Étude de la durabilité des ouvrages dans un contexte de développement durable : application aux ponts mixtes

Durability analysis of structures in a context of sustainable development : application to composite bridges

• Auteur / Autrice : Ngoc-Binh Ta
• Direction : Christian Cremona
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Civil
• Date : Soutenance le 18/09/2013
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des réseaux. Département Structures et Ouvrages d'Art (Paris)
• Jury : Président / Présidente : François Buyle Bodin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christian Cremona, Guillaume Habert, Bojidar Yanev, André Orcesi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Ventura

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génie civil

Eurocodes (normes)

Haute qualité environnementale

Ponts

Mots clés libres

Pont mixte

Analyse économique

Analyse environnementale

Développement durable

Cycle de vie

Eurocodes

Composite bridge

Economic analysis

Environmental analysis

Sustainable development

Life cycle

Eurocodes

Résumé

La pratique courante de la conception des ouvrages d'art est fortement orientée par la phase de construction. Traditionnellement, la conception des ouvrages consiste à retenir un dimensionnement qui permet d'atteindre un coût initial de construction le plus faible possible tout en respectant des exigences prescrites pour une durée de fonctionnement donnée. Cette approche est aujourd'hui revisitée pour chercher à intégrer tout le cycle de vie de l'ouvrage, c'est-à-dire à considérer toutes les étapes de sa vie depuis la conception jusqu'à la fin de vie en service. En effet, les activités liées au cycle de vie de l'ouvrage durant les phases d'exploitation, de maintenance/réhabilitation, et de fin de vie génèrent des impacts tant sur le plan économique que sur les plans environnementaux et sociétaux, bien plus importants que la simple phase de conception/construction. Chaque option de dimensionnement peut être associée à un cycle de vie différent et donc à des impacts différents. Pour cette raison et dans une approche de développement durable, cette thèse propose d'analyser les ouvrages dans leur cycle de vie selon trois axes : économique, environnemental et sociétal. Pour cela, une famille d'ouvrage particulière a été retenue : les ponts mixtes acier-béton. Une analyse performantielle est également effectuée pour permettre de prendre en compte différents scénarios de maintenance. Finalement, une procédure d'optimisation et une analyse multicritère sont proposées pour évaluer l'ensemble des variantes de conception et permettre d'avoir une vision globale qui aide les maîtres d'ouvrage et les gestionnaires lors de la prise de décision

The current practice in structural design is strongly impacted by the construction stage. Traditionally, the design process aims at selecting the solution with the lowest initial construction cost while fulfilling prescribed requirements during a fixed service life. This approach is now revisited to integrate the whole “life-cycle” of the structure, i.e to consider the structure from the design step to the end of the service life. Indeed, activities related to the structure life-cycle such as operation, maintenance/rehabilitation and end-of-life generate economic, environmental and societal impacts, which may be more significant than those at the design/construction of the structure. Each design solution might be associated with a different life-cycle, and then with differents impacts. For this reason and within an approach of sustainable development, this PhD work proposes to analyze structures during the overall life-cycle of the structure in accordance with three axes : economic, environmental and social. A performance-based analysis is also performed to take into account different maintenance strategies. Finally, a multi-objective optimization process and a multi-criteria analysis are proposed to assess all design solutions and have a global vision that helps bridge owners and managers in the decision making process