Department of Civil, Geological and Mining Engineering
Geotechnical engineering (including engineering geology) Environmental engineering Water quality, pollution
Sustainable Transport and Infrastructures
Research interests and affiliations
L'équipe du professeur Courcelles travaille sur des sujets transversaux qui touchent différents domaines, de l'amélioration des sols en place à la géothermie en passant par la réhabilitation environnementale. Cette diversité d'applications est rendue possible par la maîtrise des phénomènes de précipitation dans les milieux granulaires. Pour certaines applications comme la géotechnique, il est intéressant de favoriser ces phénomènes de manière à créer des géomatériaux capables de concurrencer les bétons conventionnellement utilisés dans les injections et ainsi limiter les émissions de gaz à effet de serre. Pour d'autres applications par contre, il est plutôt intéressant de les limiter de manière à augmenter leur durée de vie. C'est par exemple le cas des filtres de traitement des eaux souterraines pour la réhabilitation d'un site contaminé ou des systèmes géothermiques en boucle ouverte. L'équipe du professeur Courcelles s'attache donc au contrôle des phénomènes de précipitation, en essayant de les promouvoir dans certains cas (Amélioration des sols) ou de les atténuer dans d'autres (Traitement des eaux ou géothermie).
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Domaine d'application 1 : Amélioration des sols en place.
Les travaux visent le développement de technologies de traitement des sols par calcification chimique et biologique. Ces méthodes d'amélioration des sols consistent à créer des liaisons de calcite entre les grains d'un matériau granulaire de manière à le transformer en un géomatériau, résistant aux efforts mécaniques intenses et à l'érosion. Plusieurs volets sont donc étudiés:
- Caractérisation des performances mécaniques des sols traités: Établissement de lois de comportement, étude de la stabilité des pentes, des digues et barrages,
- Lutte contre l'érosion des sols: Application aux berges érodables (Érosion externe) et aux barrages (Érosion interne),
- Traitement des fondations routières: Application aux couches de base des routes de manière à augmenter leurs performances, limiter leur déformation et augmenter leur durée de vie.
Domaine d'application 2 : Filtres de Barrières Perméables Réactives.
Cet axe de recherche porte sur les Barrières Perméables Réactives, qui sont mises en place sur les sites contaminés de manière à laisser passer l'eau souterraine tout en retenant les contaminants par divers processus d'adsorption ou de précipitation. Les travaux menés comprennent des volets de recherche appliquée, ainsi que des volets de recherche fondamentale :
- Modélisation des phénomènes de colmatage par précipitation,
- Optimisation géométrique des filtres réactifs,
- Développement de procédés de filtration innovants.
Domaine d'application 3: Géothermie de type Puits à Colonne Permanente.
Finalemenemt, le professeur Courcelles travaille au développement de la technologie des Puits à Colonne Permanente en collaboration avec le professeur Pasquier et son équipe. La contribution du professeur Courcelles touche aux risques de colmatage des systèmes géothermiques en boucle ouverte et vise essentiellement à développer des procédés de traitement préventif de l'eau souterraine destinés à augmenter la durée de vie des systèmes géothermique. Les travaux comprennent les activités suivantes:
- Modélisation des phénomènes de précipitation,
- Essais de traitement in situ à l'aide de l'Unité de Recherche en Géothermie de Polytechnique Montréal,
- Essais de dissolution/précipitation au laboratoire.
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- Maîtrise en gestion de projets d'ingénierie civile, Head
- DESS en Gestion des systèmes et projets complexes d'intérêt public (Diplôme conjoint avec l'ENAP), Co-head
- Northern Engineering Centre (CINEP), Co-head
- Groupe de recherche en géothermie et hydrogéologie, Member
- Geotechnical Research Group (GRG), Member
- NSERC Industrial Chair in Geothermal Energy for Geothermal Standing Column Wells in Industrial Buildings, Member
- 1002 Geotechnical engineering (including engineering geology)
- 1500 ENVIRONMENTAL ENGINEERING
- 1501 Water quality, pollution
Publications
Biography
Le Professeur Courcelles possède un diplôme d’ingénieur civil de l’École Nationale des Ponts et Chaussées (Paris), une Maîtrise ès Sciences Appliquées en géotechnique de l’École Polytechnique de Montréal, ainsi qu’un Doctorat de l’École Centrale Paris en traitement des eaux souterraines. Après avoir exercé pour les entreprises Menard-Soltraitement (Martinique et Guadeloupe), Soletanche-Bachy (Paris), Antea Group (Paris, puis La Réunion) et Envir-Eau (Montréal) et participé à une centaine d’études et projets multidisciplinaires, le professeur Courcelles a effectué un retour dans le monde académique en 2011 et développé un programme de recherche multidisciplinaire en géotechnique environnementale. Le professeur Courcelles possède une expertise en amélioration des sols en place, caractérisation et restauration de sites contaminés, ressource en eau et protection des nappes phréatiques. Les travaux menés par son équipe de recherche portent notamment sur le développement de procédés de traitement in situ, l’amélioration des performances géotechniques des sols par (bio)calcification et la géothermie.
Teaching
- CIV 6406: Écoulement des eaux dans les sols
Écoulement permanent en milieux homogènes et multicouches, saturés/non saturés, isotropes et anisotropes. Solutions graphiques, analogiques et numériques. Applications aux travaux de génie civil : barrages en remblai; infrastructures routières et talus. Assèchement des fouilles : utilisation des réseaux et des formules analytiques, choix des méthodes de rabattement de nappe.
- CIV 3415: Mécanique des sols
Description et classification des sols. Relations de phase. Granulométrie. Limites de consistance. Minéraux argileux. Compactage. Contraintes dans les sols. Écoulements : perméabilité, réseaux d’écoulement, boulance. Compressibilité, consolidation et tassements. Résistance au cisaillement des sols pulvérulents et cohérents et leur évaluation en laboratoire.
- CIV 6407: Mécanique de sols expérimentale
Choix et justification des différentes techniques de mesure en géotechnique. Description des appareils et méthodes utilisées en laboratoire pour évaluer les caractéristiques mécaniques et hydrauliques de différents types de sols et géosynthétiques. Calcul d’erreur. Appareils de suivi de comportement d’ouvrages. Validité, représentativité et limites d’applicabilité de ces mesures et observations
Education
- Diplôme d'ingénieur, École Nationale des Ponts et Chaussées (2003)
- Maîtrise ès Sciences Appliquées, Polytechnique Montréal (2003)
- Doctorat, École Centrale Paris (2007)
Supervision at Polytechnique
IN PROGRESS
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Ph.D. (2)
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Morais, Joanderson.
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Babanas, Hamza.
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Master (thesis) (5)
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Yassine, Issa. Évaluation de l'impact environnemental de l'amélioration des sols par calcification.
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Raad, Riwa.
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Nasrallah, Michelle.
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Gagnon-Poirier, Stephany.
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Loudyi, Chaymae.
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COMPLETED
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Ph.D. Thesis (5)
- Cerclet, L. (2023). Identification des processus de colmatage des puits à colonne permanente dans le contexte hydrogéologique montréalais [Ph.D. thesis, Polytechnique Montréal].
- Oliveira Morais, J. J. (2023). Amélioration des propriétés géotechniques des matériaux de fondations routières par un procédé de calcification [Ph.D. thesis, Polytechnique Montréal].
- De Repentigny, C. (2019). Traitement d'une eau souterraine contaminée au nickel et au cobalt par barrières perméables réactives au moyen de briques réfractaires de magnésie-graphite revalorisées. [Ph.D. thesis, Polytechnique Montréal].
- Haouzi, F.-Z. (2019). Prévention de l'érosion interne des matériaux granulaires par la technique de biocalcification [Ph.D. thesis, Polytechnique Montréal].
- Claveau-Mallet, D. (2017). Phosphorus Treatment by Steel Slag Filters Modelling of Removal Mechanisms and Application for Phosphorus Removal from Septic Tank Effluents [Ph.D. thesis, École Polytechnique de Montréal].
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Master's Thesis (16)
- Gagnon-Poirier, S. (2023). Détermination de la capacité de sorption de la fibre lignocellulosique phosphorylée pour le traitement passif des métaux en solution à l'échelle pilote [Master's thesis, Polytechnique Montréal].
- Loudyi, C. (2023). Proposition et validation d'un essai de laboratoire permettant de déterminer les cinétiques de réaction des roches carbonatées dans le contexte de puits à colonne permanente [Master's thesis, Polytechnique Montréal].
- Raad, R. (2023). Prévention de la formation d'ocre ferreuse dans les drains français [Master's thesis, Polytechnique Montréal].
- Yassine, I. (2023). Évaluation des impacts environnementaux d'une technique de stabilisation des fondations routières par calcification chimique [Master's thesis, Polytechnique Montréal].
- Laroche, V. (2021). Intégration de sources énergétiques non conventionnelles : cas de la Ville de Montréal [Master's thesis, Polytechnique Montréal].
- Ozeir, E. (2021). Amélioration des performances mécaniques de matériaux de fondations routières par calcification chimique [Master's thesis, Polytechnique Montréal].
- Sfouli, H. (2021). Étude technico-économique de la stabilisation d'argile par des résidus industriels de chaux : application au Québec [Master's thesis, Polytechnique Montréal].
- Zeidan, J.-L. (2021). Développement d'une méthode d'amélioration des propriétés géotechniques des chaussées par calcification chimique [Master's thesis, Polytechnique Montréal].
- Petrosyan, K. (2020). Factors Impacting Schedule in Fast-Track, Design-Bid-Build Projects: The Case of Public Colleges [Master's thesis, Polytechnique Montréal].
- El Kilani, M.-A. (2019). Évaluation de la performance de réacteurs passifs biochimiques à échelle pilote de terrain pour le traitement du drainage minier à forte salinité et faible température [Master's thesis, Polytechnique Montréal].
- Laverdière, A. (2019). Effet de la granulométrie sur le comportement géotechnique de roches stériles concassées utilisées comme surface de roulement sur des routes minières [Master's thesis, Polytechnique Montréal].
- Balihuta, A. M. (2018). Amélioration des propriétés géotechniques de matériaux routiers par biocalcification [Master's thesis, École Polytechnique de Montréal].
- Savage, É. (2018). Impact de la température sur la dégradation du peroxyde d'hydrogène lors de la réhabilitation in situ d'aquifères contaminés [Master's thesis, École Polytechnique de Montréal].
- Opris, R.-I. (2017). Caractérisation de résidus miniers à l'aide d'essais de pénétration au cône [Master's thesis, École Polytechnique de Montréal].
- Waldschmidt, J.-B. (2017). Étude de l'influence de cycles gel-dégel sur le comportement d'un sable traité par biocalcification [Master's thesis, École Polytechnique de Montréal].
- St-Onge, B. (2016). Validation d'un protocole d'injection pour l'amélioration des sols en place par MICP et analyse de l'état critique d'un sable biocalcifié [Master's thesis, École Polytechnique de Montréal].
- Gagnon-Poirier, S. (2023). Détermination de la capacité de sorption de la fibre lignocellulosique phosphorylée pour le traitement passif des métaux en solution à l'échelle pilote [Master's thesis, Polytechnique Montréal].
Other achievements
Formation Continue
- Risques chimiques, Formation à la sécurité des intervenants dans les industries chimiques et pétrochimiques, APAVE (2007).
- Formation Bilan CarboneTM, Comptabilisation des émissions de Gaz à Effet de Serre, Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie (2008).
- MOOC, Créer et développer une startup technologique, Polytechnique et HEC Paris (2015).
News about Benoît Courcelles
Press review about Benoît Courcelles











