Dam ageing diagnosis and risk analysis: Development of methods to support expert judgment

Diagnosis and risk analysis are essential to ensure the safety of dams. Dam Specialist Engineers have useful methods available to help them in their task: physical modelling for assessing dam stability, statistical analysis of dam monitoring data and, more recently, functional modelling for operational safety analysis. However, an expert's judgment is necessary when the works are complex and unique, when data are imprecise or insufficient and when preliminary diagnosis or detailed analysis are being made. Using their experience and knowledge, dam specialist engineers are able to provide the recommendations to address specific problems. The authors propose methods to support expert diagnosis and risk analysis which capitalise on the expert's knowledge and feedback. Their approach is threefold, (i) an ageing functional model based on the Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) method using a causal graph representation of ageing scenarios leading to loss of functions, (ii) a qualitative method of describing dam ageing historical data and representing trends in performance loss, and (iii) qualitative methods to assess the risk of performance loss of dams and their components. In terms of practical applications, our research has produced a knowledge database on dam mechanisms. Also an ageing historical database was compiled from dams which have experienced deterioration. Finally, we are developing computer aids to assist engineers in the diagnosis and risk analysis tasks. / L'analyse de diagnostic et de risque sont essentielle pour assurer la sûreté des barrages. Les ingénieurs de spécialiste en barrage ont des méthodes utiles disponibles pour les aider dans le leur à charger: modeler physique pour évaluer la stabilité de barrage, l'analyse statistique du barrage surveillant des données et, plus récemment, modeler fonctionnel pour l'analyse opérationnelle de sûreté. Cependant, le jugement d'un expert est nécessaire quand les travaux sont complexes et uniques, quand les données sont imprécises ou insuffisantes et quand le diagnostic préliminaire ou l'analyse détaillée sont faits. En utilisant leur expérience et connaissance, les ingénieurs de spécialiste en barrage peuvent fournir les recommandations d'adresser des problèmes spécifiques. Les auteurs proposent les méthodes pour soutenir l'analyse experte de diagnostic et de risque qui profitent de la connaissance experte et de la rétroaction. Leur approche est triple, (i) un modèle fonctionnel de vieillissement a basé sur la méthode de l'analyse de mode de défaillance et d'effet (FMEA) en utilisant une représentation causale de graphique des scénarios de vieillissement menant à la perte de fonctions, (ii) une méthode qualitative de décrire le barrage vieillissant des données historiques et représentant des tendances dans la perte d'exécution, et (iii) des méthodes qualitatives d'évaluer le risque de perte d'exécution de barrages et de leurs composants. En termes d'applications pratiques, notre recherche a produit une base de données de la connaissance sur des mécanismes de barrage. En outre une base de données historique de vieillissement a été compilée des barrages qui ont éprouvé la détérioration. En conclusion, nous développons des aides d'ordinateur pour aider des ingénieurs dans le diagnostic et l'analyse de risque charge.