Finissant au doctorat en ingénierie, Behzad Dastjerdy a effectué sa soutenance de thèse le 1er mai 2025. Sous la direction de recherche de Ali Saeidi et la codirection de recherche de Shahriyar Heidarzadeh (AECOM), sa thèse a pour titre « Evaluation of effects of geomechanical parameters and in-situ stress on rockburst occurrence in deep excavations ».
Sous la présidence de Alain Rouleau, le jury d’évaluation était composé de Ferri Hassani (McGill) et de Li Li (Polytechnique Montréal).
Résumé de la thèse
La demande croissante en minéraux naturels a conduit l’exploitation minière souterraine à des profondeurs plus importantes, où les défis liés au maintien de la stabilité des excavations deviennent considérablement plus complexes. Parmi ces défis, les coups de terrain — définis comme des ruptures soudaines et violentes de la roche — représentent un danger majeur. Ces phénomènes sont provoqués par des conditions de contraintes élevées et sont fortement influencés par les paramètres géomécaniques et les contraintes in-situ, qui présentent tous deux une incertitude inhérente. Malgré des recherches approfondies, les mécanismes sous-jacents aux occurrences de coups de terrain demeurent partiellement compris. Cette thèse examine les effets des paramètres géomécaniques et des contraintes in-situ sur les occurrences de coups de terrain, en comblant des lacunes importantes dans les connaissances et en proposant des méthodologies avancées pour une évaluation améliorée des risques dans les excavations profondes.
Pour traiter les incertitudes liées aux paramètres géomécaniques, une méthodologie robuste en trois étapes a été développée. Cette approche intègre des techniques de traitement statistique des données pour garantir une quantification fiable des paramètres, une analyse détaillée des effets de la schistosité sur le comportement de la roche, ainsi que des études pétrographiques pour saisir l’influence des compositions minéralogiques.
Cette approche intégrée permet d’améliorer la compréhension de la variabilité inhérente aux propriétés géomécaniques et de ses implications pour la stabilité des excavations. Une attention particulière a été accordée à l’examen des méthodes de détection des valeurs aberrantes et à la sélection des techniques de traitement des données optimales pour développer des paramètres d’entrée fiables pour les modèles prédictifs. Cette recherche a également mené une caractérisation approfondie des contraintes in-situ, un facteur crucial pour l’analyse des excavations souterraines. En combinant des méthodes statistiques avec des connaissances géologiques, l’étude a affiné les relations existantes contrainte-profondeur pour le Bouclier canadien. Ce processus a impliqué une évaluation critique des approches traditionnelles et l’intégration de nouvelles données pour remédier aux limites des modèles précédents. Les relations contrainte-profondeur résultantes fournissent une base plus précise pour l’évaluation des risques de coups de terrain et constituent une contribution clé au domaine de la mécanique des roches souterraines. En utilisant les paramètres géomécaniques quantifiés et les relations contrainte-profondeur affinées, cette étude a systématiquement analysé l’applicabilité et les limites des critères existants de prédiction des coups de terrain. Des simulations numériques avancées ont révélé une variabilité significative de la précision prédictive entre les différents indices. Les critères intégrant la contrainte principale majeure, tels que les indices de Tao et Zhang, ont montré de meilleures performances pour identifier les zones à haut risque, en particulier près des zones de spandrel et des couronnes de tunnel. Les évaluations spécifiques aux frontières ont mis en évidence le rôle critique de la variabilité spatiale dans la susceptibilité aux coups de terrain, démontrant que les risques augmentent avec la distance par rapport à la frontière du tunnel et varient considérablement entre les unités rocheuses ayant des propriétés géomécaniques distinctes.
Cette thèse comble les lacunes dans la compréhension des mécanismes de coups de terrain en intégrant des perspectives géologiques, statistiques et d’ingénierie. En abordant les incertitudes associées aux paramètres géomécaniques et aux contraintes in-situ, cette étude fournit un cadre complet pour prédire les occurrences de coups de terrain dans les projets souterrains profonds.
Félicitations à Behzad Dastjerdy pour la soutenance de sa thèse de doctorat!
