Représentation et simulation de projets de construction entachés d’incertitudes en utilisant des modèles relationnels probabilistes

Abstract

La gestion des risques est un enjeu majeur, mais difficile pour les projets de construction. La difficulté à gérer les risques dans les projets de construction vient de leur complexité. Ils sont composés de nombreuses entités (activités, acteurs, contrats, ressources, etc.) dont le comportement collectif influencent les comportements individuels. Afin de mieux appréhender et comprendre la complexité du système dans son ensemble, il est nécessaire de capitaliser et structurer la connaissance dans le but de proposer un modèle capable de décrire et simuler le comportement du système étudié. Cependant, la formalisation de tels modèles se confronte à de nombreuses difficultés : présence de facteurs humains, raretés de modèles, connaissances souvent expertes et qualitatives difficiles à formaliser, méconnaissance des mécanismes régissant certains processus, données parcellaires, hétérogènes et souvent imparfaites, échelles multiples, etc. L’objectif est de proposer des approches conceptuelles permettant d’assembler des morceaux de connaissances hétérogènes multi-sources et multi-échelles dans le but de proposer un modèle capable de réduire les incertitudes liées au fonctionnement, au devenir, à la conception et au pilotage des projets de construction.Différentes approches et outils ont été proposés pour modéliser et simuler les projets de construction : structure de répartition des risques, réseaux bayésiens, théorie des réseaux, simulation de Monte Carlo, réseau analytique, etc. Ces outils et méthodes sont utilisés pour simuler le comportement de systèmes, mais inadéquats pour représenter des systèmes complexes dynamiques à grandes échelles. Ils sont pour la plupart parcellaires et ne présentent pas ou peu de généricités. Dans ce contexte, les modèles relationnels probabilistes (MRPs) fourniront un formalisme mathématique pratique permettant de représenter et de simuler des systèmes dynamiques complexes entachés d’incertitudes. Les MRPs étendent le formalisme des réseaux bayésiens en ajoutant la notion de paradigme objet où l'incertitude attachée au système est alors prise en compte en quantifiant la dépendance probabiliste entre les propriétés des objets.Pour ce faire, une ontologie du domaine a été développée pour (a) fournir un vocabulaire commun capable de représenter les connaissances sur les projets de construction, (b) identifier les interconnections entre les différentes entités techniques, humaines, économiques à différents niveaux de description. Guidé par cette ontologie unMRP a été élaboré et utilisé pour simuler le comportement des projets de construction tout en prenant en compte les incertitudes. On montrera comment il peut être utilisé pour prédire la réponse incertaine du système ainsi que pour étudier comment la réponse globale du système est sensible aux valeurs ou hypothèses locales. Enfin, le MRP sera utilisé pour deux études de cas (la construction de routes et de ponts à Hue-Vietnam et d’un bâtiment en France). Les résultats montrent que le formalisme des MRPs permet (1) d’instancier tout type de projets de construction, (2) de prendre en compte l'incertitude, (3) de simuler et prédire le comportement du système et (4) d’extraire de la connaissance à partir d’informations partielles.