Détails du sujet
ANALYSE DU CYCLE DE VIE D’UNE POUTRE OPTIMISÉE EN BÉTON ARMÉ
Résumé
Auteur : Mufungizi Akonkwa
Niveau: G3
Département: Genie civil
Année Ac: 2025-2026 , | 2026-02-18 08:51:45
Mots clés
Mots clés : Analyse du cycle de vie (ACV); Poutre en béton armé; Optimisation structurelle
Intérêt
Intérêt :
· Environnemental : Réduire l'empreinte carbone du secteur de la construction (37% des émissions mondiales) en optimisant l'usage du béton et de l'acier.
· Scientifique : Comprendre les compromis entre performance structurelle (mécanique) et performance environnementale (ACV).
· Réglementaire : Répondre aux exigences des nouvelles normes comme la RE2020 qui imposent de réduire l'impact environnemental des bâtiments.
· Opérationnel : Fournir aux ingénieurs et bureaux d'études des outils d'aide à la décision pour concevoir des structures à la fois performantes et durables.
Problématique
Problématique :
"Dans quelle mesure la recherche d’optimisation structurelle d’une poutre en béton armé (réduction de masse et de matière) permet-elle de réduire significativement ses impacts environnementaux sur l’ensemble de son cycle de vie, et n’existe-t-il pas un seuil au-delà duquel cette optimisation devient contre-productive en raison de l’augmentation de la teneur en acier, de procédés de fabrication plus complexes ou d’une durabilité compromise ?" Plan provisoire
Plan provisoire
Introduction générale
· Contexte : enjeux environnementaux du secteur de la construction
· Problématique
· Hypothèse générale
· Intérêt du sujet
· Annonce du plan
Partie 1 : État de l'art et cadre théorique
Chapitre 1 : Optimisation des structures en béton armé
· Principes de dimensionnement des poutres en béton armé
· Méthodes d'optimisation structurelle (géométrique, topologique, matériaux)
· État de l'art des poutres optimisées (formes, performances)
Chapitre 2 : Analyse du cycle de vie (ACV)
· Principes et méthodologie de l'ACV (normes ISO 14040-44)
· Les impacts environnementaux du béton et de l'acier
· Spécificités de l'ACV dans le secteur de la construction
· Indicateurs environnementaux pertinents
Chapitre 3 : Synthèse et positionnement
· Travaux existants sur le couplage optimisation/ACV
· Limites des études actuelles
· Apports attendus du mémoire
Partie 2 : Démarche méthodologique
Chapitre 4 : Définition du cas d'étude
· Description de la poutre de référence (géométrie, charges, matériaux)
· Hypothèses de dimensionnement
· Unités fonctionnelles et limites du système
Chapitre 5 : Optimisation des poutres
· Scénarios d'optimisation retenus (variables testées)
· Outils et méthodes d'optimisation utilisés
· Présentation des configurations optimisées obtenues
Chapitre 6 : Réalisation de l'ACV
· Logiciel et bases de données utilisés
· Inventaire du cycle de vie pour chaque scénario
· Méthode de calcul des impacts
Partie 3 : Résultats et discussion
Chapitre 7 : Analyse comparative des impacts environnementaux
· Présentation des résultats par indicateur
· Comparaison poutre de référence / poutres optimisées
· Identification des postes contributeurs principaux
Chapitre 8 : Analyse de sensibilité et discussion
· Influence des hypothèses (transport, fin de vie, durée de vie)
· Compromis entre réduction de matière et autres impacts
· Validation ou infirmation de l'hypothèse générale
· Limites de l'étude
Conclusion générale
· Rappel des objectifs et de la démarche
· Synthèse des principaux résultats
· Contributions du mémoire
· Perspectives de recherche et recommandations pratiques
Bibliographie
Annexes (détails des calculs, fiches techniques, données d'inventaire) Hypothèses
Hypothèse :
L'optimisation géométrique et dimensionnelle d'une poutre en béton armé (réduction de section, variation de forme) permet de réduire significativement ses impacts environnementaux sur l'ensemble du cycle de vie, malgré une augmentation possible de la complexité de mise en œuvre et de la teneur en acier. Méthodes
Méthode :
1. Définition du cas d'étude : Choisir une poutre de référence (géométrie, charges, performances à respecter).
2. Optimisation structurelle : Concevoir des variantes optimisées (formes allégées, dosage acier/béton variable) sous contraintes mécaniques.
3. Analyse du cycle de vie (ACV) : Évaluer les impacts environnementaux (du berceau à la tombe) des différentes variantes à l'aide d'un logiciel spécialisé.
4. Analyse comparative : Confronter les résultats pour identifier les compromis et les configurations les plus performantes.
5. Synthèse et recommandations : Valider ou non l'hypothèse et proposer des préconisations pour la conception bas-carbone. Bibliographie
Bibliographie
[1] ISO 14040, Environmental management - Life cycle assessment - Principles and framework, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 2006.
[2] NF EN 1992-1-1, Eurocode 2 : Calcul des structures en béton - Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments, AFNOR, Paris, France, 2005.
[3] E. Perchat et P. Roux, L'analyse du cycle de vie des ouvrages de bâtiment. Paris, France: CSTB Éditions, 2018.
[4] A. Dequeker et al., "Optimisation environnementale des structures en béton : couplage ACV et calcul de structures," Annales du Bâtiment et des Travaux Publics, vol. 72, no. 4, pp. 28-37, 2019.
[5] Ministère de la Transition Écologique, RE2020 : Réglementation environnementale des bâtiments neufs. Paris, France: Direction de l'Habitat, de l'Urbanisme et des Paysages, 2021.
[6] P. Durand, "Analyse du cycle de vie des éléments préfabriqués en béton : cas des poutres," Mémoire de Master, ENTPE, Vaulx-en-Velin, France, 2021.
Directeur & Encadreur
Directeur: David MUGANZA
Encadreur: BAHATI Yvan KAHASHI
Status
Décision ou observation:
Feu vert:
Déposé : NON
Défendu: NON
Finalisé: NON
ANALYSE DU CYCLE DE VIE D’UNE POUTRE OPTIMISÉE EN BÉTON ARMÉ
Résumé
Auteur : Mufungizi Akonkwa
Niveau: G3
Département: Genie civil
Année Ac: 2025-2026 , | 2026-02-18 08:51:45
Mots clés
Mots clés : Analyse du cycle de vie (ACV); Poutre en béton armé; Optimisation structurelleIntérêt
Intérêt :· Environnemental : Réduire l'empreinte carbone du secteur de la construction (37% des émissions mondiales) en optimisant l'usage du béton et de l'acier.
· Scientifique : Comprendre les compromis entre performance structurelle (mécanique) et performance environnementale (ACV).
· Réglementaire : Répondre aux exigences des nouvelles normes comme la RE2020 qui imposent de réduire l'impact environnemental des bâtiments.
· Opérationnel : Fournir aux ingénieurs et bureaux d'études des outils d'aide à la décision pour concevoir des structures à la fois performantes et durables.
Problématique
Problématique :"Dans quelle mesure la recherche d’optimisation structurelle d’une poutre en béton armé (réduction de masse et de matière) permet-elle de réduire significativement ses impacts environnementaux sur l’ensemble de son cycle de vie, et n’existe-t-il pas un seuil au-delà duquel cette optimisation devient contre-productive en raison de l’augmentation de la teneur en acier, de procédés de fabrication plus complexes ou d’une durabilité compromise ?"
Plan provisoire
Plan provisoireIntroduction générale
· Contexte : enjeux environnementaux du secteur de la construction
· Problématique
· Hypothèse générale
· Intérêt du sujet
· Annonce du plan
Partie 1 : État de l'art et cadre théorique
Chapitre 1 : Optimisation des structures en béton armé
· Principes de dimensionnement des poutres en béton armé
· Méthodes d'optimisation structurelle (géométrique, topologique, matériaux)
· État de l'art des poutres optimisées (formes, performances)
Chapitre 2 : Analyse du cycle de vie (ACV)
· Principes et méthodologie de l'ACV (normes ISO 14040-44)
· Les impacts environnementaux du béton et de l'acier
· Spécificités de l'ACV dans le secteur de la construction
· Indicateurs environnementaux pertinents
Chapitre 3 : Synthèse et positionnement
· Travaux existants sur le couplage optimisation/ACV
· Limites des études actuelles
· Apports attendus du mémoire
Partie 2 : Démarche méthodologique
Chapitre 4 : Définition du cas d'étude
· Description de la poutre de référence (géométrie, charges, matériaux)
· Hypothèses de dimensionnement
· Unités fonctionnelles et limites du système
Chapitre 5 : Optimisation des poutres
· Scénarios d'optimisation retenus (variables testées)
· Outils et méthodes d'optimisation utilisés
· Présentation des configurations optimisées obtenues
Chapitre 6 : Réalisation de l'ACV
· Logiciel et bases de données utilisés
· Inventaire du cycle de vie pour chaque scénario
· Méthode de calcul des impacts
Partie 3 : Résultats et discussion
Chapitre 7 : Analyse comparative des impacts environnementaux
· Présentation des résultats par indicateur
· Comparaison poutre de référence / poutres optimisées
· Identification des postes contributeurs principaux
Chapitre 8 : Analyse de sensibilité et discussion
· Influence des hypothèses (transport, fin de vie, durée de vie)
· Compromis entre réduction de matière et autres impacts
· Validation ou infirmation de l'hypothèse générale
· Limites de l'étude
Conclusion générale
· Rappel des objectifs et de la démarche
· Synthèse des principaux résultats
· Contributions du mémoire
· Perspectives de recherche et recommandations pratiques
Bibliographie
Annexes (détails des calculs, fiches techniques, données d'inventaire)
Hypothèses
Hypothèse :L'optimisation géométrique et dimensionnelle d'une poutre en béton armé (réduction de section, variation de forme) permet de réduire significativement ses impacts environnementaux sur l'ensemble du cycle de vie, malgré une augmentation possible de la complexité de mise en œuvre et de la teneur en acier.
Méthodes
Méthode :1. Définition du cas d'étude : Choisir une poutre de référence (géométrie, charges, performances à respecter).
2. Optimisation structurelle : Concevoir des variantes optimisées (formes allégées, dosage acier/béton variable) sous contraintes mécaniques.
3. Analyse du cycle de vie (ACV) : Évaluer les impacts environnementaux (du berceau à la tombe) des différentes variantes à l'aide d'un logiciel spécialisé.
4. Analyse comparative : Confronter les résultats pour identifier les compromis et les configurations les plus performantes.
5. Synthèse et recommandations : Valider ou non l'hypothèse et proposer des préconisations pour la conception bas-carbone.
Bibliographie
Bibliographie[1] ISO 14040, Environmental management - Life cycle assessment - Principles and framework, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland, 2006.
[2] NF EN 1992-1-1, Eurocode 2 : Calcul des structures en béton - Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments, AFNOR, Paris, France, 2005.
[3] E. Perchat et P. Roux, L'analyse du cycle de vie des ouvrages de bâtiment. Paris, France: CSTB Éditions, 2018.
[4] A. Dequeker et al., "Optimisation environnementale des structures en béton : couplage ACV et calcul de structures," Annales du Bâtiment et des Travaux Publics, vol. 72, no. 4, pp. 28-37, 2019.
[5] Ministère de la Transition Écologique, RE2020 : Réglementation environnementale des bâtiments neufs. Paris, France: Direction de l'Habitat, de l'Urbanisme et des Paysages, 2021.
[6] P. Durand, "Analyse du cycle de vie des éléments préfabriqués en béton : cas des poutres," Mémoire de Master, ENTPE, Vaulx-en-Velin, France, 2021.
Directeur & Encadreur
Directeur: David MUGANZAEncadreur: BAHATI Yvan KAHASHI
Status
Décision ou observation:Feu vert:
Déposé : NON
Défendu: NON
Finalisé: NON