La radiothérapie est une ressource incontestée dans l'arsenal de traitement du cancer. De par sa spécificité, elle induit des risques pour les patients et pour les professionnels de santé qui imposent qu'elle soit opérée dans un environnement et un cadre maîtrisé et contrôlé. Cependant, de par la multiplicité des intervenants et la complexité de l'organisation médicale mise en place autour du patient, il s'est produit ces dernières années des incidents et des accidents dans le processus de traitement dont les conséquences sont parfois dramatiques. Pour limiter voire supprimer ces évènements, il est indispensable d'aborder la problématique du traitement par radiothérapie sous l'angle de l'analyse des risques de systèmes sociotechniques en intégrant la complexité technique/humain/organisationnelle du processus dans une vue "transverse". La contribution apportée par ce travail se présente sous la forme d’une démarche basée sur des modèles qui permettent d’évaluer, à priori et pour un établissement donné, un indicateur de la sécurité offerte aux patients lors de leur traitement par radiothérapie / Radiotherapy is an uncontested resource in the arsenal of cancer treatment. This technique implies risks for both patients and radiotherapy professionals, which requires it to be carried out in a controlled and monitored environment. However, because of the multiplicity of actors, the complexity of the healthcare organization set up around the patient and the complexity of medical devices, in recent years some incidents and accidents in treatment process appeared, with sometimes tragic consequences. To reduce or eliminate these events, it is essential to address the problem of radiation therapy in terms of risk analysis of socio-technical systems, by including technical / human / organizational complexity in a "transverse" view. The main contribution of this work consists in an approach based on models that assess a priori, for a given radiotherapy process, an indicator of the security provided to patients during their radiotherapy treatment

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Depuis plusieurs années déjà, nombre d’applications industrielles impliquant des nanomatériaux ont vu le jour mais les connaissances relatives aux dangers de ces nouveaux matériaux sont actuellement assez restreintes. Le développement de ces nouveaux produits ne pouvant se poursuivre sans une évaluation approfondie des risques pour l’environnement et au poste de travail, les dangers relatifs aux nanoparticules doivent être évalués. La toxicité potentielle de ces nouveaux matériaux est souvent mise en avant. Néanmoins, les risques d’incendie et d’explosion ne doivent pas être négligés. Centrées essentiellement sur les poudres de taille micrométrique, les données de la littérature ne permettent pas, en effet, à l’heure actuelle, d’évaluer la probabilité et la gravité d’une explosion de nanopoudres. Dans ce contexte, la sensibilité à l’inflammation et la sévérité d’explosion de nanomatériaux pulvérulents typiques ont été évaluées ainsi que la validité des appareillages et procédures standards, habituellement utilisés lors d’une telle démarche. Enfin, la méthodologie adoptée afin d’évaluer les risques d’inflammation et d’explosion d’une installation de production de nanopoudres et de sécuriser au mieux la santé des travailleurs exposés aux nanoparticules est illustrée aux travers de deux exemples. Cette démarche pourra servir de base à de futures analyses de risques concernant les produits nanostructurés, exercice qui va devenir indispensable et de plus en plus fréquent au vu du contexte économique et réglementaire / In the industrial and research fields, nanomaterials provides a growing interest and many industrial applications have already been developed in the last years. However, knowledge about the hazards related to these new materials is currently limited. As safe nanomaterial production cannot be permitted without a deeper evaluation of environmental and occupational hazards, hazards related to nanoparticles have to be evaluated. One often thinks about the potential toxicity of nanoparticles. However, dust fire and explosion should not be neglected when the dusts are combustible, which may often be the case. So far, literature studies concerning the evaluation of explosion and flammability risks of powders were essentially carried out on micron-sized materials and do not enable in fact to evaluate fire and explosion risk probabilities and gravities of nanopowders. The main goal of this work is to study explosion and ignition risks related to nanopowders. In particular, the evaluation of the explosion sensitivity and severity of typical nanomaterials has been studied as well as the validity of the existing analytical and methodological tools designed to evaluate dust ignition and explosion hazards. This work also deals with the methodology applied to a plant and to a laboratory in order to define the best safety barriers which were positioned to ensure the best occupational safety level to all workers and evaluate in a good way the ignition and explosion risks related to the use and production of fluffy nanomaterials. This work will certainly help risk engineers concerned about the handling and the production of combustible nanopowders.

L’essor des transports à une échelle globale s’inscrit dans un phénomène de mondialisation et 90% des biens échangés au travers le monde sont effectués par voie maritime. La maritimisation se définit comme un processus de dépendance économique des états au trafic maritime due à ce phénomène de mondialisation (Vigarié 1983). Ce phénomène transforme les territoires, et principalement les espaces côtiers mais a également comme conséquence une territorialisation des espaces maritimes, à savoir une utilisation et gestion des espaces pour les activités humaines. L'utilisation de cet espace a augmenté depuis 1970 et principalement le transport, que ce soit via porte-conteneurs ou tanker (Rodrigue, Comtois, and Slack 2013). Cela forme ainsi un réseau de transport maritime et d’approvisionnement lié à l’emplacement des ports dans le monde et des routes maritimes les reliant. Cependant ce réseau s’étend sur un espace vaste et dynamique, l’espace maritime, qui peut générer des risques pour l’usage de l’espace à des fins de transports.Ce réseau d’approvisionnement est vulnérable face à certains événements (perturbations) pouvant affecter la performance du réseau d’approvisionnement (Achurra-Gonzalez et al. 2016) : les tempêtes, les pénuries, la piraterie maritime, les fermetures de canaux sont des événements ayant une influence sur l’efficacité d’un réseau d’approvisionnement. Cette vulnérabilité est liée à plusieurs facteurs (Wagner and Neshat 2010) : les variations de l’offre et de la demande, les risques économiques, et à la structure du réseau et de l’espace maritime, les risques géographiques. L’ensemble de ces risques peuvent être mesurés et quantifiés dans les caractéristiques topologiques, géométriques et relationnelles des graphes. Un graphe est un ensemble de noeuds relié par un ensemble de lien. Les graphes sont utilisés pour la formalisation des réseaux, notamment des réseaux de transports (Ducruet and Lugo 2013).Afin de tester les perturbations sur les caractéristiques du réseau, un système de simulation est mis en place. Pour cela, les perturbations sont modélisées par des objets spatio-temporels ayant une influence sur l’accessibilité à l’espace des navires. Au travers d’un système multi-agents (Ferber 1997), ces navires prennent des décisions face aux perturbations (changement de route, de destination, report ou annulation du voyage). Ces comportements individuels, une fois agrégés, par la pondération des noeuds et des liens du graphe, permettent d’évaluer les variations topologiques et géométriques du graphe en fonction des perturbations dans l’espace maritime, grâce à des indicateurs utilisés pour mesurer la vulnérabilité des réseaux (Gleyze 2005). Ainsi cette recherche permet de mieux comprendre l’influence de ces perturbations sur le fonctionnement d’un réseau d’approvisionnement dans un espace maritime. / Transportation on a global scale is due to the globalization process. Today, 90% of goods in the world are traded by sea. Maritimization is defined as a process of increased economic dependence of states on maritime traffic (Vigarié 1983). This phenomenon transforms territories, mainly the coastal areas, but also results in a territorialization of maritime spaces, which means a use and a management of maritime space for human activities. The use of this space for transportation has increased since 1970, whether through container ships or tanker (Rodrigue, Comtois, and Slack 2013). These trips have created a network which linked the locations of the ports in the world by the sea routes of shipping. However, this network extends over a vast and dynamic space, maritime space, which can generate risks for the use of space for transportation.This supply network is vulnerable to certain events (disruptions) that may affect the performance of the supply network (Achurra-Gonzalez et al., 2016): storms, shortages or maritime piracy have an influence on the efficiency of a supply network. This vulnerability is linked to several factors (Wagner and Neshat 2010): variations in supply and demand, which are economical risks, and the structure of the network and maritime space, which are geographical risks. All these can be measured and quantified by the topological, geometric and relational properties of graphs. A graph is a set of nodes connected by a link set. The graphs are used for the formalization of networks, notably transport networks (Ducruet and Lugo 2013).To test the disruptions on the characteristics of the network, a simulation system is used. In the simulations, disruptions are modeled by space-time objects having an influence on the accessibility of the vessels. Through a multi-agent system (Ferber 1997), these ships make decisions about disruptions (change of route, destination, postponement or cancellation of the trip). These individual behaviors, once aggregated by the weighting of the nodes and links of the graph, allow evaluating the topological and geometric variations which represent the influence of disruptions on the martitime network. Theses variations can be measured by indicators of the vulnerability of network (Gleyze 2005). This research allows us to improve the understanding on the influence of these disruptions on a network within a dynamic space.

Le but principal des travaux dont fait l’objet cette thèse, consiste à estimer le risque de foudroiement d’une structure ou d’un site. Un modèle de protection a donc été développé afin d’évaluer les probabilités d’impact sur chaque partie d’une structure complexe. Ce modèle, qui est une évolution du modèle électrogéométrique servant de référence dans les normes de protection, permet notamment d’identifier « très finement » les zones les plus vulnérables de cette structure, quel que soit le type de coup de foudre. À cet effet, une analyse statistique des données du réseau de détection a également été menée et intégrée au modèle pour tenir compte du type de coup de foudre ou encore du contexte géographique. Dans le but de valider ce modèle, celui-ci a été appliqué au site du Pic du Midi de Bigorre, au sommet duquel un ensemble de diagnostics électriques et optiques a été installé. Ce site en altitude présente une structure relativement complexe de par la présence de divers bâtiments et d’une antenne de télédiffusion. Les mesures expérimentales recueillies sur ce site ont mis en évidence le foudroiement quasi systématique de cette antenne, validant ainsi les résultats fournis par le modèle. Par ailleurs, les différents phénomènes physiques mis en jeu lors du foudroiement d’une structure en altitude ont été étudiés grâce à l’instrumentation développée au sommet du Pic du Midi de Bigorre : sondes de courant, capteurs de champ et réseau de caméras. Les différentes phases d’un coup de foudre ont notamment été analysées à partir des mesures des variations rapides du champ électrique. L’analyse de ces variations à l’échelle de la cellule orageuse a également mis en évidence le fait que des décharges apparaissant à plusieurs dizaines de kilomètres du Pic du Midi peuvent initier un coup de foudre ascendant sur le site. Enfin, à partir de l’allure du courant écoulé lors d’un coup de foudre, déduite des enregistrements vidéo d’une caméra rapide, la polarité et le sens de propagation (descendant ou ascendant) de ces coups de foudre ont pu être associés à leurs caractéristiques temporelles et aux quantités de charges consommées au cours de leurs développements. / The main purpose of this thesis work is to estimate the risk of a structure or a site being struck by lightning. A lightning protection model was developed with the aim to calculate the impact probability on every part of a complex structure. This model is an evolution of the electrogeometric model used as a reference in the lightning protection standards. In particular it allows identifying the most vulnerable areas of the structure, regardless of the type of lightning. To this end, a statistical analysis of the detection network data was also conducted and integrated in the model to take into account the type of flash or the geographical context. In order to validate this model, it was applied to the site of the Pic du Midi de Bigorre, at the top of which several electrical and optical diagnostics were installed. This site in altitude has a relatively complex structure because of the presence of various buildings and a broadcast antenna. The experimental measurements collected on this site show that the broadcast antenna is struck almost systematically which is in line with the results provided by the model. In addition the different physical phenomena involved during a lightning strike on a structure in altitude were studied using the instrumentation developed at the top of the Pic du Midi de Bigorre: current probes, electric field sensors and video cameras. In particular the different phases of a flash were analyzed from the measurements of the electric field variations. The analysis of the latters at the storm cell scale also highlighted the fact that flashes occurring to tens of kilometers from the Pic du Midi can initiate an upward flash on the site. Finally, the lightning current shape was deduced from video recordings of a high-speed camera. Thus the polarity and the propagation direction (upward or downward) of these flashes were associated with their temporal characteristics and with the charges consumed during their development.

Ce travail de recherche vise à développer une méthode pour l'analyse de la robustesse des plans de secours industriels. Des défaillances peuvent survenir lors de la mise en œuvre de ces plans, qui peuvent entrainer à un fonctionnement en mode dégradé des dispositifs. Les approches existantes d'analyse de ces plans ne permettent pas une analyse structurée du dispositif de gestion de crise. La méthodologie proposée dans le cadre de ce travail repose sur une formalisation structuro-fonctionnelle et générique des plans de secours industriels, décrivant à la fois les fonctions et les ressources permettant la réalisation de ces fonctions. De plus, ce travail s'est accompagné de retours d'expérience à partir de 159 rapports d'accidents et de 61 exercices POI/PPI, qui ont permis d'identifier des défaillances pouvant survenir lors de la mise en œuvre des POI/PPI. Le modèle développé et les informations obtenues par le retour d'expérience permettent de structurer l'analyse des dysfonctionnements pouvant se manifester lors de la mise en œuvre des plans. Cette analyse de la robustesse est basée sur une évaluation du risque de défaillance des fonctions du plan. La probabilité de défaillance est estimée à partir des questions d'évaluation et des arbres de défaillances des ressources et des fonctions. La gravité de la défaillance de chaque fonction est déterminée en utilisant les études de dangers de l'installation, en suivant la règle des dommages maximum qu'elle peut provoquer. La criticité de défaillance de chaque fonction est ainsi obtenue, et la criticité du plan résulte de l'agrégation des criticités de ses fonctions. Cette méthodologie constitue ainsi une boite à outils qui peut être utilisée à la fois pour l'évaluation des plans existants, mais aussi pour l'élaboration du dispositif défini dans un plan de secours industriel.

Dans ce manuscrit nous proposons la modélisation d'une organisation apprenante à l'aide du retour d'expérience, appliquée à la gestion des alertes sanitaires par les services de contrôle de l'Etat. Ce manuscrit se compose de deux parties : La première partie introduit la problématique, présente des acteurs du système étudié et apporte les concepts théoriques et les analyses du terrain pour le développement de la modélisation. Le premier chapitre concerne une description de l'organisation en place avec l'identification des dangers et des risques présents et une description de quelques grandes crises et alertes sanitaires liées à l'alimentation. La question de l'amélioration de la gestion de ces alertes et crises se pose. Une réponse à explorer est proposée avec l'apprentissage comme boucle entre la gestion et la prévention. Le deuxième chapitre définit les concepts d'organisation et d'apprendre. L'apprentissage organisationnel et l'organisation apprenante sont aussi étudiés. Ces concepts sont mis en relation avec le risque et avec les organisations qui font face aux dangers et risques. De là, le concept de retour d'expérience est retenu pour une analyse en profondeur. Le troisième et dernier chapitre de la première partie de la thèse est consacré au concept de retour d'expérience et son apport est motivé. La deuxième partie concerne le développement de l'apport de la thèse et la présentation d'une mise en œuvre des propositions théoriques. Le quatrième chapitre présente la modélisation de l'O.A. pour l'organisation de la gestion de la sécurité sanitaire des aliments. La démarche de modélisation résume schématiquement le manuscrit, chaque phase de modélisation correspond à une partie du manuscrit. Elle est l'outil de dialogue avec le lecteur dans la présentation de ce travail de thèse. La présentation de la formalisation de la connaissance en vue de la modélisation de l'Organisation Apprenante consiste en le développement d'un retour d'expérience, fondé sur des concepts théoriques présentés dans les chapitres précédents. Une perspective de couplage avec une méthode d'analyse des risques est développée. Le cinquième et dernier chapitre de la thèse détaille une modélisation de l'O.A. en un outil concret. Il fait également office de chapitre d'expérimentation et de validation de l'outil par la proposition d'un plan de mise en œuvre. L'expérimentation concerne le système concret. L'usage, l'interprétation et les nouvelles connaissances acquises pour améliorer notre modélisation consistaient en un processus itératif tout le long de l'étude. La validation se présente sous la forme de recommandations pour la mise en place du système.

Les petits établissements industriels dont les caractéristiques s'apparentent à celles des petites et moyennes entreprises (PME) laissent apparaître un constat peu satisfaisant de la maîtrise des risques vis-à-vis du personnel et de l'environnement (humain, naturel et matériel) de l'entreprise. Ils semblent présenter un certain retard par rapport aux grands groupes industriels, qui ont nettement amélioré leur niveau de maîtrise des risques au cours des dernières décennies. Le développement et la mise en oeuvre de concepts, de méthodes et d'outils conçus pour une approche scientifique des risques, a contribué à une meilleure prise en compte de ceux-ci et aidé la décision en la matière. Le retour d'expérience a notamment participé à cette dynamique d'amélioration. La problématique de cette thèse concerne l'application du retour d'expérience aux petits établissements industriels. Si le concept de retour d'expérience semble applicable, il apparaît que les dispositifs mis en oeuvre par les grands groupes ne sont pas adaptés. Nous avons donc recherché des modalités de mise en oeuvre des caractéristiques principales des dispositifs de retour d'expérience adaptées à la réalité des petits établissements industriels. Ces caractéristiques concernent les processus de collecte et d'analyse des donnnées, le type d'expérience pris en compte et l'organisation par laquelle le retour d'expérience est mis en oeuvre. L'analyse des risques apparaît comme prioritaire parmi les besoins des petits établissements industriels. C'est la raison pour laquelle, nous avons souhaité étudier l'intérêt d'une démarche de retour d'expérience pour aider à l'analyse de risques. Un outil d'analyse de risques a ainsi été défini et élaboré en contexte industriel. Cet outil associe les données provenant du retour d'expérience à une méthode d'analyse a priori. A l'issue de cette expérimentation, il apparaît que la fonction première du dispositif de retour d'expérience dans les petits établissements industriels est de faciliter la mise en commun de l'expérience acquise par plusieurs établissements en vue d'une exploitation ultérieure grâce à un outil directement opérationnel. Ce retour d'expérience constitue donc une aide à l'analyse de risques en proposant à l'utilisateur des données auxquelles il aurait difficilement accès. De plus, en permettant de constituer une référence commune, il permet d'associer à des entreprises plus structurées, les PME peu adaptées au développement de l'outil.

Nos travaux se situent au croisement de trois domaines : la sûreté de fonctionnement, l'analysefonctionnelle et l'ingénierie des modèles. Dans l'objectif d'assister les analyses préliminaires desrisques, nous avons proposé d'exploiter les modèles issus de l'analyse fonctionnelle de l'avion. Cesmodèles décrivent les dépendances entre les fonctions qui doivent être réalisées durant une phasede vol. Pour exploiter ces modèles, nous avons introduit la notion d'efficacité qui mesure ledegré de contribution d'une fonction à la réalisation nominale d'une phase de vol. Cette notionest utile pour les analyses de risques car elle permet de formaliser divers cas dedysfonctionnements des fonctions et pour évaluer le niveau de dégradation d'une phase de vol encas de dysfonctionnement d'une ou plusieurs fonctions. Nous avons proposé d'annoter les modèlesissus de l'analyse fonctionnelle avec des informations relatives à l'efficacité des fonctions et à leursdysfonctionnements possibles. En suivant les principes de la transformation de modèles, nousavons étudié les moyens de produire le plus automatiquement possible des modèles utiles auxanalyses de risques à partir des modèles annotés. Les modèles produits sont décrits avec lelangage AltaRica, ils peuvent être analysés avec les outils associés à ce langage afin d'évaluerl'effet du dysfonctionnement de fonctions de l'avion ou de rechercher les combinaisons dedysfonctionnements les plus critiques. L'approche proposée a été appliquée pour analyser lesrisques associés aux fonctions utiles lors du décollage d'un avion.