Optimisation multicritère de la conception des bâtiments parasismiques en béton armé en Algérie

Abstract

La conception d’une structure parasismique optimale est un problème complexe puisqu’elle doit tenir compte à la fois des exigences de sécurité, prescrites par les règlements, et du souci d’économie, pour satisfaire les contraintes budgétaires. L’objectif de cette étude de doctorat consiste à mettre au point une méthodologie permettant d’aider à définir un bâtiment parasismique optimal à l’étape d’avant-projet. Pour ce faire, une analyse multicritère du problème a été faite. Cette analyse a permis d’identifier différents critères de conception, définis et formulés. Ensuite, nous avons effectué une optimisation du problème en considérant deux critères pertinents : coût de réalisation et vulnérabilité sismique. Le problème est traité à l’étape de l’avant-projet sommaire (APS) en utilisant la méthode d’optimisation par colonie de fourmis (ACO). Le classement des solutions optimales est effectué en utilisant la méthode Analytic Hierarchy Process (AHP). Une étude comparative est menée avec deux méthodes de classement bien connues : PROMETHEE et TOPSIS. La méthodologie proposée et la base de données collectées ont été appliquées sur des cas réels de bâtiments d’habitation algériens en considérant les aspects économique et sismique. Les résultats obtenus, basés sur des mesures locales, sont très intéressants et soulignent l’intérêt d’une telle approche. L'optimisation proposée à travers l'algorithmes colonie de fourmis a abouti à des résultats très satisfaisants et a conduit à des meilleures solutions en terme du coût de réalisation tout en respectant les exigences de sécurité parasismique. La méthodologie proposée peut être utilisée comme outil approprié pour la prise de décision dans les processus de conception des projets Designing an optimal earthquake-resistant structure is a complex challenge, as it must simultaneously meet safety requirements imposed by regulations and address economic constraints. The objective of this doctoral research is to develop a methodology to assist designers in defining an optimal earthquake-resistant building at the preliminary design stage. To this end, a multi-criteria analysis of the problem was conducted to identify and define the various design criteria, based on field experience and tailored to the optimization framework adopted in this study. Optimization was carried out considering two key criteria : construction cost and seismic vulnerability. The problem was addressed at the conceptual design stage using the Ant Colony Optimization (ACO) method. The ranking of the optimal solutions was then performed using the Analytic Hierarchy Process (AHP) method. A comparative study was also conducted using two well-known ranking methods : PROMETHEE and TOPSIS. The proposed methodology and the compiled database were applied to realworld cases of concrete residential buildings in Algeria, taking into account both economic and seismic aspects. The results obtained, based on local data, demonstrate the relevance and effectiveness of this approach. The optimization via the ant colony algorithm yielded highly satisfactory solutions, leading to reduced construction costs while ensuring compliance with earthquake safety requirements. Therefore, the developed methodology proves to be a valuable decision-making tool for designers during the preliminary design phase of earthquake-resistant building projects.