cours 5e_outils méthode de comparaison de saaty
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7/24/2019 Cours 5e_Outils Mthode de Comparaison de Saaty
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Galle Guesdon
Facult des sciences et de gnieUniversit Laval
VALUATION DES IMPACTS
ENVIRONNEMENTAUX (EIE)
5e. Mthodes et outils
Aide multicritre la dcision-
Comparaison de Saaty2011-03-15
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1. Aide multicritre la dcision comparaison de Saaty
Dans lanalyse multicritre, quatre grandes tapes:
dfinition des solutions potentielles (actions ou scnarii) et dsignation de laproblmatique (tri, choix,);
analyse des consquences des actions, llaboration des critres et valuation de
chaque action sur les critres (tableau de performance);
modlisation des prfrences globales et des procdures dagrgation des
performances (critres retenir, importance relative des critres);
synthse multicritre (analyse de rsultats, sensibilit ou robustesse).
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Mthode de Saaty
Lanalyse hirarchique multicritre, invente par le mathmaticien Thomas Saaty(1980), permet la comparaison et le choix entre des options prtablies.
Elle repose sur la comparaison de paires doptions et de critres.
Cration de la mthode AHP = Analyse Hirarchique des procds
Principes fondamentaux de la mthode AHP:1. Structuration hirarchique (classes - critres - poids)2. Structuration des priorits (sous critres - rangs)3. Cohrence logique
4. Mthode semi-quantitativeLe logiciel Expert Choicedvelopp aux US par F. Saaty (1985) est la versioninformatique de la mthode.
1. Aide multicritre la dcision Comparaison de Saaty
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Mthode multicritre daide la dcision intgrant plusieurs critres et arrivant un choix justifi de technologie, la dcision est alors dite rationnelle, systmatiqueet correctement prise.
Avantage de la mthode AHP :
sa capacit de structurer un problme complexe, multicritre, multi personne et
multi priode de faon hirarchique,
la comparaison binaire des lments (alternatives, critres et sous critres),
et la facilit de son support informatique, le logiciel Expert Choice.
Trois principes de la mthode AHP : la structuration hirarchique
la structuration des priorits, comparaison binaire
la cohrence logique
1. Aide multicritre la dcision Comparaison de Saaty
Description de la mthode AHP
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La mthode AHP passe par une conversion ordinale attribution dun facteur depondration aux critres poids
Utilisation dune chelle de valeurs :
Degrsdimportance
Dfinitions Explications
1.0 importance gale des deux
lments
Deux lments contribuent autant la
proprit
3.0 un lment est un peu plusimportant que lautre
Lexprience et lapprciation
personnelles favorisent lgrementun lment par rapport un autre
5.0 un lment est plus importantque lautre
Lexprience et lapprciation
personnelles favorisent fortement in
lment par rapport un autre7.0 un lment est beaucoup plus
important que lautre
Un lment est fortement favoris etsa dominance est atteste dans lapratique
9.0 un lment est absolument plusimportant que lautre
Les preuves favorisant un lmentpar rapport un autre sont aussiconvaincantes que possible
Echelle de valeurs (daprs Saaty, 1984)
1. Aide multicritre la dcision Comparaison de Saaty
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Critres conomique technique social co. Tech. Soc. = / 3
conomique 1 2 3 0.55 0.57 0.50 1.62 0.54
technique 1/2 1 2 0.27 0.29 0.33 0.89 0.30
social 1/3 1/2 1 0.18 0.14 0.17 0.49 0.16
= 1.83 3.5 6 1.00 1.00 1.00
La valeur propre (poids) des diffrentslments s'obtient par la normalisation de lamatrice rciproque.
Le poids total des alternatives est obtenupar l'addition des diffrents poids de chacundes critres et sous-critres.
6
w w w w w w w w
w w w w w w w w
w w w w w w w w
w w w w w w w w
n
n
n
n n n n n
1 1 1 2 1 3 1
2 1 2 2 2 3 2
3 1 3 2 3 3 3
1 2 3
/ / / ... /
/ / / ... /
/ / / ... /
... ... ... ... ...
/ / / ... /
1er
conomique > 2me
Technique > 3me
Social
Exemple: Cas de critres poids variables
Matrice rciproque : La matrice sert
une comparaison binaire
1. Aide multicritre la dcision Comparaison de Saaty
Matrice de comparaison
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1. Aide multicritre la dcision Comparaison de Saaty
Trois calculs sont ncessaires pour arriver aux valeurs des priorits :
additionner les colonnes de la matrice: tous les lments dune mme colonnesont additionns;
normaliser la matrice: chaque entre de la matrice est divis par le total de sacolonne. La normalisation de la matrice permet alors des comparaisonssignificatives entres les lments;
et calculer la moyenne des lignes: tous les lments dune mme ligne de lamatrice normalis sont additionns et ensuite divis par le nombre dentres quellecomporte.
Le rsultat des tapes prcdentes fournit les pourcentages des priorits globales
relatives. Ces calculs sont effectus par le logiciel Expert Choice.
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Avantages de la mthode Permet une analyse de sensitivit rapide :
- Les critres peuvent avoir des importances variables.
- Le nombre de critres et sous-critres nest pas limit.
Le problme tel que pos par la mthode AHP donne une certaine rponse, mais si ledcideur dsire il peut modifier la valeur dun critre ou ajouter ou liminer des critres
quiljuge pertinent.
La mthode lui permet de le faire sans reprendre toute la hirarchie dj tablie.
Par exemple, le critre conomique est sujet des frquentes fluctuations, cette
mthode permet de rajuster lvaluation pralablement effectue.
1. Aide multicritre la dcision Comparaison de Saaty
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Projet :
Projet dlargissement et transformation dun centre de transfert en Centre detraitement de substances dangereuses. Ce centre reoit 1/3 de dchets dangereuxde Qubec. (Groupe Sani-Mobile, Rive Sud de MTL).
Objectifs:
Faire linventaire des technologies disponibles
Vrifier leur tat davancement et potentiel conomique
Choisir une technologie/procd de traitement pour chacune des filires traiter
Appliquer une mthode multicritre daide la dcision pour le choix destechnologies
Utiliser des critres techniques, conomiques et sociaux pour justifier le choix
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2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfertde Dchets Dangereux (DD)
Source du projet : Galvez-Cloutier R., Ferigutti S., Dub J-S. (1998). Approche mthodologique pour la
transformation progressive dun centre de transfert en centre de traitement de substances dangereuses, Vecteur
Environnement, Vol. 31-n2.
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Hirarchie et rangs descritres et sous-critresde dcision
2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfertde Dchets Dangereux (DD)
Critres Sous-critres Rang Justifications
ECONO
MIQUE
Cot de capital 123
Peu levElevTrs lev
Prix de vente desservices
123
$100 $200/tonne$200 $300/tonne< $100 ou > $300/tonne
Cot associ llimination desrsidus
123
Aucun traitement requisRsidus peuvent ne pas tre traitsRsidus doivent tre traits
Profits effectus de lavente de produitsrecycls
123
Profit effectuProfit potentielAucun profit
Cot dopration 1234
< $100/tonne$100 $200/tonne$200 $300/tonne> $300/tonne
TECHNIQUE
Faisabilit 123
Trs favorableFavorableMoins favorable
Flexibilit 12
Traite des contaminants mixtesTraite seulement des organiques ou desinorganiques
Capacit de traitementou temps de traitement
123
> 50 tonnes/heure ou < 20 jours10 50 tonnes/heure ou 20 100 jours< 10 tonnes/heure ou >100 jours
Efficacit du traitement(limination de lacontamination)
123
Plus de 95%Entre 80 et 95%Moins de 80%
SOCIAL
Acceptation du public 1
23
Peu de contestations
Contestations ponctuellesContestations localesExposition destravailleurs et de lapopulation auxmissions potentielles
123
Peu dexpositionExposition modreExposition importante
Nuisance lapopulation
123
Ponctuelle faibleContinue modreConsidrable
Accessibilit financire 12
34
< $100/tonne$100 $200/tonne
$200 $300/tonne> $300/tonne
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Dchets dangereux: inflammables, corrosifs, lixiviables, radioactifs, ractifs ou
toxiques.Exemple : rsidus miniers, dchets de fabriques de ptes et papiers, rsidus
dalumineries, dchets dangereux domestiques, huiles uses, boues dpuration,
sdiments contamins, dchets biomdicaux
Production annuelle de dchets dangereux :
Canada: 6,5 millions de tonnesQubec: 1,4 millions de tonnes
Au Qubec, 15 centres de transfert (CT) dont 9 dans les rgions de Montral et laMontrgie.
Au Qubec, 75% de la production totale des dchets dangereux provient des rgionsde Lanaudire, Montral et la Montrgie;
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2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfertde Dchets Dangereux (DD)
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2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfertde Dchets Dangereux (DD)
Etude sur un CT pendant 25 mois :
Dchets classs selon leur tat physique (influence la technologie de traitement)
liquide boues sols contamins solides non traitables
Fluctuations hebdomadaires des matires dangereuses pendant la priode dtude
0
500 000
1 000 000
1 500 000
2 000 000
2 500 000
ju
in-93
juil-93
ao
t-93
se
pt-93
o
ct-93
nov-93
d
c-93
janv-94
f
vr-94
ma
rs-94
a
vr-94
m
ai-94
ju
in-94
juil-94
ao
t-94
se
pt-94
o
ct-94
nov-94
d
c-94
janv-95
f
vr-95
ma
rs-95
a
vr-95
m
ai-95
ju
in-95
Mois de la priode d'tude
Poids
en
kg
liquides boues sols contamins solides non traitables
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Problmatique :
Choisir les meilleures technologies afin de traiter 3 types de dchets contenantdes multiples contaminants.
2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfertde Dchets Dangereux (DD)
Paramtres Liquides BouesSols
contamins
Moyenne hebdomadaire (kg) 104 585 48 571 20 200
Moyenne journalire (kg) 20 917 9 714 4 040Ecart-type (kg) 68 884 32 056 68 813
Moyenne - Ecart-type (1) (kg) 35 701 16 514 0
Moyenne + Ecart-type (1) (kg) 173 469 80 626 89 013
Frquence intervalle [(1)/(2)] 88 81 104
% (frquence / 108) 81.5 75.0 96.3
Coefficient de variation 66.2 66.0 287.3Statistique descriptive sur les donnes des dchets
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CONTAMINANTS TRAITSTAT
PHYSIQUEDES DCHETS
EVALUATION DESTECHNOLOGIES
TYPESDE
PROCDS
Ractifs
Cyanures
Mtaux
BPC
Organiqueschlors
Solvantshalogns
Organiquesnon
halogns
Autresorganiques
Liquidesetmtaux
Liquidesetorganiques
LIQUIDES
BOUES
SOLSCONTAMINS
Biopile biologique
Bioracteur biologique
Compostage biologique
Lavage des sols phys.-chim.
Extraction chim. solvants phys.-chim.
Adsorption au charbon physique
Distillation physique
Air stripping physique
Steam stripping physique
Dshalognation chimique
Oxydation / rduction chimique
Seulement pour les liquides
2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfertde Dchets Dangereux (DD)
Technologies retenues pour le traitement des matires dangereuses :
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Construction dun arbre hirarchique (exemple pour le cas de sols contamins)
2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfertde Dchets Dangereux (DD)
Meilleure technologie
Economique Technique Social
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Objectif principal
Critres
.Biopile Bioracteur
Sous-critres
Alternatives
Lavage des sols Oxydo - rduction
Construction de larbre avant lutilisation du logiciel Expert Choice 4 niveaux hirarchiques
2 E l Ch i d t h l i t d t f t
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Rsultats AHP pour les sols contamins (critres poids diffrents)
conomique Technique Social
0.540 0.297 0.163
Cotducapital
Prixdevente
Cotdel'liminationdes
rsidus
Profitsdelaventede
produitsrecycls
Cotd'opration
Faisabilit
Flexibilit
Capacitoutempsde
traitement
Efficacit
Acceptationdela
population
Expositionfaceaux
missions
Nuisancelapopulation
Accessibilitfinancire
Vecteur depriorit global =
poids des
critres X poidsdes souscritres X
valuation desrangs
Poids relatifs 0,167 0,333 0,167 0,167 0,167 0,167 0,333 0,333 0,167 0,333 0,333 0,167 0,167
TECHNOLOGIES
Biopile 0,270 0,076 0,283 0,188 0,259 0,270 0,143 0,125 0,090 0,200 0,111 0,125 0,259 0,175
Bioracteur 0,148 0,239 0,090 0,063 0,136 0,148 0,143 0,125 0,090 0,200 0,111 0,125 0,136 0,145
Compostage 0,270 0,076 0,283 0,188 0,259 0,270 0,143 0,125 0,090 0,200 0,111 0,125 0,259 0,175
Lavage des sols 0,148 0,239 0,164 0,188 0,136 0,148 0,286 0,250 0,164 0,200 0,222 0,125 0,136 0,199
Extraction aux
solvants 0,082 0,239 0,090 0,188 0,136 0,082 0,143 0,250 0,283 0,100 0,222 0,250 0,136 0,172Dshalognation 0,082 0,132 0,090 0,188 0,075 0,082 0,143 0,125 0,283 0,100 0,222 0,250 0,075 0,134
1,000
Sous-critres
= 1
3 calculs effectus par Expert Choice :Additionner les colonnes, normaliser la matrice Calculer la moyenne des lignes Calculer les vecteurs de priorits globales de la technologie
2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfertde Dchets Dangereux (DD)
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0,54
0,297
0,163
0,199
0,1750,172
0,145
0,134
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
conomique technique social total
Poids
des
c
ritres
Poidsdesalternatives
critres
poids
lavage des sols
biopile
compostage
extraction aux solvants
bioracteurs
dshalognation
2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfertde Dchets Dangereux (DD)
Prsentation graphique des rsultats dExpert Choice pour les sols contamins :
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2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfertde Dchets Dangereux (DD)
Rsultats des poids globaux pour les technologies de traitement:
conomique Technique Social Global
Liquides
Oxydation rduction 0.196 0.254 0.144 0.205Adsorption au charbon 0.172 0.201 0.162 0.179
Air Stripping 0.168 0.149 0.181 0.164
Dshalognation 0.173 0.123 0.167 0.157
Steam Stripping 0.128 0.153 0.204 0.148
Distillation 0.163 0.120 0.144 0.147
Boues
Oxydation rduction 0.190 0.249 0.178 0.206
Lavage des sols 0.215 0.190 0.187 0.203
Extraction auxsolvants
0.174 0.148 0.160 0.164
Bioracteur 0.167 0.118 0.219 0.161
Distillation 0.125 0.170 0.178 0.147
Dshalognation 0.129 0.126 0.077 0.119
Solscontamins Lavage des sols 0.186 0.231 0.184 0.199
Biopile 0.192 0.149 0.168 0.175
Compostage 0.192 0.149 0.168 0.175
Extraction auxsolvants
0.162 0.192 0.172 0.172
Bioracteur 0.152 0.129 0.147 0.145
Dshalognation 0.116 0.150 0.162 0.134
2 E l Ch i d t h l i t d t f t
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Rsultats du ranking des technologies selon des critres de mme poids(conomique = technique = social) Evaluation de la sensibilit de la
mthodeLiquides
Global
Oxydation rduction 0.198
Adsorption au charbon 0.179
Air Stripping 0.166
Steam Stripping 0.161
Dshalognation 0.154
Distillation 0.142
Boues
Global
Oxydation rduction 0.206
Lavage des sols 0.197
Bioracteur 0.168
Extraction aux solvants 0.161
Distillation 0.158
Dshalognation 0.111
Sols contamins
Global
Lavage des sols 0.200
Extraction aux solvants 0.175
Biopile 0.170
Compostage 0.170
Bioracteur 0.143
Dshalognation 0.143
Conclusions:
Lanalyse de sensibilit a permis dliminer 2 technologies: distillation etdshalognation.
La premire option reste la mme pour les 3 cas, cela dmontre la supriorit du1erchoix.
2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfertde Dchets Dangereux (DD)
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Alternatives proposes
1) - Systme doxydo-rduction pour les boues et les liquides (23.6% + 50.9%)- Lavage chimique des sols pour les Sols contamins + boues (9.8 + 23.6%)
2) - Lavage des sols pour les Sols contamins + boues (9.8 + 23.6%)-Adsorption au charbon pour les Liquides (50.9%)
Rang final des technologies :
2. Exemple: Choix de technologies pour un centre de transfertde Dchets Dangereux (DD)
TechnologiesLiquides(50,9%)
Boues (23,6%)Sols
contamins
(9,8%)Biopile 2
Bioracteur 4 4
Compostage 2
Lavage des sols 2 1
Extraction chim solvant 3 3
Dshalognation 4 6 5
Adsorption au charbon 2
Distillation 6 5
Air stripping 3
Steam stripping 5
Oxydo-rduction 1 1
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Phases de lEIEListes
decontrle
Matrices Rseaux Superposition Modles SIGMthodedaide la
dcision
Tri prliminaire + +
Cadrage + + + + + +
Ralisation de ltude :
- Description de
lenvironnement+ + + + + +
- Dtermination des
impacts + + + + +
- Prvision des
modifications +
- Evaluation des impacts + + +
- Dtermination des
mesures dattnuations +
- Evaluation desmesures dattnuations + + +
- Evaluation de la
surveillance et du suivi +
Examen +
Dcision +
Surveillance et suivi +
3. Les outils appropris chaque phase de lEIE
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4. La prise de dcision en EIE
Le processus dEIE peut donner diffrents rsultats :
Acceptation du projet sans modification,
Acceptation du projet certaines conditions,
Acceptation du projet conditionnelle la ralisation de recherches complmentaires,
Le rexamen du rapport dtude dimpact,
Complment au rapport,
Rejet du projet.
En EIE, la prise de dcision est habituellement unique, globale et sans recours.soulevant des questions dordre thique et humanitaire en plus des aspects
environnementaux.
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4. La prise de dcision en EIE
Pour une prise de dcision efficace :
Tenir compte de la dimension environnementale afin daboutir une dcision
favorable aux milieux biophysiques et humains.
Processus dEIE de qualit, depuis la phase de tri prliminaire et de cadrage
participation du publique.
Rpondre aux questions : le projet est-il justifi ? Aprs sa ralisation ? tendue etimportance des changements ?
> Liste non exhaustive des lments dinformation essentiels la prise de
dcision (Inspir de OCDE/CAD, 1994)
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4. La prise de dcision en EIE
Le contexte gnral Le contexte dans lequel le projet sinscrit et les enjeux environnementaux soulevs
Le contexte politique Le problme ou lenjeu essentiel soulev
La relation avec les objectifs, les politiques et les plans de protection de lenvironnement
Les variantes de localisationLes options la proposition concernant la localisation
Les options technologiquesLes options technologiques la proposition
La participation du publiqueLes perceptions et les enjeux publics cls
Les proccupations de la population touche
Les valeurs et les enjeux de consensus et de conflits actuels
Les sources ventuelles de conflits
Lanalyse dimpact
Les cot et les bnfices
La distribution des gains et des pertes
Lattnuation, les mesures de compensation, les programmes de surveillance et de
suivi