne-la-Vallée - [email protected] Tél. : 01 64 15 35 46 Contraintes particulières : Bibliographie: Projets d’initiation à la recherche associés :

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VII - Cours optionnels (Paris 6 et École Polytechnique)

Titre : Géologie et Hydrogéologie

Responsable : Marc de Rafelis / Nicolas

Code : GEOL

Le Moine TC !  Module X  Ouverture !

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : Le cours présente les données géologiques et hydrogéologiques de base indispensables à la description, la caractérisation et la compréhension du milieu souterrain, pour une bonne approche des problèmes de géomécanique. Mots-clés : Géologie, Minéralogie, Pétrographie, Stratigraphie, Géologie structurale, Cartes géologiques, Hydrogéologie, Ecoulements souterrains, Hydraulique des puits, Exploitation des eaux souterraines, Protection des ressources en eau. Résumé et description succincte du cours : Partie 1 (Géologie) : structure du globe et dynamique de la lithosphère ; minéralogie ; sédimentologie et roches sédimentaires ; magmatisme et roches magmatiques ; métamorphisme et roches métamorphiques ; stratigraphie ; Géologie structurale ; Cartes géologiques (conception, lecture, exploitation) . Partie 2 (Hydrogéologie) : écoulements souterrains, structures hydrogéologiques, nappes d’eaux souterraines ; hydraulique des puits et applications ; exploitation et protection des eaux souterraines. Pré-requis éventuels : Néant Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) ; cours magistraux (15h) et Travaux Dirigés (6h) Polycopié : oui Cours sur le site web : non Autres cours connexes : Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Marc de RAFELIS (Université Pierre et Curie) [email protected] Nicolas MOINE (Université Pierre et Curie) [email protected] Contraintes particulières : Néant Bibliographie: Projets d’initiation à la recherche associés :

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Responsable : Fayçal REJIBA

Titre : Reconnaissance géophysique

TC !  Module

! 

Code : GEOPH

Ouverture !

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : Initiation à la géophysique sur le terrain. Mise en pratique et interprétation des résultats des méthodes géophysiques utilisées pour l’investigation non-destructrice du proche sous-sol. Mots-clés : Reconnaissance, propriétés physiques des sols, méthodes électrique, gravimétrique, sismique Résumé et description succincte du cours : La reconnaissance non destructive du proche sous-sol, que l’on peut aussi appeler prospection ou exploration, a pour but de décrire, sans la modifier, la structure du sous-sol à partir des propriétés physiques de ce sous-sol. Les mesures sont faites à la surface (ou dans des forages préexistants). Parmi l’ensemble des propriétés, on ne peut utiliser en reconnaissance que celles qui : (1) montrent une variabilité suffisante en fonction des matériaux présents dans le sous-sol et une bonne corrélation avec les variables d’état ou les propriétés mécaniques ou hydrauliques qui intéressent en définitive le géotechnicien, (2) correspondent à des mesures rapides, peu onéreuses et à des phénomènes réversibles. Deux de ces propriétés sont bien connues des mécaniciens : la densité et la vitesse de propagation des ébranlements mécaniques. Elles sont toutes deux corrélées à la porosité et au degré de saturation. La résistivité électrique présente, elle, la plus grande variabilité et ses valeurs dépendent d’une part du contenu en eau et de la minéralisation de cette eau, d’autre part de la teneur en argile. Le cours présentera ces propriétés et les lois empiriques qui permettent une première interprétation des mesures. On décrira ensuite le principe des différents types de mesures et on donnera les modèles élémentaires d’interprétation. Le stage de terrain qui permet un contact indispensable avec la pratique des mesures constitue une partie déterminante de l’enseignement. Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) 12 h de cours, 3j de terrain Cours sur le site web : oui Autres cours connexes : Reconnaissance géologique et géotechnique Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Fayçal REJIBA, 01 44 27 61 60, [email protected] Alain TABBAGH, 01 44 27 48 24, [email protected] Bibliographie: http://www.labos.upmc.fr/sisyphe/dga/courslabo/recongeophy.pdf Projets d’initiation à la recherche associés : Résistivité complexe des sols

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Titre : Mécanique des roches et cavernes

esponsable : Pierre BEREST

souterraines

C !  Module Ouverture !

Code : RCS

Objectifs (place dans la formation, positionnement par rapport à la recherche, acquisitions visées) : Ce cours vise à utiliser les connaissances acquises dans les domaines de la statique des fluides, de la mécanique des solides, de la thermique et des écoulements en milieu poreux pour analyser le fonctionnement de grands ouvrages souterrains de stockage. Mots-clés : Stockage souterrain ; étanchéité ; stabilité mécanique ; éruption Résumé et description succincte du cours : Ce cours concerne le stockage des hydrocarbures en mine, galerie ou cavité et le stockage des déchets radioactifs à vie longue. Ces ouvrages soulèvent des problèmes originaux dans les domaines de la stabilité mécanique des ouvrages, de leur étanchéité mais aussi de leur devenir à très long terme après leur abandon. Ils conduisent à apporter une attention spéciale à la conception, aux essais et à la surveillance. Le cours utilise systématiquement les études de cas, et notamment les leçons à tirer d’accidents de diverse nature ayant affecté des stockages réels : perte de stabilité mécanique, absence d’étanchéité, éruption des produits à la suite d’une défaillance des organes de surface. L’analyse des accidents s’appuie sur les connaissances générales acquises en statique des fluides, thermique, mécanique des solides, écoulements en milieux poreux.

Pré-requis éventuels : Les notions nécessaires (mécanique, thermique, hydrogéologie) feront l’objet de rappels Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...) 7 séances de trois heures, comprenant enseignement magistral et exercices Polycopie : oui x non ! Cours sur le site web : oui !  non x Autres cours connexes : Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): Pierre BEREST - Laboratoire de Mécanique des Solides - Ecole Polytechnique - [email protected] Contraintes particulières : Bibliographie:P.Bérest, B.Brouard, G.Durup. Abandon des cavités salines. Rev. Fr. Géotechnique, 1 trimestre 1998. P.Bérest, B.Brouard, B.Feuga. Abandon des Mines de sel : faut-il ennoyer ? Rev. Fr. Géotechnique, n°106-107, 1 et 2 trimestres 2004. Bérest P and Brouard B. Safety of salt caverns used for underground storage. Blow out; mechanical instability; seepage; cavern abandonment. Oil & Gas Sci. Tech. J., Rev. IFP 2003;58:361-384 Projets d’initiation à la recherche associés :

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VIII – Cours supplémentaires à l’Ecole normale supérieure de Cachan (élèves en SOM – GC)

Titre : Science et ingénierie des bétons

esponsable : BENBOUDJEMA Farid /

hydrauliques

HAOUCHE Mohend

Ecole normale supérieure 61 Avenue du président Wilson 94230 CACHAN

Code : SIBH

C !  Module Ouverture !

Objectifs : Ce module analyse le comportement différé des matériaux cimentaires (séchage, température, retrait, fluage, fissuration) sous sollicitations environnementales (séchage et température) et mécaniques couplées. L’étude du comportement expérimental et le rôle de la formulation (lien entre les constituants, leurs caractéristiques et les performances des bétons) sont abordés afin de connaître les caractéristiques fondamentales et les moyens de maîtriser le comportement des matériaux cimentaires (sur la base d’un cahier des charges performantiel). Les mécanismes physicochimiques et les modélisations existantes, les plus avancées à l’heure actuelle, sont également développés afin de comprendre l’origine du comportement macroscopique de ces matériaux et de prévoir celui des ouvrages en béton armé et précontraint. Enfin, une place est réservée à l’utilisation de code de calcul aux éléments finis (Cast3m) et à la réalisation d’études expérimentales (étude des effets de la formulation sur les propriétés à l’état frais d’un BAP). Les objectifs sont de présenter une vision complète des bétons d’aujourd’hui en vue de leur formulation pratique, faire le lien entre les constituants et leurs caractéristiques et les performances des bétons, optimiser la formulation sur la base d’un cahier des charges performantiel et savoir modéliser les phénomènes majeurs. Notions théoriques ou bien de culture générale, ou méthodologique qui seront acquises par l’élève. Mots-clés : Stockage souterrain ; étanchéité ; stabilité mécanique ; éruption Résumé et description succincte du cours : Microstructure et propriétés des bétons : Relations microstructurepropriétés des matériaux. Mécanismes d’hydratation des ciments. Stabilité thermodynamique des hydrates, perméation et diffusion des espèces à travers la microstructure. Comportement différée à court terme et à long terme (séchage, retrait, fluage, fissuration) Comportement à hautes températures des bétons Durabilité des bétons lors d’une attaque chimique externe (sulfates, lixiviation) Bétons innovants (BHP, BTHP, BAP, BFUHP). Formulation avancée des bétons, comportement aux états frais et durci, applications. Pré-requis éventuels  : Comportement mécanique du béton, méthodes numériques (différences finies, éléments finis), mécanique du solide déformable en petites déformations, résistance des matériaux Formes pédagogiques utilisées (nb. heures, ...)  16h de cours, 10h de travaux dirigés, 4h de travaux pratiques. Polycopie : oui ! non ! Cours sur le site web : oui !  non ! Autres cours connexes : Constitution de l'équipe (noms et coordonnées): BENBOUDJEMA Farid - 01 47 40 53 69 - [email protected] Contraintes particulières : Bibliographie : Benboudjema F., Meftah F., Heinfling G., Le Maou F., Torrenti J.-M., « Chapitre 5 : Effets différés – Fluage et retrait », Traité MIM - Mécanique et Ingénierie des Matériaux –, sous la direction de Jean-Marie Reynouard et Gilles Pijaudier-Cabot, Edition Hermès, Paris, février 2005, p. 295-361. Ulm F.-J., Bazant Z.P., Witmann F.H., Creep, Shrinkage and Durability Mechanics of concrete and other Quasi-Brittle Materials, (2001), Elsevier. Neville A.M., Propriétés des bétons, (2000), Eyrolles. De Larrard, Construire en béton, (2002), Presses des Ponts et Chaussées. ACKER Paul, TORRENTI Jean-Michel, ULM Franz-Josef, Comportement du béton au jeune âge, Traité MIM, série Matériaux de construction, Lavoisier, 2004 Jean-Pierre OLLIVIER et Angélique VICHOT, La durabilité des bétons, Presse de l’ENPC, 2008..

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IX –Exemples de sujets de PIR de la session précédente : Session 2011-2012  A l’ECP

1) Modélisation de l’essai de porosimétrie à l’aide d’outils de morphologie mathématique 2) Mise en place des matériaux granulaires - Influence sur la porosité du milieu 3) Modélisation numérique de l’érosion 4) Modèles analytiques et semi-analytiques de la voie ferrée 5) Influence de la topographie sur la variabilité du champ sismique incident 6) Mitigation of liquefaction seismic risk by preloading 7) Vulnérabilité sismique des sites 8) Analyse des risques liés au glissement des terrains 9) Simulation numérique et expérimentale du transport des particules dans un milieu poreux 10) Etude expérimentale de la microfissuration dans les argiles par dessiccation 11) Etude expérimentale du retrait des argiles par dessiccation 12) The principle of conservation of probability: an alternative to the principle of maximum dissipation for propagating uncertainties in stochastic elasto-plastic mechanical systems? 13) Mixed versus displacement-based formulations for effective inelastic beam / column finite element numerical implementation 14) Mechanical behaviour of unsaturated soils close to saturation

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 A l’École des Ponts ParisTech

1) 2) 3) 4) 5)

Erosion interne - Colmatage d'un écoulement Renforcement d'un sol par colonnes de soil-mixing Etude du gonflement anisotrope des sols compactés Influence des fines sur le comportement hydromécanique des sols grossiers Etude du comportement hydromécanique des roches envisagées pour le stockage des déchets nucléaires 6) Essai sur pieu - le cas des pieux géothermiques 7) Modélisation de l'interaction sol-structure - Application aux pieux géothermiques 8) Couplages multi physiques dans le contexte du stockage géologique du CO2 9) Aspects hydromécaniques du transport et de la déposition de particules solides dans les réservoirs pétroliers 10) Fracturation et perméabilité des réservoirs de gaz de schistes 11) Aspects expérimentaux de la caractérisation de la microstructure des ciments pétroliers 12) Modélisation numérique de la stabilité des tunnels dans les milieux fracturés 13) Modélisation de l’écoulement dans un milieu poreux fissuré. Application au calcul de la perméabilité effective 14) Influence de la vitesse des trains sur le comportement de la structure d'assise 15) Détection d'endommagements dans les structures 16) Récupération d'énergie dans les structures 17) Dissipation d'énergie par frottements dans les milieux granulaires

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 A l’IFSTTAR

1) Etude des potentialités de l’analyse limite pour le dimensionnement des ouvrages géotechniques à l‘Etat Limite Ultime (ELU) sous charge dynamique 2) Prise en compte du fluage dans la méthode des éléments finis – Application à des ouvrages géotechniques (pentes, remblais sur sols compressibles) 3) Etude d’estimateurs d’erreurs à postériori pour la méthode des éléments finis : influence de la discrétisation sur les résultats obtenus dans le domaine du comportement non linéaire 4) Analyse limite cinématique pour l’étude de la stabilité des sols renforcés : applications aux pentes et talus 5) Etude de la portance des fondations mixtes par la méthode des éléments finis

 A l’université Paris 6

1) Corrélations entre les propriétés diélectriques et rhéologiques des fluides organiques complexes (boues d’épuration) 2) Relations entre la résistivité électrique, la permittivité diélectrique et les propriétés mécaniques des pierres de constructions anciennes 3) Mesures de la permittivité diélectrique complexe et de la conductivité DC à l’aide de sondes TDR (Time Domain Reflectometry) 4) Mesures de teneur en eau à l’aide d’un radar mono statique 5) Utilisation de la méthode de prospection électrostatique pour la reconnaissance des sous-sols urbains

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X –Exemples de sujets de stage de la session précédente : Session 2011-2012  A l’ECP

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9)

Modélisation numérique de l’érosion Prise en compte de la variabilité spatiale dans les études d’ISS Mitigation of liquefaction seismic risk by preloading Etude expérimentale du comportement de matériaux de barrage sous sollicitation sismique Etude expérimentale du comportement de matériaux compactés de remblais dans différents états de saturation Analyse des risques liés au glissement des terrains Etude du transport et dépôt des particules fines dans un milieu poreux granulaire Influence de la topographie sur la variabilité du champ sismique incident Béton au jeune âge – Influence des agrégats dans le comportement thermique

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 A l’École des Ponts ParisTech

1) Comportement hydraulique d’un sol grossier non saturé 2) Comportement cyclique triaxial d’un sol intermédiaire non saturé 3) Etude du gonflement anisotrope des sols compactés 4) Essai sur pieu – cas des pieux géothermiques 5) Etude du blocage d’un écoulement permanent d’eau (érosion interne) 6) Détection d’endommagements par extensométrie vibratoire 7) Modélisation de la fatigue cyclique du sel gemme autour des cavités de stockage souterrain 8) Modélisation du comportement hydromécanique d’une fracture dans un milieu poreux 9) Modélisation de l’interaction sol-structure – Application aux pieux géothermiques 10) Caractérisation expérimentale de la microstructure d’un ciment pétrolier

 A l’IFSTTAR

1) 2) 3) 4) 5)

Dégradation par corrosion d’éléments de structure en béton armé Modélisation 3D de poutres en béton armé dégradée par corrosion Modélisation de poutres en béton armé sous chargement monotone Modélisation d’un voile en béton armé sous chargement monotone ou cyclique Phénomène d’érosion des sols : influence des propriétés physico chimiques de l’eau

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Stages à l’extérieur

1) Modélisation du comportement dynamique d’ouvrages géo mécaniques (EDF) 2) Etude de la carbonatation des sols traités à la chaux – conséquences physico-chimiques et mécaniques (ESTP Cachan) 3) Elaboration d’un protocole de comparaison des résultats de simulation numérique avec des mesures expérimentales (NECS) 4) Etudes de sensibilité et de vulnérabilité d’une maquette de bâtiment en béton armé – Projet SMART 2008 (NECS) 5) Suivi observationnel pendant des travaux d’excavation et de butonnage d’une fosse, après sinistre (VINCI) 6) Etude des améliorations des graveleux latéritiques : cas de la couche de fondation du chantier N’Djaména-Dourbali (VINCI) 7) Milieux non saturés sur les problèmes des sols gonflants dans la région parisienne (HYDROGEOTECHNIQUE) 8) Comportement dynamique des sols de la structure d’assise (SNCF) 9) Etude statistique des comportements mécaniques de la voie ferrée (SNCF)

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XI - Plan d’accès à l’École Centrale École Centrale Paris Grande Voie des Vignes F-92 295 CHÂTENAY-MALABRY RER B Direction Aéroport ORLY– Gare « Antony » - Bus 395 Arrêt “Ecole centrale”

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XII - Pour accéder à l’École des Ponts ParisTech  En RER A - RER A direction « Chessy Marne la Vallée Disneyland » - station « Noisy – Champs » - Sortir en tête de train. Suivre Direction « Cité Descartes ».  Par l'autoroute A4 - En venant de Paris, autoroute A4, direction « Metz – Nancy », sortie « Champs-sur-Marne », direction « Cité Descartes ». L’ENPC est à 15 km de la porte de Bercy.

- En venant de la province, autoroute A4, direction Paris, sortie « Champs-sur-Marne », direction « Cité Descartes ».

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XIII - Pour accéder à l’IFSTTAR (ex LCPC).

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XIII - Pour accéder à l’Université Pierre et Marie Curie Paris 6 (UPMC) Campus Jussieu (Siège) Adresse : 4 place Jussieu 75252 Paris cedex 05 Tél. 01 44 27 44 27 Accès : - Métro, lignes 7 et 10 (station Jussieu) - Bus 89 (station Jussieu)

Les cours auront lieu en salle « PACIFIQUE » située au couloir 56/66 au 3ème étage . En suivant le plan détaillé (ci-dessous), se diriger en tour 56 ou 66 et prendre le couloir au 3è étage qui les relient (le nom des salles est indiqué sur les portes).

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