Concrete piles with lowest carbon emissions and optimised environmental impact

ABSTRACT: Many studies have addressed the embodied carbon of superstructures, however, the carbon footprint of
substructures has only been investigated to a limited extent. This study aims to optimize the design of reinforced concrete
piles through finding the best combination of concrete design parameters, this is done using a hybrid-optimization algorithm
that uses a genetic algorithm to find the optimal pile design. Moreover, the optimization algorithm is used to test the effect
of pile geometry on the embodied carbon. Results show that for solid piles, utilizing the optimal design parameters leads to
a significant cut in the total embodied carbon compared to common pile designs. However, solid piles proved to be the least
efficient environmentally compared to other geometries.

RÉSUMÉ: De nombreuses études se sont penchées sur le carbone incorporé des superstructures, cependant, l'empreinte
carbone des infrastructures a été peu étudiée. Cette étude vise à optimiser la conception des pieux en béton armé en trouvant
la meilleure combinaison de paramètres de conception du béton, cela est réalisé en utilisant un algorithme d'optimisation
hybride qui utilise un algorithme génétique pour trouver la conception optimale du pieu. De plus, l'algorithme d'optimisation
est utilisé pour tester l'effet de la géométrie du pieu sur le carbone incorporé. Les résultats montrent que pour les pieux pleins,
l'utilisation des paramètres de conception optimaux entraîne une réduction significative du carbone incorporé total par
rapport aux conceptions de pieux courantes. Cependant, les pieux pleins se sont avérés être les moins efficaces sur le plan
environnemental par rapport à d'autres géométries.
Keywords: Embodied carbon; reinforced concrete; hollow and tapered piles.