Description

Les armatures en acier jouent un rôle majeur dans le comportement des structures en béton armé. Néanmoins, de forts conservatismes peuvent parfois être imposés par les règles de dimensionnement, questionnant la réalisation de l’ouvrage (faisabilité) ou sa viabilité (économique, environnementale…). C’est dans ce contexte que s’inscrivent les travaux de thèse. En s’appuyant sur des développements récents, ils viseront à proposer une approche de conception innovante, s’appuyant sur l’utilisation de calculs éléments finis non linéaires, en les associant à des algorithmes d’optimisation topologique (définition des directions de renforcement et des sections d’armatures) et évolutionnaire (positionnement des barres à section d’armatures fixées). La méthode devra permettre par un processus itératif d’aboutir à des solutions répondant à un optimal de conception. Au regard des objectifs à minimiser (qui pourront être contradictoires – coût, faisabilité, résistance, empreinte carbone…), elle orientera ainsi l’état des paramètres d’entrée à partir d’une analyse des sorties d’intérêt. L’application à des cas d’usage complexes, issus de la pratique (jonction poteaux-poutres par exemple) démontrera la pertinence de l’approche, par rapport à des méthodes de dimensionnement plus conventionnelles. Au terme de la thèse, le doctorant aura développé des compétences dans l’utilisation et le développement d’outils à l’état de l’art, allant de la simulation par éléments finis non linéaire jusqu’aux méthodes modernes d’optimisation par intelligence artificielle.

Compétences requises

M2 Recherche ou Ecole d'Ingenieur, dominante Mécanique avec compétences en Génie Civil et modélisation

Bibliographie

[1] Paul Quéva, Ludovic Jason, Gilles Arnaud, Gabriel Sarazin. Tailored genetic algorithms for the detailed design optimization of reinforced concrete structures: case study on a flexural beam. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2025, 68 (8), pp.161.
[2] AFNOR (2005) NF EN 1992–1–1 : Eurocode 2 - Design of concrete structures - Part 1–1 : General rules and rules for buildings
[3] A. Capra, J.F. Maury, Calcul automatique du ferraillage optimal des plaques ou coques en béton armé, Annales ITBTP, n°367, décembre 1978
[4] M. Chavez, « Strut-and-Tie models for the design of non-flexural elements: computational aided approach », Université Paris-Est, 2018

Mots clés

Ferraillage, Simulation