risques geologiques

11
AVANT PROPOS Cet article s'inscrit dans le cadre des travaux menés au Centre d'Études des Tunnels (CETU) sur les sujets relatifs à la maîtrise des coûts et délais de construction des ouvrages souterrains. L'état des réflexions proposé ici s'inspire notamment des méthodes de management du risque et fait suite aux considérations déjà exposées dans le cadre d'une communication présentée à l'occa- sion du congrès international de l'AITES en mai 2009 à Budapest [1]. 1 - INTRODUCTION Chaque construction d'ouvrage souterrain fait face au défi de réalisation posé par le contexte géologique (1) et les caractéris- tiques du terrain, affecté par des « désord- res » liés à sa formation et son évolution complexe. L’identification du contexte géo- logique et la caractérisation des sols et des roches s’effectuent au moyen de sondages, d’essais ponctuels et de mesures géophy- siques sur des surfaces ou des volumes. Le volume et le budget des reconnaissances étant nécessairement finis, la connaissance du site d’un projet ne peut jamais être exhaustive et comporte toujours une part d'incertitude : on ne peut jamais exclure que les terrains réellement traversés soient ponctuellement différents de ceux que les études annonçaient. Ces incertitudes inévitables peuvent avoir des conséquence lourdes, aussi bien pour l'entreprise qui réalise les travaux que pour le maître d'ouvrage qui les finance. Pour le premier, la rencontre d'événe- ments géologiques imprévus peut conduire à l’obligation de mettre en œuvre des moyens et une organisation qui n'étaient pas programmés ; pour le second, ces changements de méthodes doivent être financés si effectivement ils constituent des sujétions « non-normale- ment prévisibles (2) ». L'importance potentielle de ces surcoûts conduit à vouloir quantifier le plus précisé- ment possible le risque lié à la méconnais- sance du terrain. La tâche consiste d'une part à identifier les causes de dérive les plus probables et d'autre part à évaluer au plus juste la provision financière destinée à les couvrir, appelée provision pour aléas et imprévus (PAI) ou encore somme à valoir (SAV) et dont le montant est aujourd'hui le plus souvent fixé arbitrairement comme un pourcentage du montant total des travaux de l'ordre de 10 à 15 % sans justification claire. Cette provision semble établie plus sur des considérations empiriques et liées que sur une analyse poussée des risques géolo- giques. Cette somme, dont le montant peut devenir très conséquent, est intégrée dans le budget global d'une opération, le plus souvent indépendamment du contrat de travaux passé avec l'entreprise même si de nouvelles formes de contrat permettent de les intégrer partiellement. TECHNIQUE TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 215 - SEPTEMBRE/OCTOBRE 2009 273 Les risques géologiques : comment les évaluer et les provisionner dans les projets ? Emmanuel BIETH, Cédric GAILLARD, Fabien RIVAL, Alain ROBERT - CETU Résumé Le risque géologique provient de l'incertitude attachée au modèle géologique, hydrogéologique et géomécanique. Ses effets sur la construction d'un ouvrage souterrain sont pris en compte par le biais d'une provision financière dont le montant est fonction de l’intensité des difficultés redoutées – liées à la nature des terrains – et du niveau de connaissance. Cet article propose une définition plus explicite de ce risque et encourage à une évaluation plus rationnelle de la provision pour aléas et imprévus habituellement retenue dans le coût global d'une opération. Abstract GEOLOGICAL RISKS : HOW TO EVALUATE AND MAKE FINANCIAL PROVISION FOR THEM IN TUNNELLING PROJECTS ? Geological risk comes from uncertainty related to the geological, hydrogeological and geotechnical model. Its effects on construction of an underground structure are taken into account through a financial provision which amount is assessed according to the amplitude of anticipated difficulties – linked to the type of ground formations – and the level of knowledge. This paper proposes a more explicit definition of risk and presents a more rational assessment method of the financial provision usually retained for unforecast and unforeseen events. (1) Nous utilisons le mot géologique au sens large englobant les notions d'hydrogéologie et de géotechnique comme cela en est le cas dans le titre. (2) Le champ d'application de ces sujétions est établi par référence aux articles 2 et 6 du fascicule 69 du CCTG ainsi qu'à l'article 10.11 du CCAG « Travaux »

Upload: tran-hung

Post on 12-Jan-2016

1 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Comment prevenir et evaluer les risques geologiques dans un projet

TRANSCRIPT

Page 1: Risques geologiques

AVANT PROPOS Cet article s'inscrit dans le cadre des travauxmenés au Centre d'Études des Tunnels(CETU) sur les sujets relatifs à la maîtrise descoûts et délais de construction des ouvragessouterrains. L'état des réflexions proposéici s'inspire notamment des méthodes demanagement du risque et fait suite auxconsidérations déjà exposées dans le cadred'une communication présentée à l'occa-sion du congrès international de l'AITES enmai 2009 à Budapest [1].

1 - INTRODUCTIONChaque construction d'ouvrage souterrainfait face au défi de réalisation posé par lecontexte géologique(1) et les caractéris-tiques du terrain, affecté par des « désord-res » liés à sa formation et son évolutioncomplexe. L’identification du contexte géo-logique et la caractérisation des sols et desroches s’effectuent au moyen de sondages,d’essais ponctuels et de mesures géophy-siques sur des surfaces ou des volumes. Levolume et le budget des reconnaissancesétant nécessairement finis, la connaissancedu site d’un projet ne peut jamais êtreexhaustive et comporte toujours une partd'incertitude : on ne peut jamais exclureque les terrains réellement traversés soientponctuellement différents de ceux que lesétudes annonçaient.

Ces incertitudes inévitables peuvent avoirdes conséquence lourdes, aussi bien pour

l'entreprise qui réalise les travaux quepour le maître d'ouvrage qui les finance.Pour le premier, la rencontre d'événe-ments géologiques imprévus peutconduire à l’obligation de mettre enœuvre des moyens et une organisationqui n'étaient pas programmés ; pour lesecond, ces changements de méthodesdoivent être financés si effecti vement ilsconstituent des sujétions « non-normale-ment prévisibles (2) ».

L'importance potentielle de ces surcoûtsconduit à vouloir quantifier le plus précisé-ment possible le risque lié à la méconnais-sance du terrain. La tâche consiste d'unepart à identifier les causes de dérive lesplus probables et d'autre part à évaluer auplus juste la provision financière destinée àles couvrir, appelée provision pour aléas etimprévus (PAI) ou encore somme à valoir(SAV) et dont le montant est aujourd'hui leplus souvent fixé arbitrairement comme unpourcentage du montant total des travauxde l'ordre de 10 à 15 % sans justificationclaire.

Cette provision semble établie plus sur desconsidérations empiriques et liées que surune analyse poussée des risques géolo-giques. Cette somme, dont le montantpeut devenir très conséquent, est intégréedans le budget global d'une opération, leplus souvent indépendamment du contratde travaux passé avec l'entreprise même side nouvelles formes de contrat permettentde les intégrer partiellement.

TECHNIQUE

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 215 - SEPTEMBRE/OCTOBRE 2009 273

Les risques géologiques :comment les évaluer et les provisionner

dans les projets ?Emmanuel BIETH, Cédric GAILLARD, Fabien RIVAL, Alain ROBERT - CETU

Résumé Le risque géologique provient de l'incertitude attachée au modèlegéologique, hydrogéologique et géomécanique. Ses effets sur la construction d'un ouvrage souterrainsont pris en compte par le biais d'uneprovision financière dont le montantest fonction de l’intensité des difficultésredoutées – liées à la nature des terrains – et du niveau deconnaissance. Cet article proposeune définition plus explicite de cerisque et encourage à une évaluationplus rationnelle de la provision pouraléas et imprévus habituellementretenue dans le coût global d'uneopération.

AbstractGEOLOGICAL RISKS : HOW TO EVALUATE AND MAKE FINANCIAL PROVISION FOR THEM IN TUNNELLINGPROJECTS ?Geological risk comes from uncertainty related to the geological,hydrogeological and geotechnicalmodel. Its effects on construction ofan underground structure are takeninto account through a financial provision which amount is assessedaccording to the amplitude of anticipated difficulties – linked to thetype of ground formations – and thelevel of knowledge. This paper proposes a more explicit definition of risk and presents a more rationalassessment method of the financialprovision usually retained for unforecast and unforeseen events.

(1) Nous utilisons le mot géologique au sens large englobant les notions d'hydrogéologie et de géotechnique comme cela en est le cas dans le titre. (2) Le champ d'application de ces sujétions est établi par référence aux articles 2 et 6 du fascicule 69 du CCTG ainsi qu'à l'article 10.11 du CCAG « Travaux »

??-Cetu_???GalerieCroixBlandin 14/10/09 15:53 Page273

Page 2: Risques geologiques

TECHNIQUELes risques géologiques : comment les évaluer et les provisionner dans les projets ?

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 215 - SEPTEMBRE/OCTOBRE 2009274

Une réflexion menée exclusivement sur lesenjeux liés à la géologie, a abouti à la proposition d'une nouvelle approche de laprise en compte du risque géologiquedans les projets et de son évaluation finan-cière (PAI correspondante). Cette réflexions'appuie notamment sur le formalisme dela norme ISO 31000 et sur les recomman-dations de l'Association Française des Tunnels et de l'Espace Souterrain (AFTES).

A noter enfin que l'évaluation et l'estima-tion du risque sont propres à chaque phasedu projet puisqu'elles dépendent duniveau de connaissance et de fiabilité desdonnées à un instant donné. La démarched'analyse des risques est donc basée sur unprocessus itératif où un premier diagnosticpermet une lecture critique du modèlegéologique initial et de sa fiabilité pourconduire éventuellement à la réalisationd'investigations supplémentaires, seullevier réaliste pour réduire ces risques.Ainsi, chaque étape de l'étude est marquéepar un contexte propre, nécessairemententaché d'incertitudes et donc d'un risquerésiduel inévitable mais considéré commeacceptable par le maître d'ouvrage.

2 - POINT DE VUECONTRACTUELLes contrats relatifs aux travaux en souterraindoivent en permettre le bon déroulementet intégrer les incertitudes qui s'y rattachent.Il est donc primordial que tout événementà la fois très probable et très préjudiciablesoit évité par une modification du projetlors de la conception ou, à défaut, intégrédans le contrat de travaux.

Différents types d'évènements peuvent survenir au cours de la vie du chantier,parmi lesquels :

• Des évènements n'entraînant que desmodifications à la marge (faible allonge-ment de la longueur d'application d'unprofil-type prévu au marché...). Ces évène-ments prévisibles, très probables et ayantde faibles conséquences constituent lequotidien du chantier et sont intégrés dansle contrat sous la forme de quantités etdélais de réalisation prudents et non aminima.

• Des évènements ayant un impact plusimportant sur les coûts et délais (adaptationlourde des profils-type, rencontre d'unkarst...). Deux ensembles peuvent alors êtredistingués en fonction du critère demoyens : les moyens humains et matérielsprévus au marché permettent-ils à

l'entreprise de faire face à la situationrencontrée ?

- Dans l'affirmative, on peut envisager uneadaptation du contrat (modification desquantités initialement prévues et forma-tion de prix nouveaux sur la base du marché), à la condition que les scénarii dedérives aient été pris en compte lors de larédaction du contrat.- Dans la négative, l'entreprise doit mobi-liser des moyens matériels et humainssupplémentaires et changer ses métho-des. Le chantier peut subir un arrêt et laremontée en cadence des équipesinduira un délai additionnel. Cette situa-tion s'écarte très largement des condi-tions du marché : les coûts seront imputésau maître d'ouvrage.

• Enfin, il existe aussi des évènements tota-lement imprévisibles (conditions clima-tiques exceptionnelles, mouvementssociaux, changements de législation...) qui,par nature, échappent au contrat.

Afin de faire face à l'ensemble des élémentsprécédemment décrits, le maître d'ouvragedevra conduire au cours des études une ana-lyse des évènements redoutés et constituerune provision financière en conséquence.

Diverses méthodes de prise en compte desrisques dans les contrats de travaux sontrécemment apparues. Toutes se basent surune analyse poussée des risques, notam-ment ceux d'origine géologique.

3 - LE VOCABULAIRE DU RISQUE

3.1 - Principes de managementdu risque dans différentsdomainesLa prise en compte du risque s'est dévelop-pée parallèlement dans divers secteursd'activité. Les différentes approches onttoutes en commun d'identifier un ensem-ble d'évènements redoutés, et de définirpour chacun d'entre eux le risque commela résultante de deux dimensions indépen-dantes :

• une première composante relative à laprobabilité d'apparition de l'évènementdécrit ;

• une seconde composante quantifiant leseffets de l'évènement lorsque celui-ci seproduit.

Nous allons réaliser un bref balayage de différentes approches avant de proposer unpositionnement pour le risque géologique.

3.1.1 - Approche « risque naturel »DéfinitionsLes professionnels du risque naturel fontappel à des notions spécifiques. Nousadoptons dans ce paragraphe les défini-tions de l'Office des Nations Unies pour laréduction des risques naturels [2] :

• L'aléa naturel désigne « un phénomènedangereux, une substance, activitéhumaine ou condition pouvant causer despertes de vies humaines, des blessures oud’autres effets sur la santé, des dommagesaux biens, des pertes de moyens de subsis-tance et des services, des perturbationssocio-économiques, ou des dommages àl’environnement. ».

• L'enjeu se compose des « personnes,biens, systèmes, ou autres éléments pré-sents dans les zones de risque et qui sontainsi soumis à des pertes potentielles. ».C'est l'ensemble des éléments susceptiblesd'être affectés par l'aléa quand celui-ci semanifeste.

Le risque est alors défini comme « la combi-naison de la probabilité d’un événement etde ses conséquences négatives. » ou encorele produit de la probabilité de l'aléa et deses conséquences sur les enjeux (Figure 1).

Certains auteurs introduisent une notioncomplémentaire afin de prendre encompte la façon dont l'enjeu est exposé àl'aléa : la vulnérabilité, définie comme « lescaractéristiques et les circonstances d’unecommunauté ou d’un système qui le rendent susceptible de subir les effets d’undanger. ».

L'approche de prise en compte des risquesnaturels est souvent résumée, pour un événement donné par l'équation : R = P. v . E

avec R le niveau du risque associé à l'évène-ment (ou aléa) considéré, P sa probabilitéd'occurrence, E l'enjeu et v le degré de vulnérabilité de ce dernier à l'aléa considéré.

Bref aperçu de la méthode

Le risque naturel a pour particularité lanature irrésistible des évènements qui ensont la source (inondations, mouvementsde terrain, séismes, avalanches, éruptionsvolcaniques, feux de forêts, phénomènesatmosphériques...). Les méthodes demanagement du risque naturel sont doncplus particulièrement tournées vers cesphénomènes appelés aléas naturels, consi-dérés comme des données d'entrée et noncomme des variables du fait de leur inéluc-tabilité. Elles visent alors à en étudier lesconséquences sur l'activité humaine.

??-Cetu_???GalerieCroixBlandin 14/10/09 15:53 Page274

Page 3: Risques geologiques

TECHNIQUELes risques géologiques : comment les évaluer et les provisionner dans les projets ?

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 215 - SEPTEMBRE/OCTOBRE 2009 275

A la différence de l’approche précédente,l'aléa intègre de manière intrinsèque la probabilité d'un phénomène et est définicomme « la probabilité qu'un phénomèneaccidentel produise en un point donné deseffets d'une intensité donnée, au coursd'une période déterminée ». Pour cetteapproche, l'aléa est donc l'expression, pourun type d'accident donné, du couple (probabilité d'occurrence * intensité deseffets).

A = I . P où l'intensité est définie comme « la mesure physique de l'intensité du phé-nomène (thermique, toxique, surpression,projections) ».

La conséquence (ou gravité) prend alorsl'expression suivante : C = I . v où v est la vulnérabilité qui estdéfinie comme un « facteur de proportion-nalité entre les effets auxquels est exposéun élément vulnérable et les dommagesqu'il subit ».

On donne alors l'équivalence : R = C . P = A . v

avec R le niveau de risque, C la conséquence,P la probabilité, A l'aléa et v la vulnérabilité.

3.1.3 - Approche « risque projet »Définitions

Dans la conduite de tout projet, la directionde projet définit des objectifs à atteindre entermes de coûts, délais et qualité du produit.

Les professionnels du risque de projetemploient également un lexique qui leurest spécifique. Nous adoptons ici les défini-tions énoncées par le guide ISO / CEI 73 encours de révision [4]. Pour chaque évène-ment redouté identifié, une analyse estconduite sur deux aspects :• vraisemblance de l'évènement, « possibilitéque quelque chose se produise », expriméeen termes qualitatifs ou quantitatifs;• conséquence, « effet d'un événementaffectant les objectifs ».Le risque est défini comme l'« effet de l'incertitude sur l'atteinte des objectifs ».

L'approche est classiquement résuméedans l'équation : R = V . C

avec R le niveau du risque associé à l'évè-

nement étudié, V la vraisemblance de l'évènement et C sa conséquence (3).

Bref aperçu de la méthode

Cette approche est basée sur une analyse « process » visant à assurer le bon déroule-ment d'un projet, le bon fonctionnementd'une installation. Elle se base sur l'identifi-cation avant leur survenance d'événementsredoutés. Pour chacun d'entre eux sontproduits un « arbre de causes » permettantde retracer les différents chemins quiconduisent à son apparition, ainsi qu'un « arbre d'évènements » présentant les différents scénarii qui peuvent en découler.

L'analyse de risque, dans cette acception,consiste à dresser l'inventaire des phéno-mènes redoutés, puis en analyser les causeset / ou les effets. Les conséquences sur leprojet, ainsi que la vraisemblance sont évaluées indépendamment pour chaqueévénement et combinées pour produire leniveau de risque global.

La notion de vulnérabilité disparaît dans lamesure où ne sont analysés que les évène-ments pouvant avoir des conséquencessignificatives et pour lesquels le cas le plusdéfavorable sera toujours envisagé.

3.1.4 - La place du risque géologiqueLe risque géologique pris au sens large(géologie, géotechnique et hydrologie) setrouve à la croisée des approches : bienque les « évènements géologiques » soientd'origine externe au constructeur et s'imposent à lui comme un risque naturel,la conception d'un tunnel peut être vuecomme un process visant à la définition del'objet tunnel par réduction de l'incertitudegéologique, par le biais de reconnaissancesen particulier.

Nous faisons le choix de l'approche « risqueprojet », basée sur l'analyse du process dedimensionnement des ouvrages en fonctionde la connaissance du terrain et des tech-niques disponibles.

Ce choix est compatible avec l’acceptionde l'aléa au sens du risque naturel qui ledéfinit comme un événement redoutépouvant avoir des conséquences majeures (4).

Figure 1 - Approche du risque naturel, d'après prim.net

(3) Précédemment, le fascicule FD X 50-117 (avril 2003) de l'AFNOR employait les termes « probabilité » et « gravité », désormais délaissés au profit de « vraisemblance » et « conséquence » formalisés dans l'ISO 31 000.(4) La norme NF P 94-500 définit aléa géologique comme un “événement [ ] non prévisible dans l’espace et dans le temps” que nous interprétons comme un “événement qui n’est pas programmé dans le projet”.

L'apparition d'un événement naturelmajeur n'est suivie de conséquences dramatiques qu'à la seule condition quedes enjeux y aient été exposés. L'analysedu risque naturel fait donc appel auxnotions de vulnérabilité et d'enjeux pourdécrire la gravité des évènements poten-tiels, nommés aléas.

3.1.2 - Approche « risque technologique »Le risque technologique est régi par de nom-breux textes réglementaires, notammentceux relatifs aux installations classées [3].

L'approche retenue est légèrement diffé-rente de la précédente dans le sens où lerisque est cette fois qualifié selon les deuxcomposantes que sont l'aléa et la vulnéra-bilité (par type d'effet : thermique, toxique,surpression ou projection).

??-Cetu_???GalerieCroixBlandin 14/10/09 15:53 Page275

Page 4: Risques geologiques

TECHNIQUELes risques géologiques : comment les évaluer et les provisionner dans les projets ?

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 215 - SEPTEMBRE/OCTOBRE 2009276

3.2 - Formalisme retenu etapplication au domaine destunnelsÉvoquées depuis plusieurs décennies , lesméthodes relatives à l'organisation et audéroulement du processus de managementdu risque ont fait l'objet de formalisationsmultiples. La norme ISO 31000 [5] dont laparution est prévue pour la fin de l'année2009 constituera dans ce domaine le seultexte à valeur normative. Le guide 73ISO/CEI [4] relatif au vocabulaire du manage-ment du risque qui la complète pose les défi-nitions suivantes qui sont, le cas échéant,complétées et explicitées en termes aurisque géologique pour les projets de tunnels :

• Évènement : « occurrence ou change-ment d'un ensemble particulier de circons-tances ».

Dans le domaine des risques géologiques,est appelé événement l'apparition d'unécart entre les conditions prévues et cellesréellement rencontrées : occurrence d'unefaille non-prévue.

• Conséquence : « effet d'un événementaffectant les objectifs ».

L'apparition d'un évènement peut entraînerdes changements de méthode qui occa-sionneront éventuellement des surcoûts,des retards de réalisation et une diminutionde la valeur d'usage de l'ouvrage consti-tuant les conséquences de cet évènement.

• Vraisemblance : « probabilité que quelquechose se produise ».

La conception d'un tunnel s'accompagnede l'élaboration d'un modèle géologiqueissu de l'analyse des données recueillies lorsdes études et reconnaissances. L'estimationde la vraisemblance des évènements identifiésprocède de l'expertise de ce modèle etplus particulièrement de ses limites, à savoir les incertitudes qui demeurent àl'achèvement de chacune des phases d'étude.

• Incertitude : état, même partiel, demanque d'information, de compréhensionou de connaissance relatives à un événement,ses conséquences ou sa vraisemblance(5).

• Risque : « effet de l'incertitude sur l'atteintedes objectifs ».

Dans le contexte des tunnels, les objectifsdéfinis par le MOA sont le plus souvent lamaîtrise des coûts et délais.

L'occurrence d'un événement inattendu aucours de la réalisation (coincement d'untunnelier, cadences plus faibles que prévu,modifications des soutènements...) seconclura par des différences entre l'exécu-tion réelle de l'ouvrage et celle qui avait étéprojetée.

Cet écart, qui demeure virtuel tant que lesévènements ayant un impact sur la cons-truction ne se sont pas produits (et en parti-culier lors de la phase d'études), constituele risque. Celui-ci peut être négatif ou positif,on parle alors d'opportunité.

• Niveau de risque : « importance d'unrisque, exprimée en termes de combinai-son des conséquences et de leur vraisem-blance. »

Afin d'identifier les sources de risque àtraiter en priorité, une note est attribuée àchaque événement qui reflète l'espérancemathématique de l'écart attendu par rap-port aux objectifs. Celle-ci est obtenuepar combinaison des conséquences(dépassement des coûts ou des délaisprojetés, non-conformité aux attentesinitiales...) et de la vraisemblance dechaque événement.

4 - UNE TYPOLOGIE DESRISQUES GEOLOGIQUESPOUR LES PROJETS DETUNNELSCet article se contente d'aborder l'incer-titude d'origine géologique, c'est à direle manque de connaissance et de com-préhension relative à la nature litholo-gique des terrains, à leur structureacquise, à leur disposition relative, à leurscaractéristiques géomécaniques, à lanature et aux propriétés des surfaces decontact, à l'hydrogéologie et à tous lesphénomènes particuliers qui sont suscep-tibles de s'y développer, tels les karsts.

Malgré cette restriction, les risques étu-diés sont très divers. Un classement entrois catégories est proposé : les impréci-sions, les aléas et les imprévus (6).

Par la suite, nous qualifierons d'identifia-ble tout événement qui peut être nomméet décrit avant qu'il ne survienne (phéno-mène physique connu, situation prévisi-ble par un homme de l'art...).

4.1 - Sources de risque de type 1 : les « imprécisions ».Les imprécisions sont des sources de risqueliées à l'occurrence d'évènements identi-fiables et dont les conséquences sontmarginales (erreur mineure dans la positionexacte des contacts entre deux formationsgéologiques ou mauvaise appréciation del'homogénéité d'une même formation, parexemple).

Les imprécisions sont inhérentes à laconnaissance nécessairement partielle et àla variabilité du milieu naturel (par opposi-tion à un matériau artificiel dont la cons-tance et l'homogénéité peuvent être garan-ties, moyennant un processus de fabricationmaîtrisé et un système de contrôle adapté)au sein duquel est réalisé le tunnel.

4.2 - Sources de risque de type 2 : les « aléas »Les aléas sont des sources de risque liées àl'occurrence d'évènements identifiables etpouvant induire des modifications consé-quentes du projet.

En cas d'occurrence, le traitement desaléas nécessite la mobilisation de moyenset de méthodes en supplément de ceuxprévus dans les conditions initiales du marché.

A priori, le niveau de vraisemblance desseuls aléas est d'autant plus réduit que laconnaissance des conditions géologiques,hydrogéologiques et géotechniquesrégnant sur tout le linéaire à creuser estgrande : la réalisation (en dehors de toutcontexte karstique) d'un deuxième tubeparallèle à un ouvrage déjà réalisé peut parexemple être prévue comme sans aléa.

4.3 - Sources de risque de type 3 : les « imprévus »Les imprévus sont des sources de risqueliées à l'occurrence d'évènements qui nepeuvent pas être anticipés par un hommede l'art compétent et dont l'impact sur ledéroulement – et par suite le coût – des travaux peut parfois être considérable.

Il peut s'agir d'évènements très divers, d'origine sociale (fait de grève), écono-mique (variations soudaines et importantesde certains prix), administrative (défaut deprocédure), politique (changement de légis-

(5) Cette définition provient d'une version de travail du fascicule ISO / CEI 73:2009 et n'a pas été retenue dans la version finale ; sa clarté cependant nous conduit à la conserver.(6) La définition de ces sous-ensembles s'inspire notamment des réflexions menées par le Groupe de Travail n°32 de l'AFTES [6].

??-Cetu_???GalerieCroixBlandin 14/10/09 15:53 Page276

Page 5: Risques geologiques

TECHNIQUELes risques géologiques : comment les évaluer et les provisionner dans les projets ?

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 215 - SEPTEMBRE/OCTOBRE 2009 277

lation) ou de phénomènes naturels commedes intempéries exceptionnelles. Certainsphénomènes géologiques ou hydrogéolo-giques entrent également dans cette caté-gorie (phénomènes totalement inconnus aumoment des études ou phénomènes atypiques dans les formations traversées).

5 - L'APPRECIATION DU RISQUE

5.1 - MéthodologieL'appréciation du niveau de risque d'unprojet se fait suivant une démarche biendéfinie : il convient tout d'abord d'identifieren les nommant et les décrivant toutes lessources de risques en présence, puis d'analyser les évènements redoutés associés,c'est à dire d'estimer la vraisemblance dechacun d'entre-eux et ses conséquences encas d'occurrence, et de les combiner pourobtenir le niveau de risque correspondant.La dernière étape consiste à évaluer lerisque en comparant les différents niveauxde risque au critère de risque formulé par le maître d'ouvrage afin de statuer sur l'acceptabilité du risque.

Les termes employés sont conformes à lanorme ISO 31 000 [5] et au guide ISO / CEI73 [4] dont sont extraites les définitionsfigurant dans les paragraphes suivants .

5.1.1 - IdentificationA chacun des stades du projet, l'apprécia-tion du risque débute par l'identification : « processus de recherche, de reconnais-sance et de description des risques » [4].

L'identification des risques passe en premierlieu par le traitement de toutes les donnéesgéologiques et l'expertise de la fiabilité dumodèle géologique établi lors de la phased'étude concernée afin de mettre en évidence les incertitudes qui demeurent àce stade.

Ne sont retenues comme risques, à l'issuede l'identification, que les incertitudes pouvant être la source de changementssignificatifs entre les dispositions construc-tives prévues à ce stade de l'étude et cellesqui seront réellement mises en oeuvre lorsde la construction.

5.1.2 - AnalyseLa phase d'analyse du risque est le « processusmis en oeuvre pour comprendre la natured'un risque et pour déterminer le niveau derisque » [4] qui se traduit concrètement etpour chaque événement redouté par la

détermination qualitative de sa vraisem-blance et l'estimation quantitative de sesconséquences dont le produit donne leniveau de risque.

Estimation de la conséquence

Pour chaque incertitude identifiée, unensemble de scénarii potentiels, le plusexhaustif possible est imaginé. Chaque scénario est décrit selon la nature et l'intensitéde l'évènement imaginé ainsi que l'ampleuret la gravité de ses conséquences en termesd'impact sur les dispositions constructivesinitiales et d'adaptations nécessaires poursatisfaire à la nouvelle situation.

La valorisation de ces conséquences estétablie en prenant en compte :

• le coût des études spécifiques nécessaires

Figure 2 - Démarche de management du risque géologique

à la mise au point des adaptations (recon-naissances, expertises, notes de calculs...) ;

• le coût direct résultant des adaptationsapportées aux dispositions constructivesinitiales ;

• le coût induit par la perturbation au pro-cessus de construction initial et un éventuelallongement de délais.

??-Cetu_???GalerieCroixBlandin 14/10/09 15:53 Page277

Page 6: Risques geologiques

Figure 3 - Diagramme coût-temps de construction de l'ouvrage

TECHNIQUELes risques géologiques : comment les évaluer et les provisionner dans les projets ?

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 215 - SEPTEMBRE/OCTOBRE 2009278

Chaque tunnel est un prototype. Nous nepossédons pas de retour statistique permettant de quantifier finement la probabilité d'apparition des évènementsredoutés. Nous optons donc pour uneanalyse qualitative de la vraisemblancedes évènements, basée sur quatre classesde probabilité : très peu probable, peuprobable, possible et probable.

5.1.3 - ÉvaluationL'évaluation du risque est le « processus decomparaison des résultats de l'analyse durisque avec les critères de risque afin dedéterminer si le risque et /ou son impor-tance sont acceptables ou tolérables » [4].

Dans cette dernière étape, le niveau derisque associé à chacun des évènementsredoutés est comparé avec les termes deréférence fixés par le maître d'ouvrage : lescoûts et délais globaux prévus pour le projet.

C'est à ce niveau qu'intervient le calcul de laprovision pour aléas et imprévus (PAI) quireprésente une sorte d'indicateur quantitatif duniveau de risque géologique global du projet.

Si pour un événement donné le risque géo-logique est considéré comme inacceptablepar le maître d'ouvrage, soit des investiga-tions spécifiques doivent être conduitesdans le but de lever l'incertitude du modèlegéologique (en précisant l'occurrence de l'é-vénement redouté), soit une adaptation desdispositions constructives est envisagée afinde minimiser les conséquences en cas d'occurrence de l'événement redouté.

Si le risque est au contraire considérécomme acceptable, il devient un risque résiduel et aucune autre action spécifique

ne lui est consacrée en dehors de cellesprévues lors de la réalisation des travaux(reconnaissances à l'avancement, disposi-tions constructives préventives, etc...).

Le processus complet d'appréciation durisque, décrit ci-avant, est illustré dans laFigure 2.

Diverses méthodes et outils existent pourquantifier les risques. Pour notre part nousdistinguons trois approches spécifiquesselon qu'il s'agisse de traiter des incerti -tudes, des aléas ou des imprévus.

5.2 - Méthode d'appréciationdes « imprécisions »La répartition des tronçons ainsi que lechoix des techniques de soutènement àmettre en œuvre résultent d'une interpréta-tion et une extrapolation des résultats desreconnaissances. Ceci se traduit par exem-ple par l'hypothèse sur la position d'uncontact géologique le long du tracé ou despossibilités de choix un peu différents pourles soutènements. Il en résulte que le coûttotal peut être légèrement variable selonl'interprétation qui est faite de la maquettegéologique.

Ces imprécisions, aussi bien liées à la géolo-gie qu'à la méthode de construction, sontsupposées être intégrées dans le coût debase du projet par le biais de la prudence etdes marges que va prendre le concepteur.

Un outil informatique spécifique aux tunnelsdéveloppé par le MIT et l'EPFL est tout àfait adapté pour la prise en compte de cetype d'imprécisions : le logiciel DAT [7,8].

Il permet de modéliser sur ordinateur laréalisation d'un tunnel à partir d'un profilgéologique construit en considérant unesélection probabiliste de différents paramè-tres incertains (répartition des ensemblesgéologiques homogènes, coûts variablesdes profils types).

Les imprécisions prises en compte concer-nent généralement les longueurs etcontextes de réalisation des zones succes-sivement traversées par le projet (géologie,hydrogéologie et caractéristiques géomé-caniques), ainsi que les coûts unitaires etcadences d'avancement associés à chacundes profils types considérés. Chaque simu-lation génère un point dans un diagrammetemps/coûts (Figure 3). En effectuant unnombre statistiquement significatif desimulations, on obtient un nuage de pointsqui exprime explicitement la variabilité

inhérente aux coûts et cadences de cons-truction de l'ouvrage, fonction de la variabi-lité liée à l'incertitude du modèle géolo-gique / hydrogéologique et des coûts etcadences de chacune des méthodes deconstruction.

Cette analyse statistique permet alors dedéterminer le montant de l'estimation debase (Figure 4) qui tient compte des impréci-sions. Par exemple, suivant les indications dumaître d'ouvrage, on retient le fractile à 95 %.

5.3 - Méthode d'appréciationdes « aléas »Face à l'incertitude, le projeteur imagine lesévénements susceptibles de se produire.Parmi ces événements, il sélectionne ceuxdont la vraisemblance est probable (7) (enfonction des informations dont il dispose)et les intègre dans le projet, c'est à direqu'il prévoit les méthodes à mettre enœuvre en cas d'occurrence, le délai néces-saire au traitement de cet événement et le coût correspondant. Ces premiers éléments sont donc intégrés dans laconception et les dispositions constructivesdu projet. Les événements considéréscomme moins probables (c'est à dire ceuxdont la vraisemblance est estimée commetrès peu probable, peu probable ou possi-ble) ne sont généralement pas pris encompte dans le projet mais constituentpourtant une partie importante des risques,après vérification que les conséquencesredoutées de ces événements soient suffisamment importantes pour intégrer lacatégorie des aléas.

Les fonctionnalités offertes par le logicielDAT permettent aussi la prise en comptedes aléas par la réalisation de nombreusessimulations basées sur de multiples scenarii.Nous avons néanmoins préféré développerune méthodologie propre.

Nous proposons ci-dessous d'apprécier lesaléas inhérents à un projet en reprenant lestrois phases déjà évoquées : l'identification,l'analyse et l'évaluation.

5.3.1 - IdentificationLe projeteur procède à une analyse dumodèle géologique. A partir de sa connais-sance du secteur (bibliographie, étudesprécédentes...) et du contexte géologique,il réalise une expertise critique du profil enlong géologique pour arriver à dresser uneliste d'aléas. Cette analyse doit balayer demanière la plus exhaustive possible

(7) Pour rappel, on considère les quatres niveaux de vraisemblance : très peu probable, peu probable, possible et probable.

Détermination des valeurs de vraisemblance

??-Cetu_???GalerieCroixBlandin 14/10/09 15:53 Page278

Page 7: Risques geologiques

TECHNIQUELes risques géologiques : comment les évaluer et les provisionner dans les projets ?

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 215 - SEPTEMBRE/OCTOBRE 2009 279

l'ensemble des thématiques liées aucontexte géologique, géotechnique,hydrogéologique et environnemental. Il nes'attachera à considérer comme aléa queles évènements ayant des conséquencesimportantes sur le creusement du tunnel,les autres étant considérés comme faisantpartie des « imprécisions ».

5.3.2 - AnalyseLes évènements redoutés sont localisés surle profil en long (étendue d'application suivantle pas d'analyse) et classés par ordre d'im-portance a priori selon le niveau de consé-quence redouté. Pour chaque événementretenu, l'analyse consiste à en préciser lavraisemblance et à évaluer les conséquencesassociées.

L'attribution d'une vraisemblance à tous lesévènements recensés sur le projet estbasée sur un classement volontairementsimpliste : très peu probable (1/200), peuprobable (1/50) et possible (1/5). Bienentendu ces valeurs de probabilité peuventêtre reconsidérées suivant le projet étudié.Cette probabilité est fonction de la naturelithologique du tronçon, du niveau deconnaissance de la géologie dont ondispose au droit de ce tronçon et de l'éten-due de ce tronçon. En première approxi-mation et en l'absence de reconnaissancesspécifiques visant à réduire ces risques, onpeut considérer par exemple que les aléasidentifiés correspondent tous à des situationspossibles au droit des zones concernées. Laréalisation ultérieure de reconnaissances spé-cifiques conduira à modifier la probabilitéd'occurrence de ces événements.

L'estimation des conséquences attachéesaux aléas fait l'objet d'un travail spécifiqueselon les dispositions constructives envisagéeset la zone considérée. Pour chaque aléa, ilest imaginé ce que seraient les conséquencesde son occurrence sur le déroulement duchantier en matière d'études complémen-taires, de modification d'organisation, demise en œuvre de méthodes spécifiqueset/ou de moyens nouveaux et enfin en termed'allongement des délais. Ces différentesconséquences sont estimées financièrementet le total constitue l'impact économiquede l'aléa (coût forfaitaire ou par mètrelinéaire). Cette estimation est réalisée pourchaque type de méthode de creusementenvisagée (mécanisée et / ou convention-nelle). Un exemple d'analyse et d'évaluationd'aléa karstique est présenté dans leTableau 1.

Cet impact économique est ensuite com-biné avec la vraisemblance de l'aléa. Leniveau de risque pour un aléa donné correspond au produit de l'impact écono-mique par la vraisemblance de l'aléa.

5.3.3 - ÉvaluationA l'issue de l'analyse, chaque aléa estcaractérisé par sa localisation et son étenduesur le modèle géologique, et par une vrai-semblance et une conséquence quantifiées.

L'étape d'évaluation consiste d'abord às'assurer que les événements qui avaientété identifiés comme des aléas font bienpartie de cette catégorie et d'autre part à estimer le niveau de risque global de l'ensemble des aléas considérés.

Pour ce second objectif, l'approche la plus

simplificatrice consiste à considérer que tous les événements identifiés sontindépendants. Bien que conduisant naturellement à une surestimation duniveau de risque global, cette approchevolontairement simplifiée permet déjà demettre en évidence les zones pour lesquellesles enjeux sont les plus importants.

Mais cette approche est toutefois insatisfai-sante dans la mesure ou en pratique :

• d'une part, il existe un lien entre lesconditions géotechniques rencontrées en un point et celles de la section qui leprécède ou le suit ;

• d'autre part, les conséquences prévisiblesd'un événement donné décroissent àchaque apparition successive de celui-ci,les méthodes de traitement étant de mieuxen mieux maîtrisées par les équipes.

Notre analyse s'appuie également sur unediscrétisation du linéaire de l'ouvrage étudié en tronçons élémentaires. La longueurde ceux-ci doit naturellement être adaptéeà la longueur totale de l'ouvrage et auniveau d'incertitude géologique. Ladécomposition de l'ensemble de l'ouvrageen tronçons de longueur déterminée permetalors de localiser les zones pour lesquellesle niveau de risque est le plus élevé.

L'estimation du niveau de risque globalpour un projet de tunnel peut donc êtrevue comme le calcul d'une espérancemathématique de dérive des coûts etdélais, obtenue en considérant un ensembled'évènements interdépendants et un pasde discrétisation adapté.

Ainsi formulé, l'objectif n'a été que partiel-lement atteint (8) et reste ouvert, à ce jour.

Tableau 1 - Analyse et évaluation du risque karstique

(8) Dans la pratique, l’interdépendance est difficile à quantifier. En première approche, nous nous limitons à considérer des événements indépendants.

??-Cetu_???GalerieCroixBlandin 14/10/09 15:53 Page279

Page 8: Risques geologiques

TECHNIQUELes risques géologiques : comment les évaluer et les provisionner dans les projets ?

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 215 - SEPTEMBRE/OCTOBRE 2009280

Soulignons que pour l'ensemble du processus il s'agit d'un exercice complexe,car il faut évaluer les conséquences poten-tielles à partir d'une connaissance impar-faite des terrains. Or, ces conséquencesdépendent du contexte géologique, géo-technique et hydrogéologique, de l'appréciation du comportement des maté-riaux, de la nature des travaux à réaliser etdu choix de la méthode d'exécution.

5.4 - Méthode d'appréciationdes « imprévus »De par leur nature même, les imprévus nepeuvent pas être identifiés avant leur surve-nance. La prise en compte rationnelle de cetype d'incertitude s'appuiera nécessairementsur le retour d'expérience.

Pour ce faire, nous avons comptabilisé lesimprévus majeurs ayant entraîné un dépas-sement des coûts importants pour un panelde travaux de tunnels routiers et ferroviairesfrançais dont l’achèvement est intervenuentre les années 1993 et 2006. En considérantle linéaire de tunnels cumulé, nous obtenonsla fréquence d’un imprévu majeur pour7500 mètres environ de tunnel.

De la même expérience de ces précédentstravaux, il ressort que, le coût unitaire dumètre linéaire dans une zone de rencontred'un imprévu majeur est égal à environ 10 fois le coût unitaire moyen du mètrelinéaire de tunnel courant. On considèrepar ailleurs que l'étendue moyenne d'un telaccident est une centaine de mètres environ.

Ces valeurs demandent à être ajustéesgrâce à un retour statistique que nous souhaitons le plus large possible de la partde la profession.

6 - EVOLUTION DU RISQUEA CHAQUE ETAPE DE L'ETUDEL'étude d'un projet de tunnel comportegénéralement plusieurs phases depuis lesétudes d'opportunité situées très à l'amontjusqu'à la mise au point définitive du projetproduite juste avant la réalisation des travaux. Pour chaque phase d'étude, il estprocédé à des enquêtes, études spéci-fiques, analyses et/ou reconnaissancesgéologiques dont la synthèse établit le

niveau de connaissance à l'achèvement dechaque phase et propose un modèle géologique au droit de l'ouvrage. L'appré-ciation du niveau de risque évolue au fur età mesure que le modèle géologique s'éla-bore et se précise. Le niveau de risque estretranscrit financièrement dans les estima-tions des différents types de provisionsévoquées ci-dessous.

6.1 - Décomposition de l'estimationLe budget global d'une opération est lasomme de l'estimation technique de basecalculée à partir d'un modèle géologiqueet géotechnique déterminé à laquelle s'ajoute un ensemble d'incertitudes quisont représentatives de la précision desétudes et du niveau de connaissance duprojet. Plus précisément, à l'issue de cha-cune des phases d'études, l'estimation ducoût du projet est construite suivant quatrepostes (Figure 4) :

• l'estimation technique correspondant strictement au modèle géologique proposé ;

• la provision pour imprécision destinée à couvrir les sources de risque de type 1 (cf. 4.1) qui se traduisent par des incertitu-des mineures sur les quantités et les prixunitaires principalement ;

• la provision pour aléas destinée à couvrirles risques géologiques identifiés (cf. 4.2) ;

• et enfin la provision pour imprévus (cf. 4.3) correspondant à une somme à ladisposition du maître d'ouvrage et destinéeà couvrir les conséquences financières d'évènements imprévus et raisonnablementimprévisibles susceptibles d'affecter le bondéroulement du projet.

La somme de ces deux derniers postes esthabituellement appelée « somme à valoir »ou « provision pour risques » ou « provisionpour aléas et imprévus ».

Cette décomposition (9) rend totalementexplicite le contenu des estimations globa-les habituellement retenues dans les pro-jets de tunnels.

La manière d'estimer les différentes provi-sions pour risques a été exposée dans leparagraphe 5.

L'estimation technique est établie de lafaçon suivante : à l'issue de chaque phased'étude, le modèle géologique recoupépar le tunnel est décomposé en plusieursensembles homogènes qui correspondentchacun à des conditions géologiques etgéotechniques propres. Pour chacun deces sous-ensembles dont les longueurssont définies plus ou moins précisément,sont associées des techniques de soutène-ment particulières (les profils types de soutènement). L'estimation financière descoûts de génie civil d'un tunnel (creuse-ment, soutènement et revêtement définitif)est établie, tronçon par tronçon, en addi-

Figure 4 - Décomposition d'une estimation globale

(9) Cette décomposition des estimations est en conformité avec les recommandations de l'AFTES du GT32 et des travaux menés par Réseau Ferré de Francesur l'estimation des coûts.

??-Cetu_???GalerieCroixBlandin 14/10/09 15:53 Page280

Page 9: Risques geologiques

TECHNIQUELes risques géologiques : comment les évaluer et les provisionner dans les projets ?

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 215 - SEPTEMBRE/OCTOBRE 2009 281

tionnant le coût de chacun des profils typesprévus sur les longueurs ainsi déterminées.

6.2 - Évolution des estimationsLe niveau de connaissance des conditionsde réalisation s'accroît au fur et à mesuredu déroulement de ces phases d'études eten corollaire le niveau d'incertitude dimi-nue. Ainsi en règle générale le passaged'une phase n à une phase n+1 s'accom -pagne d'une réduction de la marge pour « aléas » (la vraisemblance de ces derniers étant avérée ou réfutée à l'issued'une campagne de reconnaissance). Inver -sement, l'estimation de base peut se retrouverréévaluée à la hausse, si par exemple, à lafaveur de reconnaissances complémentairesmenées lors de la phase d'étude n, lesconditions de réalisation se révèlent beau-coup plus complexes que ne le laissait supposer la synthèse faite lors de la phaseprécédente n-1.

Ainsi, la part de la provision retenue pourcouvrir les « aléas » est une variable quiévolue en fonction du temps et du niveaud'étude comme peut le montrer de façonschématique la Figure 5. Parallèlement,l'estimation de base peut également varierdans le temps par l'intégration des résultatsdes reconnaissances complémentaires etdu nouveau modèle géologique qui endécoule.

7 - APPLICATIONL'application proposée ici porte sur la sec-tion française du projet de nouvelle Liaisonferroviaire TGV/fret entre Lyon et Turin. Ils'agit à ce stade d'un avant-projet sommaire

dont le contenu et les caractéristiques peuvent être amenés à évoluer dans la suitedes études.

L'exemple retenu concerne une partie dutunnel de Chartreuse (24,7 km), les incerti-tudes sont nombreuses et importantescompte tenu du contexte géologique complexe, de la forte épaisseur de la couverture et de la faible densité des sondages de reconnaissance.

L'exemple proposé est illustré sur la Figure 6.Il s'agit d'un secteur correspondant à unestructure géologique de forme anticlinaleoù les reconnaissances sont difficilescompte tenu des fortes couvertures. Desaléas, susceptibles d'induire des consé-

quences importantes pour le déroulementdes travaux, ont été mis en évidence surl'anticlinal de l'Outheran, à savoir :

• La localisation et la géométrie du plan dechevauchement du massif de l'Outheranpar rapport au tunnel ainsi que la naturedes matériaux jalonnant ces surfaces ;

• La nature lithologique et le comportementmécanique des formations constituant lecœur de l'anticlinal. Il pourrait s'agir dematériaux marneux et fortement tectonisésdont le comportement mécanique sousforte contrainte (épaisseur de couvertureforte) pourrait se révéler critique et exigerdes dispositions nouvelles (par rapport auprojet) et particulièrement lourdes ;

• La karstification : les formations calcairessont fortement représentées sur tout lelinéaire du tunnel. A ce stade d'étude et tantque les enquêtes et reconnaissances com-plémentaires n'auront pas permis de mieuxcerner les phénomènes karstiques aussi bienen occurrences que dans leurs développe-ments, à toutes ces formations doit être systématiquement associé l'aléa karstique ;

• L'hydrogéologie : les formations calcairessont toutes potentiellement aquifères. Lerisque de venues d'eau soudaines et trèsimportantes, dépend principalement de lahauteur de couverture (charge d'eau) et dela présence proche d'un mur imperméable.Le risque hydrogéologique est double,d'une part il concerne les conditions dechantier (envahissement du chantier,débourrage, nécessité de pompage, etc.)et d'autre part il concerne les mesures

Figure 5 - Évolution du budget global d'une opération

Figure 6 - Evaluation du niveau de risque au niveau du massif de l'Outheran

??-Cetu_???GalerieCroixBlandin 14/10/09 15:53 Page281

Page 10: Risques geologiques

Figure 7 : Dépassement constaté par rapport au marché initial en fonction du montant des reconnaissances [10]

TECHNIQUELes risques géologiques : comment les évaluer et les provisionner dans les projets ?

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 215 - SEPTEMBRE/OCTOBRE 2009282

compensatoires à mettre en œuvre pourremédier au tarissement des sources et/ou captages de surface ;

• Le bassin molassique : le comportementmécanique des matériaux molassiques, larépartition entre les faciès meubles et lesfaciès indurés ainsi que l'état de contrainteà proximité du chevauchement.

Sur la Figure 6, le diagramme à barres repré-sente le niveau de risque par tronçon homo-gène au droit de l'anticlinal de l'Outheran.

Le calcul du niveau de risque de chacun deces aléas permet en particulier de mettreen évidence les sites les plus risqués etdonc d'y orienter les futures campagnes dereconnaissances.

8 - COMMENTAIRES ETPERSPECTIVES

8.1 - Quantification de l'incertitude géologiqueLe risque géologique consiste en l'effet desincertitudes, attachées au modèle géolo-gique sur la conception et la constructionde l'ouvrage souterrain.

La détermination d'une provision financièrepour aléas, établie de manière forfaitairecomme un pourcentage du montant totalde l'estimation de base nous semble uneméthode inadaptée parce que ne rendantpas compte de l'hétérogénéité de laconnaissance le long du projet. Ceci est

d'autant plus regrettable que pour l'essentielles risques sont le plus souvent localisés audroit de zones particulières dont le linéaireest faible par rapport à celui de la sectioncourante. En conséquence, seules desreconnaissances ciblées permettent deréduire les incertitudes et par suite leniveau de risque.

Par le biais du travail présenté, il nousapparait indispensable de moduler la provi-sion financière pour aléas en fonction de lanature des terrains rencontrés et du niveaude connaissance. Cette méthode d'appré-ciation des aléas permet d'identifier demanière plus raisonnée et argumentée lespoints sensibles sur un projet de tunnel quipourraient avoir un impact financier impor-tant. Elle permet aussi d'apporter des justi-fications plus solides et quantifiées quantau besoin de conduire des reconnaissancessupplémentaires. Bien que déjà très utile,cette méthode reste cependant grandementperfectible à bien des points de vue etnotamment en ce qui concerne la détermi-nation de la vraisemblance.

Cette grandeur qui caractérise la probabilitéqu'un évènement se produise dépend enun point donné :

• du niveau de connaissance du contextegéologique,

• de la fiabilité de la source de connaissancedu contexte géologique

• de la compatibilité de cet évènementavec le contexte géologique,

Le niveau de connaissance croît avec laquantité d'informations disponibles d'ordrebibliographique ou par reconnaissancesdirectes.

La fiabilité de la source de connaissancedépend du type de reconnaissance (affleu-rement, sondage, puits, galerie, etc.) et desa proximité par rapport au point considéré.

La compatibilité de l'évènement avec le contexte géologique est établie par l'expertise géologique : interprétation dugéologue.

La difficulté pour quantifier la vraisem-blance est bien évidemment d'affecter desvaleurs numériques à ces appréciationsd'ordre plutôt qualitatif.

Il s'agit là de la principale voie de progrèssachant que les indicateurs actuels enmatière d'appréciation du niveau requispour les reconnaissances géologiquesdemeurent tout à fait sommaires commel'index de l'U.S. National Committee onTunnelling Technology [9] pour lequel ladifférence entre les coûts estimés et lescoûts réels des projets d'ouvrages souter-rains se réduit de façon significative si lerapport entre la longueur cumulée desforages effectués et celle du tunnel est aumoins égale à 0,6 ou encore la courbe proposée par C. de Joannis de Verclos [10]mettant en relation le pourcentage dedépassement du marché avec le coût desreconnaissances réalisées. Ces indicateursnécessitent toutefois d'être nuancés etcomplétés notamment par une apprécia-tion du contexte et de la fiabilité dumodèle géologique [11].

8.2 - Prise en compte du risquedans les contrats de travauxLe risque géologique peut représenter unenjeu financier conséquent qui nécessiteune prise en compte toute particulièredans les contrats de travaux. Diversesapproches et recommandations ont récem-ment été formulées en ce sens afin de clarifier la répartition des risques entre lemaître d'ouvrage et l'entrepreneur.

Dans la recommandation « Comment maî-triser les coûts de son projet », le GT 25 del'AFTES [12] propose pour cela la contrac-tualisation du mémoire de synthèse géo-technique (cahier B au sens du GT 32 del'AFTES [6]) et du mémoire technique del'entrepreneur, pour les parties convenuesavec le maître d'ouvrage lors de la mise aupoint du marché.

??-Cetu_???GalerieCroixBlandin 14/10/09 15:53 Page282

Page 11: Risques geologiques

TECHNIQUELes risques géologiques : comment les évaluer et les provisionner dans les projets ?

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 215 - SEPTEMBRE/OCTOBRE 2009 283

Le partage du risque peut également setraduire par des contrats de travaux incitantles acteurs à trouver des solutions avec unpartage des éventuelles économies réaliséespar rapport au montant initial du marchépar exemple et une répartition équilibréedes engagements et des responsabilités.

Un document définissant les modalités pratiques de gestion des risques peut éga-lement être rendu contractuel. Dans cesens, la nouvelle version (à paraître) du

fascicule 69 du CCTG [13] relatif aux travauxen souterrain préconise l'introduction dansles DCE des marchés publics d'un mémoirede management des risques, établi par letitulaire du marché dans son offre et selonun cadre imposé par le maître d'ouvrage. Ysont définis les phénomènes identifiés etqui n'ont pas été traités dans le projet, lesactions complémentaires du programmede reconnaissances à l'avancement que letitulaire prévoit de mettre en œuvre pour

anticiper la survenance de ces phénomènes,les méthodes et procédures qu'il proposeen cas d'occurrence d'un phénomèneredouté et les modalités de rémunérationdes opérations associées.

Ce nouveau mémoire de management desrisques vise à fournir, avant commencementdes travaux, une boîte à outils permettantle traitement contractuel de l'ensemble desrisques identifiés et retenus par l'entrepriseet le maître d'ouvrage. ●

s RÉFÉRENCES[1] Bieth E., Gaillard C., Rival F. et Robert A. (2009) Geological risk: a methodological approach and its application to 65 km of tunnels under the french alps. Proceedings of ITA – AITES world tunnel congress 2009. Budapest : Hungarian Tunnelling Association.Article O-01-11.

[2] Office des Nations Unies pour la réduction des risques naturels UNISDR (2009) Terminologie pour la prévention des risques de catastrophe. Genève : UN/ISDR.

[3] Glossaire technique annexé à la circulaire n°DPPR/SEI2/MM-05-0316 du 7/10/05 relative aux installations classées.

[4] International Organization for Standardization (parution prévue décembre 2009) ISO/CEI Guide 73:2009 Management du risque –Vocabulaire. Genève : ISO.

[5] International Organization for Standardization (parution prévue décembre 2009) ISO 31000 Management du risque - Principes etlignes directrices de mise en oeuvre. Genève : ISO.

[6] AFTES GT32 (2004) Prise en compte des risques géotechniques dans les dossiers de consultation des entreprises pour les projets de tunnel. Tunnels et Ouvrages Souterrains. n°185, sept/oct 2004, pp.316-327.

[7] Collomb D. et Seingre G. (2006) Risques coûts/délais associés aux incertitudes géologiques : Retours d'expérience du tunnel du Loetschberg. Recueil des Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l'Ingénieur – JNGG. Lyon (France), Section 1, pp.57-64.

[8] Descoeudres F. et Dudt J.-P. (1993) Instruments d'aide à la décision pour la construction des tunnels (ADCT). Publication de la SociétéSuisse de Mécanique des Sols et des Roches. n° 128, pp. 79-87.

[9] United States National Committee on Tunnelling Technology (USNCTT) (1984) Geotechnical Site Investigations for Underground Projets. Washington : National Academy Press.

[10] De Joannis De Verclos C. (1980) Aléas géologiques en tunnels et galeries souterraines. Mémoire de fin d'études d'ingénieur : Génie Civil : École nationale des Ponts et Chaussées, 183p.

[11] Perello P., Venturini G., Dematteis A., Bianchi Gianpino W., Delle Piane L. Damiano A. (2005) Determination of reliability in geologicalforecasting for linear underground structures : the method of the R-index. Géoline 2005. Lyon.

[12] AFTES GT25 (2007) Comment maîtriser les coûts de son projet ?. Tunnels et Ouvrages Souterrains. n°201, mai/juin 2007, pp.128-168.

[13] « Nouveau fascicule 69 : Travaux en souterrain » (à paraître). Cahier des clauses techniques générales CCTG.

??-Cetu_???GalerieCroixBlandin 14/10/09 15:53 Page283