Travail de fin d'études / Projet de fin d'études : Analyse paramétrique multicritère d'une travée structurelle en voiles porteurs : Évaluation comparative des modes constructifs en bois lamellé-croisé, terre cuite alvéolaire et terre crue comprimée

Abstract

Face à l'urgence de réduire l'impact carbone initial (phases A1 à A5) du secteur de la construction, la transition des structures en béton vers des alternatives écosourcées est indispensable. Cependant, la prescription de ces matériaux en phase d'esquisse reste freinée par le manque d'outils d'évaluation précoce et de données comparatives rigoureuses. Afin de répondre à ce besoin, cette recherche adopte une démarche de recherche par le design en développant un flux de travail paramétrique sous Grasshopper et Karamba3D. Le modèle conçu couple le prédimensionnement mécanique tridimensionnel à une évaluation environnementale et financière automatisée. Dans un premier temps, nous menons une analyse comparative et de sensibilité à l'échelle d'une travée structurelle de référence, en évaluant l'influence de la géométrie, des contraintes physiques et des choix méthodologiques sur trois alternatives matérielles : le bois lamellé-croisé (CLT), la brique de terre cuite alvéolaire (BMA) et le bloc de terre crue comprimée (BTC). Dans un second temps, nous réalisons un balayage paramétrique exhaustif de 1230 configurations géométriques et matérielles afin d'identifier les fronts de Pareto optimaux pour chaque typologie entre carbone et coût. Les résultats désignent le bloc de terre crue (BTC) comme l'optimum environnemental bas-carbone sous faible élancement et la brique de terre cuite (BMA) comme la solution économique optimale. Le bois lamellé-croisé (CLT) s'avère systématiquement dominé sur le front de Pareto en raison de la chape de ragréage lourde requise pour assurer l'équivalence thermique. Enfin, l'évaluation met en lumière le rôle d'invariant environnemental lourd joué par le radier de fondation, qui lisse les gains liés à la substitution matérielle des voiles. Cette recherche démontre ainsi le potentiel des flux de travail paramétriques pour guider les choix architecturaux et structurels dès la phase d'esquisse.