Modèle hybride pour la prédiction de la résistance au cisaillement des connecteurs en U dans du béton ordinaire et à haute résistance
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Date
2026-06-08
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Volume Title
Publisher
UNIVERSITE DE ECHAHID CHEIKH LARBI TEBESSI
Abstract
Les structures mixtes acier-béton sont largement utilisées en génie civil en raison de leurs
performances mécaniques optimisées. La résistance au cisaillement des connecteurs en U (Channel
Connectors), qui assurent la liaison entre la poutre en acier et la dalle en béton, constitue un
paramètre clé dans le dimensionnement de ces structures. Les modèles analytiques traditionnels,
notamment ceux proposés par l’Eurocode 4, présentent des limites en termes de précision
et de capacité de généralisation. Ce travail propose une approche hybride d’apprentissage automatique
pour la prédiction de la résistance au cisaillement des connecteurs en U ancrés dans
du béton ordinaire et à haute résistance. Une base de données de 618 essais expérimentaux de
cisaillement par poussée, compilés à partir de la littérature scientifique, a servi de support à
l’élaboration des modèles. Cinq algorithmes de régression ont été sélectionnés et optimisés via
GridSearchCV avec une validation croisée à 5 plis : forêt aléatoire (Random Forest), XGBoost,
régression par vecteurs de support (SVR), perceptron multicouche (MLP) et k-plus proches
voisins (k-NN). Ces modèles ont ensuite été combinés au sein d’un méta-modèle de stacking
basé sur la régression Ridge, le tout implémenté en Python via Jupyter Notebook. Le modèle
de stacking a obtenu les meilleures performances avec R2 = 0.8974, MAE = 20.44 kN et
RMSE = 50.55 kN sur le jeu de test. La validation croisée et l’analyse des résidus ont confirmé
la stabilité et la fiabilité des modèles développés. Ce travail démontre l’efficacité des techniques
de Machine Learning comme alternative rapide et précise aux formules empiriques pour
le dimensionnement des structures mixtes
Description
Keywords
connecteurs de cisaillement, canal en U, apprentissage automatique, stacking, RF, XGBoost, structures mixtes, prédiction de résistance au cisaillement