Introduction

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Un aménagement hydraulique est un système de génie civil, composé de plusieurs ouvrages (unitaires ou de long linéaire) et destiné à transporter et réguler des écoulements. Par exemple, un barrage écrêteur de crue d'un aménagement hydraulique est vide en temps normal, se remplit progressivement à l'occasion des crues tout en rejetant un débit contrôlé par son pertuis, que l'environnement aval est capable de faire transiter sans inondations. Une fois la crue terminée, le barrage va progressivement se vider via ce même pertuis. De cette façon, le débit rejeté en aval de l'ouvrage est laminé par rapport à la crue naturelle. Si la crue arrivant sur le barrage dépasse la crue de projet de protection pour lequel il a été conçu, les débits sont rejetés par un évacuateur de crues qui assure la protection ultime du barrage.

L'étude de la sûreté de fonctionnement d'un tel système vise, d'une part, à déterminer ses modes de défaillance , les scénarios susceptibles de conduire aux défaillances et les conséquences associées, d'autre part, à évaluer quantitativement les probabilités d'occurrence des différents événements indésirables et des scénarios associés. Pour évaluer la fiabilité d'un aménagement hydraulique, on fait appel aux disciplines classiques des approches physiques d'analyse de risques (Peyras et al., 2004), telles que :

• l'hydrologie pour la caractérisation des événements pluviométriques de référence et l'évaluation des débits de crues associées aux différentes périodes de retour ;

• l'hydraulique pour la simulation des écoulements au sein des ouvrages et, le cas échéant, des débordements ;

• la mécanique et le génie civil pour l'étude de la stabilité des ouvrages.

Toutefois, ces disciplines ne suffisent pas nécessairement à déterminer la fiabilité d'un tel aménagement, compte tenu de la complexité de son fonctionnement et donc de ses modes de défaillances. Il est alors nécessaire de faire appel à des approches systémiques, et plus particulièrement, aux méthodes de la Sûreté de Fonctionnement.

La Sûreté de Fonctionnement appliquée au contexte des barrages date du début des années 1990 et fait l'objet actuellement de nombreux développements, impulsés essentiellement par les pays nord-américains (USA et Canada) et nord-européens (Norvège, Suède, Pays-Bas). Deux manuels techniques font référence dans le domaine : le récent bulletin de la Commission Internationale des Grands Barrages (Icold, 03) et le guide de la Canadian Electricity Association (Cea, 00), mais aussi les travaux remarquables : (Marche, 04), (Seidou et al., 03), (Seidou et al., 04), (Johansen et al., 97).

Ce projet tuteuré propose d'appliquer la démarche et les méthodes permettant de mener une étude de sûreté de fonctionnement à un aménagement hydraulique de génie civil. Les méthodologies utilisées font partie intégrante de la Sûreté de Fonctionnement et sont issues du domaine industriel (Villemeur, 1988). Elles sont adaptées à notre domaine et proviennent pour certaines directement du domaine de la recherche en génie civil (Peyras et al., 2006b), (Peyras, 2003).

La première partie du projet tuteuré présente l'aménagement hydraulique étudié et la démarche générale adoptée pour conduire l'étude de sûreté de fonctionnement. Cette partie introductive ne donne pas lieu à des questions.

La seconde partie s'intéresse à l'analyse qualitative : on propose de mettre en œuvre une modélisation des scénarios de défaillance à travers l'analyse fonctionnelle, l'analyse des modes de défaillance et la méthode des arbres d'événements.

La troisième partie s'intéresse à l'analyse quantitative : modèle probabiliste hydrologique, évaluation à dires d'experts, étude des conséquences par modélisation hydraulique, représentation du risque sous un format de type industriel à l'aide de courbes « probabilité – gravité ».

Ce projet tuteuré se rattache au troisième étage de la maison cyberrisques et vise à s'assurer de l'assimilation de méthodes qualitatives et quantitatives d'évaluation des risques à travers une étude engagée par la ville de Nîmes constituant l'une des premières études de sûreté de fonctionnement d'un aménagement hydraulique de génie civil réalisées en France.