Contribution à l étude de gestion des risques par une approche comparative

(1)

UNIVERSITÉ ABOUBEKR BELKAID TLEMCEN F

ACULTE DE

T

ECHNOLOGIE

Département de Génie Civil

Thèse présentée pour l’obtention du

D IPLOME DE D OCTORAT LMD

EN

G

ENIE

C

IVIL

Option Management des risques dans la construction

Intitulée

Contribution à l’étude de gestion des risques par une approche comparative

Cas du viaduc autoroutier de la pénétrante Ghazaouet en Algérie Par

Mme KARA SLIMANE Faiza

Soutenue le 05 Avril 2021 devant le jury composé de

MEGNOUNIF Abdellatif Professeur Université de Tlemcen Président ALLAL M. Amine Professeur Université de Tlemcen Directeur TROUZINE Habib Professeur Université de Sidi Bel Abbes Examinateur AISSA MAMOUNE Sidi-

Mohammed Professeur Université Ain Temouchent Examinateur BENACHENHOU Kamila

Amel

Maître de

Conférences B Université de Tlemcen Invitée

(2)

V

Résumé en français

RÉSUMÉ

Ces dernières années, la réalisation des ouvrages d’art s’accroit en Algérie. Toutefois, les difficultés de dépassement des coûts, le non-respect des délais et la mauvaise qualité des ouvrages livrés sont toujours d’actualité. Cela nécessite la mise en place de méthodes d’analyse des risques tout au long du cycle de vie du projet. Ce travail de recherche a pour objectif de donner plus de visibilité aux méthodes d’analyse des risques, afin de rechercher la méthode la plus efficace et efficiente pour la gestion des risques dans les projets d’ouvrage d’art. Après la présentation des méthodes existantes, nous avons sélectionné quatre méthodes pour tenter de les confronter, en les appliquant au projet de la pénétrante autoroutière de Ghazaouet, en Algérie. Les méthodes choisies sont ; l’Analyse Préliminaire des Risques, l’AMDEC, la méthode du Nœud Papillon et la méthode MADS MOSAR. La comparaison se base sur une matrice de décision selon des critères et pondérations préalablement définis. La confrontation des différentes méthodes nous a permis d’avoir un regard plus clair sur les critères de choix en vue d’adopter, quand de besoin, la méthode la plus pertinente et la plus adaptée pour les ouvrages d’art.

Mots clés : Management des risques ; MADS MOSAR ; AMDEC ; APR ; Nœud Papillon

(3)

VI

Résumé en anglais

ABSTRACT

In recent years, the production of civil engineering works has increased in Algeria.

However, the difficulties of cost overruns, failure to meet deadlines and the poor quality of the works delivered are still relevant. This requires the establishment of risk analysis methods throughout the life cycle of the project. This research work aims to give more visibility to risk analysis methods in order to find the most effective and efficient method for risk management in engineering projects. After the presentation of the existing methods, we have selected four methods to try to compare them, by applying them to the project of the penetrating highway of Ghazaouet, in Algeria. The methods chosen are; the Preliminary Risk Analysis, FMEA, the Bow Tie method and the MADS MOSAR method. The comparison is based on a decision matrix according to pre-defined criteria and weightings. The comparison of the different methods allowed us to have a clearer view of the selection criteria in order to adopt, when necessary, the most relevant and suitable method for engineering projects.

Keywords: Risk management; MADS MOSAR; FMECA; APR; Bow tie

(4)

VII

Résumé en arabe

صﺧﻠﻣﻟا

ﻲﻓ تاوﻧﺳﻟا

،ةرﯾﺧﻷا دادزا

جﺎﺗﻧإ لﺎﻣﻋأ ﺔﺳدﻧﮭﻟا ﺔﯾﻧدﻣﻟا

ﻲﻓ رﺋازﺟﻟا ﻊﻣو .

،كﻟذ نﺈﻓ تﺎﺑوﻌﺻﻟا ﺔﻘﻠﻌﺗﻣﻟا

زوﺎﺟﺗﺑ ،فﯾﻟﺎﻛﺗﻟا

مدﻋو مازﺗﻟﻻا دﯾﻋاوﻣﻟﺎﺑ

،ﺔﯾﺋﺎﮭﻧﻟا ءوﺳو

ةدوﺟ لﺎﻣﻋﻷا

،ةزﺟﻧﻣﻟا ﻻ

لازﺗ تاذ . ﺔﻠﺻ

اذھ بﻠطﺗﯾ ءﺎﺷﻧإ قرط لﯾﻠﺣﺗ رطﺎﺧﻣﻟا لاوط

ةرود ةﺎﯾﺣ عورﺷﻣﻟا فدﮭﯾ .

اذھ لﻣﻌﻟا ﻲﺛﺣﺑﻟا ﻰﻟإ ءﺎطﻋإ

دﯾزﻣ نﻣ حوﺿوﻟا قرطﻟ

لﯾﻠﺣﺗ رطﺎﺧﻣﻟا نﻣ

لﺟأ دﺎﺟﯾإ ﺔﻘﯾرطﻟا رﺛﻛﻷا

ﺔﯾﻟﺎﻌﻓ ةءﺎﻔﻛو ةرادﻹ رطﺎﺧﻣﻟا

ﻲﻓ ﻊﯾرﺎﺷﻣﻟا ﺔﯾﺳدﻧﮭﻟا

دﻌﺑ .

ضرﻋ

قرطﻟا ﺔﻣﺋﺎﻘﻟا ﺎﻧرﺗﺧا ﻊﺑرأ قرط ﺔﻟوﺎﺣﻣﻟ ﺎﮭﺗﻧرﺎﻘﻣ

ﺎﮭﻘﯾﺑطﺗﺑ ﻲﻓ

عورﺷﻣ قارﺗﺧا

ﻖﯾرط تاوزﻐﻟا رﺋازﺟﻟﺎﺑ

قرطﻟا ةرﺎﺗﺧﻣﻟا ﻲھ

؛ لﯾﻠﺣﺗﻟا ﻲﻟوﻷا

رطﺎﺧﻣﻠﻟ

،

لﯾﻠﺣﺗ طﺎﻣﻧأ

لﺷﻔﻟا ﺎﮭﺗارﯾﺛﺄﺗو ﺎﮭﺗروطﺧو

، ﺔﻘﯾرط ةءﺎﻧﺣﻧﻻا ﺔﻘﯾرطو

.رازوﻣ سدﺎﻣ دﻧﺗﺳﺗ

ﺔﻧرﺎﻘﻣﻟا ﻰﻟإ

ﺔﻓوﻔﺻﻣ رارﻗ

ﺎًﻘﻓو رﯾﯾﺎﻌﻣﻟ نازوأو

ةددﺣﻣ ﺎًﻘﺑﺳﻣ تﺣﻣﺳ . ﺎﻧﻟ

ﺔﻧرﺎﻘﻣﻟا نﯾﺑ

قرطﻟا ﺔﻔﻠﺗﺧﻣﻟا لوﺻﺣﻟﺎﺑ

ﻰﻠﻋ ﺔﯾؤر ﺢﺿوأ

رﯾﯾﺎﻌﻣﻟ رﺎﯾﺗﺧﻻا

نﻣ لﺟأ دﺎﻣﺗﻋا ،

دﻧﻋ ةرورﺿﻟا

، ﺔﻘﯾرطﻟا رﺛﻛﻷا

ﺔﻣءﻼﻣ ﺔﻣءﻼﻣو

ﻊﯾرﺎﺷﻣﻠﻟ ﺔﯾﺳدﻧﮭﻟا

.

تﺎﻣﻠﻛﻟا ﺔﯾﺣﺎﺗﻔﻣﻟا

ةرادإ : رطﺎﺧﻣﻟا ؛

سدﺎﻣ رﺎﺳوﻣ ؛ ﺔﻘﯾرط ةءﺎﻧﺣﻧﻻا

؛

أ,س,أ,م,ف

(5)

VIII

Liste des abréviations et acronymes

ADCM Analyse de décision à critère multiple

AIA American Institute of Architects

AMDEC Analyse des Modes de Défaillance et Leurs Criticités

APD Avant-Projet Définitif

APD Analyse Préliminaire de Dangers

APR Analyse Préliminaire des Risques

APRE Analyse Préliminaire des Risques, Environnementaux

APS Avant-Projet Sommaire

ARAMIS Accidental Risk Assessment Methodology for IndustrieS in the context of SEVESO II

BI Barrières Identifiées

CEA Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives

CEI Commission Electrotechnique Internationale

CEM Construction Engineering and Management

EDF Électricité de France

ENS Évènement Non Souhaité

EOLE Eau et Ouvrage dans Leur Environnement

EPE Entreprise Publique Économique

FPSO Floating, Production, Storage and Offloading unit

G Gravité

GIF Gamma Irradiation Facility

HACCP Hazard Analysis and Critical Control Points- Système d’analyse des dangers- point critiques pour leur maitrise

HAZOP HAZard an OPerability study-Etude de danger et d’exploitabilité

(6)

IX

INRS Institut National de Recherche et de Sécurité

ISO Organisation International de standardisation

LOPA Layer Of Protection Analysis- Analyse des couches de protection MADS Méthodologie d’Analyse de Dysfonctionnement des Systèmes

MIDAM Méthodologie pour l’Identification des Dangers liés aux Accidents Majeurs MOSAR Méthode Organisée Systémique d’Analyse des Risques

MS Master

NPR Numéro de Priorité du Risque

P Probabilité

PGRE Processus de Gestion des Risques et Effets

PME Petite moyenne entreprise

REX Retour d’EXpérience

RI Risques Identifiés

RN Route National

SEROR Société d’Étude et Réalisation des Ouvrages d’aRt

SIL Safety Integrity Level

SMACC Stochastic Multi-agent simulAtion for Construction projeCt SWIFT Structured « What-il » technique « et si… » structurées

UML Unified Model Language

(7)

X

Table des matières

Remerciements ... 3

Résumé en français ... 5

Résumé en anglais ... 6

Résumé en arabe... 7

Liste des abréviations et acronymes ... 8

Liste des figures ... 14

Liste des tableaux ... 16

Introduction générale ... 18

1. Chapitre 01 : Risque et management des risques ... 22

1. Introduction ... 23

2. Origine du mot « risque » ... 23

3. Définition du risque ... 23

4. La dimension rationnelle du risque ... 24

5. Management des risques ... 27

6. Processus de management des risques ... 28

7. Conclusion ... 32

2. Chapitre 02 : Au sujet des méthodes d'analyse des risques ... 34

2. Classification des méthodes d’analyse des risques ... 35

2.1. Méthodes quantitatives ... 35

2.2. Méthodes qualitatives ... 36

3. Panorama des méthodes d’analyse des risques ... 37

4. Synthèse des avantages et mises en œuvre des méthodes présentées ... 40

3. Chapitre 03 : Cas d’étude et méthodologie ... 45

(8)

XI

2. Cycle de vie des projets de construction ... 46

3. Méthodologie de comparaison des méthodes d’analyse des risques ... 47

3.1. Sélection du projet ... 47

3.2. Sélection des experts ... 54

3.3. La sélection des critères ... 55

3.4. Choix des pondérations ... 56

3.5. Critères d’attribution des notes ... 56

4. Approche systémique et fonctionnelle du cas d’étude ... 57

4.1. Modélisation systémique ... 57

4.2. Modélisation fonctionnelle ... 59

4. Chapitre 04 : Application de l’Analyse Préliminaire des risques (APR) ... 62

2. L’analyse préliminaire des risques et des dangers : État de l’art ... 63

3. Méthode APR issue du domaine de l’aéronautique ... 65

4. Méthode d’APR issue du domaine de l’énergie... 68

5. Application de l’analyse préliminaire des risques ... 69

5. Chapitre 05 : Application de l’AMDEC ... 77

2. Principe de l’AMDEC ... 78

3. AMDEC : État de l’art ... 79

4. Application de l’AMDEC ... 80

6. Chapitre 06 : Application de la méthode du Nœud Papillon ... 91

(9)

XII

2. Principe du Nœud Papillon ... 92

2.1. L’arbre de défaillance ... 92

2.2. L’arbre d’évènement ... 93

3. La méthode du Nœud Papillon : État de l’art ... 93

3.1. La combinaison de l’arbre de défaillance et d’évènement ... 94

3.2. Le modèle de risque professionnel ... 96

3.3. Nœud Papillon « Shell » ... 97

4. Mise en œuvre du Nœud Papillon ... 98

5. Conclusion ...107

7. Chapitre 07 : Application de la méthode MADS MOSAR ...108

1. Introduction ...109

2. La méthode MOSAR et MADS MOSAR : État de l’art ...109

3. Décomposition du système viaduc en sous-systèmes sources de danger. ...111

4. Identification des sources et des processus de danger ...112

5. Identification des scénarios de danger ...112

6. Évaluation des scénarios à risques, négociation d’objectifs et hiérarchisation des scénarios ...120

8. Chapitre 08 : Résultats et discussions ...123

1. Introduction ...124

2. Résultats ...124

2.1. Sélection des experts ...124

2.2. Choix des pondérations ...126

2.3. Critères d’attribution des notes ...130

2.4. Comparaison des méthodes ...131

(10)

XIII

3. Discussions ...135

3.1. L’application de la méthode APR ...135

3.2. L’application de la méthode AMDEC ...135

3.3. L’application de la méthode Nœud Papillon ...136

3.4. L’application de la méthode MADS MOSAR ...136

Conclusion générale ...139

Bibliographie ...143

ANNEXES ...150

Annexe A : Résultats de l’identification des dangers de MADS MOSAR ...151

Annexe B : Résultats de l’attribution des notes par les experts ...162

a. Notes de la méthode APR ...162

b. Notes de la méthode AMDEC ...163

c. Notes de la méthode NŒUD PAPILLON ...164

d. Notes de la méthode MADS MOSAR ...165

Annexe C : Tableau des sources de dangers dans la construction (Benachenhou, 2019) ...166

(11)

XIV

Liste des figures

Figure 1.1 Modélisation standard du risque de Jean Le Ray ... 25

Figure 1.2 Modélisation alternative du risque ... 26

Figure 1.3 Modélisation du risque ... 26

Figure 1.4 Processus linéaire de management des risques (Perry et Hayes 1985) ... 28

Figure 1.5 Cycle du processus de management des risques (Grammer and Trollope, 1993) ... 29

Figure 1.6 Cycle du processus de management des risques, Carter et al. (1994) ... 30

Figure 1.7 Cycle du processus de management des risques (Kliem, Ludin et Robertson 1997) ... 30

Figure 1.8 Processus de management des risques suivant la norme ISO 31000 : 2018 .. 31

Figure 2.1 Les démarches inductives et déductives suivant D. Bounine (2003) ... 36

Figure 3.1 Cycle de vie des projets de construction ... 47

Figure 3.2 Tracé de la pénétrante Ghazaouet, Algérie ... 50

Figure 3.3 Vue en plan du viaduc ... 51

Figure 3.4 Profils en long du viaduc ... 52

Figure 3.5 Plans topographiques du viaduc ... 53

Figure 3.6 Modélisation systémique du viaduc autoroutier de la pénétrante de Ghazaouet ... 58

Figure 3.7 Modélisation fonctionnelle du viaduc autoroutier de la pénétrante de Ghazaouet ... 60

Figure 4.1 APR, AER (Lievens, 1976) ... 66

Figure 5.1 Principe de l’AMDEC ... 78

Figure 6.1 Application du Nœud Papillon pour la phase "Étude préalable" ...102

(12)

XV

Figure 6.2 Application du Nœud Papillon pour la phase "Conception" ...103

Figure 6.3 Application du Nœud Papillon pour la phase "Réalisation" ...104

Figure 6.4 Application du Nœud Papillon pour la phase "Clôture" ...105

Figure 7.1 Sous-système 1 à 4 ...114

Figure 7.2 Sous-système 5 à 8 ...115

Figure 7.3 Sous-système 8 & 9 ...116

Figure 7.4 Scénarios longs ...117

Figure 7.5 Arbre logique pour le retard sur le démarrage des travaux ...118

Figure 7.6 Arbre logique pour l'arrêt d'activité et la perte financière ...119

Figure 7.7 Matrice PxG pour les scénarios courts des sous-systèmes ...121

Figure 7.8 Matrice P x G pour les scénarios longs des sous-systèmes ...122

Figure 8.1 Représentation des résultats sous forme de radar ...133

Figure 8.2 Confrontation des méthodes sur le radar ...134

(13)

XVI

Liste des tableaux

Tableau 2-1 Outil présenté par la norme ISO 31010 : 2019 ... 38

Tableau 2-2 Principales caractéristiques des méthodes d'analyse des risques (B. Bebray at al, 2006) ... 41

Tableau 3-1 Caractéristique du projet pénétrante Ghazaouet. ... 49

Tableau 3-2 Système de points flexible pour la qualification des experts ... 55

Tableau 4-1 Présentation des résultats d’APR (Lievens, 1976) ... 67

Tableau 4-2 Présentation des résultats d’APR selon Villemeur (1988) ... 69

Tableau 4-3 Application de l'APR pour la phase "Étude préalable" ... 72

Tableau 4-4 Application de l'APR pour la phase "Conception " ... 73

Tableau 4-5 Application de l'APR pour la phase "Réalisation"... 74

Tableau 4-6 Application de l'APR pour la phase "Clôture" ... 75

Tableau 5-1 Application de l'AMDEC pour la phase "Étude préalable" ... 81

Tableau 5-2 Application de l'AMDEC pour la phase "Conception" ... 83

Tableau 5-3 Application de l'AMDEC pour la phase "Réalisation" ... 85

Tableau 5-4 Application de l'AMDEC pour la phase "Clôture" ... 89

Tableau 6-1 Liste des évènements redoutés obtenus à partir de l'APR. ... 99

Tableau 6-2 Désignation des barrières de sécurité ...106

Tableau 8-1 Profil des experts sélectionnés ...124

Tableau 8-2 Méthode des tirs croisés pour la comparaison des critères ...127

Tableau 8-3 Attributions des pondérations ...129

Tableau 8-4 Tableau justificatif des notes ...130

Tableau 8-5 Tableau comparatif des outils et méthodes ...132

(14)

XVII

Tableau 8-6 Avantages et inconvénients des méthodes comparées ...137