Thèse soutenue

Analyse des risques et aide à la décision pour l'amélioration de la résilience des réseaux techniques urbains franciliens face aux crues
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Auteur / Autrice : Anas Dabaj
Direction : Youssef Diab
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie Urbain
Date : Soutenance le 29/06/2021
Etablissement(s) : Paris Est
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ville, Transports et Territoires (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Lab'Urba (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne)
Jury : Président / Présidente : Franck Marle
Examinateurs / Examinatrices : Youssef Diab, Myriam Mokhtari Merad, Laurent Peyras, Marc Vuillet, Frédéric Gache
Rapporteurs / Rapporteuses : Myriam Mokhtari Merad, Laurent Peyras

Résumé

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Les réseaux techniques urbains constituent des infrastructures critiques pour le bon fonctionnement et la résilience des territoires. Toutefois, ces mêmes réseaux présentent différentes formes de vulnérabilités aux aléas naturels et anthropiques, pouvant causer leur endommagement et l’arrêt des services urbains qu’ils permettent d’assurer. Ces vulnérabilités peuvent conduire à des dysfonctionnements parfois imprévisibles et potentiellement même plus sévères que le seul impact causé par l’aléa initiateur (défaillances en cascade).Dans le cas de l’Ile-de-France, la vulnérabilité des réseaux face aux inondations constitue un sujet majeur de risque et de résilience territoriale. On compte une multitude d’impacts directs potentiels des crues sur les infrastructures et des liens d’interdépendances complexes entres infrastructures, réseaux et services. Afin de doter les gestionnaires d’outils appropriés à ces enjeux, cette recherche ambitionne « l’élaboration d’une approche méthodologique pertinente pour la réduction des vulnérabilités des réseaux face aux crues ». Cette approche méthodologique a pour vocation d’assister les gestionnaires de réseaux franciliens dans les processus d’identification, de caractérisation, de quantification et de maitrise les risques induits par les différentes formes de vulnérabilités de leurs réseaux.L’approche méthodologique proposée s’articule autour de deux grands axes: la quantification des risques et l’optimisation multicritères de l’allocation des mesures de leur maitrise. Elle mobilise différentes méthodes propres à l’analyse des risques, à l’intégration de l’expertise et à la quantification des incertitudes, à l’aide à la décision multicritère et à l’optimisation mathématique; afin de planifier efficacement les actions de réduction de vulnérabilités des réseaux franciliens. Notre démarche de recherche comporte trois étapes principales:• Le développement d’une démarche déterministe pour l’analyse des vulnérabilités des réseaux techniques urbains. Celle-ci permet l’identification et la formalisation des modes de défaillance d’un réseau exposé aux crues. Elle permet également la quantification de la criticité individuelle de chaque composant dans les scénarios possibles de défaillance.• L’élaboration d’une démarche fiabiliste pour l’analyse des vulnérabilités des réseaux, complémentaire à l’analyse déterministe. Elle permet la prise en compte de la vraisemblance des modes de défaillances identifiés et la construction d’indicateurs fiabilistes pour évaluer la criticité de chaque composant d’un réseau analysé en situation de crue.• La construction d’un outil d’aide à la décision pour la rationalisation et l’optimisation du processus de réduction des vulnérabilités des réseaux face aux crues. Cet outil mobilise les résultats des deux démarches déterministe et fiabiliste pour la caractérisation de la criticité globale de chaque composant d’un réseau exposé aux crues. Il permet aussi d’assister les gestionnaires de réseaux dans l’élaboration de stratégies optimales de réduction des vulnérabilités en fonction des budgets d’investissement disponibles.La validité ainsi que la portée opérationnelle de notre démarche sont éprouvées tout au long de cette recherche, à travers des chapitres d’application et de valorisation dédiés à l’analyse d’un tronçon ferroviaire urbain faisant face au risque inondation. Des exemples d’application simples sur d’autres réseaux sont également fournis dans les différentes parties du mémoire