Projet de construction et fonctions d'usage : métriques de dégradation et réajustement dynamique des performances

Construction project and use functions : degradation metrics and dynamic readjustment of performance

• Auteur / Autrice : Gilles Thing Leo
• Direction : Christophe Gobin, Ahmed Mébarki
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance le 28/09/2018
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Constructibilité (Cachan, Val de Marne)
• Jury : Président / Présidente : Myriam Mokhtari Merad
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Gobin, Ahmed Mébarki, Katia Laffréchine
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Belkacem Ould Bouamama, Naceur Eddine Hannachi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Essais de résilience

Modèles mathématiques

Procédés de fabrication

Constructibilité (théorie des ensembles)

Conception et construction

Constructions

Mots clés libres

Bâtiment

Fonctions d'usage

Dynamique des systèmes

Processus de production

Résilience

Constructibilité

Building

Building features

System dynamics

Production process

Resilience

Constructability

Résumé

Le constat actuel concernant les projets de construction ou de rénovation de bâtiments est la persistance d’un niveau substantiel de non qualité des ouvrages qui vient à l’encontre des objectifs de développement durable de la filière. Pour preuve, les conditions d’usage des bâtiments sont dégradées, les coûts de réparation sont significatifs et l’empreinte environnementale du bâti peine à se réduire. Ces observations sont révélatrices de l’imperfection du processus de production des projets de construction. En effet, ce processus de production a pour finalité de mettre en œuvre des procédés constructifs dont l’intégration fournit des fonctions dites d’usage. Chacune de ces fonctions se décline alors en performances dont le niveau effectif, sur l’ensemble du cycle de vie du bâtiment, dépend de la qualité de mise en œuvre. La présente thèse s’est focalisée, premièrement, sur la quantification d’un indicateur de réussite d’un projet de construction. Pour ce faire, une modélisation de la dynamique du processus de production d’un bâtiment a été entreprise, en tenant compte des perturbations auxquelles il est assujetti, afin de quantifier, de manière prospective, l’écart entre le niveau effectif d’une performance et son niveau souhaité au cahier des charges fonctionnelles. Deuxièmement, à l’échelle d’une performance, la modélisation du processus de production a permis de formaliser une fonction de récupération dépendant des ressources allouées à une opération. Ainsi, avec la proposition d’expressions mathématiques décrivant la dégradation puis la récupération d’une performance, l’analyse de ce qui pourrait s’apparenter au processus globale de résilience, à l’échelle d’un bâtiment a été initiée. En guise d’illustration, deux solutions de réalisations de façades ont été analysées. Une analyse de sensibilité de la « satisfaction » du projet est, alors, conduite en fonction de paramètres comme la compétence du constructeur, la complexité des procédés constructifs ou les ressources allouées

It is widely observed that construction and renovation projects suffer poor quality in the case of buildings, for instance. This is a major drawback as it affects the sustaining development goals of the building industry. Often, the subsequent conditions of service do not meet the normative standards; the costs for renovating the buildings are significant high, and the carbon footprint increases. They result in imperfections of the whole process related to construction projects. In fact, the production process is intended integrate architectural elements and structural components by putting them together adequately with the purpose of providing functions defined as «building features». Each of these features is then expressed as performances whose level, spanning the whole life cycle of the building, depends on the quality of its implementation. The present thesis focuses, in a first part, on the quantification of a « satisfaction index » of any construction project. For this purpose, a dynamic production process modeling a building has been developed; it takes into account disturbances in order to predict quantitatively the gap between the effective performance level and the required and targeted level. In a second part, considering a given performance level, the production process modeling aims to develop « recovery functions » depending on the allocated resources. Therefore, hypothetic mathematical expressions are adopted in order to describe the deterioration and the recovery of a performance level. A theoretical approach is also developed; it is adapted by analogy with global resilience process, at the scale of a building scale. For illustrative and comparative purposes, two kinds of constructive methods, for exterior walls (façade) are considered. A sensitivity study of the project’s « satisfaction index» is then performed out according to parameters such as constructor’s know‐how and past experience, constructive process complexity as well as allocated and available resources