Approche intégrée d’aide à la décision basée sur la propagation de l’imperfection de l’information – application à l’efficacité des mesures de protection torrentielle

Imperfect information propagation-based integrated decision-aiding approach applied to assess torrential protective systems’ effectiveness

• Auteur / Autrice : Simon Carladous
• Direction : Mireille Batton-Hubert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Génie de l'environnement
• Date : Soutenance le 05/04/2017
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
• Partenaire(s) de recherche : : IRSTEA Grenoble
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Henri Fayol
• Jury : Président / Présidente : Pierre Breul
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mireille Batton-Hubert, Pierre Breul, Eloi Bossé, Gilles Grandjean, Jean Dezert, Jean-Marie Flaus, Jean-Marc Tacnet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Eloi Bossé, Gilles Grandjean

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catastrophes naturelles -- Lutte contre

Torrents

Risques naturels

Thèses et écrits académiques

Systèmes d'aide à la décision

Mots clés libres

Risques naturels

Protection

Torrents

Efficacité

Aide à la décision

Imperfection de l’information

Raisonnement Évidentiel

Natural hazards

Protection

Torrents

Effectiveness

Decision-aiding

Information imperfection

Evidential Reasoning

Résumé

Depuis le 19ème siècle, de nombreux dispositifs de protection ont été implantés en montagne pour réduire le risque torrentiel. L'évaluation multi-échelle de leur efficacité est nécessaire pour comparer et choisir les stratégies de maintenance et de gestion de l’occupation des sols. Le chapitre I met en évidence les ambiguïtés du concept d’efficacité évalué selon plusieurs critères dans un contexte d’information imparfaite, issue de sources multiples, inégalement fiables. Pour aider l’évaluation multidimensionnelle, le problème de décision est décomposé en plusieurs sous-problèmes formulés, modélisés, traités puis intégrés. L’état de l’art du chapitre II permet de retenir les méthodes de la sûreté de fonctionnement (SdF) et d'aide à la décision (AD) basées sur le Raisonnement Évidentiel, associant les ensembles flous, les possibilités, les fonctions de croyance et la fusion d’information pour traiter chaque problème. Le chapitre III explicite le concept d'efficacité puis propose une adaptation des méthodes de la SdF à la formulation multi-échelle des problèmes. Le chapitre IV adapte les méthodes d'AD basées sur le Raisonnement Évidentiel, les améliore pour mieux représenter la connaissance disponible et évaluer la qualité d’une décision, et les associe. Le chapitre V propose une méthodologie séquentielle qui intègre ces méthodes pour évaluer les mesures de protection, de l’échelle de l’ouvrage à celle du bassin d’enjeux. Enfin, le chapitre VI discute les résultats, identifie les apports respectifs de l'intégration et des nouvelles méthodes, puis décrit les perspectives de déploiement opérationnel de la méthodologie développée.

Many torrential protective check dams have been built in French mountainous areas since the 19th century. They aim to reduce risk in torrential watersheds. Analysis of their effectiveness is needed to assess residual risk and to choose the best maintenance strategy in a context of reduced budgets. Chapter I introduces main issues due both to definition of effectiveness concept and also the several criteria and system scales that have to be assessed. Moreover, required expertise is based on imperfect information, provided by several sources with different reliability levels. To help such decisions, this thesis proposes to break down general assessment into several smaller decision-making problems. In chapter II, dependability analysis tools and Evidential Reasoning based-decision-aiding methods (ER-DAMs), using fuzzy sets and possibility theories, are chosen to help individual decisions. Chapters III to V then introduce new developments. Effectiveness concept is first defined. A multi-scale dependability analysis helps to describe each decision-making problem. ER-DAMs are then adapted to help effectiveness assessment at each system’s scale. Technical improvements are provided to these methods for a better knowledge representation and final decision. Improved methods are then associated. Finally, individual problems and associated methods are integrated in a generic methodology to help torrential protective measures’ effectiveness assessment at watershed scale. The last chapter VI focuses on discussion of integrative aspects and of ER-DAMs’ specific developments. It gives some elements to improve methods but also to help operational implementation of the generic methodology.