La complexité croissante des systèmes industriels nécessite de démontrer que l?ensemble des risques est maitrisé. Parmi les approches développées en ce sens, l'AiDR, développée par EDF R&D et le CRAN, apparait comme une solution intéressante grâce à un modèle unifié multidisciplinaire, générique et outillé. Elle dispose cependant d'un potentiel d'amélioration pour la modélisation et le traitement des connaissances (issues du REX statistique et d'avis d'experts). Celles-ci sont souvent entachées d'incertain influant sur la pertinence des résultats fournis aux décideurs. Si l'incertain dû au caractère aléatoire des phénomènes physiques est bien appréhendé par la théorie des probabilités, l'incertain dû à l'imperfection des connaissances (incertain épistémique) l'est beaucoup moins. L'un des enjeux est donc de disposer d'une approche adaptée à la modélisation et au traitement conjoint des deux incertains. En ce sens, la théorie de l'évidence constitue une alternative intéressante pour modéliser et traiter de façon plus cohérente et plus flexible les deux incertains. Nos travaux proposent trois contributions majeures. Tout d'abord, la formalisation de l'élicitation des risques par avis d'experts par des outils de collecte plus flexibles et plus complets. Ensuite, nous proposons un modèle de risques évidentiel pour représenter de façon cohérente les différentes expressions des connaissances et apprécier les risques. Enfin, nous proposons des supports pour la prise de décision en univers incertain pour la représentation des résultats et l'identification des contributeurs à l'incertain et à sa réduction. L'application de ces contributions sur un cas industriel réel met en évidence leur faisabilité et leurs apports au regard d'approches plus conventionnelles. Elle permet également de dégager des perspectives pour le développement de l'AiDR / The increasing complexity of industrial systems involves to demonstrate that all the risks are under control. Among the approaches developed, the IRA (developed from several years ago by EDF and CRAN) seems to be a relevant solution by proposing multidisciplinary, generic and unified model. However, these approaches should be improved with regards to modeling and processing of knowledge (provided by statistical experience feedback and expert judgments). This knowledge contains different types of uncertainty that influence the relevance of the results provided to the decision-makers. If the probabilistic framework is well adapted to deal with the uncertainties due to the natural variability of a physical phenomenon, it will be better to choose another framework to deal with the uncertainties due to the lack or imperfection of knowledge (epistemic uncertainties). One issue is to develop an approach adapted to the modeling and to the treatment of the two types of uncertainties. In that way, the evidence theory is an interesting framework to provide more coherent and more flexible modeling and processing of knowledge and uncertainties. Our works propose three main contributions. The first one concerns the formalization of the risks quantification by expert judgments by proposing more complete and flexible assessment tools. The second contribution provides an evidential risks model allowing to represent the different knowledge expressions a more coherent way and to estimate all the risks. Finally, in the last contribution, some tools are proposed for decision-making in uncertain environment. The implementation of these contributions on a real industrial application highlights their feasibility as well as their contributions with regard to more conventional approaches. It also allows us to identify new prospects development for the IRA approach

Face à la complexité croissante des systèmes industriels, il est aujourd'hui primordial de démontrer que l'ensemble des risques est maitrisé. En ce sens, différentes approches ont été développées ces dernières années afin de proposer une vision globale des risques techniques, humains, organisationnels et environnementaux. Parmi elles, celle développée depuis plusieurs années par EDF et intitulée AidR (Analyse intégrée Des Risques) apparait comme une solution intéressante en proposant un modèle unifié à la fois multidisciplinaire, générique et outillé. Cependant, ces approches disposent aujourd'hui d'un potentiel d'amélioration en termes de modélisation et de traitement des connaissances (issues principalement du retour d'expérience statistique et des avis d'expert). En effet, ces connaissances sont bien souvent entachées d'incertain qui influe sur l'ensemble du processus d'appréciation des risques et donc sur la pertinence des résultats issus de ces études. Si l'incertain dû au caractère aléatoire des phénomènes physiques est généralement bien appréhendé grâce à la théorie des probabilités, l'incertain dû à l'imperfection des connaissances l'est beaucoup moins. L'un des enjeux majeurs actuels est donc de disposer d'une approche adaptée à la modélisation et au traitement conjoints des différents incertains afin de fournir des résultats les plus pertinents possibles aux décideurs. Pour satisfaire à cet objectif, la théorie de l'évidence constitue une alternative intéressante pour modéliser et traiter de façon à la fois plus cohérente et plus flexible des connaissances et leur incertain. En s'appuyant sur cette théorie, nos travaux proposent trois contributions majeures pour la modélisation et le traitement de l'incertain. La première concerne la formalisation de l'élicitation des risques par avis d'experts en proposant différents outils pour une collecte flexible et plus complète de ces derniers (identification des risques). La seconde contribution aboutit à un modèle de risques évidentiel permettant de représenter de façon cohérente les différentes expressions des connaissances et d'apprécier les différents risques (analyse des risques). Enfin, la dernière contribution porte sur la proposition de supports à la prise de décision en univers incertain (évaluation des risques). Ces supports concernent à la fois la représentation des résultats et des éléments pour l'identification des contributeurs à l'incertain et à sa réduction. L'application de ces contributions sur un cas réel de l'industriel EDF permet ensuite de mettre en évidence leur faisabilité ainsi que leurs apports au regard d'approches plus conventionnelles. Elle nous permet également de dégager de nouvelles perspectives de recherche pour le développement de cette méthodologie.

Les travaux menés dans cette thèse CIFRE s’inscrivent dans le cadre d’une collaboration pérenne entre le CRAN et l'EDF R&D dont un des résultats majeurs a été le développement d'une méthodologie d’analyse de risques, appelée Analyse Intégrée des Risques (AiDR). Cette méthodologie traite des systèmes sociotechniques sous les angles technique, humain et organisationnel et dont les équipements sont soumis à des actions de maintenance et/ou de conduite. La thèse a pour objet ainsi de proposer une évolution du modèle dit de « barrière humaine » développé dans l'AiDR pour évaluer l'efficacité de ces actions humaines prises leur contexte organisationnel. Nos contributions majeures s'organisent autour de 3 axes : 1. Une amélioration de la structure préexistante du modèle de barrière humaine afin d’aboutir à un modèle basé sur des facteurs de forme appelés performance shaping factors (PSF) fournis par les méthodes d’Évaluation Probabiliste de la Fiabilité Humaine (EPFH) ;2. L’intégration de la résilience et la modélisation de l’interaction entre mécanismes résilients et pathogènes impactant l'efficacité des actions dans les relations causales probabilistes ;3. Un traitement global des jugements d’expert cohérent avec la structure mathématique du modèle proposé permettant d’estimer d’une manière objective les paramètres du modèle. Ce traitement se fonde sur la construction d’un questionnaire permettant de "guider" l’expert vers l’évaluation d’effets conjoints issus de l’interaction entre mécanismes pathogènes et résilients. L’ensemble des contributions proposées a été validé sur un cas d’application portant sur une barrière humaine mise en place dans un cas d’inondation externe d’une unité de production d’électricité d’EDF / The work carried out in this CIFRE PhD thesis is part of a long-term collaboration between CRAN and EDF R&D, one of the major results of which was the development of a risk analysis methodology called Integrated Risk Analysis (AiDR). This methodology deals with sociotechnical systems from technical, human and organizational points of view and whose equipment is subjected to maintenance and/or operation activities. This thesis aims to propose an evolution of the so-called "human barrier" model developed in the AiDR in order to evaluate the effectiveness of these human actions taken their organizational context. Our major contributions are organized around 3 axes: 1. Improvement of the pre-existing structure of the human barrier model to achieve a model based on performance shaping factors (PSF) provided by the Human Reliability Assessment (HRA) methods; 2. Integration of resilience and modeling of the interaction between resilient and pathogenic mechanisms impacting the effectiveness of activities in a probabilistic causal framework; 3. A global treatment of the expert judgments consistent with the mathematical structure of the proposed model in order to objectively estimate the parameters of the model. This treatment is based on a questionnaire to guide experts towards the evaluation of joint effects resulting from the interaction between pathogenic and resilient mechanisms. All of the proposed contributions have been validated on an application case involving a human barrier put in place during an external flooding occurring at an EDF power plant

Cette recherche s’inscrit dans le domaine de la fiabilité des systèmes sociotechniques complexes, et vise à développer une nouvelle approche des arbitrages entre performance et sécurité : l’ingénierie de la résilience. La capacité des systèmes à risques à résister aux perturbations dépend, en dernière analyse, des acteurs de ces systèmes. Ceux-ci doivent réaliser des arbitrages entre des critères qui peuvent entrer en conflit : critères économiques immédiats (assurer la performance commerciale, par exemple), critères de sécurité (renoncer à satisfaire l’objectif immédiat de production). La thèse porte sur l’activité d’opérateurs d’une compagnie aérienne, en charge de répondre en temps réel à des appels d’équipages d’avions, qui signalent une complainte technique. Celle-ci peut-elle être traitée immédiatement : est-elle bénigne ou, au contraire, doit-elle conduire à l’annulation du vol concerné ? La thèse défendue est que, dans un système ultra sûr et ultra réglé, les conflits entre performance et sécurité se produisent lorsque la « sécurité gérée » rentre en conflit avec la « sécurité réglée ». Pour défendre cette thèse, trois études empiriques ont été mises en œuvre. Ainsi, plusieurs méthodes ont été utilisées en combinaison : l’observation et l’analyse de l’activité, la simulation d’activité, les questionnaires et les autoconfrontations.Les résultats obtenus ont permis, dans un premier temps, d’objectiver les arbitrages entre performance et sécurité, puis dans un second temps, d’identifier les critères qui président à ces arbitrages et d’expliciter les processus qui les sous-tendent. Ces résultats permettent, d’une part, de proposer des solutions acceptables telles que le retour d’expérience par la confrontation des pratiques, et d’assimiler la « sécurité gérée » comme un sous-ensemble de la « sécurité réglée », et d’autre part, de dépasser notre vision négative des violations, en les assimilant à une forme d’intelligence des opérateurs dans l’action. / This research is in the field of reliability of complex socio-technical systems and aims to develop a new approach to allow trade-offs between performance and safety: engineering resilience. The ability of systems to cope with disturbances ultimately depends on the operators of these systems. They must make trade-offs between criteria that may conflict: immediate economic criteria (i.e. to ensure business performance), safety criteria (i.e. give up to meet the immediate production objective). The thesis focuses on the activity of an airline’s operators, in charge of assistance via telephone for aircrew who report a technical complaint. It can be treated immediately; is it benign, or conversely should it lead to the cancellation of the flight?The thesis assumes that in an ultra-safe and ultra rule-based system, conflicts between safety and performance occur when the "rule-based safety" conflicts with "adaptative safety". To defend this thesis, three empirical studies have been implemented. Thus, several methods were used in combination: observation and activity analysis, simulation of activities, questionnaires and auto-confrontation.The results obtained allowed at first to objectify the trade-offs between performance and safety, then in a second instance to identify the criteria governing such trade-offs and explain the processes that underlie them.These results permit, on one hand, to propose acceptable solutions such as the feedback by comparing the practices and assimilate the “adaptative safety” as a subset of “rule-based safety”, and on the other hand to overcome our negative view of violations by treating them as a form of operators’ intelligence in action.

L’accident de Fukushima Daiichi (11 mars 2011) a questionné la capacité de résilience de l’industrie du nucléaire. Le retour d’expérience a permis de formuler des mesures tant pour la prévention que pour la gestion de crise. L’accent a tout particulièrement été mis sur la protection physique des installations. Délaissant de fait les dimensions humaine et organisationnelle, ou tout au moins en les réduisant aux facteurs classiquement connus. La lecture des rapports d’enquête et des témoignages, nous a conduit à étudier par le détail les relations intersectorielles et inter-organisationnelles qui se sont jouées et nouées entre les acteurs de la crise au plus fort de cette dernière, entre le 11 et le 15 mars 2011. Notre thèse vise à identifier, analyser et expliquer les différents mécanismes et processus de décision qui se sont créés et qui ont reconfigurés les relations et rapports préalablement institués entre les décideurs politiques et les gestionnaires de la crise sur site. / The Fukushima Daiichi accident (March 11 2011) raised questions about the capacity of resilience of the nuclear industry. Learning the experience enabled to take measures for prevention but also for crisis management. The focus was especially on the physical protection of facilities, neglecting the human and organizational dimensions or reducing the cause of the accident to classically known factors. Reading official reports of investigation and testimonies of stakeholders led us to study in detail intersectional and inter-organizational relations which developed between the actors during the management of the accident, in particular the beginning of the accident, between 11 and 15 March 2011. Our thesis aims to identify, analyze and explain the different mechanisms and decision-making processes which was created and which reconfigured the previously established relations between policy makers and managers of the crisis on site.