Dspace ENSTP-FJ
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Dspace ENSTP est le Dépôt Institutionnel de l’École Nationale Supérieure des Travaux Publics - Francis Jeanson. Il constitue un réservoir numérique dédié à la collecte, au référencement, et à la conservation de l’ensemble de la production intellectuelle des membres de cette dernière. Ce dépôt est un service à valeur ajoutée pour notre école, car il reflète son dynamisme et son activité scientifique lors de son évaluation.
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Recent Submissions
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L'utilisation des fines du béton recycle dans la formulation d’un béton à hautes performances
(ENSTP-FJ, 2025-12-06) Mebarek Haddad, Safia; Belaoura, Mebarek
Cette thèse s'inscrit dans une démarche de valorisation durable des déchets de construction et de démolition à travers leur réutilisation sous forme de poudres fines de béton recyclé (RCP) dans les bétons à hautes performances (BHP). Face aux défis environnementaux liés à la consommation massive de ressources naturelles et à la génération croissante de déchets inertes, notamment en Algérie, cette recherche propose une alternative innovante visant à substituer partiellement le ciment Portland par des poudres recyclées fines (<80 µm), contribuant ainsi à la réduction de l'empreinte carbone et à la promotion de l'économie circulaire. L'approche expérimentale a porté sur l'analyse de deux types de poudres recyclées : l'une issue de bétons de démolition (CDP) et l'autre provenant de résidus d'éprouvettes de laboratoire (CSSP). Des taux de substitution du ciment de 10 %, 15% et 20 % ont été étudiés. Le programme expérimental a inclus la caractérisation physico-chimique des pâtes cimentaires à l'aide de techniques analytiques telles que la fluorescence des rayons X (FRX), la diffraction des rayons X (DRX), l'analyse thermogravimétrique/différentielle (ATG/ATD) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). Par ailleurs, les propriétés des bétons à hautes performances (BHP) ont été évaluées à l'état frais (ouvrabilité, masse volumique) et à l'état durci (résistance à la compression et à la flexion, absorption d'eau, porosité, perméabilité, sorptivité, retrait de séchage et vitesse des ondes ultrasonores (UPV)). Les résultats montrent que l'incorporation des RCP affecte légèrement les propriétés mécaniques et la durabilité des BHP, en particulier à des taux de substitution élevés. Toutefois, pour un taux de substitution de 15 %, les bétons maintiennent des performances mécaniques satisfaisantes et répondent aux exigences de durabilité. L'utilisation des RCP permet ainsi de réduire la consommation de ciment sans compromettre la qualité des BHP, démontrant leur potentiel en tant qu'alternative durable dans le secteur de la construction. Cette étude contribue à pallier le manque de recherches en Algérie sur les BHP incorporant des matériaux recyclés et propose des perspectives pratiques pour leur intégration dans les ouvrages de génie civil.
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Impact de la conjugaison des ajouts cimentaires locaux sur les propriétés des bétons autoplaçants
(ENSTP-FJ, 2025-02-26) Djeddou, Manel; Amieur, Mohamed; Chaid, Rabah
L’objectif de cette étude est de valoriser trois sous-produits industriels algériens : la poudre de marbre (PM), le laitier granulé de haut fourneau (LGHF) et le déchet de plastique renforcé de fibres de verre (PRFV), en tant qu’ajouts cimentaires dans les bétons autoplaçants (BAP). L’approche statistique des plans d’expérience en formulation : plan de mélange, a été appliquée pour évaluer l'impact de ces matériaux et leurs interactions sur les propriétés rhéologiques et mécaniques des bétons autoplaçants (BAP). Un béton témoin contenant de la poudre de calcaire (PC) comme ajout cimentaire a été conçu pour la comparaison et l’interprétation des résultats expérimentaux. Le programme expérimental consiste à réaliser des essais à l’état frais et durci sur les différentes formulations de BAP, incluant : l’essai d’étalement au cône d’Abrams, le temps d’écoulement au V-funnel, le blocage à la boîte en L, la stabilité au tamis, la teneur en air occlus, ainsi que la résistance à la compression et l’absorption d’eau par immersion. Des analyses physico-chimiques ont été effectuées sur les pâtes cimentaires afin d’évaluer la microstructure des BAP. Les résultats prédits par les modèles de régression ont démontré un effet synergique entre PM, LGHF et PRFV en systèmes ternaires, sur le diamètre d’étalement et le rapport de blocage H2/H1. Les valeurs maximales d’étalement et de rapport H2/H1 ont été obtenues pour des proportions d’environ 38 % de PM, 37 % de LGHF et 25 % de PRFV. Concernant la résistance à la compression, il a été rapporté que l’interaction binaire LGHF*PRFV engendre l’évolution de la résistance à la compression à 28 jours, avec une valeur maximale de 54 MPa atteinte pour une composition de 32 % de PRFV et 68 % de LGHF. Après 90 jours de cure, le mélange contenant uniquement du LGHF a atteint une résistance maximale de 66 MPa. Les analyses physico-chimiques des pâtes cimentaires ont mis en évidence la réactivité pouzzolanique du LGHF, confirmée par une teneur élevée en silicate de calcium hydraté (C-S-H) dans les mélanges incorporant ce matériau. La faible interaction entre les grains de PRFV et la matrice cimentaire est le principal facteur responsable de la dégradation de la résistance mécanique du béton.
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Performance and vulnerability based seismic design using artificial intelligence : case of framed structures
(ENSTP-FJ, 2025-03-23) Benbokhari, Abdellatif; Chikh, Benazouz; Mebarki, Ahmed
Seismic design is a crucial step in ensuring structural stability and the capacity to withstand seismic forces. For critical and strategic buildings, such as hospitals, performance during an earthquake is vital. This is where performance-based seismic design (PBSD) comes into play. PBSD is known for its complexity and often relies on Nonlinear Time History Analysis (NLTHA), which can be time-consuming. The process of finding optimal seismic designs can take hours or even days. In this thesis, a new approach is proposed that replaces the use of structural software and numerical methods like NLTHA for determining structural performance during an earthquake. The proposed AI-based approach is divided into two main steps. The first step focuses on identifying the best Machine Learning (ML) model capable of predicting seismic responses, including Maximum Inter-story Drift Ratio (MIDR), Maximum Base Shear (MBS), and Maximum Roof Drift Ratio (MRDR). Dimensionality reduction algorithms are employed to enhance ML predictions by reducing input features and reorienting the original axes to new ones. The second step involves using Multi-Objective Optimization (MOO) to find the best design that satisfies a dual performance check under two seismic intensity levels, taking into account damage grade and initial construction cost. To validate this approach, three special moment frames (SMFs) were selected. Both Force-Based Design (FBD) and the AI-based approach were used to design these SMFs. A comparative analysis of the design behavior was performed to evaluate the benefits of the proposed approach relative to FBD. The results indicated that the proposed approach effectively reduced the initial cost, improved the damage grade ratio, and lowered the probability of exceeding damage levels. Additionally, the proposed method ensured that the inter-story drift (ISD) did not exceed the fixed performance threshold for extensive earthquake levels, unlike the FBD design. Overall, the proposed approach successfully balanced cost and performance in structural design while reducing processing time. This fast and accurate method allows for quicker and more efficient designs without the need for extensive resources.
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Optimisation d’un tablier de pont en béton précontraint selon Eurocode 2 - EC2
(ENSTP-FJ, 2025-01-30) Bennoui, Imed; Fedghouche, Ferhat
Ce travail de recherche présente un cadre d'optimisation des coûts pour les tabliers de pont en minimisant le coût des poutres en I en béton précontraint doublement armé conformément à l'Eurocode 2 (EC2). Le modèle proposé minimise la fonction "objectif", qui est le coût total de la poutre, comprenant les coûts du béton, de l'acier de ferraillage, de l'acier de précontrainte et du coffrage, tout en satisfaisant les contraintes de l'état limite de service (ELS), de l'état limite ultime (ELU) et des règles pratiques courantes. Ces conditions concernent les contraintes, les flèches, la résistance ultime, la ductilité et la résistance au cisaillement, avec des considérations pour les effets à long tenue tels que le fluage et le retrait. Une méthode d'optimisation hybride combinant les algorithmes de gradient réduit généralisé (GRG) et d'évolution différentielle (ED) est utilisée pour résoudre le problème d'optimisation, avec les capacités d'optimisation globale et la recherche locale précise. Dans une étude de cas d'une poutre en I en béton précontraint, l'approche proposée a permis de réduire les coûts de 12% par rapport aux méthodes classiques, démontrant ainsi des avantages économiques significatifs tout en respectant toutes les contraintes de conception. L'analyse de sensibilité a révélé que les coûts des matériaux influencent fortement la solution optimale. Des considérations pratiques pour une conception classique économique ont également été déduites, offrant des lignes directives pour la sélection de la géométrie initiale qui aligne étroitement les conceptions classiques sur les solutions optimales. Cela met en évidence l'efficacité de l'optimisation à atteindre des conceptions économiques et offre des outils utiles pour la pratique de l'ingénierie.
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Effect of reinforced concrete deterioration on the nonlinear behavior of structural elements under seismic loading
(ENSTP-FJ, 2024) Benredouane, Mustapha; Bourahla, Nouredine
Reinforced concrete (RC) structures deteriorate over time, with reinforcement corrosion being a primary factor. Currently, a large number of our real estate assets has aged, and as our country experiences significant seismic activity, it is crucial to predict their life service and potential damage under seismic threats. This aligns with the trend of new seismic codes emphasizing predictive capabilities during the design phase.To address this, the research objective of this thesis is to develop a framework for applying corrosion-dependent parameters relative to geometry, material properties, and degradation hysteresis parameters to RC element sections. Additionally, it aims to investigate the seismic performance of a typical full-scale bridge with corroded piers as an application of this framework. Reinforcement corrosion is considered an aging factor due to its significant impact on RC degradation. As seismic actions are of primary interest, a nonlinear hysteresis model is necessary. After reviewing some available literature, the modified hysteresis model proposed by Ibara Medina Krawinkler was chosen for its comprehensive degradation parameters containing also a cyclic degradations parameter. For numerical investigation, the OpenSees finite element software, designed for such research, was selected. The RC structure is modelled using elastic beam elements and zero-length plastic hinges in predefined zones derived from global collapse analysis. The chosen hysteresis model (MODIMK) is assigned to these hinges, with equations developed for five hysteresis degradation parameters for a calibration purpose. The model appropriateness of the model performance is checked through an application using experimental data taken from the literature. To incorporate reinforcement corrosion effects, equations correlating a given characteristic corrosion level (CL) with degradation model parameters were developed. A hybrid approach (Implicit/Explicit) was adopted to calibrate the model using experimental test results. Corrosion degradation effect on dimensional and material characteristics were explicitly considered. The hysteresis cyclic degradation parameters, however, were calibrated using the Random-Mutation Hill-Climbing algorithm. Implicit consideration was given to other unforeseen effects, such as transverse reinforcement corrosion and steelconcrete bond, through calibration of cyclic degradation parameters using the same experimental results. As an application, a nonlinear dynamic analysis of a full-scale RC Road Bridge with corroded piers was performed assuming a high seismic zone. Results indicated a decrease in structural capacity with increasing corrosion levels, with corroded piers dissipating less energy. Additionally, corrosion effects were found to be highly dependent on the type and the intensity of the earthquake acceleration time histories.