Levee performance assessment to optimize maintenance operations planning: localisation in a specific GIS

More and more floods have occurred over the last decade all around the world, often leading to levee failures, like in the south of France in 1999, 2002 and 2003, in the USA in Saint Louis, Missouri, alongside the Missipi river in 1998 and more recently in New Orleans, Louisiana, in 2005, as well as in China alongside the Yangze river in 1998. In France, levees ageing and a poor management from their many owners, lead to considerable loss of information, like repairs, reinforcements. Furthermore, their length (about 7.500 kilometers) complicates their management. Local levee managers and french State services are aware that they have to develop management plans to improve and maintain levee safety and behavior. But the huge length of these linear infrastructures brings up the following issue: which section must be first taken care of? To answer this question, levee managers need methods to assess their infrastructure fleet condition. Our approach consists in two main steps: -analysing and modeling levees failure mechanisms: this is a fundamental step allowing to recognize, understand and model physical mechanisms affecting levees and leading to their failure. For that purpose we use safety methods; -levee performance assessment: for this step, we combined data collected on levees with failure scenarios constructed in the first step of our approach. Levee performance is evaluated with a decision aid method; These methods, integrated in an existing GIS dedicated to levee managers, allows to visualize and to locate levee sections classified according to their performance level, so they can better prioritize their maintenance operations. Our communication focuses on the two steps of our approach. The aim is to present how levee failure mechanisms have been modeled and how levee performance has been assessed. At last, we show a spatial representation of levee performance with GIS. / La France et plus généralement le monde subissent de fréquents épisodes de crues dévastatrices. Les inondations provoquent d'importants dégâts et les coûts induits sont considérables. Les digues de protection contre les inondations, souvent sous-dimensionnées et mal entretenues, ont montré leurs faiblesses à plusieurs reprises et leurs ruptures augmentent la violence des inondations. A l'échelle nationale, le linéaire conséquent de digues (environ 7 500 km) et le manque de données sur l'ensemble de ce parc d'ouvrages compliquent leur gestion. A l'échelle du gestionnaire local se pose la question de l'optimisation des opérations de maintenance. En effet, un gestionnaire de digues ne dispose généralement pas d'un budget suffisant pour réaliser l'ensemble des opérations de maintenance sur la totalité du parc d'ouvrages. Ce long linéaire pose donc une question majeure: par où commencer les actions de maintenance pour à la fois assurer le bon fonctionnement des digues et optimiser les choix budgétaires ? Dans ce contexte, les gestionnaires de digues ont besoin de méthodes et d'outils d'aide à la décision. Un premier Système d'Information Géographique (SIG), le SIRS Digues, est opérationnel. Il contient les informations détaillées sur les ouvrages: géoréférencement des digues à l'échelle 1/10 000ème et informations relatives aux digues (constitution, désordres, réseaux, voiries...). Toutefois en l'état, cet outil ne permet pas d'évaluer l'état des digues. Notre recherche vise à développer des méthodes d'évaluation de la performance des digues. A partir des informations disponibles (inspections visuelles détaillées, essais réalisés, données historiques, etc.), nous proposons des indicateurs capables d'évaluer leur état et leur performance. Notre démarche comporte trois étapes: -l'élaboration d'un modèle fonctionnel des mécanismes de rupture, bâti à partir de l'Analyse Fonctionnelle (AF) et l'Analyse des Modes de Défaillance et de leurs Effets (AMDE), et utilisant une représentation sous forme de graphes causaux et d'arbres de défaillances ; -la construction d'indicateurs de performance pour chaque mécanisme de rupture, sur la base de critères et d'une méthode d'aide à la décision multicritère: l'agrégation à base de règles ; -l'intégration du modèle multicritère d'évaluation de la performance des digues dans le SIRS Digues. Cette opération permet de cartographier et de visualiser la performance d'un parc d'ouvrages. Après une application sur une digue existante de ces méthodes, nous proposons divers développements et perspectives à cette recherche, dont la principale est, à moyen terme, le développement d'un outil opérationnel pour l'aide à la décision dans les actions de maintenance des digues de protection contre les inondations.