Diagnostic et analyse de risques liés au vieillissement des barrages - Développement de méthodes d'aide à l'expertise

Diagnosis and risk analysis are essential to insure safety of dams in operation. In this field, powerful methods have been produced and provide useful aid support : modelling, simulation, statistical analysis, reliability.\nHowever it is necessary to use expert's judgement when the works are complex and unique, when data is imprecise or insufficient, and when preview diagnosis or detailed analysis synthesis are made. Using their experiences and their knowledge, experts are able to provide answers and recommendations to a specific problem.\nThis work proposes methods to support diagnosis and risk analysis tasks, within an expertise approach. It is used for specialised engineers during preview diagnosis or studies synthesis.\nOur approach is based on capitalising on expert's knowledge and feedback. It is composed of three parts:\n- an ageing functional model, built up with FMEA method, adapted to dam context and using a Causal Graph representation. This modelling represents ageing scenarios leading to loss of functions,\n- a qualitative method to write dam ageing history and to represent evolution laws of performance loss,\n- qualitative methods to assess the criticality of performance loss of dams and their components.\nThe first part of a knowledge database about dam ageing has been produced, concerning gravity dam mechanisms.\nAfter applying these methods to specific ageing mechanisms (alkali-aggregate reaction on concrete gravity dam and internal erosion on embankment dams) and to example of dams concerned by these mechanisms, we propose various developments and prospects to this work. / Le diagnostic et l'analyse de risques sont des missions essentielles pour assurer la sécurité des barrages en service. Pour réaliser ces tâches, des méthodes puissantes ont été développées et apportent une aide précieuse aux ingénieurs spécialisés : modèles physiques, calculs numériques, statistiques, fiabilité. Toutefois, face à des ouvrages complexes et uniques, dans des contextes présentant des données insuffisantes, lors de diagnostics préliminaires ou en synthèse d'analyses approfondies, il est nécessaire de recourir au jugement des experts. A partir de leurs connaissances et de leur expérience, ces derniers vont fournir alors une interprétation, un avis ou une recommandation à la question posée. Cette recherche propose des méthodes d'aide au diagnostic et à l'analyse de risques dans le cadre d'une approche par expertise. Elle vise à assister les ingénieurs spécialisés lors d'analyses préliminaires et rapides ou en synthèse d'études approfondies. La démarche adoptée met à profit les connaissances et le retour d'expérience des experts. Elle comporte trois étapes :\n- un modèle fonctionnel de vieillissement, bâti à partir de l'Analyse des Modes de Défaillance et de leurs Effets (méthode AMDE) adaptée au domaine des barrages, et utilisant une représentation sous forme de graphes orientés. Il permet de construire des scénarios de vieillissement en enchaînant des séquences successives de défaillances ;\n- une méthode qualitative pour constituer des historiques de vieillissement et pour représenter les lois d'évolution des pertes de performance ;\n- des méthodes qualitatives pour évaluer la criticité des pertes de performance des barrages et de leurs composants.\nLa première partie d'une base de connaissances relative à la pathologie des barrages est réalisée et concerne les scénarios de vieillissement des ouvrages poids.\nAprès la présentation de différentes applications sur des mécanismes de vieillissement (alcaliréaction des barrages en béton et suffusion interne des remblais) et sur des ouvrages représentatifs de ces mécanismes, nous proposons divers développements et perspectives à cette recherche.