Évaluation de la performance des digues de protection contre les inondations : modélisation de critères de décision dans un système d'information géographique

par Damien Serre

Thèse de doctorat en Sciences de l'information géographique

Sous la direction de Youssef Diab.

Soutenue en 2005

à l'Université de Marne-la-Vallée .


  • Résumé

    La France et plus généralement le monde subissent de fréquents épisodes de crues dévastatrices. Les inondations provoquent d’importants dégâts et les coûts induits sont considérables. Les digues de protection contre les inondations, souvent sous-dimensionnées et mal entretenues, ont montré leurs faiblesses à plusieurs reprises et leurs ruptures augmentent la violence des inondations. A l’échelle nationale, le linéaire conséquent de digues (environ 7 500 km) et le manque de données sur l’ensemble de ce parc d’ouvrages compliquent leur gestion. A l’échelle du gestionnaire local se pose la question de l’optimisation des opérations de maintenance. En effet, un gestionnaire de digues ne dispose généralement pas d’un budget suffisant pour réaliser l’ensemble des opérations de maintenance sur la totalité du parc d’ouvrages. Ce long linéaire pose donc une question majeure : par où commencer les actions de maintenance pour à la fois assurer le bon fonctionnement des digues et optimiser les choix budgétaires ? Dans ce contexte, les gestionnaires de digues ont besoin de méthodes et d’outils d’aide à la décision. Un premier Système d’Information Géographique (SIG), le SIRS Digues, est opérationnel. Il contient les informations détaillées sur les ouvrages : géoréférencement des digues à l’échelle 1/10 000ème et informations relatives aux digues (constitution, désordres, réseaux, voiries. . . ). Toutefois en l’état, cet outil ne permet pas d’évaluer l’état des digues. Notre recherche vise à développer des méthodes d’évaluation de la performance des digues. A partir des informations disponibles (inspections visuelles détaillées, essais réalisés, données historiques, etc. ), nous proposons des indicateurs capables d’évaluer leur état et leur performance. Notre démarche comporte trois étapes : • l’élaboration d’un modèle fonctionnel des mécanismes de rupture, bâti à partir de l’Analyse Fonctionnelle (AF) et l’Analyse des Modes de Défaillance et de leurs Effets (AMDE), et utilisant une représentation sous forme de graphes causaux et d’arbres de défaillances ; • la construction d’indicateurs de performance pour chaque mécanisme de rupture, sur la base de critères et d’une méthode d’aide à la décision multicritère : l’agrégation à base de règles ; • l’intégration du modèle multicritère d’évaluation de la performance des digues dans le SIRS Digues. Cette opération permet de cartographier et de visualiser la performance d’un parc d’ouvrages. Après une application de ces méthodes sur une digue existante, nous proposons divers développements et perspectives à cette recherche, dont la principale est, à moyen terme, le développement d’un outil opérationnel pour l’aide à la décision dans les actions de maintenance des digues de protection contre les inondations

  • Titre traduit

    Performance assessment of river levees : decision criteria model in a geographic information system


  • Résumé

    More and more floods occurred over the last decade in France and in the world, causing important damages and significant costs. Moreover, levees are often not well maintained, so they hardly resist to major floods and can break easily. These failures increase flood consequences. At french national scale, the length of levees, estimated to 7500 kilometers, and the lack of data all along these infrastructures complicates their management. At a local manager scale, the aim is to optimise maintenance operations. In fact, a levee manager has generally not a sufficient budget to lead all needed maintenance operations. The huge length of these linear infrastructures brings up the following issue: which section of the levee, on one hand has to be inspected, improved and maintained and, on the other hand, to optimise budget distribution? In this frame, levee managers need approaches and tools in order to be helped in their maintenance decision. A first Geographic Information System (GIS) called « SIRS Digues », is developed. It contains detailed data about infrastructures: levee localisation at a scale of 1/10. 000ème and data about levees (constitution, degradations, pipe and street networks. . . ). However, in the current version of this software, levee performance can not be assessed. The goal of our research is to develop methods allowing the assessment of levees performance. From data collected (detailed visual inspections, laboratory tests, historical data, etc. ), we establish indicators able to assess levee condition and performance. Our approach contains three main steps : • analysing and modeling levees failure mechanisms with a functional model build up from Functionnal Analysis (FA) and Failure Modes and Effetcs Analysis (FMEA), represented with causal graphs and fault trees representation ; • establishing of performance indicators according to each failure mechanisms, with the use of criteria and a multicriteria decision method: the affectation based on aggregation rules ; • integrating the levee performance assessment multicriteria model into the SIRS Digues in order to vizualise levee performance on charts. After showing an application of all these methods on a real levee, we suggest some future developments according to this research. The principal one is the development of an operational tool allowing to assist levee managers in their maintenance operations

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Informations

  • Détails : 1 vol. (363 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 227-235 (130 réf.). Glossaire

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  • Bibliothèque : Université Paris-Est Marne-la-Vallée. Bibliothèque.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : 2005 SER 0271
  • Bibliothèque : Université de la Polynésie française. Bibliothèque universitaire.
  • Disponible pour le PEB
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