Durant ma thèse de doctorat, j'ai développé plusieurs modèles et méthodes d'évaluation des risques dans les systèmes de transport de matières dangereuses. En raison de la multiplicité des approches d'évaluation de risque, tous les modèles décrits, définis et utilisés sont fondés sur la définition classique du risque technologique - liés à l'activité de l'homme - la catégorie des risques accidentels, - ou d'un accident - d'un véhicule transportant des matières dangereuses. Cette définition des risques est la même pour les conduites que pour le transport par route, mais différentes approches méthodologiques pour l'évaluation des risques de transport peuvent être abordées : Au chapitre n°2: une définition générale des marchandises dangereuses a été réalisé ainsi que différents types de matières dangereuses considérées. Ensuite, l'étude a été focalisé sur les hydrocarbures ainsi que sur les réglementations qui y sont liés. Dans le chapitre n°3, l'étude a porté sur la définition des risques dans le transport des matières dangereuses, respectivement, dans le cas des pipelines ainsi que pour le transport routier. Au cours du 4ème chapitre, une description complète de la méthodologie d'évaluation des risques de pipelines a été réalisé. Par la suite, au chapitre n°5, un modèle innovant et technologique a été utilisé afin de décrire un scénario d'accident du GPL par route et d'évaluer son impact sur la population concernée. Au chapitre n°6, j'aborde des modèles et des méthodes innovants pour l'évaluation des risques et le contrôle de la DGT par route. Cette méthodologie est basée sur une approche "Risk averse decision making" . Au chapitre n°7, une loi de contrôle optimale de la DGT a été développé et appliqué dans le cas d'une infrastructure critique, spécifiquement, dans le cas des tunnels. Enfin, le chapitre n°8 a pour objectif de résumer mon travail en termes de résultats obtenus au cours de ma thèse.

Le Transport de Marchandises Dangereuses (TMD) est une activité génératrice de risques en raison de la dangerosité intrinsèque des produits considérés qui peuvent, suite à un accident dans le cadre de cette activité, provoquer des effets graves sur l’environnement, les biens et les personnes (effets toxiques, thermiques, de surpression, ou pollution).L’activité TMD se décompose en trois phases : le transport, la manutention (chargement déchargement) et le stationnement. Afin de réduire les risques générés par l’activité TMD, une réglementation internationale a imposé des mesures techniques (prescriptions relatives à la construction et à l’utilisation des colis et des citernes, agréments des véhicules et des récipients) et préventives (formation des intervenants au transport et à la manutention des MD, règles de circulation).Toutefois, cette réglementation, appliquée en France à travers l’arrêté TMD et ses annexes, ne permet pas, pour des sites accueillant de nombreuses marchandises dangereuses (comme les ports, les gares de triage et les aires autoroutières), de mettre en place des mesures préventives et techniques spécifiques adaptées à un contexte local. En effet, l’exploitation d’une d’infrastructure de transport (comme un port accueillant des marchandises dangereuses) nécessite ses propres règles d’exploitation permettant de gérer un trafic de marchandises dangereuses hétérogène, important et régulier (voire quotidien), afin de réduire les risques liés au transport, à la manutention, au stationnement ainsi qu’à la concentration de produits dangereux sur un même site.L’étude de dangers TMD, imposée par la loi n° 2003-699 du 30 juillet 2003, est venue compléter les outils réglementaires existants, afin d’aider certains sites à forte concentration de marchandises dangereuses (définis par le décret n° 2007-700 du 3 mai 2007) à évaluer et gérer les risques générés par l’activité TMD (ou « risque TMD »).Ce travail de thèse s’inscrit donc dans un cadre réglementaire précis et s’est attaché à produire des connaissances réglementaires, scientifiques et opérationnelles, afin de mettre en œuvre et d’éprouver l’applicabilité d’une méthodologie ministérielle d’analyse de risques (définie par l’arrêté du 18 décembre 2009) pour des ouvrages accueillant des marchandises dangereuses. / Transportation of Dangerous Goods (TDG) is a risk-generating activity due to the intrinsic hazard of the products concerned which may, following an accident in the course of this activity, cause serious effects on the environment, property and people (toxic, thermal effects of overpressure, or pollution).The TDG activity is divided into three phases: transport, handling (loading and unloading) and parking. To reduce the risks generated by the TDG activity, international regulations imposed technical measures (requirements for the construction and use of tanks and packages, approvals of vehicles and containers) and preventive measures (training of stakeholders transportation and handling Dangerous Goods, traffic rules).However this rule, applied in France through the order TGD and its annexes, does not allow for hosting many dangerous goods sites (such as ports, rail yards and motorway areas), to develop specific preventive and technical measures adapted to the local context. Indeed, the operation of a transport infrastructure (such as hosting dangerous goods port) requires its own operating rules to manage traffic of dangerous goods heterogeneous, large and regular (even daily) to reduce the risks associated with the transport, handling, parking and the concentration of hazardous substances on the same site.The hazard study of TDG, imposed by Act No. 2003-699 of 30 July 2003, complemented the existing regulatory tools to help some sites with high concentrations of dangerous goods (as defined by the Decree n ° 2007 - 700 of 3 May 2007) to assess and manage the risks generated by the TDG activity (or "TDG risk").This thesis is therefore part of a clear regulatory framework and is committed to produce scientific knowledge and operational regulations, to implement and test the applicability of a departmental risk analysis methodology (defined by the decree of 18 December 2009) for hosting dangerous goods sites.

Le manque de données et de littérature sur le sujet de la production de marchandises dangereuses dans les parcs industriels présente des incertitudes quant au portrait de ces entreprises dans la province de Québec. La nécessité de développer un portrait global sur la situation des firmes qui produisent des marchandises dangereuses dans la province est donc nécessaire pour comprendre leur répartition, leurs caractéristiques, leurs liens aux différents moyens de transport ainsi que les risques. L’objectif de ce mémoire est donc de présenter un portrait de l’état des entreprises qui produisent et/ou fabriquent des marchandises dangereuses dans les parcs industriels pour comprendre leur répartition, leur relation aux différents moyens de transport ainsi que leur rôle dans l’économie québécoise. Ce projet comporte quatre volets : le premier porte sur l‘analyse cartographique des sites d’entreprises présents dans les parcs industriels, le deuxième développe une typologie des entreprises productrices de marchandises dangereuses dans les parcs industriels, le troisième analyse les liens intermodaux présents dans les parcs industriels où des marchandises dangereuses sont produites et le dernier fait l’étude de trois parcs industriels possédant différents liens intermodaux. Pour ce faire, les données du Registraire des entreprises du Québec (REQ) sont centrales pour déterminer les sites d’entreprises présents dans les parcs industriels ainsi que ceux qui produisent des marchandises dangereuses pour ainsi développer un portrait géographique et une typologie. Aussi, les données des parcs industriels construits à partir des données des schémas d’aménagement et de développement des MRC sont essentielles pour analyser les liens intermodaux ainsi que les études de cas. Ainsi cette étude fournit un portrait global de la production de marchandises dangereuses dans les parcs industriels de la province ainsi que des liens de ceux-ci aux divers moyens de transport, et aux enjeux de risque associés aux firmes qui produisent des marchandises dangereuses. / The lack of data and literature concerning the production of dangerous goods in industrial parks presents uncertainties about the portrait of these companies in the province of Quebec. The need to develop a global landscape of the firms producing dangerous goods in the province is therefore necessary to understand their distribution, their characteristics, their links to various modes of transportation as well as the risks. The objective of this memoir is therefore to present a picture of the companies that produce and/or manufacture dangerous goods in industrial parks in order to understand their distribution, their access to means of transportation and their role in the province’s economy. This project covers four aspects: the first concerns the cartographic analysis of the companies’ sites where dangerous goods are produced in industrial parks, the second develops a typology of companies producing dangerous goods in industrial parks, the third analyzes the intermodal links present in industrial parks where dangerous goods are produced and the last one studies three industrial parks presenting different intermodal links. To carry out this project, data from the “Registraire des entreprises du Québec (REQ)” are central to determining the sites of companies that are present in industrial parks as well as those where dangerous goods are produced in order to develop a geographical portrait and typology. Also, the industrial parks data, that are built from the “Schéma d’aménagement et de développement” of every regional county municipality are essential to analyze intermodal links in the parks as well as the three case studies. Thus, this study provides a global landscape of the production of dangerous goods in the industrial parks of the province and the links of the parks to various means of transportation, as well as the risks issues associated with firms producing dangerous goods.

Le transport maritime est d'une importance stratégique pour l'économie de l'Union européenne. Chaque année, un milliard de tonnes de pétrole transitent par les ports et les eaux de l'UE et deux milliards de tonnes de marchandises sont chargées et déchargées dans ses ports. C'est pourquoi, depuis le naufrage de l'Amoco Cadiz et les conséquences désastreuses, tant pour l'environnement que pour l'économie qui en découlèrent, l'Union européenne ne cesse de développer et d'intensifier sa politique de sécurité maritime dans le but de mettre un terme à la navigation sous normes, essentiellement par une application effective des règles internationales en la matière. Depuis 1993, l'UE et ses États membres sont au premier plan afin d'améliorer la législation en matière de sécurité du transport maritime de marchandises et substances dangereuses pour éliminer les navires sous-normes, augmenter la protection des équipages, réduire le risque de pollution de l'environnement et veiller à ce que les opérateurs qui suivent les bonnes pratiques ne soient pas désavantagés commercialement par rapport à ceux qui sont prêts à prendre des raccourcis avec la sécurité des navires. Les accidents de l'Erika et du Prestige encouragèrent l'UE à réformer radicalement son régime juridique et à adopter de nouvelles règles et normes de prévention des accidents en mer, en particulier celles impliquant les pétroliers. Depuis plus de trente ans l'UE n'a cessé de renforcer et d'améliorer son arsenal législatif. Elle fit évoluer sa réglementation consécutivement aux divers accidents qui vinrent frapper ses côtes ; c'est pourquoi la sécurité du transport maritime sera toujours en évolution. / Maritime transport has strategic importance for the economy of the European Union. Each year, one billion tons of oil pass through the ports and waters of the EU. Two billion tons of goods are loaded and unloaded in its ports. Because of the disastrous consequences the sinking of Amoco Cadiz has had on the environment and economy, the European Union continues to develop and strengthen its policy on maritime safety in order to put an end to substandard shipping, primarily through the effective application of international rules. Since 1993, the European Union and its Member States are at the forefront improving legislation on the safety of maritime transport of dangerous goods and substances, striving to eliminate substandard ships, increase protection of the crew, reduce the risk of environmental pollution. The EU is insuring operators who are following the best practices, compared to those who are willing to take shortcuts with the safety of ships, are not commercially disadvantaged. Accidents of the Erika and Prestige encouraged the EU to radically reform its legal system and to adopt new rules and standards for the prevention of accidents at sea, particularly those involving tankers. For more than thirty years the European Union has not stopped to strengthen and to improve its legislation in order to better protect itself against the risks of pollution due to maritime transports of dangerous goods. It has updated its regulation consecutivly to several accidents which damaged its coasts ; that is why the safety of maritme transport will always be evolving.

Chaque jour des milliers de camions transportant des centaines de milliers de tonnes de marchandises dangereuses par diverses modalités. Toutefois, le terme “dangereux” indique une adversité intrinsèque qui caractérise ces produits transportés, et qui peuvent se manifester lors d'un accident entraînant la fuite d'une substance dangereuse. Dans une telle situation, les conséquences peuvent nuire à l'environnement et létal pour l'humain.L'importance des marchandises dangereuses revient aux bénéfices économiques considérables générés. En fait, on ne peut nier la contribution du transport des produits dérivés de combustibles fossiles, ce qui représente plus de 60% des marchandises dangereuses transportées en Europe. Eni, la société italienne leader de pétrochimie, gère chaque jour une flotte d'environ 1.500 camions, qui effectuent de nombreuses expéditions. Pourtant la distribution de produits pétroliers est une activité à grande risques, et tout accident lors du transport peut entraîner de graves conséquences.Consciente des enjeux, la division Eni R&M - Logistique Secondaire, historiquement actif au siège de Gênes, collabore depuis 2002 avec le DIBRIS à l'Université de Gênes, et le CRC à Mines ParisTech, dans le but d'étudier les améliorations possibles en matière de sûreté dans le transport de marchandises dangereuses. Au fil des ans, cette collaboration a permis le développement d'un système d'information et décisionnel. Le composant principal de ce système est une plate-forme de surveillance de la flotte Eni appelé TIP (Transport Integrated Platform), pour livrer les produits vers les points de distributions. Ces véhicules sont équipés d'un dispositif capable de transmettre des flux de données en temps réel en utilisant un modem GPRS. Les données transmises peuvent être de nature différente et contenir des informations sur l'état du véhicule, le produit et les événements détectés durant l'expédition. Ces données sont destinées à être reçues par des serveurs centralisés puis traitées et stockées, afin de soutenir diverses applications du TIP.Dans ce contexte, les études menées tout au long de la thèse sont dirigés vers le développement d'une proposition visant à réduire davantage les risques liés au transport de marchandises dangereuses. En d'autres termes, un modèle basé sur le compromis entre les facteurs économiques et sûretés pour le choix de l'itinéraire. L'objectif est motivé par la nécessité de soutenir les règlements et les normes de sécurité existantes, car ils ne garantissent pas totalement contre les accidents entrainant des marchandises dangereuses.L'objectif est effectué en prenant en compte le système existant comme base pour l'élaboration d'un système de transport intelligent (STI) regroupant plusieurs plates-formes logicielles. Ces plates-formes doivent permettre aux planificateurs et aux décideurs de suivre en temps réel leur flotte, à évaluer les risques et tous les itinéraires possibles, de simuler et de créer différents scénarios, et d'aider à trouver des solutions à des problèmes particuliers.Tout au long de cette thèse, je souligne la motivation pour ce travail de recherche, les problématiques, et les défis de transport de marchandises dangereuses. Je présente le TIP comme le noyau de l'architecture proposée du STI. Pour les besoins de la simulation, les véhicules virtuels sont injectés dans le système. La gestion de la collecte des données a été l'objet d'une amélioration technique pour plus de fiabilité, d'efficacité et d'évolutivité dans le cadre de la surveillance en temps réel. Enfin, je présente une explication systématique de la méthode d'optimisation des itinéraires considérant les critères économiques et de risques. Le risque est évalué en fonction de divers facteurs notamment la fréquence d'accidents entrainant des marchandises dangereuses, et ses conséquences. La quantification de l'incertitude dans l'évaluation des risques est modélisée en utilisant la théorie des ensembles flous. / Everyday thousands of trucks transporting hundreds of thousands of tons of dangerous goods by various modalities and both within and across nations. However, the term “dangerous” indicates an intrinsic adversity that characterize these products, which can manifest in an accident leading to release of a hazardous substance (e.g. radioactive, flammable, explosive etc.). In this situation, the consequences can be lethal to human beings, other living organisms and damage the environment and public/private properties.The importance of dangerous goods boils down to the significant economic benefits that generates. In fact, one cannot deny the contribution of the transport of all fossil fuel derived product, which represents more than 60% of dangerous goods transported in Europe. Eni, the Italian leading petrochemical company, every day operates a fleet of about 1,500 trucks, which performs numerous trips from loading terminals to filling stations. Distribution of petroleum products is a risky activity, and an accident during the transportation may lead to serious consequences.Aware of what is at stake, the division Eni R&M - Logistics Secondary, historically active in Genoa headquarters, is collaborating since 2002 with the DIBRIS department at University of Genoa, and the CRC at Mines ParisTech, with the purpose of studying possible improvements regarding safety in transport of dangerous goods, particularly petroleum products. Over years, this collaboration has led to the development of different technologies and mainly to an information and decision support system. The major component of this system is a platform for monitoring Eni fleet, at the national level, to deliver the products to the distribution points, called the Transport Integrated Platform (TIP). These vehicles are equipped with a device capable of transmitting data stream in real-time using a GPRS modem. The data transmitted can be of different nature and contain information about the state of the vehicle and occurred events during the trip. These data are intended to be received by centralized servers then get processed and stored, in order to support various applications within the TIP.With this in mind, the studies undertaken throughout the thesis are directed towards the development of a proposal to further minimize the risk related to the transportation of dangerous goods. In other words, a trade-off based model for route selection taking into consideration economic and safety factors. The objective is prompted by the need to support existent regulations and safety standards, which does not assure a full warranty against accidents involving dangerous goods.The goal is carried out by considering the existent system as basis for developing an Intelligent Transportation System (ITS) aggregating multiple software platforms. These platforms should allow planners and decision makers to monitor in real-time their fleet, to assess risk and evaluate all possible routes, to simulate and create different scenarios, and to assist at finding solutions to particular problems.Throughout this dissertation, I highlight the motivation for such research work, the related problem statements, and the challenges in dangerous goods transport. I introduce the TIP as the core for the proposed ITS architecture. For simulation purposes, virtual vehicles are injected into the system. The management of the data collection was the subject of technical improvement for more reliability, efficiency and scalability in real-time monitoring of dangerous goods shipment. Finally, I present a systematic explanation of the methodology for route optimization considering both economic and risk criteria. The risk is assessed based on various factors mainly the frequency of accident leading to hazardous substance release and its consequences. Uncertainty quantification in risk assessment is modelled using fuzzy sets theory.