Analyse des risques et aide à la décision pour l'amélioration de la résilience des réseaux techniques urbains franciliens face aux crues PDF Download
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Author: Anas Dabaj
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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.
Author: Anas Dabaj
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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.
Author: Serge Lhomme
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Languages : fr
Pages : 365
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Les réseaux techniques sont des infrastructures critiques qui peuvent être vulnérables aux inondations. Leur bon fonctionnement représente donc un enjeu majeur pour la gestion des risques et des territoires. Cette recherche postule que l'analyse de la résilience des réseaux techniques constitue un préalable nécessaire, mais non suffisant, à la mise en place de politiques d'amélioration de la résilience urbaine, face aux inondations. Une méthodologie d'analyse de la résilience des réseaux techniques est proposée. Elle requiert l'analyse des capacités de résistance, d'absorption et de récupération de ces réseaux. Dans ce cadre, des développements ont été réalisés afm d'analyser les propriétés structurelles des réseaux techniques, les interdépendances entre les réseaux techniques et la remise en service de ces réseaux. Ces développements reposent principalement sur la théorie des graphes, les méthodes issues de la Sûreté de Fonctionnement, l'optimisation linéaire et l'analyse spatiale. Enfin, un prototype web-SIG a été développé puis appliqué à la ville de Dublin.
Author: Charlotte Heinzlef
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Languages : en
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Dans un contexte de dérèglement climatique, d'augmentation des inondations en milieu urbain,d'augmentation des incertitudes, les gestionnaires urbains sont obligés d'innover pour concevoir des stratégies de gestion des risques adéquates. Parmi ces stratégies, rendre les villes résilientes est devenu un impératif. Le concept de résilience est un concept pluridisciplinaire qui définit la capacité d'un système à absorber une perturbation et à récupérer ses fonctions par la suite. Cette notion renvoie à une innovation technique, urbaine, sociale, architecturale, économique et politique et enjoint à une remise en question des stratégies traditionnelles de gestion du risque. Cette injonction à l'innovation s'adapte parfaitement à la complexité urbaine, économique, politique, sociale, écologique du monde contemporain. De ce fait, le concept de résilience s'intègre aux enjeux d'étalement urbain et aux risques associés. Pourtant, malgré cette adéquation théorique et conceptuelle, la résilience demeure complexe à intégrer dans les pratiques des urbanistes et acteurs territoriaux. Sa multitude de définitions et d'approches a favorisé son abstraction et son manque d'opérationnalisation. Face à ce constat, cette recherche se propose de répondre à ces lacunes opérationnelles en construisant un système spatial d'aide à la décision afin de clarifier et favoriser l'intégration du concept dans les pratiques urbaines. L'idée défendue est que la résilience urbaine incarne les aptitudes et capacités d'une ville et de sa population à mettre en place avant, pendant et après un événement perturbateur de façon à en limiter les impacts négatifs. Ce positionnement scientifique permet donc d'analyser la résilience urbaine sur un long pas de temps, mettant en avant des capacités proactives que le système urbain doit développer de façon à (ré) agir face à l'inondation. Ce travail s'est appuyé sur un partenariat socio-économique avec la Ville d'Avignon et son Service SIG (Système d'Information Géographique). L'approche a permis de construire trois indicateurs de mesure afin d'aborder la résilience urbaine, technique et social. Ces indicateurs ont permis d'acquérir des informations sur les variables définissant des potentiels de résilience qui favoriseraient l'émergence d'une réponse adéquate face à une inondation urbaine. L'utilisation de techniques de géovisualisation a permis de favoriser la visualisation des traitements et des résultats afin d'expliciter la démarche auprès des gestionnaires urbains. Parallèlement, des ateliers de concertation ont été montés afin de présenter et discuter des résultats obtenus grâce aux indicateurs avec les responsables et gestionnaires des infrastructures critiques.La co-construction de ces indicateurs, afin de construire une analyse et une connaissance autour de la résilience urbaine, suivis de la mise en place d'ateliers avec les acteurs du territoire, afin de favoriser le processus décisionnel territorial, a permis de développer une culture de résilience. Ce système spatial d'aide à la décision a donc permis la mutualisation des connaissances théoriques et pratiques autour des questions de risques urbains et de résilience afin de parvenir à un consensus nécessaire pour la prise de décision et l'opérationnalisation de la résilience.
Author: Sònia Domingo Ramos
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Languages : fr
Pages : 116
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Author: Agathe Giangola-Murzyn
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L'évolution constante des villes passe par l'urbanisation des zones encore disponibles induisant des effets sur les bilans hydriques des celles-ci. De plus, le changement climatique susceptible d'exacerber les extrêmes (dont les inondations) influence lui aussi ces bilans. La ville est donc un objet hydrologique spécifique qu'il faut replacer dans son contexte évolutif, ce qui élargit considérablement la gamme d'échelles spatio-temporelles à prendre en compte pour son analyse et sa simulation. L'Union Européenne considère que la gestion du risque d'inondation doit remplacer la défense classique contre celle-ci. Cette nouvelle approche est plus holistique : elle prend en compte toutes les composantes du risque et cherche a réduire la vulnérabilité des récepteurs (habitants, bâtiments et infrastructures). Elle débouche sur la question de la résilience des systèmes urbains où les technologies correspondantes doivent être intégrées en des systèmes résilients aux inondations. Il est donc indispensable de développer des outils permettant l'évaluation de la performance de ces derniers, et ce à différentes échelles. Ces préoccupations ont défini l'axe de développement de Multi-Hydro : faire interagir des modèles déjà éprouvés représentant une composante du cycle de l'eau, permettre d'effectuer ainsi des progrès substantiels dans la modélisation de l'eau en ville avec une facilité d'utilisation. Multi-Hydro est ainsi basé sur des équations physiques supportées par des modèles distribués couplés. Grâce à un outil SIG dédié, MH-AssimTool, les informations géographiques et physiques nécessaires à la modélisation sont facilement assimilés pour chaque zone et résolution. En effet, une attention particulière été portée sur les observables ayant le moins de dépendance en échelle. L'emploi d'outils d'analyse multi-échelles permet de représenter leur variabilité et de définir des paramétrisations robustes du fonctionnement hydrologique à différentes échelles. L'ensemble de ces développements a été utilisé pour aborder la question de la résilience face aux inondations à différentes échelles d'un système urbain, dans le cadre de différents projets européens (SMARTeST, RainGain, BlueGreenDream) ou nationaux (Ville Numérique), à l'aide d'une approche systémique sur des scénarios pour plusieurs cas d'étude :- un petit bassin versant de Villecresnes (Val-de-Marne) qui a servi a l'évaluation des impacts de chaque modification apportée au modèle au cours de son développement.- la partie Est de la commune de Saint-Maur-des-Fossés (Val-de-Marne) qui a subi un audit de l'état du réseau d'assainissement (cartographie précise des canalisations et campagnes de mesures) et dont les résultats préliminaires ont permis de poser la problématique de la modélisation des rivières.- un quartier d'Heywood (grande banlieue de Manchester, Royaume Uni), qui a subi plusieurs inondations durant la dernière décennie et demande une modélisation assez fine pour permettre l'évaluation de l'impact de quatre scénarios de protection.- le bassin versant de la Loup, dont l'exutoire est occupé par un bassin de stockage des eaux de pluie, a été modélisé pour quatre évènements d'intensités et de durées variables et a permis de débuter la validation du modèle.- la zone de Spaanse Polder (Rotterdam, Pays Bas), pose la problématique de la modélisation des zones très planes au système de drainage complexes (pompes, exutoires multiples). Cette zone permet de guider les développements futurs de Multi-Hydro. Dans le contexte de l'amélioration de la résilience des villes face aux inondations, Multi-Hydro se place comme étant un outil qui offre la possibilité de simuler des scénarios permettant l'évaluation des impacts à l'échelle globale de modifications à plus petites échelles. Grâce a sa facilité de mise en place que lui confère MH-AssimTool, ainsi que sa structure modulaire et sa liberté de licence, Multi-Hydro est en train de devenir un outil d'aide à la décision.
Author: Michaël Gonzva
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Languages : fr
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Lorsque surviennent des risques naturels, les dommages aux systèmes urbains représentent habituellement des conséquences économiques et sociales importantes. Parmi eux, les systèmes de transport guidé restent aujourd'hui particulièrement vulnérables notamment face au risque inondation. Par ailleurs, le concept de résilience connait d'importants développements dans le domaine de la gestion des risques naturels. La résilience peut se définir comme la capacité d'un système à absorber une perturbation et à récupérer ses fonctions à la suite de celle-ci.L'objectif de la thèse est d'étudier la vulnérabilité et la résilience des systèmes de transport guidé face au risque inondation à partir d'une analyse des mécanismes de défaillance. Ces systèmes sont assimilables à des systèmes hautement compliqués avec de multiples interdépendances entre les éléments. Etudier ces interdépendances, dans le cas d'une inondation, permet une approche comparative des trois configurations traditionnelles d'implantation d'un système de transport guidé~: en souterrain, en surface et en aérien.Cette démarche qualitative est combinée à une modélisation probabiliste, basée sur l'utilisation des réseaux bayésiens, du système soumis à un risque inondation. La thèse présente la démarche construite qui rend possible~: l'élaboration d'une approche globale c'est-à-dire de l'occurrence de l'aléa avec ses caractéristiques données d'intensité~; l'identification des dommages matériels directs~; l'identification des dommages matériels indirects c'est-à-dire ceux occasionnés par des effets domino~; la déduction des conséquences fonctionnelles c'est-à-dire les modes de fonctionnement dégradé du système relatif à son exploitation.
Author: Hélène Beraud
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Les stratégies d'amélioration de la résilience des territoires à risque ont pris une place prépondérante dans les politiques de gestion des inondations. Raisonner en terme de résilience, c'est-à-dire de capacité pour un système à se maintenir et à retrouver un fonctionnement acceptable après la catastrophe, permet de penser différemment et d'anticiper la longue période qui suit un événement catastrophique. Le rôle du service de gestion des déchets dans la résilience des territoires urbains a été peu étudié. Or, lors d'une inondation, l'eau dégrade tout ce qu'elle touche, générant par là même des déchets en quantité très importante. Infrastructures bloquées, réintégration dans les habitations et les entreprises retardée, atteintes à la santé et à l'environnement, impacts psychologiques sont autant d'exemples des conséquences de la présence de ces amas de déchets sur le territoire. Loin d'être anecdotique, la gestion de ces déchets est donc un enjeu de la post inondation. Le maintien d'un service de gestion des déchets est donc stratégique pour la résilience des territoires face aux catastrophes. Il est donc nécessaire de travailler à sa résilience. Pour cela, cette thèse propose une démarche permettant de diagnostiquer la résilience d'un service de gestion des déchets qui se base sur trois leviers d'actions :1) analyse de la capacité du service à connaître les sollicitations du système urbain en matière de gestion des déchets qui s'appuie sur la construction d'une méthode d'estimation et de caractérisation du gisement potentiel de déchets post inondation ; 2) analyse de la capacité du service à maintenir un fonctionnement acceptable pour le système urbain qui s'appuie sur l'utilisation de méthodes de diagnostic de la vulnérabilité et d'analyse de la sûreté de fonctionnement ; 3) analyse de la capacité du service à solliciter un territoire plus vaste pour parer à ses défaillances. Cette démarche de diagnostic a été mise en pratique sur un territoire d'étude.
Author: Daouda Kamissoko (chercheur).)
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Book Description
This thesis deals with infrastructure network vulnerability analysis in the natural disaster context. It starts from the observation that infrastructure such as water supply or power grid has significant influence on natural disasters' indirect consequences. The aim is to model the vulnerability to take efficient actions. The scientific approach is divided into two complementary parts. The first one deals with the vulnerability assessment, while the second one focuses on the decision aiding process to be implemented for the assessed vulnerability reducing. The proper vulnerability analysis is based on the analysis objects modelling. In order to achieve this, we will adopt a graph theory representation. A literature review will allow us to identify the graph structure which best suits the context of the thesis. In a multi network analysis environment, interdependences, i.e. relationships between components of the same network or different networks - are a determining factor for any vulnerability model. We have thus proposed an approach to model interdependence compatible with the graph theory. There are two types of relationships: the one first is functional (dependence), while the second one is dysfunctional (influence). The vulnerability is assessed by a simulation-based approach. It is composed of one part relating to the system ability to resist the feared event; and the other part relative to its ability to be back on its nominal state after the disaster. When the vulnerability is determined, the next step will be to take the necessary decisions to manage it. This part on the decision aiding is itself divided into two sub parts: first of all the process to be used for the crisis management is established. Then a methodology for decision aiding is proposed and results on a Decision Support System development. In the age of the internet and social networks, it is possible to deploy the application on the internet.
Author:
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Languages : fr
Pages : 169
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Book Description
Author: Michael Beer
Publisher: Springer
ISBN: 9783642353437
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 3953
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Book Description
The Encyclopedia of Earthquake Engineering is designed to be the authoritative and comprehensive reference covering all major aspects of the science of earthquake engineering, specifically focusing on the interaction between earthquakes and infrastructure. The encyclopedia comprises approximately 300 contributions. Since earthquake engineering deals with the interaction between earthquake disturbances and the built infrastructure, the emphasis is on basic design processes important to both non-specialists and engineers so that readers become suitably well informed without needing to deal with the details of specialist understanding. The encyclopedia’s content provides technically-inclined and informed readers about the ways in which earthquakes can affect our infrastructure and how engineers would go about designing against, mitigating and remediating these effects. The coverage ranges from buildings, foundations, underground construction, lifelines and bridges, roads, embankments and slopes. The encyclopedia also aims to provide cross-disciplinary and cross-domain information to domain-experts. This is the first single reference encyclopedia of this breadth and scope that brings together the science, engineering and technological aspects of earthquakes and structures.
