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Soutenance Thèse : Modélisation de la détérioration et optimisation de la maintenance : application aux ouvrages de protection en montagne

Lieu : Salle Ecrins – INRAE - 2, rue de la Papeterie - 38402 Saint-Martin d'Hères et par VISIO

Conférence

Soutenance Thèse : Modélisation de la détérioration et optimisation de la maintenance : application aux ouvrages de protection en montagne

La soutenance de thèse de Nour CHAHROUR sur le sujet:

Physics-Informed Deterioration Modeling and Maintenance Optimization Using Stochastic Petri Nets: Application to Torrent Protection Structures
Modélisation de la détérioration et optimisation de la maintenance fondée sur la physique à l'aide de réseaux de Petri stochastiques : application aux ouvrages de protection en montagne

aura lieu (en anglais) le 25 octobre à 09h30

Salle Ecrins – INRAE - 2, rue de la Papeterie - 38402 Saint-Martin d'Hères et par VISIO

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RÉSUME DE THÈSE

Thèse dirigé par Christophe BERENGUER (UGA - G-INP, GIPSA_lab) et co-encadrée par Jean-Marc TACNET (INRAE)
Thèse préparée au sein de l’unité ETNA/INRAE et du laboratoire Gipsa-lab

Les risques naturels en montagne constituent une menace pour les habitants, les propriétés et les infrastructures. Plusieurs structures de protection sont construites dans ces zones afin de réduire le risque induit et de protéger les éléments vulnérables exposés. Ces structures constituent des systèmes critiques interdépendants à composants multiples qui se détériorent avec le temps en raison des phénomènes violents auxquels ils sont soumis depuis leur construction. La propagation des dommages est influencée par les dépendances entre les différents modes de défaillance et entre les structures elles-mêmes. Ces événements en cascade réduisent l’efficacité du système global en matière de protection. Par conséquent, s’ils ne sont pas entretenus régulièrement, le niveau de protection offert par ces structures sera réduit.

En raison des ressources budgétaires limitées, il est essentiel d’identifier les types de défaillances les plus critiques et les dépendances existantes afin de définir l’état de dégradation à partir duquel la maintenance préventive doit être effectuée. Par conséquent, il est très important d’effectuer une analyse de fiabilité de ces systèmes. Cela nécessite d’analyser la détérioration dynamique de chaque structure et les effets locaux ou distants de son indisponibilité partielle ou totale sur les autres structures impliquées dans un système multi-composants. La méthodologie présentée dans ce projet intègre des modèles basés sur la physique et sur la fiabilité pour suivre l’évolution de l’état des structures de protection et améliorer les processus de décision en matière de maintenance.

L’approche de modélisation proposée est basée sur:

  1. une modélisation basée sur la physique pour identifier les lois probabilistes des temps de transition entre les états définis de la structure en fonction de son comportement dans le temps
  2. une méthode d’aide à la décision basée sur les réseaux de Petri, qui aide à choisir la meilleure stratégie de maintenance tout en considérant les contraintes budgétaires.

Dans ce contexte, les décisions entreprises dépendent toujours de la quantité de données disponibles, de sources diverses, d’hypothèses, etc. Par conséquent, cette étude se concentre également sur l’évaluation de l’influence des entrées incertaines sur les sorties obtenues à partir des modèles de détérioration et de maintenance.

Les modèles développés sont appliqués à deux structures de protection différentes (barrages de correction et systèmes de rétention) soumises à différents types de phénomènes naturels (crues d’eau claire et laves torrentielles). Les résultats obtenus permettent d’analyser le comportement d’une structure en fonction du temps et de prioriser plusieurs stratégies de maintenance proposées en tenant compte des contraintes économiques et de l’efficacité de chaque stratégie pour augmenter le temps de disponibilité de la structure dans des états non critiques.

Mots-clés: risques naturels; ouvrages de protection; modélisation des détériorations, temps de transition ; réseaux de Petri stochastiques; optimisation de la maintenance; imperfection de l’information

Contributeur

Perrine BROUST

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