La gestion de patrimoines en Génie civil

La gestion de patrimoines en Génie civil

Introduction Après les secteurs tertiaires et industriels, le management des risques gagne petit à petit le génie civil et la maintenance de ces ouvrages. Toute action humaine comporte des risques de survenue d’accidents ou de catastrophes. Le mot « risque » ne fait pas l’objet d’une définition officielle. La commission française de normalisation P 06 A a proposé de le définir comme « conséquences possibles d’événements indésirables et probabilités associées », c’est-à-dire les enjeux (conséquences possibles d’événements indésirables plus ou moins importantes), généralement multiples, associés à des probabilités. Cette définition très générale, celle adoptée par l’ingénieur pour caractériser le risque, selon deux dimensions (la probabilité et la gravité) est assez simple. Les ouvrages en génie civil sont en interaction permanente avec le milieu naturel complexe et en constante évolution. Leur rôle est de résister aux agressions extérieures (climat, trafic, gravitation terrestre, séismes, … etc.). De plus, les utilisateurs de ces ouvrages sont le plus souvent des personnes ou groupes de personnes exposés aux risques induits par l’existence de ces ouvrages. Ainsi, mieux connaître le risque, pour pouvoir mieux le maîtriser, est un enjeu pour les gestionnaires d’ouvrages en génie civil. Nous allons, dans la première section, aborder les dimensions d’analyse du risque dans le génie civil via les Cindyniques qui proposent une représentation du danger dans un espace à cinq dimensions pour se placer dans un domaine d’études et de réflexions familier pour mieux appréhender les dangers. Nous évoquerons également les méthodes et outils maintenant éprouvés de gestion globale des risques utilisés dans divers domaines du génie civil. La deuxième section se concentrera sur le domaine de la gestion de patrimoine dans le génie civil dont la préoccupation des gestionnaires est le maintien de la performance des ouvrages dans un contexte d’exploitation dynamique et une logique d’optimisation coût / performance. Les ouvrages sont bien suivis et bien connus. Les entretiens sont programmés selon les valeurs d’indicateurs et les résultats d’inspections, mais les lois d’évolutions sont mal connues. Ainsi, les coûts de maintenance sont difficiles à prévoir et les gestionnaires ont besoin de mettre en place des stratégies de gestion durable du patrimoine. La prise de décision en termes d’opérations d’entretien et de maintenance relève de la décision en organisation : multiplicité des acteurs impliqués dans le processus, grande quantité d’information et difficulté d’envisager toutes les solutions possibles. Nous présenterons une démarche à trois logiques complémentaires permettant d’aider les gestionnaires à formaliser leur processus de décision. Nous nous projetterons enfin sur la gestion du patrimoine autoroutier de la société d’autoroutes ESCOTA qui a décidé de formaliser son processus de décision pour la gestion de son infrastructure et a décidé de se doter d’un système informatisé d’aide à la décision, SINERGIE, fondé sur une volonté de transparence dans les décisions, de responsabilisation de ses personnels à chaque niveau d’intervention et de justification de sa logique décisionnelle dans un contexte multicritère et multi acteurs.

Le risque en Génie Civil

Les dimensions d’analyse du risque

 En introduction du premier colloque « Risque et Génie Civil » organisé à Paris par le Groupement Français des associations du Génie Civil, les 8 et 9 novembre 2000, G.Y. Kervern [Kervern, 00], actuellement président d’honneur de l’Association française des cadres dirigeants pour le progrès social et économique (ACADI), proposait un cadre de réflexion sur les Sciences du Danger, les Cindyniques, du grec kindunos, le danger. C’est dans ce cadre là, dont les dimensions principales sont exposées ci-après, que s’inscrivent nos travaux. La gestion de patrimoines en Génie civil Chapitre I – 18 – Cinq axes peuvent être utilisés pour la représentation de l’objet « danger » dans sa complexité. Les cinq dimensions correspondant à ces axes sont celles des faits, des modèles, des objectifs, des normes et des valeurs. Chaque situation de danger, nécessite de préciser le champ de l’étude des dangers : limites de temps, d’espace, et liste des réseaux d’acteurs inclus dans l’étude, mais aussi, le « regard » porté sur ce champ. Ce regard-là est porté par référence à ces cinq dimensions différentes : La dimension des faits de mémoire de l’histoire ou des statistiques : c’est ce que l’on stocke dans les bases de données des grands systèmes de retour d’expérience ; La dimension des représentations et modèles : c’est la base de connaissances qui sert d’appui aux calculs de résistance des matériaux, physique, chimie, mécanismes de propagation (tremblements de terre, inondations, glissements de terrains …) ; La dimension des objectifs : il s’agit pour chacun des réseaux impliqué dans la situation, d’expliciter sa stratégie, le but étant de parvenir à des explications concertées, afin d’éviter des dérives vers des échecs ; La dimension des normes : il s’agit des lois, codes et règlements ainsi que des normes, codes de déontologie obligatoires ou de libre adhésion ; La dimension des systèmes de valeur : l’évolution et le respect des éléments de l’espace déontologique conduit à cette dimension. Des conflits, des « fabrications de dangers » résultent de dissonances entre deux ou plusieurs réseaux d’acteurs, évoluant dans la même situation. On peut analyser ces dissonances selon les cinq dimensions. La société d’autoroutes ESCOTA a souhaité réduire la dangerosité de la situation du réseau qu’elle doit gérer, et pour cela, pour reprendre les termes généraux de G.Y. Kervern, lancer une « campagne de prévention », dont nous pouvons rappeler les caractéristiques principales : « Une campagne de prévention consiste à négocier dans les réseaux d’acteurs des minimum vitaux … partagés : • Quelques chiffres (faits) acceptés en commun comme réalité statistique ; • Quelques modèles pris comme base commune de connaissance ; • Quelques objectifs partagés ; • Quelques normes, règles ou principes déontologiques ; • Quelques valeurs, par exemple au moins une certaine solidarité, … une certaine transparence. » Il y aura nécessairement des freins à l’action d’une campagne de prévention : la défiance. Celle-ci est définie, entre deux réseaux d’acteurs, selon les cinq dimensions, comme une fonction des dissonances qui existent entre les réseaux. La construction de la confiance consiste à réduire ces dissonances : c’est le rôle du médiateur qui revient à l’animateur de la campagne de prévention. De cette notion de campagne de prévention, on débouche naturellement sur l’analyse des écarts entre ce qui existe et ce qui devrait être le produit d’une transformation de la situation par une campagne de prévention : les déficits propres à la situation sont ainsi mis en lumière. Il peut s’agir de déficits liés à : • l’absence d’une ou plusieurs dimensions dans un réseau (par exemple pas de données disponibles) ; • l’indigence du contenu des dimensions (objectifs très flous, voire inexistants) ; • la dégénérescence d’une dimension ; • un blocage dans les plans combinant deux dimensions : • un blocage du retour d’expérience (dimension des faits et des modèles) ; • un blocage éthique des fonctions d’autorité assurant le respect des règles du jeu social (dimension des normes et des valeurs) . A partir des travaux du prix Nobel H.A. Simon sur la complexité, et des travaux du Professeur Lemoigne à l’Université d’Aix en Provence, sept principes, ou axiomes Cindyniques ont été posés, qui sous-tendent l’émergence des dissonances et des déficits. Le premier principe de relativité pose que la perception du danger est relative à la situation de l’acteur qui la perçoit ; Le second principe de conventionalité indique que les mesures du risque (le risque est le produit de la probabilité d’un danger par sa gravité) sont subordonnées à des conventions entre les acteurs ; Le troisième principe indique des finalités contradictoires des acteurs dans les réseaux de la situation : finalités qu’il faut tenter de préciser et hiérarchiser ; Le quatrième principe dit d’ambiguïté pose qu’un certain flou enveloppe les cinq dimensions. Le travail de prévention consiste à s’attaquer à ces ambiguïtés ; Le cinquième principe dit de transformation, le sixième dit de crise, relatifs à des transformations brutales du contenu des cinq dimensions des réseaux d’acteurs, ou à leur désorganisation et reconstitution en urgence, seront de peu d’utilité dans le cadre du présent travail, qui suppose une stabilité des contenus de chaque dimension et des réseaux d’acteurs ; Le septième principe de nocivité pose que toute action sur la situation a des effets réducteurs, mais aussi créateurs de dangers. Avant de décrire la situation faisant l’objet de notre travail de thèse, comment les diverses dimensions décrites ci-dessus, et comment encore les quatre premiers principes sont pris en compte par les divers réseaux d’acteurs impliqués dans la société ESCOTA (au niveau du service Structure Viabilité Sécurité, pour ce qui concerne la maintenance du patrimoine), il est apparu souhaitable de dresser un panorama des recherches conduites dans des domaines proches du génie civil. C’est ainsi que nous examinerons, essentiellement sur la dimension modèles des recherches conduites sur des bases de données relatives au patrimoine routier ; sur les dimensions faits et modèles des recherches réalisées sur un ensemble de digues, et de barrages ; sur les dimensions objectifs un état des réflexions disponibles auprès de divers acteurs dans la gestion d’ouvrages publics et de patrimoine d’infrastructures. Les dimensions des normes, et valeurs ont un contenu fixé de façon relativement précise et transparente (par exemple l’auscultation des ouvrages d’art avec la méthode IQOA [Setra, 96] ou la mise en place de l’indicateur IQRA de surface pour les chaussées pour la Direction des Routes en Annexe 3), respectivement par le cadre d’activité extrêmement réglementé du génie civil, au sens des ouvrages et structures, et de l’exploitation des concessions autoroutières, pour la première dimension, d’une part ; par la culture d’entreprise très forte à ESCOTA, depuis plusieurs dizaines d’années, et les contrôles réguliers de la puissance publique, pour la deuxième dimension, d’autre part. 

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La gestion technico-économique d’infrastructures routières 

Dans un article de synthèse sur la gestion technico-économique des infrastructures routières, en France, Philippe Lepert [Lepert, 06] présente comment, à partir de modèles des lois d’évolutions de chaussées, et de façon couplée, à partir de modèles de calcul des surcoûts induits par les chantiers d’entretien, a été conçu un système d’aide à la gestion de l’entretien des routes, qui permette d’étudier les conséquences techniques et financières de différentes politiques, de retenir la plus adaptée, et de l’appliquer à une programmation pluriannuelle. Il convient de rappeler, dans un premier temps, la problématique de gestion de l’entretien routier, ou poser la situation de risque [Kervern, 00]. Les routes sont d’abord une réponse à un besoin économique et social. Ainsi, les avantages produits par une route dépendent de la fonction de la route (axe routier majeur, voie de contournement, route de desserte locale, …), et de son trafic : ces avantages permettront d’apprécier les « efforts d’entretien » nécessaires au maintien en état de bon fonctionnement de la route ; Les dégradations des chaussées sont des phénomènes cumulatifs. Pour cette raison, une intervention précoce peut être plus efficace qu’une intervention tardive : il n’est pas judicieux de différer des dépenses jusqu’à ce que les fonctions de la route ne soient plus assurées. Chapitre I – 20 – L’importance de chaque tronçon routier, le maintien de façon durable et à moindre coût d’un niveau de service acceptable sont à définir. La complexité même de ce problème justifie le recours à des systèmes d’aide à la décision, s’appuyant eux–mêmes sur des modèles techniques, et socioéconomiques. Examinons, dans un deuxième temps, comment ces problèmes ont été abordés et résolus, avant que l’informatique ne permette la mise en oeuvre de ces systèmes d’aide à la décision. Depuis les années 1970, en France, une organisation en trois niveaux prévalait pour le réseau routier national. Avec une Direction des Routes, qui définissait une politique, comportant l’entretien et la réhabilitation, répartissait des moyens dans les différentes DDE (Directions Départementales de l’Équipement) qui étaient forces de proposition d’entretien, et qui finalement confiaient l’entretien courant aux subdivisions. Ces subdivisions assuraient aussi l’organisation et le suivi des entretiens programmés. De façon opérationnelle, chaque subdivision faisait remonter au niveau départemental une liste des opérations jugées nécessaires sur leur territoire. Ces propositions étaient alors évaluées par un responsable départemental, avec l’appui d’un expert des CETE, Centre d’Études Techniques de l’Équipement, sur la base des mesures (données, faits) rassemblées dans la banque de données routières (BDR). Ces mesures concernaient notamment la déflexion, l’uni et l’adhérence. Chaque CETE devait ensuite hiérarchiser les demandes des diverses DDE, et transmettre l’ensemble des demandes classées à la Direction des Routes. À ce niveau national, les demandes des huit CETE étaient à nouveau évaluées, et les décisions prises, avant renvoi aux DDE des programmes d’entretien acceptés. À côté d’un aspect positif d’implication de chaque niveau dans la gestion de l’entretien routier, selon Philippe Lepert, la conservation de l’expertise, et l’arbitrage sur les priorités d’intervention entre régions, étaient deux fragilités importantes de ce type d’organisation. Au début des années 1990, une contractualisation a été passée entre la Direction des Routes et les DDE qui ont reçu une dotation budgétaire, proportionnelle à la surface de chaussée gérée dans diverses catégories de chaussées. Les DDE devaient garantir un certain niveau de service sur les routes nationales. Les CETE deviennent alors souvent les conseillers des DDE pour la programmation des interventions d’entretien, grâce à un logiciel GiRR d’aide à la décision se basant essentiellement sur des critères techniques, les aspects prédictifs, sociaux et économiques n’étant que très partiellement pris en compte. Il est intéressant de noter que de la dimension des faits, la BDR, on passe à la dimension des modèles, comme GiRR qui intègre plusieurs hypothèses de vieillissement des structures, des traitements statistiques, et des jeux de règles. GiRR comporte en fait deux modules : Evalue et Programme. Le module Evalue, permet un suivi de l’état des chaussées selon deux critères : l’état de la structure, et l’état de la surface, par section de réseau de 200 mètres de longueur. Ces états sont caractérisés par des notes de 0 à 20, sur chaque critère, lors de relevés actualisés tous les trois ans. L’agrégation d’une note par section, composée selon un jeu de règles à partir des notes de surface et de structure, constitue en soi une difficulté (cet aspect particulier sera développé par la suite). Le module Programme permet de donner un ordre de priorité sur les propositions de travaux, mais n’intègre pas de modèle permettant de simuler l’impact des travaux sur les différentes sections. Différentes stratégies de travaux ne peuvent donc pas être comparées sur plusieurs années, d’un point de vue technico-économique. Conceptuellement, parvenir sur des périodes de temps assez longues, de l’ordre de 20 ans, à la comparaison de différentes stratégies d’entretien, nécessite donc de disposer de loi d’évolution des dégradations des chaussées (structures et surface), et de lois d’impact des travaux, et, dans une autre dimension, de la capacité de quantifier les retombées technico-socio-économiques des travaux d’entretien. La Figure 3, ci-dessous, représente la structure de ce système dit de seconde génération, qui devrait permettre cette comparaison de stratégies d’entretien sur le long terme.

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