Robert P. Chapuis
 

 

 

 

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L'ingénieur géologue
Robert P. Chapuis

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Robert P. CHAPUIS

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Programme de génie géologique

Local A351.5               Téléphone: 340-4711 poste 4427           Télécopieur: 340-4477

Courriel:  robert.chapuis@polymtl.ca

Principaux domaines d'expertise ou de recherche:

bulletEssais de perméabilité saturée et non saturée en laboratoire
bulletHydrogéologie physique
bulletModélisation numérique d'écoulements souterrains
bulletBarrières d'étanchéité
bulletEssais de perméabilité et de pompage in situ
bulletGéotechnique

 

Enseignement au 1er cycle (élèves ingénieurs)

GLQ2601 – Hydrogéologie appliquée – Hiver

Durée : 15 semaines – Forme : 3 heures de cours et 3 heures de TP par semaine

Préalables : GLQ1101A, ING1003, ING1007

Programme : Eau souterraine et cycle hydrologique. Aquifère et aquitard. Charge hydraulique et piézomètre. Mouvement de l’eau souterraine. Loi de Darcy. Mesures et valeurs de perméabilité. Réseau d’écoulement. Essais de pompage : régime permanent, transitoire, effets de frontière, drainance.  Facteurs influençant les niveaux d’eau. Qualité des eaux souterraines.  Divers types de polluants et leur propagation. Techniques de modélisation. Exploration et gestion des eaux souterraines. Recharge artificielle. Intrusions salines. Problèmes et applications.  Travaux de laboratoire incluant essais de perméabilité, carte piézométrique sur modèle réduit, essai de pompage en modèle réduit (2,4 m x 3,0 m x 1,2 m).

Manuels : Todd, Groundwater Hydrology, 2nd edition, John Wiley

Chapuis, Guide des essais de pompage et leurs interprétations,  Les Publications du Québec

 

GLQ3802 – Camp de géosciences environnementales Été (fin août) – avec Michel Chouteau

Durée : 1 semaine – Forme : travaux sur le terrain à Lachenaie et rapport par équipe

Préalables : GLQ2601, GLQ3202

Programme : Arpentage d’un réseau d’une cinquantaine de piézomètres.  Relevé des niveaux d’eau. Carte piézométrique. Échantillonnage d’eau souterraine.  Cartes de propriétés physiques et de cations. Sondages è la tarière, prise d’échantillons de sable, teneurs en eau. Essais de perméabilité in situ. Essai de pompage, graphiques des rabattements.  Essai de traceur non réactif en écoulement radial convergent.  Levés de sismique réfraction.  Levés électriques, électromagnétiques. Levés de géoradar. Interprétations.

 

Enseignement aux cycles supérieurs (ingénieurs diplômés)

GML6107 – Hydrogéologie – Automne

Durée : 15 semaines – Forme : 3 heures de cours et 3 heures de TP par semaine (en salle informatique)

Programme : Principes physiques et équations des écoulements souterrains saturés et non saturés. Problèmes divers d’ingénierie reliés aux eaux souterraines. Méthodes de prédiction de la conductivité hydraulique. Essais de perméabilité en laboratoire et difficultés expérimentales. Réseaux d’écoulement. Transport, diffusion, dispersion et aspects physico-chimiques.  Essais de perméabilité in situ (en forage, dans des piézomètres).  Essais de pompage en régime permanent et transitoire dans divers types d’aquifères. Techniques d’assèchement des excavations, stabilité, érosion interne. Écoulements en milieux fracturés. Problèmes étudiés en grande partie avec un logiciel d’écoulement souterrain saturé et non saturé (Seep/w).

Manuels : Domenico and Schwartz. Physical and Chemical Hydrogeology, 2nd edition, John Wiley

Chapuis, Guide des essais de pompage et leurs interprétations,  Les Publications du Québec

 

GML6109 – Stockage géologique des déchets – Mars-avril (cours du programme international)

Durée : 7.5 semaines – Forme : 6 heures de cours et 6 heures de TP par semaine (en salle informatique)

Programme : Rappels sur les écoulements saturés non saturés.  Sélection de sites pour entreposage de déchets liquides ou solides.  Barrières naturelles ou construites. Tapis d’étanchéité en argile.  Tapis en sol-bentonite.  Géomembranes.  Aspects spécifiques aux déchets radioactifs. Couvertures multicouches et barrières capillaires, migration d’eau et flux gazeux (M. Aubertin).  Systèmes de drainage, principes de filtration.  Critères de conception, méthodes de construction, surveillance de la performance.  Études de cas pour des stockages en surface ou à grande profondeur. Notions d’études de laboratoire et modélisation numérique des phénomènes. Problèmes étudiés en grande partie avec un logiciel d’écoulement souterrain saturé et non saturé (Seep/w).

Manuel : Notes de cours distribuées par le professeur et les conférenciers invités.

 

GML6111 – Travaux de terrain en hydrogéologieHiver (fin avril)cours du programme international – avec Michel Chouteau

Durée : 1 semaine – Forme : travaux sur le terrain à Sorel et rapport par équipe

Programme :  Relevés pour carte piézométrique. Échantillonnage d’eau souterraine (low-flow).  Mesure en place de paramètres physico-chimiques. Cartes de paramètres physiques et chimiques.  Essais de perméabilité in situ. Essai de pompage.  Essai de traceur non réactif en écoulement radial convergent.  Levés de sismique réfraction.  Levés électriques, électromagnétiques. Levés de géoradar.

 

GML6003 – Séminaire de géomatériaux – Automne – avec Michel Aubertin, Robert Corthésy, Richard Simon, Gérald Zagury

Durée : 15 semaines – Forme : exposés, conférences, tables rondes

Exposés faits par des professeurs, des chercheurs, des conférenciers invités, sur des sujets choisis en rapport avec les cours ou les travaux de recherche.  Discussion de publications récentes.

 

Mise à jour : novembre 2003

Étudiants(e)s dirigé(e)s ou co-dirigé(e)s

Nom, période

Dipl

Sujet de la thèse

Co-supervisé par

Dumont, Catherine, 2003- M Apports souterrains aux rivières  
Beaulieu, Catherine, 2003- M Essai de choc hydraulique in situ, argile  
Fala, Omar, 2002- PhD Écoulements non saturés, stériles miniers M. Aubertin, B. Bussière
Riffon, Olivier, 2002-2004 M Ségrégation, stériles miniers M. Aubertin
Pednault, Carl, 2002-2004 M Contamination, hydrocarbures D. Millette
Gamache-R., Audrey, 2002-2003 M Essais de traceurs, stériles miniers M. Aubertin
Chesnaux, Romain 2001-2004 PhD Détection de contamination croisée des puits Buès (Nancy)
Dallaire, Véronique, 2001-2003 M Caractérisation d'un aquifère stratifié  
Martin, Vincent, 2001-2003 M Méthodes d’entreposage des stériles miniers M. Aubertin

 

Principaux résultats de recherche

Essais de perméabilité in situ : Développement de la méthode du graphique des vitesses basée sur l’équation de conservation. Établissement de trois preuves indépendantes qu’une théorie sur les essais à niveau variable, et une norme ASTM, sont erronées. Publication récente d’une preuve expérimentale confirmant l’impossibilité d’obtenir le coefficient d’emmagasinement (ou le module élastique drainé) d’un aquifère à nappe captive par un tel essai.  Dans les argiles compactées, la méthode évite des erreurs pouvant sous-évaluer la perméabilité par un facteur atteignant 100, évitant ainsi des problèmes de sécurité.  De nombreux consultants utilisent la méthode du graphique des vitesses qui est  incluse dans des normes canadiennes et françaises.  Établir que la théorie usuelle des essais de choc hydraulique in situ peut donner des valeurs erronées par deux ordres de grandeur pour la perméabilité et par jusqu’à six ordres de grandeur pour le coefficient d’emmagasinement (ou le module élastique drainé) d’un aquitard.  Développement d’une méthode d’interprétation plus fiable
Essais de pompage dits d’aquifères : Développement de plusieurs méthodes d’interprétation des essais de pompage, en particulier des cas influencés par des frontières, ainsi que des cas de courts-circuits hydrauliques affectant les puits de surveillance.  Travaux en collaboration avec D. Chenaf (RMC, Kingston).
Essais de perméabilité en laboratoire : Développement de plusieurs méthodes relatives à la détermination du degré de saturation en cours d’essai, la détermination de l’anisotropie de perméabilité en fonction du mode de compactage, la détermination de la surface spécifique, une vérification élaborée de l’équation de Kozeny-Carman, ainsi que l’établissement de nouvelles équations de transfert gazeux dans les sols non saturés.
Tapis d’étanchéité : Développement des équations pour prédire le débit de fuite des cellules ainsi que les cas de mauvais fonctionnement.  Ces équations ont été validées par près de 25 cas de mauvaise performance, réparés avec succès grâce à un diagnostic efficace des défauts de comportement.  Mise en forme mathématique des trois critères connus d’érosion interne. Développement d’un modèle de perméabilité à double porosité pour les argiles compactées permettant d’expliquer les effets des conditions de compactage, ainsi que ceux des cycles de mouillage-séchage ou de gel-dégel.
Couvertures multicouches pour résidus miniers réactifs : Développement de plusieurs méthodes et concepts relatifs aux études physiques (laboratoire et terrain) et numériques des systèmes multicouches destinés à contrôler les mouvements de l’eau et des gaz.  Travaux en collaboration avec Michel Aubertin (Polytechnique) et Bruno Bussière (UQAT)

 

Publications (1996-2004)

1. Articles dans des revues 

80 Chapuis, R.P. and Aubertin, M. 2004.  Evaluation of the Kozeny-Carman's equation to predict the hydraulic conductivity of a soil: Reply.  Canadian Geotechnical Journal, 41(1): in print.

79 Chenaf, D. and Chapuis, R.P. 2004.  Methods to determine storativity of infinite confined aquifers from a recovery test: Reply.  Ground Water, 42(1): in print.

78 Aubertin, M., Mbonimpa, M., Bussière, B. and Chapuis, R.P. 2003. A model to predict the water retention curve from basic geotechnical properties. Canadian Geotechnical Journal, 40(6): 1104-1102..

77 Chapuis, R.P. 2004.  Permeability tests in rigid-wall permeameters:  Determining the degree of saturation, its evolution and influence on test results. Geotechnical Testing Journal, 27(1) in print.

76 Chapuis R.P. and Chenaf, D. 2003.  Effects of monitoring and pumping well pipe capacities on pumping tests in confined aquifers.  Canadian Geotechnical Journal, 40(5): 1093-1103.

75 Bussière, B., Aubertin, M. and Chapuis, R.P. 2003.  The behavior of inclined covers used as oxygen barriers.  Canadian Geotechnical Journal, 40(3): 512-525.

74 Chapuis, R.P. and Aubertin, M. 2003.  Evaluation of the Kozeny-Carman's equation to predict the hydraulic conductivity of a soil.  Canadian Geotechnical Journal, 40(3): 616-628.

73 Chapuis, R.P. and Chenaf, D. 2003.  Variable-head field permeability tests in driven casings: Physical and numerical modeling.  Geotechnical Testing Journal, 26(3): 245-256.

72 Drizo, A., Comeau, Y., Forget, C. and Chapuis, R.P. 2002.  Phosphorus saturation potential – A parameter for estimating the longevity of constructed wetland systems.  Environmental Science and Technology, 36(21): 4642-4648.

71 Chapuis, R.P. and Cazaux, D. 2002, “Pressure-Pulse Test for Field Hydraulic Conductivity of Soils: Is the Usual Interpretation Method Adequate?”, In Evaluation and Remediation of Low and Dual Porosity Environments, ASTM STP 1415, ASTM International, West Conshohocken, PA, pp. 66-82.

70 Chenaf, D. and Chapuis, R.P. 2002.  Methods to determine storativity of infinite confined aquifers from a recovery test. Ground Water, 40(4): 385-389.

69 Mbonimpa, M., Aubertin, M., Chapuis, R.P. and Bussière, B. 2002.  Practical pedotransfer functions for estimating the saturated hydraulic conductivity.  Geotechnical and Geological Engineering, 20:235-259.

68 Chapuis, R.P. 2002.  The 2000 R.M. Hardy Lecture: Full-scale hydraulic performance of soil-bentonite and compacted clay liners. Canadian Geotechnical Journal, 39(2): 417-439.

67 Chapuis, R.P. and Chenaf, D. 2002.  Slug tests in a confined aquifer: Experimental results in a large soil tank and numerical modeling. Canadian Geotechnical Journal, 39(1): 14-21.

66 Chapuis, R.P. and Aubertin, M. 2001.  Evaluation of saturated and unsaturated seepage through dikes in steady state conditions. Canadian Geotechnical Journal, 38(6): 1321-1328.

65 Schoefs, O., Chapuis, R.P., Perrier, M. and Samson, R. 2001.  Modeling the dynamics of biodegradation in unsaturated soil for implementation of advanced control strategies.  Innovative methods in Support of Bioremediation, 6(4): 139-147.

64 Gloaguen, E., Chouteau, M., Marcotte, D, and Chapuis, R.P. 2001.  Estimation of hydraulic conductivity of an unconfined aquifer using cokriging of GPR and hydrostratigraphic data. Journal of Applied Geophysics, 47: 135-152.

63 Chapuis, R.P., Chenaf, D., Bussière, B., Aubertin, M., and Crespo, R. 2001.  A user's approach to assess numerical codes for saturated and unsaturated seepage conditions. Canadian Geotechnical Journal, 38(5): 1113-1126.

62 Chapuis, R.P. 2001. Extracting piezometric level and hydraulic conductivity from tests in driven flush-joint casings. Geotechnical Testing Journal, 24(2): 209-219.

61 Chapuis, R.P. 1999. Borehole variable-head permeability tests in compacted clay liners and covers. Canadian Geotechnical Journal, 36(1): 39-51.

60 Chapuis, R.P. and Chenaf, D. 1998. Detecting a hydraulic short-circuit along a monitoring well with the recovery curve of a pumping test in a confined aquifer: method and example. Canadian Geotechnical Journal, 35(5): 790-800.

59 Chapuis, R.P. 1998. Ultrasonic method for evaluation of annular seals for wells and instrumented holes: Discussion. Geotechnical Testing Journal, 21(4): 370-371.

58 Chapuis, R.P. 1998. Overdamped slug test in monitoring wells: Review of interpretation methods with mathema-tical, physical and numerical analysis of storativity influence. Canadian Geotechnical Journal, 35(5): 697-719. This paper received the Keefer Medal from the Engineering Institute of Canada.

57 Aubertin, M., Ricard, J.-F. and Chapuis, R.P. 1998. A predictive model for the water retention curve: application to tailings from hard rock mines. Canadian Geotechnical Journal, 35(1): 55-69.

56 Wendling, G., Chapuis, R.P. and Gill, D.E. 1997. Quantifying the effects of well development in unconsolidated material. Ground Water, 35: 387-399.

55 Chapuis, R.P., and Pouliot G., 1996. Determination of bentonite content in soil-bentonite liners by X-ray diffraction. Canadian Geotechnical Journal, 33(5): 760-769.

54 Aubertin, M., Bussière, B., Aachib, M. et Chapuis, R.P. 1996. Une modélisation numérique des écoulements non saturés dans les couvertures multicouches en sols. Hydrogéologie, 96(1): 3-13.

53 Aubertin, M., Bussière, B., and Chapuis, R.P. 1996. Hydraulic conductivity of homogenized tailings from hard rock mines. Canadian Geotechnical Journal, 33(3): 470-482.

52 Chapuis, R.P., Contant, A., and Baass, K. 1996. Segregation of 0‑20 mm crushed bases during compaction in laboratory conditions. Canadian Geotechnical Journal, 33(1): 168-176.

2. Normes  

Membre des comités ASTM D18-01, -04 et -20 qui prépare les normes relatives aux essais de perméabilité en laboratoire et in situ, aux essais de pompage et aux barrières hydrauliques.

3. Livres et compte-rendus   

Chapuis, R.P. 1999.  Guide d'interprétation des essais de pompage.  Éditeur officiel du Québec, Environnement Québec (158 pages, 78 figs., 17 tables). ISBN 2-551-18108-9.

 

4. Articles dans des comptes rendus de congrès 

108 Fala, O., Aubertin, M., Molson, J., Bussière, B., Wilson, G.W., Chapuis, R.P. and Martin, V. 2003.  Numerical modelling of unsaturated flow in uniform and heterogeneous waste rock piles.  Proceedings of the 6th ICARD, Cairns, Australia, pp. 895-902.

107 Bussière, B.,     Chapuis, R.P. and Aubertin, M. 2003.  Unsaturated flow modeling for exposed and covered tailings dams. Proceedings, ICOLD-CIGB, Montréal, 15 June 2003, Symposium international sur les grands défis liés aux barrages de résidus miniers.

106  Lospied, C., Kharoune, M., Chapuis, R.P. and Comeau, Y. 2003.  Removal of dissolved phosphorus by steel slag.  Proceedings, American Fishery Society Conf., August.

105 Bussière, B., Apithy, S.A., Aubertin, M., and Chapuis, R.P. 2003.  Water diversion capacity of inclined capillary barriers.  Proceedings, 56th CGS-IAH Conference, Winnipeg, Sept. 29- Oct. 1st, paper CGS192, CDROM, 8 p.

104 Aubertin, M., Fala, O., Bussière, B., Martin, V., Campos, D., Gamache-Rochette, A., Chouteau, M. et Chapuis, 2002.  Analyse des écoulements de l’eau en conditions non saturées dans les haldes à stériles.  Proc., Symposium 2002 sur l’environnement et les mines, Rouyn-Noranda, CDROM papier s32a1019p535, 13 p.

103 Aubertin, M., Mbonimpa, M., Jolette, D., Bussière, B., Chapuis, R.P., James, M. et Riffon, O. 2002.  Stabilité géotechnique des ouvrages de retenue pour les résidus miniers : problèmes persistants et méthodes de contrôle.  Proc., Symposium 2002 sur l’environnement et les mines, Rouyn-Noranda, CDROM, papier s32a1019p526, 26 pages.

102 Fala, O., Aubertin, M., Bussière, B. and Chapuis, R.P. 2002.  Analyses numériques des écoulements non saturés dans les haldes à stériles.  Proceedings, 55th Canadian Geotechnical Conference, Niagara Falls, pp. 489-496.

101 Aubertin, M., Bussière, B., Bernier, L., Chapuis, R.P., Julien, M., Belem, T., Mbonimpa, M. Benzaazoua, M. and Li. L. 2002.  La gestion des rejets miniers dans un contexte de développement durable et de protection de l’environnement.  Proceedings, Conference of the Canadian Society of Civil Engineering, Montreal, June 5-8, Paper GE-045, 10 p.

100 Bussière, B., Aubertin, M. and Chapuis, R.P. 2002.  A laboratory set up to evaluate the hydraulic behavior of inclined capillary barriers. Proceedings, Int. Conf. on Physical Modelling in Geotechnics, St.Johns, NFLD, A.A. Balkema, Rotterdam, pp. 391-396.

Plus 41 autres articles publiés dans des comptes rendus depuis 1996.

6. Prix et honneurs

-        Lauréat, 2000, du prix Hydrogéologie, premier récipiendaire de ce prix (Société canadienne de géotechnique)

-        Lauréat, 2000, de la médaille Keefer, Institut canadien des ingénieurs, meilleur article sur un sujet de génie civil

-        Conférencier R.M. Hardy, Congrès annuel de la Société canadienne de géotechnique, octobre 2000.