Introduction aux applications, à l’analyse critique et aux développements industriels
Phase 1 : Noter sous forme de « blocs à quatre
I.3. Applications de l’analyse quantitative de la criticité
Nous présentons successivement dans ce paragraphe les analyses quantitatives de la criticité du mur en béton, du mur en briques puis la comparaison des résultats de ces deux analyses.
I.3.1. Analyse quantitative de la criticité du mur en béton
Objectif de ce paragraphe
Il s’agit de présenter les différentes étapes de l’analyse de la criticité (évaluation de la gravité d’un scénario, classement des scénarii par classe de criticité, évaluation de la criticité, hiérarchisation des scénarii par ordre de criticité) sur l’application du mur en béton à partir de la sélection des scénarii présentés lors de l’analyse qualitative de ce produit (cf. figure 63). Hypothèses pour le système étudié
Nous faisons les mêmes hypothèses (environnement, conséquences des scénarii, fonctions prises en compte) que celles formulées lors de l’analyse qualitative de ce produit (cf. I.1.2).
I.3.1.1. Evaluation de la gravité des scénarii
La gravité d’un scénario (Scj) est évaluée à partir des quatre critères d’impact du scénario sur la robustesse du produit (IRPScj), d’impact sur la maintenabilité du produit (IMPScj), d’impact sur la robustesse de l’ouvrage (IROScj) et d’impact sur la maintenabilité de l’ouvrage (IMOScj). Ces critères sont décrits au I.4.2-a de la partie B.
Impact sur la robustesse du produit - IRPScj :
L’évaluation de l’impact du scénario sur la robustesse du produit est obtenue en agrégeant les résultats d’impact des phénomènes sur la robustesse du produit.
Nous procédons successivement au classement des fonctions du produit, à l’évaluation du degré de participation des composants aux fonctions, à l’évaluation de l’impact des phénomènes sur les fonctions du produit puis de l’impact de ces phénomènes sur la robustesse d’un produit.
Classement des fonctions du produit
Le résultat de ce classement est présenté dans le tableau 71.
Désignation Classement Justification
Fp1 Stopper Très importante En second plan par rapport aux fonctions « essentielle »
Fp2 Absorber Essentielle Classe maximale
Fp3 Résister mécaniquement Essentielle Classe maximale
Fs4 Etre intègre Très importante En second plan par rapport aux fonctions « essentielle »
Fp5 Etre conforme Essentielle Classe maximale
Tableau 71 : Classement des fonctions du mur en béton
Evaluation du degré de participation des composants aux fonctions
Le degré de participation des composants aux fonctions est défini uniquement pour les couples {composant ; fonctions} identifiés lors de l’analyse fonctionnelle ; les estimations de ce degré de participation sont synthétisées dans le tableau 72.
Nous estimons que la structure et le revêtement ont une même participation « élevée » à « stopper » les flux de passage des agents environnementaux (du milieu extérieur pour la structure, et du milieu intérieur pour le revêtement).
Nous considérons que la structure et le complexe isolant (plot de colle – formant une lame d’air entre le mur en béton et le doublage – doublage et isolant) participent tous de la même manière (participation « élevée ») aux conforts thermique et acoustique (Fp2) du mur.
Le degré de participation de la structure et des armatures (de peau et du linteau) est « élevé » pour la résistance mécanique puisqu’elles contribuent à la stabilité du produit vis-à-vis des actions mécaniques du milieu extérieur et du bâtiment dans lequel il est intégré. Nous jugeons le degré de participation du doublage et de l’isolant comme « moyen » puisqu’ils assurent uniquement leur auto stabilité, par contre les plots de colle ont un degré « élevé » puisque le maintien en position (Fp3) du doublage sur le mur en béton constitue sa principale fonction. La participation des épingles et du revêtement est jugée « faible » vis-à-vis de la résistance mécanique, puisqu’ils ont une certaine résistance mécanique propre mais ils ne contribuent pas à la résistance mécanique du produit.
Pour ce qui est de l’intégrité, nous estimons comme « élevé » le degré de participation des composants directement en contact avec l’environnement (structure et revêtement) et comme « faible » pour les autres composants.
Nous considérons que tous les composants répondent aux réglementations et exigences en vigueur, leur degré de participation à la fonction de conformité (Fp5) est donc « élevé ».
Structure Armature de peau du linteauArmature Epingle Plot de colle Doublage Isolant Revêtement
Fp1 Stopper Elevé Elevé
Fp2 Absorber Elevé Elevé Elevé Elevé
Fp3 Résister
mécaniquement Elevé Elevé Elevé Faible Elevé Moyen Moyen Faible
Fs4 Etre intègre Elevé Faible Faible Faible Faible Faible Faible Elevé
Fp5 Etre conforme Elevé Elevé Elevé Elevé Elevé Elevé Elevé Elevé
Tableau 72 : Degré de participation des composants du mur en béton à ses fonctions
Evaluation de l’impact des phénomènes sur les fonctions du produit
Les estimations d’impact des phénomènes sur les fonctions du mur en béton que nous proposons pour les phénomènes des scénarii sélectionnés lors de l’analyse qualitative de ce mur sont regroupées dans le tableau 73.
Nous considérons par exemple que la ségrégation du béton (phénomène) a un impact « moyen » sur la résistance mécanique Fp3 (fonction) du mur en béton (produit) – alors que la corrosion des armatures par exemple a un impact « fort » sur cette résistance – et que cette ségrégation a un impact « fort » sur la fonction de conformité aux exigences Fp5, puisque la ségrégation se traduit généralement par une apparition de granulats en partie inférieure du mur, ce qui n’est pas très esthétique visuellement.
Phénomène Composant Fonction Impact Phénomène Composant Fonction Impact
Fp3 Moyen Faïençage Structure Fp5 Moyen Ségrégation Structure
Fp5 Fort Efflorescence Structure Fp5 Moyen
Fp1, Fs4 Faible Fp1 Fort Fp2 Moyen Fp3 Moyen Enrobage insuffisant Structure Fp3, Fp5 Fort Fissuration Structure Fs4 Moyen Fp1, Fs4 Fort Carbonatation Structure Fp3 Moyen Salissure Structure Fp5 Moyen
Fp3 Fort Fp3 Moyen Lixiviation Structure Fs4 Fort Formation de sels gonflants Structure – Armature de peau, Armature du linteau, Epingle Fs4 Moyen Fp2, Fp3, Fp5 Fort Fp1, Fp2 Fort
Ecrasement Doublage, Isolant,
Plot de colle Fs4 Faible
Eclatement Structure Fp3, Fs4, Fp5 Moyen Fp3 Fort Fp1, Fp2 Fort Corrosion Armature de peau, Armature du linteau, Epingle Fs4 Moyen Chute de morceaux Structure Fp3, Fs4, Fp5 Moyen
Tableau 73 : Estimation de l’impact des phénomènes sur les fonctions du mur en béton
Evaluation de l’impact des phénomènes sur la robustesse du produit - IRPPhi
A partir des estimations précédentes (classement des fonctions, degré de participation et impact des phénomènes sur les fonctions) et de la grille d’évaluation rappelée au tableau 74, nous pouvons en déduire l’impact des phénomènes sur la robustesse du mur en béton pour chacune des fonctions associées à ces phénomènes, IRPPhi(Fk).
Classe fonctionnelle
Essentielle Très importante Importante Peu importante Degré de participation
Élevé Moyen Faible Élevé Moyen Faible Élevé Moyen Faible Élevé Moyen Faible Classe d’impact Fort 1,00 0,90 0,80 0,85 0,75 0,65 0,70 0,60 0,50 0,55 0,45 0,35 Moyen 0,90 0,80 0,70 0,75 0,65 0,55 0,60 0,50 0,40 0,45 0,35 0,25 Faible 0,80 0,70 0,60 0,65 0,55 0,45 0,50 0,40 0,30 0,35 0,25 0,15 Négligeable 0,70 0,60 0,50 0,55 0,45 0,35 0,40 0,30 0,20 0,25 0,15 0,00
Tableau 74 : Grille d’évaluation de l’impact des phénomènes sur la robustesse du produit
Par exemple, si l’on considère l’impact de la ségrégation, Ph10, du béton (structure) pour la fonction de résistance mécanique (Fp3) sur la robustesse du produit, nous avons :
• classement de la fonction : « essentielle »,
• degré de participation du composant : « élevé »,
• impact du phénomène sur la fonction : « moyen ».
Par conséquent l’impact de ce phénomène pour la fonction Fp3 sur la robustesse du mur est
IRPPh10(Fp3) = 0,9.
Le résultat de cette évaluation pour l’ensemble des couples {phénomène ; fonction} est présenté dans le tableau 75.
Nous rappelons que les numéros des composants et des fonctions sont :
• composants : 1 – Structure, 2a – Armature de peau externe, 3a – Armature du linteau externe, 4 – Epingle, 5 – Plot de colle, 6 – Doublage, 7 – Isolant et 8 – Revêtement, • fonctions : Fp1 – Stopper, Fp2 – Absorber, Fp3 – Résister mécaniquement, Fs4 – Etre
intègre et Fp5 – Etre conforme.
Phénomène Composant Fonction Impact Phénomène Composant Fonction Impact
Fp3 0,9 Corrosion 4 Fp3 0,8 Ségrégation 1 Fp5 1 Faïençage 1 Fp5 0,9 Fp1, Fs4 0,65 Efflorescence 1 Fp5 0,9 Fp2 0,9 Fp1 0,85 Enrobage insuffisant 1 Fp3, Fp5 1 Fp3 0,9 Fp1 1 Fissuration 1 Fs4 0,75 Fp3 0,9 1-2a, 1-3a Fp3 1 Carbonatation 1 Fs4 0,85 1-2a, 1-3a, 1-4 Fs4 0,55 Salissure 1 Fp5 0,9 Formation de sels gonflants 1-4 Fp3 0,8 Fp3 0,9 Fp1 0,85 Lixiviation 1 Fs4 0,85 Fp2 1 Fp2, Fp5 1 Fp3, Fp5 0,9 7, 6, 5 Fs4 0,9 Eclatement 1 Fs4 0,75 7, 6 Fs4 0,45 Fp1 0,85 Ecrasement 5 Fp3 1 Fp2 1 2a, 3a Fp3 1 Fp3, Fp5 0,9
Corrosion 2a, 3a, 4
Fs4 0,55
Chute de
morceaux 1
Fs4 0,75
Tableau 75 : Estimation de l’impact des phénomènes, par fonction, sur la robustesse du mur en béton
L’impact d’un phénomène Phi sur la robustesse du mur IRPPhi est alors égal à :
( )
(
RP i k)
k i RPPh moy I Ph F I = [ 40 ]En prenant de nouveau l’exemple de la ségrégation du béton, nous avons IRPPh10(Fp3) = 0,9 et
IRPPh10(Fp5) = 1, par conséquent l’impact de ce phénomène sur la robustesse du produit est :
IRPPh10 = (0,9 + 1) / 2 = 0,95.
Evaluation de l’impact des scénarii sur la robustesse du produit - IRPScj
L’impact d’un scénario Scj sur la robustesse du produit, IRPScj, est déduit de l’impact de ses phénomènes constitutifs IRPPhi par la formule suivante :
(
RP i)
i j
RPSc moy I Ph
I = [ 41 ]
Par exemple, pour le premier scénario (Sc1) de « chute de morceaux » de béton, composé des phénomènes de « carbonatation du béton », de « corrosion de l’armature de peau », de « fissuration du béton », de « formation de sels gonflants », « d’éclatement du béton » et de « chute de morceaux », nous avons :
• IRPPh1 = 0,917 (carbonatation du béton),
• IRPPh2 = 0,775 (corrosion de l’armature de peau), • IRPPh3 = 0,833 (fissuration du béton),
• IRPPh4 = 0,775 (formation de sels gonflants), • IRPPh5 = 0,88 (éclatement du béton),
• IRPPh6 = 0,88 (chute de morceaux). Par conséquent, IRPSc1 = 0,843.