École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

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L'école du nouveau monde · Plateforme e-Learning

Unité d’enseignement : ARC · S1 · UE3 — Environnement génie civil

  • Mécanique des sols

    Tout bâtiment repose sur un sol dont il faut connaître le comportement : une villa fissurée à Niamey, un mur de clôture qui s’affaisse après l’hivernage ou un dallage qui gonfle sont presque toujours des problèmes de sol. La mécanique des sols fournit les outils pour identifier un sol (granulométrie, limites d’Atterberg, états de compacité et d’humidité), prévoir son comportement lors du compactage des remblais et des plateformes, de l’écoulement de l’eau (perméabilité) et des tassements (consolidation), et enfin concevoir les fondations. Le cours s’appuie sur les sols rencontrés au Niger : sables dunaires, latérites et graveleux latéritiques, argiles des vallées et des bas-fonds, parfois gonflantes. Des TP guidés au laboratoire de géotechnique (teneur en eau, granulométrie, limites d’Atterberg, Proctor, perméabilité) et sur le terrain (pénétromètre) complètent le cours.

    Objectifs d’apprentissage

    • Décrire un sol comme un milieu à trois phases et calculer ses paramètres d’état (w, e, n, Sr, ρd).
    • Identifier et classer un sol à partir de sa granulométrie et de ses limites d’Atterberg.
    • Exploiter un essai Proctor et un essai CBR, et contrôler un compactage sur chantier.
    • Appliquer la loi de Darcy, le principe des contraintes effectives et calculer un tassement de consolidation.
    • Choisir un type de fondation et pré-dimensionner une semelle à partir de la capacité portante du sol.

    Prérequis

    Connaissances de base en géologie (formation des sols, roches, altération) et en physique (masse volumique, pression, contrainte, forces). Notions de résistance des matériaux (contrainte, critère de Mohr-Coulomb).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Propriétés physiques, identification et classification des sols
    2. Leçon 2 — Compactage des sols : essai Proctor, CBR et contrôle en place
    3. Leçon 3 — Perméabilité, contraintes effectives et consolidation
    4. Leçon 4 — Capacité portante et conception des fondations superficielles

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 15 h de cours magistral (CM), 5 h de travaux dirigés (TD), 10 h de travaux pratiques (TP) et 10 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (comptes rendus de TP, exercices de TD, quiz en ligne) et examen terminal écrit (exercices chiffrés, abaques et tableaux fournis).

    Bibliographie

    • Das, B. M. (2010). Principles of Geotechnical Engineering. Cengage Learning.
    • Holtz, R. D., Kovacs, W. D., & Sheahan, T. C. (2010). An Introduction to Geotechnical Engineering. Pearson.
    • Costet, J., & Sanglerat, G. (1981). Cours pratique de mécanique des sols (2 tomes). Dunod.
    • Philipponnat, G., & Hubert, B. (2016). Fondations et ouvrages en terre. Eyrolles.
    • Schlosser, F. (2003). Éléments de mécanique des sols. Presses de l’École nationale des ponts et chaussées.

  • Résistance des matériaux

    La résistance des matériaux (RDM) permet de vérifier qu’un élément de structure — poteau, poutre, linteau, tirant, boulon — supporte les charges qu’on lui applique sans se rompre et sans se déformer exagérément. À partir des efforts calculés en statique, on détermine les contraintes et les déformations dans la matière, puis on les compare aux caractéristiques des matériaux (acier, béton, bois, terre). Le cours traite successivement la traction-compression, la flexion, le cisaillement et la torsion, puis les états de contrainte combinés et les théories de la rupture (Rankine, Tresca, von Mises, Coulomb), avec une ouverture sur le flambement. Les exemples sont pris dans la construction courante au Niger (villa R+1, école, auvent, charpente), et des TP guidés en laboratoire (traction de l’acier, flexion du bois, compression du béton) permettent de mesurer soi-même les grandeurs étudiées.

    Objectifs d’apprentissage

    • Définir contrainte, déformation, module d’élasticité, coefficient de Poisson et coefficient de sécurité.
    • Calculer les contraintes et déformations d’éléments en traction ou compression simple.
    • Tracer les diagrammes d’effort tranchant et de moment fléchissant d’une poutre isostatique et vérifier contraintes et flèche.
    • Calculer les contraintes de cisaillement (poutres, boulons) et de torsion (arbres circulaires).
    • Déterminer les contraintes principales et appliquer un critère de rupture ; estimer la charge critique de flambement d’Euler.
    • Réaliser et exploiter des essais normalisés de laboratoire.

    Prérequis

    Statique (équilibre, réactions d’appui, efforts intérieurs) et Matériaux de construction (propriétés de l’acier, du béton, du bois et de la terre). Maîtrise des unités (N, kN, MPa = N/mm²).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Contraintes et déformations : traction et compression
    2. Leçon 2 — Flexion simple des poutres
    3. Leçon 3 — Cisaillement et torsion
    4. Leçon 4 — États de contrainte, théories de la rupture et flambement

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 15 h de cours magistral (CM), 5 h de travaux dirigés (TD), 10 h de travaux pratiques (TP) et 10 h de travail personnel (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (comptes rendus de TP, exercices de TD, quiz en ligne) et examen terminal écrit (exercices chiffrés, formulaire autorisé).

    Bibliographie

    • Gere, J. M., & Goodno, B. J. (2012). Mechanics of Materials. Cengage Learning.
    • Beer, F. P., Johnston, E. R., & DeWolf, J. T. (2015). Mechanics of Materials. McGraw-Hill Education.
    • Timoshenko, S. (1968). Résistance des matériaux (2 tomes). Dunod.
    • Bazergui, A., Bui-Quoc, T., Biron, A., McIntyre, G., & Laberge, C. (2002). Résistance des matériaux (3e éd.). Presses internationales Polytechnique.

  • Matériaux de construction

    Ce cours présente les principaux matériaux utilisés dans la construction au Niger et dans le Sahel : béton et mortiers de ciment, acier, bois, terre crue (banco, adobe, BTC), pierre, ainsi que les matériaux de second œuvre. Il explique leurs propriétés physiques (masse volumique, porosité, absorption, comportement thermique), mécaniques (résistance, élasticité, ductilité) et leur durabilité face au climat chaud et sec, aux pluies violentes et aux termites. L’objectif est de permettre au futur assistant en architecture de choisir, prescrire et contrôler les matériaux d’un projet (villa, école, marché) avec des arguments techniques, économiques et bioclimatiques. Des travaux pratiques guidés en laboratoire accompagnent les leçons.

    Objectifs d’apprentissage

    • Identifier et classer les matériaux de construction selon leur nature et leur usage.
    • Calculer et interpréter les propriétés physiques : masse volumique, porosité, absorption d’eau.
    • Comprendre les propriétés mécaniques : contrainte, résistance, module d’élasticité, ductilité.
    • Connaître la composition et le dosage des mortiers et bétons, et réaliser les essais courants.
    • Connaître l’acier, le bois et les matériaux en terre crue, leurs avantages et leurs limites.
    • Sélectionner des matériaux adaptés au contexte sahélien (climat, coût, disponibilité locale).

    Prérequis

    Connaissances de base en chimie (réactions, hydratation, oxydation) et en physique (masse, volume, force, pression, chaleur).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Classification des matériaux et propriétés physiques
    2. Leçon 2 — Propriétés mécaniques et durabilité
    3. Leçon 3 — Liants, granulats, mortiers et bétons
    4. Leçon 4 — Acier, bois, terre crue et choix des matériaux au Sahel

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 15 h de CM, 5 h de TD, 10 h de TP et 10 h de TPE ; 2 crédits (UE3 — Environnement génie civil). Évaluation : contrôle continu (comptes rendus de TP, exercices, quiz en ligne) et examen terminal écrit. La présence aux TP est obligatoire.

    Bibliographie

    • Callister, W. D., Rethwisch, D. G. — Materials Science and Engineering: An Introduction, Wiley, 2018.
    • Mamlouk, M. S., Zaniewski, J. P. — Materials for Civil and Construction Engineers, Pearson, 2017.
    • Dreux, G., Festa, J. — Nouveau guide du béton et de ses constituants, Eyrolles.
    • Houben, H., Guillaud, H. (CRAterre) — Traité de construction en terre, Parenthèses.