Méthode basée sur une approche systémique pour l’organisation et le suivi des chantiers d’Assainissement et de Démantèlement d'installations nucléaires

Method based on a systemic approach to organize and monitor nuclear facilities dismantling and decommissioning projects

• Auteur / Autrice : Maxence Lafon
• Direction : Vincent Chapurlat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : SYAM - Systèmes Automatiques et Micro-Électroniques
• Date : Soutenance le 28/10/2019
• Etablissement(s) : IMT Mines Alès
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie informatique et d'ingénierie de production (1994-2020) - Laboratoire de Génie Informatique et Ingénierie de Production / LGI2P
• Jury : Président / Présidente : Didier Crestani
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Chapurlat, Emmanuel Caillaud, Eric Levrat, Jean-François Milot, Philippe Girones, Cyril Moitrier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Caillaud, Eric Levrat

Mots clés

Mots clés libres

Démantèlement nucléaire

Ingénierie Système

Modélisation d’Entreprise

Changement organisationnel

Transformation numérique

Formalisation

Nuclear decomissioning

Systems Engineering

Enterprise Modelling

Organizational change

Digitization

Formalization

Résumé

En fin de vie, les installations nucléaires font l’objet d’opérations complexes dites d’assainissement et de démantèlement (A&D), nécessitant la collaboration d'un grand nombre d'acteurs de domaines d'activité variés. Ces opérations sont réalisées dans un contexte réglementaire et économique contraint, impliquant de nombreuses exigences nécessitant démonstrations et justifications avant comme pendant leur exécution, afin de démontrer et s’assurer de leur efficience et de la sûreté des personnes comme des installations. Certaines problématiques persistent aujourd’hui pour parvenir à une vision globale d’un projet lorsqu’il est en préparation puis en exécution, en tenant compte à la fois des référentiels d’exigences et des contraintes fortes, et des échelles temporelles très distendues. Deux ont été particulièrement considérées. Premièrement, la reproductibilité pour l’instant limitée des éléments des projets d’A&D, des usages et des pratiques, malgré l'existence de nombreux référentiels, normes, et retours d'expériences valorisés. Celle-ci est pourtant indispensable pour aller vers une vision opérationnelle plus industrielle de l’A&D. Deuxièmement, l’interopérabilité est une problématique majeure tant au niveau de l’organisation qu'aux niveaux des processus et des données, informations et connaissances, recueillies et manipulées tout au long de la vie de l’installation. De fait, les modèles ne sont pas toujours aptes à fournir, au regard des besoins de toutes les parties prenantes, une représentation suffisante, globale, et transversale, des projets. Leur fédération ou leur composition reste problématique pour donner à chaque instant une vision d’ensemble cohérente, et pour justifier avec un niveau de traçabilité élevé les opérations d’A&D.Cette thèse propose une méthode outillée et opérationnelle, pour la description, l’analyse et l’aide au pilotage de projets d’A&D. Elle vise une finalité de développement de progiciel support de cette méthode. Deux notions importantes ont guidé ces travaux. Durant sa conception, comme son exécution, un projet d’A&D est vu et doit donc être modélisé comme un système de systèmes, afin de tenir compte des différents facteurs de complexité qui le caractérisent. Durant son exécution, les responsables doivent gérer le projet et les incertitudes et aléas, qui en sont inhérents et peuvent impacter sa planification et son organisation. La notion de workflow adaptatif apparait comme pertinente pour aider à ce pilotage, qui doit rester totalement maitrisé, justifié, tracé, et être lui-même source de retours d’expérience pour en assurer la reproductibilité future. Les travaux menés ont donc consisté à élaborer et tester in situ la méthode souhaitée, en croisant les principes de la systémique, de l’ingénierie système basée sur des modèles, de l’ingénierie de projets, et de la modélisation d’entreprise. Cette méthode propose d'abord une formalisation des concepts de l’A&D, puis un ensemble logique, ouvert et interopérable de langages de modélisation, et enfin une démarche opératoire à suivre pour disposer d’une vision globale et holistique des projets d’A&D. Un outil démonstrateur a été développé et expérimenté sur un chantier pilote du CEA afin de vérifier la pertinence, l’exhaustivité, l’efficience, et le caractère transposable de la méthode élaborée. Cet outil se base sur un modèle générique et structurant pour les projets d’A&D, proposé par ces travaux, et permet de réutiliser des modèles, en adaptant le concept de patron de conception à la modélisation de l’A&D.

At the end of their life, nuclear facilities are subject to complex dismantling and decommissioning (D&D) operations, which require the collaboration of a large number of stakeholders from various businesses. These operations are carried out in a constrained regulatory and economic context, involving numerous requirements. This requires demonstrations and justifications before and during the execution of operations, in order to attest and ensure their efficiency and the safety of both people and facilities. Nowadays, some issues remain problematic to reach a global vision of a project when it is in preparation and then in execution, taking into account at the same time the numerous requirements, the severe constraints, and the very long time scales. Two have been particularly considered. Firstly, the reproducibility currently limited of D&D projects elements, uses and practices, despite the presence of many references, standards, and valued feedback. This is essential to head for a more industrial vision of D&D. Secondly, interoperability is a major issue at the organizational level as well as at the process or data, information and knowledge levels. The models do not always enable to provide, regarding the needs of all the stakeholders, a sufficient, global and transversal representation of the projects. Their federation or their composition remains difficult to give at each moment a coherent holistic view, and to justify with a high level of traceability the D&D operations.This thesis proposes an equipped and operational method, for the description, the analysis and the management support of D&D projects. Its final purpose is the development of enterprise software supporting this method. Two important notions have guided this work. During its design and its execution, a D&D project is seen and must therefore be modeled as a system of systems, in order to take into account its various complexity factors. During its execution, managers must pilot the project and the inherent uncertainties and hazards that may affect its planning and its organization. The notion of adaptive workflow appears relevant to help this project management, which shall remain fully controlled, justified, and traced. This shall also be a source of feedback to ensure future reproducibility. This work involved developing and testing the desired method in situ, combining the principles of systemics, model-based systems engineering, project engineering, and enterprise modeling. This method first proposes a formalization of the D&D concepts, then a logical, open and interoperable set of modeling languages, and finally an operating procedure that must be followed to establish a global and holistic vision of D&D projects. A demonstrator tool has been developed and tested on a CEA project to verify the relevance, completeness, efficiency and transposability of the developed method. This tool is based on a generic and structuring model for D&D projects, proposed by this work. It enables to reuse models by adapting the concept of design pattern to the modeling of D&D.