Les données et leur modélisation sont des éléments très importants de la gestion des actifs. Les routes, les ponts et les autres actifs de transport ne durent pas éternellement. Ils ont une durée de vie limitée, affectée par le niveau de trafic et les impacts environnementaux tels que les cycles de réchauffement et de refroidissement , les variations d’humidité, etc.
Afin de gérer efficacement les actifs d’infrastructures de transport, il est nécessaire de disposer d'un inventaire complet des actifs à modéliser. Une fois l'inventaire établi, il convient de déterminer l’état du bien. Il peut s'agir d'une variété de situations de désordres, selon le type d'actif.
Une fois que des informations suffisantes sur l'état du bien sont collectées, ces données peuvent alors être utilisées pour modéliser la performance du bien afin de prévoir son état futur. Cela permettra ensuite de planifier et de budgétiser les futurs traitements d'entretien et de réhabilitation afin de gérer l'actif de manière optimale.
Les décisions d'investissement pour les actifs peuvent également être réparties en fonction du risque. Par exemple, les fonds peuvent être alloués aux actifs nécessaires pour le désenclavement des communautés éloignées. Si l'actif est compromis, les résidents peuvent ne pas être en mesure d'accéder aux services essentiels.
Les systèmes de gestion des actifs comprennent généralement des outils pour l'évaluation du cycle de vie complet des actifs d’un organisme gestionnaire. Les plans de cycle de vie peuvent être utilisés pour démontrer comment le financement et/ou les exigences de performance sont obtenus grâce à des stratégies de maintenance appropriées dans le but de minimiser les dépenses tout en fournissant la performance requise sur une période donnée.
Un aspect essentiel du développement de la gestion des actifs est la collecte de données. La manière dont les organisations gestionnaires routierères collectent, stockent et analysent les données a évolué avec les progrès de la technologie, comme l'informatique mobile (par exemple, les ordinateurs de poche, les ordinateurs portables, les tablettes portables, etc.), la détection (par exemple, les appareils photo laser et numériques) et les technologies spatiales (par exemple, les systèmes de positionnement mondial (GPS), les systèmes d'information géographique (SIG) et les systèmes spatials de gestion à base spatiale).
Les ponts ne sont normalement qu'en deuxième position après les chaussées en ce qui concerne l'ampleur des dépenses d’un réseau. Les ponts ont également une incidence significative sur la sécurité et les performances d'un réseau routier. Les insuffisances de l'état des ponts peuvent affecter les usagers ainsi qu’un gestionnaire. Les ponts qui se détériorent nécessitent souvent un entretien plus fréquent et des réparations à la demande qui perturbent la circulation et font peser une charge administrative et économique sur le gestionnaire. La performance des ponts est également affectée par la capacité de charge et les insuffisances géométriques qui peuvent entraîner des restrictions sur les dimensions et les poids autorisés des camions.. Ces facteurs peuvent également affecter les performances du réseau routier, car les insuffisances des ponts peuvent amener le trafic à emprunter d'autres itinéraires.
La collecte de données est également utile pour d'autres caractéristiques de la route ou catégories d'actifs lorsqu'elles ont une incidence sur la sécurité, les performances ou le coût de gestion du réseau routier. Les tunnels, les talus, les murs de soutènement, les structures de signalisation, les structures de drainage, les glissières de sécurité, etc. sont inclus dans cette catégorie.
L'utilisation de ces systèmes et technologies a permis d'amélioréer les procédures de collecte et d'intégration des données nécessaires pour soutenir permettre les analyses et les processus d'évaluation requis pour la gestion des actifs, mais a en même temps conduit les organisations à collecter de très grandes quantités de données et à créer de vastes bases de données qui n'ont pas toujours été utiles ou nécessaires pour soutenir les processus de prise de décision.
Les activités de collecte de données sur l'état des actifs doivent être conçues pour soutenir épauler les processus de décision en matière de gestion des actifs à différents niveaux. Cela devrait inclure une évaluation rationnelle des données à collecter pour soutenir appuyer de manière économiquement optimale la décision de gestion des actifs. Comme la gestion des actifs comprend une variété de type d'actifs, un type de données, par exemple le trafic, peut être nécessaire pour de multiples applications. Les informations relatives à tous les besoins en matière d'actifs doivent être prises en compte lors de l'établissement du programme de collecte de données. Une fois les besoins en données établis, un plan de collecte de données peut être élaboré pour définir le type et la fréquence de la collecte de données. Le plan doit comprendre des procédures de validation du contrôle de la qualité des données. Une fois que la qualité des données est confirmée, elles peuvent être transformées en indices de performance.
L'un des éléments clés de la gestion des actifs est d'inventorier et de documenter les actifs qui sont de la responsabilité d'une organisation ainsi que leur état actuel (OCDE 2001). Différents types de données sont nécessaires pour la gestion efficace de l'infrastructure routière (AIPCR 2004). Il peut s'agir d'informations sur l'inventaire, l'âge, la durée de vie restante et les performances (par exemple, l'état des chaussées, la capacité structurelle des ponts, etc.).
Les technologies de collecte de données et les besoins en données varient selon l'élément d'infrastructure évalué (Birmingham 2002) et selon les besoins et la culture de l'organisation routière ainsi que la disponibilité des ressources économiques et humaines. Par conséquent, il n'existe pas d'approche unique pour la collecte de données sur la gestion des actifs.
Les données collectées doivent permettre d'atteindre les objectifs suivants :
Dans le monde actuel des big-data, il est possible de recueillir des données sur à peu près n'importe quoi, mais l'objectif premier devrait être de ne recueillir que des données qui permettront de mesurer les progrès accomplis dans la réalisation des objectifs définis et d'aider l'organisation routière à prendre des décisions.
Les données nécessaires à toute organisation routière sont celles qui influencent (Banque mondiale 1997) :
En principe, les données relatives à la gestion des actifs se répartissent en trois grands types et peuvent être regroupées comme suit :
Les données relatives à l'inventaire et à l'état font référence aux principaux domaines d'infrastructure ou aux principales composantes des actifs, y compris les actifs linéaire et les actifs ponctuels, comme indiqué dans le tableau 2.1.2.1.
Quel que soit le niveau de maturité d'une organisation routière spécifique, il est impératif qu'une stratégie de gestion des données soit définie (Telli 2010). Une stratégie de gestion des données peut comprendre les éléments suivants :
Les questions suivantes doivent être prises en compte pour décider les données à collecter :
Le processus de collecte de données commence par l'établissement des besoins en données. Les besoins en données varieront d'un gestionnaire à l'autre en fonction de la complexité du réseau de transport, du niveau de maturité du gestionnaire, de la technologie disponible et des indices utilisés pour refléter l'état des actifs (U.K. Roads 2013). Pour les réseaux relativement petits et moins complexes, cela peut consister en une inspection visuelle pour établir un indice d'état global. Les réseaux plus importants dans les pays plus développés comprennent l'utilisation de véhicules d'inspection numérique et d'autres équipements qui mesurent les états des actifs à l'aide de l'imagerie numérique, de la technologie laser et d'équipements qui mesurent la portance in situ de l'actif. Quelle que soit la méthode utilisée, des procédures de contrôle et d'assurance qualité doivent être établies pour garantir la cohérence des évaluations de l'état des biens. Bien que de multiples attributs des actifs puissent être mesurés pour aider à prendre des décisions détaillées sur l'entretien et la réhabilitation au niveau du projet, ces attributs peuvent être combinés pour fournir une mesure unique de l'état des actifs pour la gestion des actifs au niveau du réseau.
Les données routières peuvent être classées en plusieurs groupes de données, comme le montre le tableau 2.1.3.1.1
Lors de la collecte des données, l'organisation routière doit tenir compte du niveau d'analyse pour lequel elles seront utilisées, comme le résume le tableau 2.1.3.1.2.
La quantité de données à collecter et la fréquence à laquelle les données seront collectées dépendront des éléments suivants :
Les données routières collectées doivent être planifiées ou stratégiquement ordonnancées pour correspondre à leur fonction dans le processus de gestion des actifs et au NGI attendu pour ces données. Le tableau 2.1.3.1.3 présente un programme de collecte de données qui peut être adapté par d'autres gestionnaires de transport.
Les méthodes traditionnelles utilisées pour la collecte des données de gestion des actifs comprennent les méthodes manuelles, automatisées, semi-automatisées et à distance. Pour la collecte manuelle, les données sont documentées soit avec un stylo et du papier, soit - dans des cas plus récents - avec des ordinateurs de poche équipés d'un GPS. La collecte automatisée implique l'utilisation de capteurs routiers ou de véhicules polyvalents équipés d'un système de position/navigation (dispositif de mesure de distance et des antennes GPS), une combinaison de différentes technologies de détection (caméras vidéo, gyroscopes, capteurs laser, etc.) ainsi que du matériel informatique afin de saisir, stocker et traiter les données collectées. Les méthodes semi-automatiques font appel à des équipements similaires à ceux de la méthode entièrement automatisée, mais avec un degré d'automatisation moindre. La méthode de collecte à distance concerne l'utilisation d'images satellitaires et d'applications de télédétection (images à haute résolution acquises par des satellites, photos aériennes, etc.)
Au cours des dernières décennies, la collecte de données a montré une tendance à l'automatisation, à l'informatisation et à la numérisation. En outre, on s'attend à ce que le processus de gestion des actifs d’infrastructure tire parti des données en masse (Big Data) (par exemple, les données collectées par les utilisateurs par smartphone).
Les facteurs suivants déterminent le choix des technologies et des équipements pour la collecte de données :
Il sera avantageux que les équipements ou les méthodes utilisés pour la collecte des données puissent recueillir les données routières en une seule opération, de sorte que la collecte soit rentable et que le référencement soit cohérent. Le matériel de collecte de données peut être divisé en deux grandes catégories :
Divers autres types de technologies de collecte de données sont largement disponibles, par exemple, des drones pour inspecter les ponts, des appareils de mesure de profil de surface, des déflectomètres à poids tombant (FWD) pour mesurer la capacité structurelle de la chaussée et pour recalculer les propriétés de la chaussée et de la couche de fondation, ou des systèmes de mesure continue de la déflexion tels que le déflectomètre à charge roulante (RWD) et le déflectomètre à grande vitesse de déplacement (TSD), des équipements pour mesurer l'état et la rétroréflectivité du marquage routier, la résistance au roulement, l‘adhérence de surface de la chaussée, la détection et la télémétrie laser (LiDAR) pour cartographier les équipements et les caractéristiques des bords de route, le radar à pénétration de sol (GPR) pour déterminer l'épaisseur des couches de la chaussée et l'état de la surface des ponts. L'AIPCR a récemment terminé un rapport spécial (AIPCR 2018) sur l'utilisation des systèmes aériens sans pilote pour l'inspection de l'état des actifs et la collecte de données.
Les figures 2.1.3.2.1 à 2.1.3.2.9 montrent quelques exemples d'équipements et de systèmes de collecte de données.
Figure 2.1.3.2.1 Vehicule d’auscultation numerique
Figure 2.1.3.2.2 Deflectometre a masse tombante (FWD) pour la mesure de la reponse d’une chaussee a un chargement
Figure 2.1.3.2.3 Deflectometre a masse roulante (RWD) pour la mesure de la deflexion d’une chaussee a vitesse de type autoroutiere
Figure 2.1.3.2.4 Instrument photometrique, le vehicule illumine le marquage de surface et mesure leur « retroreflexion » selon la norme EN 1436
Figure 2.1.3.2.5 Equipements utilises pour la mesure de la resistance au roulement
Figure 2.1.3.2.6 Equipement de mesure de l’adherence de la chaussee
Figure 2.1.3.2.7 Equipement LiDAR utilise pour realiser un reperage des equipements lateraux et des surfaces
Figure 2.1.3.2.8 Equipement de radar a penetration des sols pour la mesure de l’epaisseur de la couche de revetementet l’etude de l’etat du tablier des ponts
Parmi les ajouts récents aux véhicules d'inspection numérique, citons l'utilisation de systèmes de mesure des fissures par laser (LCMS). Le LCMS est un système de balayage laser 3D à grande vitesse qui balaye une chaussée de 4 m de large en utilisant 4 000 points, et qui offre une précision transversale de 1 mm et une précision verticale de 0,5 mm. La fréquence est configurable par l'opérateur entre 5 600 ou 11 200 Hz. La résolution et la précision qui en résultent sont de 5 à 10 fois supérieures à celles des systèmes LiDAR mobiles classiques.
En outre, le LCMS est capable d'effectuer une inspection entièrement automatique de l'état de la chaussée et peut mesurer les paramètres clés suivants :
La figure 2.1.3.2.9 présente un exemple de sortie de détection de fissures par LCMS pour une surface de chaussée en asphalte.
Figure 2.1.3.2.9 LCMS analyse des donnees montrant une gravite faible a moyenne des fissure
Les ponts sont différents des autres catégories d'actifs car ils présentent de nombreuses caractéristiques, qui ont toutes un impact significatif sur la sécurité, les performances et les coûts de gestion. Par conséquent, les données sur les ponts sont souvent vastes et complexes. Les données qui soutiennent l'évaluation de la sécurité, de la performance et des coûts comprennent les données sur l'état des ponts et les données d'inventaire des ponts telles que le type et le matériau du pont, le service et l'utilisation, la géométrie, la capacité de charge et les besoins et coûts potentiels de travaux. Les données sur l'état et l'inventaire des ponts sont collectées pour soutenir la gestion des ponts individuels ainsi que la gestion du réseau routier.
En ce qui concerne les données d'état, il existe différents systèmes d'inspection et de collecte de données. L'un de ces systèmes peut être appelé évaluation de l'état général. Selon ce système, l'état des principaux éléments d'un pont est évalué indépendamment. Les principaux éléments sont le tablier, la superstructure et la sous-structure. Chaque élément se voit attribuer une valeur numérique unique représentative de l'état général de l'élément. Un exemple d'échelle numérique d'évaluation de l'état général est présenté dans le tableau 2.1.3.1.4.
Tableau 2.1.3.2 Système d'évaluation de l'état général des ponts
Les propriétaires de ponts utilisent les évaluations de l'état général pour analyser leur état général et aider dans les actions basiques de la gestion des ponts, telles que l'identification des besoins de haut niveau des ponts, l'établissement de mesures de performance et la fixation d'intervalles entre les inspections.
Un autre système d'inspection de l'état et de collecte de données est appelé évaluation de l'état des éléments. Ce système subdivise les composants en éléments plus fins que les composants et il quantifie le type, la gravité et l'étendue des défauts qui sont présents. Tout d'abord, les éléments uniques d'un pont pour lesquels des données sur l'état peuvent être collectées sont identifiés. Ensuite, la quantité de chaque élément est quantifiée par rapport à sa taille (surface ou longueur) ou le nombre d'éléments. Lors de chaque inspection, l'état de chaque élément est évalué et la quantité totale est répartie entre plusieurs états de condition en fonction du type et de la gravité des défauts. L'utilisation de quatre condition d’état est courante lorsque la condition d'état numéro un représente un état comme neuf et la condition d'état numéro quatre représente un état grave qui justifie une révision structurelle, une réparation ou un remplacement. Ce système est également utile car il permet de déterminer l'état des éléments qui sont essentiels à la protection du pont et à la prévention de sa détérioration, tels que les revêtements de protection du tablier, les joints du tablier, les revêtements et la protection contre l'érosion. L'état de ces éléments affecte considérablement la durée de vie du pont et le coût du cycle de vie pour gérer les ponts. Les propriétaires de ponts peuvent utiliser les données sur l'état des éléments pour des actions plus avancées de gestion des ponts, telles que l'identification précise des besoins d'entretien, de préservation et de réparation des ponts et les coûts associés, des mesures de performance détaillées qui se concentrent sur des caractéristiques spécifiques du pont (par exemple, les systèmes de protection qui prolongent la durée de vie), et des calculs d'évaluation des actifs.
Les données sur l'état des ponts sont normalement recueillies par des moyens visuels complétés par de simples dispositifs manuels, notamment des outils de sondage (marteaux) pour déterminer l'intégrité des matériaux, des outils de mesures (règles, pieds à coulisse, etc.) pour déterminer l'épaisseur restante de l'acier corrodé, les dimensions des fissures, les déplacements, etc. et des tarières manuelles pour déterminer l'intégrité du sol de fondation. Des outils avancés peuvent être utilisés pour inspections sur des problèmes et des vulnérabilités connus ou pour fournir une évaluation plus précise de phénomènes et de déficiences difficiles à détecter visuellement. Par exemple, les tabliers de pont sont normalement difficiles à évaluer sans interrompre la circulation et sont généralement composés de béton armé, un type de matériau dont les défauts peuvent ne pas être détectés par des moyens visuels. Certains propriétaires utilisent la thermographie infrarouge montée sur véhicule ou le géo-radar pour évaluer l'état des tabliers de pont. Cette collecte de données peut se faire à des vitesses de circulation normales et produire suffisamment de données pour identifier les besoins de traitement préventif précoce, déterminer l'action de travail la plus rentable pour les tabliers (préservation, réhabilitation ou remplacement), ou aider à la planification et à la budgétisation futures.
L'évaluation par thermographie infrarouge mesure les variations de température à la surface d'un objet. Les variations de température rayonnées résultent des différences de conductivité thermique, de capacité thermique spécifique et de densité de masse (figure 2.1.3.2.10). Lorsque le rayonnement solaire chauffe le tablier d'un pont, l'énergie absorbée est progressivement émise. La délamination, les vides et autres anomalies ont des propriétés différentes de celles du béton environnant et émettent un rayonnement différent. La thermographie infrarouge permet de bien identifier les emplacements des fissures ou des vides horizontaux. Les deux principaux modes de détérioration des tabliers de pont se traduisent par des fissures horizontales ou des vides plans. La corrosion de plusieurs barres d'armature de tablier de pont adjacentes entraîne une délamination, c'est-à-dire une fissuration horizontale et plane induite par l'augmentation du volume de l'acier due à la corrosion. La détérioration des revêtements rigides des tabliers de pont commence souvent par un décollement du substrat du tablier, qui apparaît sous la forme de vides horizontaux. Les études de thermographie infrarouge sont réalisées à l'aide de caméras infrarouges combinées à l'imagerie vidéo conventionnelle. Un examen manuel des images est ensuite effectué pour estimer l'emplacement, l'ampleur et la gravité de la détérioration, qui se manifeste par des endroits où l'émission est plus importante.
Figure 2.1.3.2.10 Image par thermographie infrarouge d’un tablier
L'évaluation par géo-radar consiste à émettre des ondes électromagnétiques et à mesurer les réflexions (figure 2.1.3.2.11). L'amplitude, la fréquence et les propriétés des ondes réfléchies dépendent des propriétés du matériau. Une partie de l'énergie est réfléchie par les différences, les interfaces et les discontinuités des matériaux. La surface du pont, la surface de l'acier de renforcement et les grands vides sont les réflecteurs prédominants. Le géo-radar n'est pas aussi performant que la thermographie infrarouge pour identifier la délamination du tablier et le décollement des couches, mais il permet de bien cartographier la profondeur de l'acier d'armature et d'évaluer le potentiel de détérioration et de délamination du béton. L'atténuation du signal au niveau de l'acier d'armature est normalement utilisée pour représenter l'état du tablier. Lorsqu'une antenne est centrée directement au-dessus de l'acier, on obtient le retour d'amplitude le plus élevé. Cette amplitude sera la plus élevée lorsque l'emplacement est en bon état et la plus faible en présence de corrosion et de délamination. Cette technologie nécessite une expertise spécialisée pour la collecte des données et le post-traitement pour une interprétation correcte des résultats. Comme pour la thermographie infrarouge, les données peuvent être utilisées pour estimer l'emplacement, l'amplitude et la gravité de la détérioration.
Figure 2.1.3.2.11 Image(coupe verticale) par geo-radar
Il est important de garantir la qualité des données lors de leur collecte. Le contrôle et l'assurance de la qualité sont importants à toutes les étapes et dans tous les processus, y compris le calibrage avant l’inspection, pendant l’inspection, la validation, les contrôles quotidiens, la surveillance continue des équipements et des résultats, le traitement correct, ainsi que le stockage et la sécurisation des données.
Un plan d‘assurance de la qualité (PAQ) détaillé doit être préparé pour la collecte des données. Le PAQ est censé garantir que l'acquisition des données requises répond aux besoins et aux spécifications de l'organisation routière. Le PAQ doit traiter, entre autres, les questions suivantes :
Les indices d'état décrivent un ensemble d'états distincts et ordonnés qui déterminent la notation des paramètres d'état des actifs. Le personnel formé à l'évaluation de l'état des biens peut évaluer l'état actuel du bien et lui attribuer une note. Cependant, la notation subjective peut varier selon les évaluateurs.
Les conditions de chaussée normalement évaluées pour la gestion des actifs sont les suivantes :
Les caractéristiques ci-dessus sont mesurées sur le terrain par des équipements et des méthodologies acceptables et sont quantifiées au moyen d'indicateurs ou d'indices d'état. Les indicateurs et indices typiques de l'état des chaussées sont présentés dans le tableau 2.1.3.4.
Les indices d'état des ponts sont généralement représentés par l'état des éléments individuels qui sont ensuite combinés pour obtenir la notation des composants, par exemple la notation du pont, puis un indice d'état global du pont (IEG).
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Les études de cas suivantes sont présentées dans ce chapitre :
Le gouvernement de l'État de Pahang, en Malaisie, a décidé de mettre en place un système de gestion des actifs routiers pour son réseau routier national dans le cadre d'un contrat d'entretien routier à long terme de sept ans avec une société privée nommée en avril 2013. L'entreprise devait entretenir 2 300 km du réseau routier de l'État et mettre en place un système de gestion des actifs routiers. Le champ d'application des travaux d'entretien routier comprenait l'entretien léger, l'entretien périodique et l'entretien d'urgence. Le contrat prévoyait également la fourniture d'un système de gestion des actifs (YP-RAMS) et d'un système de gestion de l'inventaire des actifs routiers (YP- RIMS).
La collecte de données pour le système de gestion des actifs d’infrastructure impliquait la collecte de données d'inventaire des actifs routiers et une inspection sur l'état des chaussées à effectuer pour l'ensemble du réseau au cours de la première année. La collecte de données d'inventaire des actifs routiers et une inspection sur l'état des chaussées pour 30 % du réseau devaient être effectuées à partir de la deuxième année jusqu'à la fin de la période contractuelle. L'utilisation de coordonnées GPS et l'enregistrement numérique de tous les points d'actif et de référencement étaient obligatoires. Le système de gestion de l'inventaire des actifs routiers devait être mis à jour et des rapports d'inventaire devaient être produits chaque année. Le nouveau module de gestion des actifs routiers devait être intégré en plusieurs phases ou dans un système de gestion des chaussées, un système d'information géographique (SIG) et un système de gestion de l'inventaire des actifs routiers et une base de données sur l'inventaire et l'état des routes.
Le logiciel de gestion des actifs utilise un inventaire et une base de données communs sur la plate-forme ArcGIS. Les données relatives à l'état du réseau sont mesurées conformément à l'indice international d’uni (IRI), aux fissures et à la portance des chaussées. Des enregistrements numériques ont été effectués pour l'ensemble du réseau. Les données sur le trafic ont été collectées à partir de stations de comptage du trafic sélectionnées en termes de TMJA et de charge par essieu.
Les responsables du projet ont choisi d'externaliser l'équipement de collecte des données plutôt que d'acheter un nouvel équipement. Cette solution s'est avérée rentable, compte tenu du temps d'inactivité entre les intervalles de collecte des données. Les techniques et l'équipement utilisés comprenaient un profileur multi-laser et un système de détection automatique de fissures (ACD), un FWD, un carottage de l'asphalte et un pénétromètre dynamique à cône. Les techniques et équipements utilisés sont présentés aux figures 2.1.5.1 et 2.1.5.2. Les données suivantes ont été recueillies :
Figure 2.1.5.1 Camera numerique et systeme de detectionautomatique des fissures
Figure 2.1.5.2 Acquistion temps-reel d’enregistrements digitaux des emprises
Les critères utilisés pour la collecte et l'analyse des données sont présentés dans les tableaux 2.1.5.1 à 2.1.5.3.
Tableau 2.1.5.1 Critères de rigidité de la couche de chaussée
Tableau 2.1.5.2 Critères fonctionnels de rupture de la chaussée
Tableau 2.1.5.3 Normes d'entretien types
Les données routières collectées ont été traitées à l'aide des logiciels associés aux équipements utilisés
HDM-4 (Bennett 1999, 2007) a été utilisé pour évaluer les besoins de maintenance sur la base de la norme de maintenance spécifiée. Avec l'année de base 2014, le coût prévu par chaque district est indiqué dans la figure 2.1.5.5.
Figure 2.1.5.3 Resultats HDM-4 (analyse sur dix ans)
En conclusion, la collecte correcte et systématique des données à l'aide d'un équipement de collecte de données correct et approprié permet d'appliquer une stratégie de maintenance adéquate.
CARLOS RUIZ TREVIZAN, Département du Laboratoire national des routes, Bureau des routes, Chili
Ces dernières années au Chili, les actions ont été intensifiées pour améliorer les systèmes traditionnels de gestion de l'entretien des routes, en innovant et en diversifiant les opérations de maintenance des routes, en incorporant les systèmes de réseau routier, les niveaux de service, les concessions routières, l'exécution et l'entretien des routes secondaires (routes à bas prix) et l'entretien en propre par l'Administration (en utilisant son propre personnel et les ressources de la Direction nationale des routes du Chili).
L'un des principaux axes pour épauler cette croissance soutenue de la gestion des routes actuellement au Chili est l'information fournie par l'inventaire routier et l'inspection visuelle des routes revêtues, qui se fait au moyen d'équipements automatisés. Cet équipement, composé de caméras numériques, de barres laser et de barres géo-phoniques, est monté sur un véhicule qui circule sur la route à la même vitesse que la circulation et recueille une grande partie des informations nécessaires. Entre autres paramètres, les données de l'IRI , les fissures, la géométrie de la route, la signalisation, l'éclairage, la sécurité routière, les données relatives aux accotements peuvent être obtenues. Les données sont stockées immédiatement et peuvent être transférées dans n'importe quel format de base de données requis par l'administrateur du réseau (voir figure 2.1.5.4).
Figure 2.1.5.4 Equipement d’inspection visuelle automatisee
Les images numériques capturées et géoréférencées sont entrées dans un programme pour identifier les types de détérioration présents dans la chaussée et une gravité est attribuée pour ensuite calculer les zones détériorées. Les détériorations structurelles et fonctionnelles sont ensuite entrées dans l'indicateur PCI (Pavement Condition Index) pour déterminer l'état qualitatif et quantitatif de la chaussée. L'indicateur PCI correspond à une conception propre de la Direction des routes du Chili et est le produit d'une étude extensive et complète du comportement des chaussées, encadrée par la mise en place d'un système robuste de gestion des chaussées.
Le Geo-radar est une autre technologie qui a fait une percée. Il s'agit d'une technique non destructive basée sur l'émission et la propagation d'ondes électromagnétiques dans un milieu, avec la réception ultérieure des réflexions qui se produisent dans leurs discontinuités. L'application dans une première étape de 5 500 kilomètres de chaussées, complétée par l'extraction de témoins de chaussées et de sondages de reconnaissance en bordure des routes, a permis d'actualiser et de corriger une grande partie de l'inventaire des routes revêtues en termes de caractéristiques et de types de matériaux qui composent le revêtement routier. Actuellement au Chili, après plusieurs périodes de réalisation d'inspections visuelles des chaussées par des moyens manuels et avec le personnel de la Direction nationale des routes, il a été décidé pour 4 périodes consécutives de faire réaliser ces tâches par le biais de contrats de consultants et avec des moyens automatiques.
En 2017, ils ont fait l'objet d'un appel d'offres auprès de l'Autorité nationale des routes du Chili pour 13 404 kilomètres d'auscultation automatisée, soit un total d'environ 14 834 kilomètres évaluables, ce qui représente 90,4 % du périmètre. Cette croissance dans le linéaire ausculté par des moyens automatiques peut être observée dans la figure 2.1.5.5.
Figure 2.1.5.5 Inspection par moyens automatisés du réseau
Grâce aux résultats de cette inspection visuelle automatisée, une grande quantité d'informations sur les paramètres du réseau revêtu est obtenue, ce qui permet lors de l'exécution du logiciel HDM-4 de développer des projets de maintenance périodique qui maximisent les avantages sociaux et assurent un plus grand retour sur investissement social dans le pays .Ces projets sont proposés à chacune des 16 Directions Routières Régionales dans lesquelles le pays est administrativement divisé pour être pris en compte dans la priorisation des travaux qui seront exécutés à court terme et dans les processus budgétaires pertinents, En outre, l'inspection visuelle automatisée permet de suivre l'état du réseau routier pavé du pays afin que la communauté et les autorités du pays aient une connaissance globale de son évolution comme le montre la figure 2.1.5.6:
Figure 2.1.5.6 Évolution de l'état du réseau des routes revêtues au Chili
Ce document résume les activités et les résultats obtenus dans le cadre du processus décrit ci-dessus, qui est actuellement mené au Chili pour gérer l'ensemble du réseau routier pavé sous la responsabilité du Département national des routes. De plus amples informations à ce sujet peuvent être trouvées sur le site web du Département des routes du Chili en suivant le lien : http://www.vialidad.cl/areasdevialidad/gestionvial/Paginas/l nformesyestudios.aspx
BEN HELSEN, Agence flamande des routes et de la circulation (AWV) - EMT, Belgique
Le projet IRR (inventaire, inspection et rapport) a été lancé au sein de l'Agence flamande des routes et de la circulation (AWV) en 2012, en vue de réaliser un inventaire et une inspection efficaces des équipements routiers (tant les équipements électriques que les équipements routiers proprement dits, ainsi que l'état des routes). Faisant parti du groupe des équipements électromécaniques, les signaux d’affectation des voies pour la gestion dynamique du trafic (DTM) furent inclus dès le démarrage du projet, principalement de par le risque associé (positionnés au-dessus des voies de circulation).
La division électromécanique et télématique (EMT) de l'AWV - plus précisément son équipe chargée des systèmes de contrôle du trafic (VHS), qui assure également la gestion opérationnelle de ces installations - a été chargée de cette tâche. L'objectif d'AWV est de dresser un inventaire détaillé de l'ensemble des équipements en place. Les équipements nouvellement installés (par exemple dans les nouveaux projets de construction) sont ensuite ajoutées à l'inventaire selon une procédure standard.
Les inspections comprennent l'évaluation et l'enregistrement de l'état de l'installation, en mettant l'accent sur la stabilité, la corrosion et l'état non seulement des portiques, mais aussi des colliers et des boulons.
L'approche est une solution simple pour gérer le risque de maintenance des installations électromécaniques, des portiques de signalisation pour la gestion dynamique du trafic (GDT) sur les routes flamandes.
Réalisation d’un inventaire et d’inspections efficaces des équipements routiers. L'objectif de l'AWV est de dresser un inventaire détaillé de l'ensemble des actifs en place.
Les inspections comprennent l'évaluation et l'enregistrement de l'état de l'installation, en mettant l'accent sur la stabilité, la corrosion et l'état non seulement des colonnes, mais aussi des colliers et des boulons.
Réalisation d’un inventaire détaillé structuré de l'actif (des portiques de signalisation DTM dans ce cas), avec un état d'inspection représentatif de l'ensemble des installations et de leurs parties pertinentes. Grâce à cet inventaire, le rapport d'état permet non seulement de définir une politique de maintenance adéquate, mais aussi de prendre des mesures correctives ciblées (ou, si nécessaire, proactives) par le biais du programme de maintenance - qui est par ailleurs principalement axé sur l'opérationnalité - ou, si nécessaire, par des (ré)investissements ciblés et judicieux.
Avant le projet IRR, AbbaMelda était déjà une première forme de gestion des actifs, du moins en ce qui concerne les installations électromécaniques gérées par la division EMT d'AWV. Cependant, il s'agissait d'une liste unique et peu structurée d'installations principalement destinée à être utilisée pour appeler les entrepreneurs concernés en cas de défauts ou de dommages et pour enregistrer les appels et leur traitement. En outre, la liste était de haut niveau de granularité en ce qui concerne les installations, avec peu ou pas de spécification des composants et, par conséquent, peu ou pas d'interrelations.
Un incident de sécurité a déclenché la mise en place du projet IRR, qui s'est appuyé sur la base de données AbbaMelda existante pour les installations électromécaniques telles que les portiques de signalisation DTM.
Les installations déjà incluses ont été renommées dans de nombreux cas, mais aussi - et surtout - souvent fusionnées en un ensemble logique et cohérent. De nombreux autres éléments ont été spécifiés et inclus (par exemple, non seulement le portique de signalisation avec des panneaux à messages variables, mais aussi les panneaux individuels, leurs armoires de commande et les parties représentatives à l'intérieur de cette armoire, ainsi que les caractéristiques de celle-ci). L'alimentation électrique et le réseau de communication ont également été inclus.
Figure 2.1.5.7 : base de données AbbaMelda pour les installations électromécaniques
En outre, des données de localisation de précision maximale (généralement par GPS) ont été attribuées aux équipements et aux pièces, ce qui a permis de coupler les données dans de nombreuses applications SIG à des fins diverses (par exemple, la détection de conflits en cas de travaux programmés).
Figure 2.1.5.8 : base de données AbbaMelda pour les installations électromécaniques
Un portail appelé "Mobiel" a été développé pour être utilisé sur une tablette, ce qui a permis non seulement d'inventorier (ou de poursuivre l'inventaire) des installations sur place, mais aussi et surtout de les inspecter.
Quelques captures d'écran des portiques de signalisation DTM sont présentées ci-dessous.
Figure 2.1.5.9 : base de données AbbaMelda pour les installations électromécaniques
Figure 2.1.5.10 : base de données AbbaMelda pour les installations électromécaniques
Figure 2.1.5.11 : base de données AbbaMelda pour les installations électromécaniques
Deux nouveaux projets ont été lancés récemment. Dans le premier projet, l'application existante AbbaMelda est divisée en deux parties, la partie de la base de données des installations étant renouvelée en une application moderne qui non seulement répond mieux aux besoins fonctionnels mais qui fournira aussi, et surtout, des possibilités supplémentaires d'interrelations, de structures, etc. Parallèlement, un projet orienté AIM/BIM a été lancé au niveau de l'AWV.
Alors qu'il y a quelques années, AbbaMelda était principalement un outil d'enregistrement et de suivi des réparations de défauts, il s'est développé et continue de se développer pour devenir une base de données centrale des installations électromécaniques gérées par l'AWV : type d'installation, localisation, interrelations, statut, pièces, responsables, etc.
Le processus et la procédure de suivi et d'examen des performances de la gestion des actifs et des performances et/ou de l'état des actifs sont présentés dans ce chapitre, qui fournit des réponses aux questions suivantes :
Le suivi des performances est le processus de suivi et d'examen des performances de la gestion des actifs et de la performance et/ou de l'état des actifs.
Le cadre de performance discuté dans la section 1.4 crée un fil conducteur descendant depuis la direction et les objectifs de l'organisation jusqu'aux activités de gestion quotidiennes individuelles (AIPCR 2004) De même, le suivi ascendant de la performance (caractéristiques des actifs, problèmes des systèmes de gestion, risques et opportunités) devrait fournir la base factuelle pour ajuster et affiner des stratégies et des plans réalistes de gestion des actifs, par un processus d'amélioration continue.
Par conséquent, l'organisation doit établir, mettre en œuvre et maintenir des processus et/ou des procédures pour les éléments suivants :
Ce processus n'est pas destiné à remplacer les processus d'audit qui peuvent déjà être en place.
Le processus de suivi des performances devrait couvrir les domaines suivants (HMEP 2013, CSS & TAG 2004) :
Le suivi des performances est le processus et la procédure de suivi et de révision du cadre de gestion des actifs.
La fréquence de la surveillance doit trouver un équilibre entre le coût de la collecte des données et des informations de surveillance et les risques de ne pas disposer de ces informations.
Il est particulièrement important de trouver cet équilibre lorsque l'on envisage de respecter les obligations légales et de démontrer l'optimisation des ressources. Il est également important que les avantages de la mise en œuvre de la gestion des actifs soient saisis et mesurés par rapport à ceux identifiés dans le cas d'un investissement, ou pour soutenir des initiatives d'optimisation des ressources ou une plus grande efficacité dans la prestation du service. L'enregistrement et la démonstration des avantages peuvent fournir des preuves essentielles pour de nouveaux investissements. La démonstration des avantages est donc un facteur clé de succès dans la mise en œuvre de la gestion des actifs et devrait faire partie du processus de suivi.
Le suivi et le compte rendu des performances (AIPCR 2002) sont des éléments importants pour démontrer si l'organisation fournit les niveaux de service convenus (Groupe NAMS 2011).
La mesure de la performance organisationnelle fournit ce qui suit :
Les informations et les données découlant de la mise en œuvre et de l'exécution de la gestion des actifs fournissent les éléments suivants :
Ces informations permettront également d'identifier les questions critiques concernant les performances et d'élaborer des plans d'amélioration.
En termes de suivi des performances, les niveaux de maturité de la gestion des actifs peuvent être définis comme indiqué dans le tableau 2.2.3
Tableau 2.2.3 Niveaux de maturité pour le suivi des performances
Lors de la mise en œuvre du plan de gestion des actifs, la performance du plan de gestion des actifs et la performance et/ou l'état des actifs et/ou des systèmes d'actifs sont évalués au travers de la collecte d'informations et de données (voir section 2.1) et de l'évaluation des niveaux de service tels que définis dans le cadre de performance (voir section 1.4). La mesure de la performance actuelle, qui doit être communiquée par divers moyens, permet à l'organisation de comparer la performance réelle et la performance attendue en identifiant tout écart existant. L'analyse des écarts, en conjonction avec les examens des performances et l'étalonnage des performances, est utilisée pour déterminer les actions à mettre en œuvre si les performances actuelles sont inférieures aux exigences de l'organisation ou si des moyens d'améliorer l'efficacité et l'efficience de l'approche de gestion des actifs sont identifiés. Le processus de suivi des performances est décrit dans la figure 2.2.4.
Un écart de performance dans le processus de suivi est la différence entre la performance actuelle d'un actif et la performance attendue indiquée dans le plan de gestion.
Figure 2.2.4 Process de suivi de la performance
Les mesures de performance peuvent être résumées et rapportées de plusieurs manières. Pour choisir un format de rapport, il convient de tenir compte des éléments suivants :
À l'heure actuelle, on demande de plus en plus aux organisations de rendre compte non seulement des résultats financiers et des services, mais aussi des effets sociaux et environnementaux, et de démontrer aux parties prenantes et aux autorités politiques que l'organisation gère ses responsabilités sociales et environnementales (AIPCR 2003). Dans ce cas, les approches du tableau de bord et de la carte de bilan, décrites ci-dessous, sont appropriées en tant qu'outils pour démontrer le niveau d'attention accordé à chaque domaine de résultats parmi des demandes concurrentes.
Les techniques du tableau de bord et de la carte de pointage utilisent des mesures de performance techniques, non techniques, économiques et financières, normalement inférieures à 25, réparties sur deux ou plusieurs "thèmes" ou "perspectives" (voir les exemples des figures 2.2.5.1 et 2.2.5.2).
Au niveau de service compétent, les mesures de performance liées aux objectifs stratégiques de l'agence sont normalement communiquées à tous les niveaux organisationnels et aux clients sous une forme appropriée (souvent via un rapport annuel) (NAMS Group 2011).
Figure 2.2.5.1 Exemple de tableau de bord interactif (VDOT 2013)
Figure 2.2.5.2 Exemple de tableau de bord equilibre (MnDOT 2013)
Comme indiqué précédemment, le suivi des performances est un élément d'un cycle structuré pour soutenir un processus d'audit et de révision continus du plan et des processus utilisés. Par conséquent, les informations provenant des processus de suivi des performances et de rapport doivent être utilisées pour examiner l'approche de gestion des actifs. Les activités d'examen peuvent comprendre les éléments suivants :
L'examen des performances implique la prise en compte des résultats, des facteurs contribuant aux performances et des options pour traiter les résultats inférieurs aux normes ; il est effectué à intervalles réguliers, généralement sur une base annuelle.
L'examen de la gestion implique une évaluation de la nécessité de modifier le cadre de gestion des actifs, y compris les politiques, les stratégies et les objectifs de gestion des actifs (AIPCR 2017). Les résultats de la revue de direction peuvent inclure des changements dans les politiques, les stratégies et les objectifs, les exigences de performance, les ressources ou d'autres éléments de l'approche de gestion des actifs. Certains de ces résultats peuvent également générer des changements dans le plan stratégique de l'organisation. Les plans sont normalement révisés et mis à jour tous les trois ans, car ce délai est jugé suffisamment long pour que l'action indiquée par le plan initial ait pris effet.
L'objectif de l'analyse comparative est de comparer les pratiques de gestion des actifs de l'organisation à celles d'une sélection d'organisations similaires, mais il est important que la comparaison tienne compte du contexte et des circonstances générales de l'organisation. L'analyse comparative doit être considérée comme un processus positif et proactif par lequel une organisation évalue la façon dont elle mène ses activités par rapport à d'autres organisations.
Quatre approches de l'étalonnage des performances peuvent être envisagées, chacune offrant une perspective différente :
À la suite de l'un ou l'autre de ces examens, les organisations sont susceptibles d'identifier une série d'améliorations souhaitables qu'elles souhaitent mettre en place afin de faire progresser leur pratique de gestion des actifs. Ces améliorations peuvent être formellement documentées dans un plan d'action. Ce plan doit non seulement détailler les mesures spécifiques à prendre, mais aussi indiquer les niveaux de service auxquels les mesures sont censées bénéficier. En outre, lors de l'élaboration du plan d'amélioration, il est important que les organisations fassent preuve de pragmatisme quant à ce qui peut être fourni compte tenu des ressources en personnel et du budget probables.
Les actions doivent être classées par ordre de priorité et assorties de délais, elles peuvent être classées comme correctives ou préventives, comme suit
County Surveyor’s Society (CSS) and Transport Analysis Guidance (TAG). 2004. Framework for Highway Asset Management. Last Accessed May 2015. http://www.ukroadsliaisongroup.org/en/utilities/document-summary.cfm?docid=9E4BA1A6-74B2-414B-81205FAC797615D1.
Minnesota Department of Transportation (MnDOT). 2013. Minnesota 2012 Transportation Results Scorecard. Last accessed July 27, 2015. www.dot.state.mn.us/measures/pdf/2012-scorecard.pdf.
New Zealand National Asset Management Support (NAMS) Group. 2011. International Infrastructure Management Manual. Wellington, New Zealand.
PIARC 2003. Evaluation of Transport Performance Measures for Cities, Technical Committee 10 – Urban Areas, ISBN: 2-94060-160-5 (https://www.piarc.org/ressources/publications/2/4422,TM10-14-VCD-e.pdf).
PIARC 2004. The framework for performance indicators, Comité technique 6 Gestion des Routes / Technical Committee 6 Road Management The Framework for Performance Indicators, PIARC Paris France 2004, ISBN 2-84060-165-6 (https://www.piarc.org/en/order-library/13485-en-The%20Framework%20for%20Performance%20Indicators.htm).
PIARC 2008. Integration of Performance Indicators, Technical Committee 4.1 – Management of Road Infrastructure Assets, ISBN: 2-84060-206-7 (https://www.piarc.org/ressources/publications/4/5905,2008R06.pdf).
PIARC 2017. Management of road assets: Balancing of environmental and engineering aspects in management of road networks, : Comité technique 4.1 Gestion du patrimoine routier / Technical Committee 4.1 Management of Road Infrastructure Assets, PIARC Paris France 2017, ISBN 978-2-84060-455-6 (https://www.piarc.org/ressources/publications/9/27317,2017R05EN.pdf)
United Kingdom Roads Liaison Group (UKRLG) and Highways Maintenance Efficiency Programme (HMEP). 2013. Highway Infrastructure Asset Management Guidance Document. Department for Transport, London. http://www.ukroadsliaisongroup.org/en/utilities/document-summary.cfm?docid=5C49F48E-1CE0-477F-933ACBFA169AF8CB.
Virginia Department of Transportation (VDOT). DASHBOARD: Performance Reporting System for Projects and Programs. Virginia Department of Transportation. http://dashboard.virginiadot.org. Accessed May 2015.
DAVID K. HEIN, Applied Research Associates, Inc., Canada
Afin de garantir que l'état de la chaussée est adéquat pour maintenir la capacité d'utilisation, le confort et la sécurité des voyageurs, les contrats de concession comprennent généralement un ensemble de conditions décrivant le type et la fréquence des contrôles et les niveaux minimaux acceptables de performance de la chaussée. La capacité à répondre à ces critères est une partie importante du projet et est décrite dans le plan d'exploitation, d'entretien et de réhabilitation.
La performance des chaussées et leur conformité aux exigences du projet peuvent être mesurées de différentes manières. Les contrats de concession typiques se concentrent sur les éléments qui ont le plus d'impact sur la sécurité et le confort de conduite de la chaussée. Les conditions les plus courantes identifiées dans les contrats de concession pour les projets autoroutiers sont les suivantes :
L'IRI est devenu l'élément de choix pour refléter le niveau de confort de conduite d'une chaussée. L'IRI reflète l'état de service de la chaussée, le confort de conduite (Patterson), et même la consommation de carburant du véhicule (Taylor). Généralement, une valeur maximale de l'IRI est spécifiée pour une longueur de section donnée (c'est-à-dire un IRI moyen de 2,5 m/km pour chaque longueur de 50 m d'une voie). Outre une valeur maximale d'IRI, il est également de plus en plus courant que les contrats de concession spécifient également une répartition donnée des valeurs d'IRI afin de garantir que l'ensemble du réseau ne soit pas maintenu au seul niveau minimal d'acceptabilité. Une distribution cumulative typique du profil IRI utilisé peut être vue ci-dessous (NBDOT).
Figure 2.2.10.1 Distribution cumulative du profil IRI
Un élément unique de certains des accords de concession est l'utilisation de distributions d'indicateurs de performance clés comme celles présentées dans la figure ci-dessus. Ces répartitions ajoutent un nouveau niveau de complexité à la prévision et à la budgétisation des activités de réhabilitation.
Les applications logicielles PMS classiques permettent une grande variété d'objectifs lors de l'analyse des prévisions. Toutefois, elles ne sont pas conçues pour répondre aux besoins dynamiques de l'analyse de la distribution. Cela s'est avéré l'un des aspects les plus difficiles de la réalisation de prévisions à long terme (c'est-à-dire sur 5 ans). Le plan le plus optimal pour un concessionnaire est de planifier les activités de réhabilitation de telle sorte qu'en conjonction avec la détérioration des sections non réhabilitées, il atteigne tout juste la répartition de l'IRI l'année suivante. Les modèles traditionnels de performance des chaussées pour l'IRI seraient développés par le biais d'un graphique de l'âge par rapport à l'IRI. La figure suivante montre le graphique de l'âge par rapport à l'IRI pour une autoroute typique avec plus de 5 000 sections de gestion de la chaussée d'une longueur de 50 m chacune.
Figure 2.2.10.2 Croissement age / IRI
La nature des exigences en matière d'IRI est telle que les tronçons de chaussée présentant un IRI supérieur à 2,5 mm/m sont programmés pour une réhabilitation chaque année. L'action de réhabilitation peut être très localisée pour traiter une bosse ou un tassement et tant que l'IRI pour la section de 50 m est réduit à moins de 2,5 m/km, la section est conforme aux exigences du projet. Il est très difficile de prévoir quand une section individuelle peut dépasser la limite de 2,5 mm/m, car des sections de chaussée "détériorées" peuvent apparaître très rapidement.
Afin de développer une indication de l'impact du programme d'entretien et de réhabilitation des chaussées sur la répartition de l'IRI par rapport aux exigences de l'IRI du contrat, une analyse du taux de changement de l'IRI a été réalisée. Le taux moyen de changement de l'IRI de 1,6 % au cours des cinq dernières années a été choisi pour représenter la réduction typique de l'uni sur les sections qui n'ont pas été améliorées par des mesures d'entretien ou de réhabilitation. Cette réduction moyenne de l'IRI a ensuite été appliquée à l'ensemble des IRI mesurés pour les sections de 50 m qui n'ont pas été améliorées afin de déterminer l'IRI attendu pour chaque section. Pour les sections qui ont été améliorées, les valeurs de l'IRI ont été "réinitialisées" et attribuées aux tranches comme indiqué dans le tableau suivant. Les tranches sont nécessaires car le résultat de la maintenance pour améliorer l'IRI ne donnera pas le même IRI pour toutes les sections.
TABLE 2.2.10.1:distribution des IRI après réhabilitation
Le pourcentage de sections "améliorées" dans chaque tranche représente l'amélioration attendue en raison des mesures de réhabilitation prises pour les sections de chaussée qui ont dépassé une valeur IRI de 2,5 mm/m, c'est-à-dire que 25 % des sections ont été améliorées, passant d'une valeur IRI supérieure à 2,5 mm/m à une valeur de rugosité inférieure à 0,8 mm/m. Le nombre de sections "améliorées" dans chaque tranche a ensuite été ajouté à l'ensemble de données de l'IRI "détérioré" sur la base d'une détérioration moyenne de 1,6 % par an pour déterminer la nouvelle courbe de distribution cumulative de l'IRI. La courbe pour 2018 est présentée ci-dessous.
Un exercice similaire a ensuite été réalisé pour les cinq prochaines années de la concession, sur la base des activités d'entretien et de réhabilitation prévues dans le plan quinquennal actuel et du taux annuel moyen de détérioration attendu.
La modélisation des performances de distribution cumulative décrite ci-dessus permet au concessionnaire de déterminer activement l'impact du plan quinquennal actuel de maintenance et de réhabilitation sur la distribution cumulative de l'IRI et d'optimiser ses investissements annuels.
Paterson, W.D.O. International Roughness Index: Relationship to Other Measures of Roughness and Riding Quality. In Transportation Research Record 1084, National Research Councel, Washington, D.C., 1987.
Taylor, G.W., and J.D. Patton. Effects of Pavement Structure on Vehicle Fuel Consumption – Phase III Report CSTT-HVC-TR-068. National Research Council of Canada, 2006.
New Brunswick Department of Transportation (NBDOT). OMR – Asset Management Requirements Trans Canada Highway Project Attachment 61. Fredericton, New Brunswick, 1998.
Les décisions d'investissement pour les actifs peuvent également être réparties en fonction du risque. Par exemple, les fonds peuvent être alloués aux actifs nécessaires pour accéder aux communautés éloignées. Les chapitres suivants donnent un aperçu de la manière dont les différents risques peuvent être intégrés dans la gestion des actifs. Le premier chapitre comprend également un aperçu de la définition du risque dans le contexte de la gestion des actifs. Les paragraphes visent à une meilleure compréhension du risque et de la manière dont les différents risques peuvent être gérés.
Les différentes industries utilisent de nombreuses définitions différentes du risque et de la gestion du risque (PIARC 2010) Certaines industries définissent les risques de manière fine et les assimilent à des dangers ou des menaces. Cet usage reflète la définition courante et quotidienne des risques en tant que menaces ou dangers. D'autres, en revanche, utilisent de plus en plus une définition beaucoup plus large du risque. Beaucoup considèrent que les risques incluent à la fois les menaces possibles et les opportunités possibles. L'Organisation internationale de normalisation (ISO) définit le risque comme "l'effet de l'incertitude sur les objectifs" (ISO 31000, 2009) et note que l'incertitude peut être positive ou négative. D'autres définitions assimilent le risque à la variabilité ou à la possibilité que les résultats souhaités ne soient pas atteints. La New Zealand Transport Agency, leader international en matière de gestion des risques et des actifs, définit le risque comme "la probabilité que quelque chose se produise qui aura un impact sur les objectifs. Il est mesuré en termes de combinaison de la probabilité d'un événement et de ses conséquences".
Cette application étendue du risque apparait dans la définition de la gestion du risque utilisée par le Comité de gestion des actifs du gouvernement de Nouvelle-Galles du Sud (Australie). Il définit la gestion des risques comme un processus systématique visant à identifier les risques susceptibles d'avoir un impact sur les objectifs de l'organisation, à analyser leurs conséquences et à élaborer des mesures permanentes pour les traiter. Ces définitions plus larges du risque étendent la gestion des risques à un cadre à l'échelle de l'entreprise pour fixer les priorités, affecter les ressources et assurer le succès de l'organisation.
Les définitions plus larges du risque soulignent que les risques ne sont pas toujours négatifs. Si les risques sont assimilés à l'incertitude ou à la variabilité, ces définitions laissent entrevoir que le risque peut être aussi bien positif que négatif. L'AIPCR a indiqué que la gestion des risques pourrait être appelée "gestion des opportunités".
Le domaine de la gestion financière a depuis longtemps compris cette implication : "Pas de risque, pas de récompense" est un principe de base de l'investissement. Un conseiller financier qui ne propose à ses clients que des investissements sans risque a peu de chances de leur procurer un rendement substantiel. Par conséquent, la gestion des risques est plus qu'une simple barricade d'une organisation contre toutes les menaces. La gestion moderne des risques consiste à se protéger contre les risques excessifs tout en tirant parti des opportunités qui présentent des niveaux de risque acceptables. L'organisation routière anglaise note que son obligation de gestion des risques est double. Elle doit protéger le public contre les dangers et les menaces qui pèsent sur les résultats souhaités en matière de transport, mais elle doit également veiller à identifier, évaluer et exploiter toutes les possibilités raisonnables.
Établir le contexte - impliquant de comprendre et de documenter l'environnement social, culturel, juridique, réglementaire, économique et naturel auquel l'agence est sensible. Le contexte permet d'adapter la gestion des risques aux besoins et aux circonstances de l'agence.
Cette étape comprend l'élaboration de la politique de l'organisation en matière de risques, conçue autour des objectifs uniques de l'agence. Ces objectifs peuvent inclure des questions telles que l'amélioration de la fiabilité du réseau en réduisant la nécessité d'un entretien et d'une réparation fréquents ou l'obtention des coûts les plus bas et les plus raisonnables pour la durée de vie des actifs. Cette étape comprend également la création d'un processus de communication interne et externe de l'agence sur la gestion des risques. Ce processus permet à l'information de circuler de haut en bas dans l'agence et à l'extérieur avec les principales parties prenantes.
La gestion des risques est un élément clé que les agences doivent prendre en compte et intégrer de manière transparente dans le cadre de gestion des actifs. Le risque est défini comme "les effets positifs ou négatifs de l'incertitude ou de la variabilité sur les objectifs des agences" (voir ISO 31000, 2009). Depuis des décennies, les organisations routières appliquent la gestion du risque au niveau des projets. De plus en plus, les organisations routières intègrent la gestion du risque de manière plus formelle dans leurs processus de gestion du patrimoine d'infrastructure, y compris dans l'élaboration de leurs plans de gestion du patrimoine d'infrastructure. Cela implique de répondre aux questions suivantes (PIARC 2010)
L'utilisation de la gestion des risques au sein des agences de transport se limite en grande partie à la gestion des risques au niveau des projets (AIPCR 2008. AIPCR 2013) généralement pendant la construction. La gestion des risques au niveau du projet permet d'identifier les menaces et les opportunités concernant le coût, la portée et le calendrier d'un projet. Cependant, les organisations routières doivent intégrer le besoin croissant d'une meilleure compréhension de la gestion des risques au niveau des programmes et de l'organisation.
Aujourd'hui, les principaux organismes internationaux de transport, de banque et d'assurance ont exploré les avantages de la gestion des risques au niveau des programmes et des entreprises et l'utilisent comme un outil pour protéger leurs investissements (AIPCR 2016). Il est important que les responsables des agences de transport routier envisagent d'intégrer la gestion des risques dans le processus décisionnel, et ce pour plusieurs raisons. Premièrement, les fonctionnaires ont vu les avantages de la gestion des risques au niveau des projets. Deuxièmement, ils ont entendu de leurs collègues internationaux que la gestion des risques peut être rentable lorsqu'elle est utilisée au niveau des programmes et des entreprises, en particulier lorsque les agences ne disposent pas de fonds suffisants pour répondre à leurs priorités. Troisièmement, la gestion des risques fait partie intégrante du suivi d'un cadre complet de gestion des actifs, tel que décrit dans le Manuel international de gestion des infrastructures (IIMM, 2015), le Manuel de gestion des actifs de transport de l'AASHTO - A Focus on Implementation (AASHTO, 2011), le document d'orientation sur la gestion des actifs des infrastructures routières du Groupe de liaison des routes du Royaume-Uni (UKRLG et HMEP, 2013), etc.
Les actifs critiques sont ceux qui sont essentiels pour soutenir les besoins sociaux et commerciaux de l'économie locale et nationale. Ces actifs auront une forte conséquence en cas d’indisponibilité, mais pas nécessairement une forte probabilité de rupture. Ces actifs doivent être identifiés séparément et évalués plus en détail dans le cadre du processus de planification de la gestion des actifs.
En identifiant les actifs critiques, les autorités peuvent cibler et affiner les activités d'inspection, les plans de maintenance et les plans financiers dans les domaines les plus cruciaux. Ces actifs peuvent comprendre des structures spéciales et importantes, telles que des passages d'estuaires. Les considérations relatives aux actifs critiques peuvent également inclure l'accès aux actifs appartenant à des tiers, tels que les sous-stations, dont l'accès se fait par une route à voie unique, mais dont l'accessibilité est essentielle.
La criticité peut être évaluée en appliquant des hypothèses générales sur les conséquences d'une défaillance, par exemple, si la non-disponibilité d'une structure ou d'un tunnel important aurait un impact significatif sur l'économie locale ou éventuellement nationale ou si la défaillance des routes à plus fort trafic sont supposées avoir une plus grande conséquence que celle des routes à faible trafic. En utilisant cette approche, des critères simples peuvent être définis pour évaluer la perte de service. Par exemple, la perte d'utilisation d'une route peut
Selon la criticité de l'actif, l'approche de la gestion des risques peut se faire au niveau du réseau, en veillant à ce que les détournements soient disponibles et aient un impact minimal ; au niveau de l'actif individuel ; ou au niveau des composants détaillés, en tenant compte des modes de défaillance.
Les risques les plus couramment compris qui affectent le service routier ont trait à la sécurité. Cependant, il existe un large éventail d'autres risques, et leur identification et leur évaluation constituent une partie cruciale du processus de gestion des actifs. Les risques peuvent comprendre les éléments suivants :
Identification des risques - à cette étape, l'agence identifie formellement les risques qui pourraient affecter ses objectifs. Il peut s'agir de risques externes, tels que des changements de prix, des mesures législatives, des changements économiques, des phénomènes météorologiques et climatiques extrêmes, des séismes ou des actes de malveillance. Les risques peuvent également être internes, tels que des défaillances opérationnelles, des pannes de données, des objectifs de programme internes contradictoires, ou un manque de personnel formé pour les tâches clés. Tous les risques sont généralement consignés dans un registre des risques officiel.
Analyse du risque - cette étape évalue la probabilité du risque avec ses conséquences. Le calcul peut être qualitatif et basé sur un jugement d'expert, il peut être quantifié simplement sur une échelle de 1 à 10, ou il peut être soumis à une modélisation mathématique complexe. La plupart de ces analyses sont relativement simples. Quelle que soit la méthode utilisée, l'objectif de cette étape est de comprendre les risques et leur ampleur.
L'évaluation des risques implique la détermination de la probabilité et des conséquences d'un événement. L'évaluation des risques permet d'analyser les risques identifiés de manière systématique afin de mettre en évidence les risques les plus graves et ceux dont le niveau est inacceptable. Une autorité peut alors déterminer son niveau d'exposition au risque et les actions nécessaires pour minimiser ce risque. Un exemple d'évaluation de la probabilité et des conséquences d'un risque au moyen d'une approche matricielle qualitative est illustré ci-dessous.
Dans l'ensemble, le risque est normalement décrit comme suit :
Risque = Probabilité x Conséquence
La probabilité est la possibilité qu'un événement se produise, par exemple une défaillance (tant au niveau des actifs que de l'organisation) ou une réduction des services. Elle peut être mesurée objectivement, subjectivement, qualitativement ou quantitativement. Elle peut être décrite à l'aide de termes généraux ou mathématiques, tels que fréquence ou probabilité. Les questions à prendre en compte sont les suivantes :
La probabilité de défaillance physique d'un bien est liée à son état actuel, d'où l'importance d'une évaluation réaliste et précise de son état. La probabilité d'événements naturels et externes est déterminée moins facilement, mais des études scientifiques sont généralement disponibles. La probabilité d'autres événements, tels que de mauvaises pratiques de travail ou des problèmes de planification, peut être difficile à déterminer.
La gestion des risques est le cadre qui permet de définir les traitements nécessaires à la réduction des différents types de risques.
Traitement des risques - cette étape de la prise de décision applique ce que l'on peut appeler les "cinq T". Il s'agit de traiter, tolérer, terminer, transférer ou tirer profit du risque. Bien que les étapes soient décrites comme étant distinctes et séparées, la plupart des manuels notent qu'elles ont tendance à se chevaucher et à se fondre les unes dans les autres. Les étapes de la gestion des risques s'inscrivent dans le contexte d'une communication et d'une consultation permanentes, ainsi que d'un contrôle et d'un examen continus. La communication s'effectue de haut en bas de l'organisation et de l'intérieur vers l'extérieur avec les parties prenantes. De même, la surveillance s'effectue au sein de l'agence ainsi qu'à l'extérieur de celle-ci par les organes de contrôle, les législateurs, les médias et le public.
Gestion des risques - Les autorités routières sont tenues de gérer divers risques aux niveaux stratégique, tactique et opérationnel. La probabilité et les conséquences de ces risques peuvent être utilisées pour informer et soutenir leur approche de la gestion des actifs et éclairer les décisions clés concernant les performances, les investissements et la mise en œuvre des programmes de travaux. Une mise en œuvre réussie du cadre de gestion des actifs nécessite une compréhension et une évaluation complètes des risques et des conséquences impliqués. La compréhension des risques permet au processus de gestion des actifs de traiter les problèmes identifiés.
Les événements météorologiques extrêmes constituent un exemple basique de la prise en compte du risque. Toutes choses étant égales par ailleurs, les décisions programmatiques concernant les projets devraient inclure l'analyse des risques et de la vulnérabilité comme l'un des facteurs à prendre en considération dans le cadre de la gestion des actifs. Une autre illustration pourrait être le cas d'une agence qui dispose d'un programme de chaussées bien conçu. Ce programme repose sur des données d'inventaire solides, de bonnes prévisions, un entretien préventif méthodique, des traitements réactifs en temps utile et un mélange bien équilibré de préservation, de réhabilitation et de remplacement des chaussées. L'agence a prévu son programme pour les cinq prochaines années et est convaincue qu'elle a mis au point un programme de revêtement solide à court et à long termes qui lui permettra d'atteindre ses objectifs de performance à court et à long termes. Toutefois, le risque de volatilité des prix de la construction crée un risque majeur pour le programme. Si les prix augmentent, le pouvoir d'achat de l'agence diminuera et elle ne pourra pas se permettre tous les traitements dont elle a besoin. Si les prix baissent, elle devra faire face à de nouvelles opportunités pour augmenter ses investissements ou atteindre un niveau de service plus élevé. Un programme équilibré de gestion des risques permettrait de se prémunir contre la hausse des prix en essayant méthodiquement des innovations de traitement moins coûteuses tout en surveillant étroitement les prix de la construction. Le degré de risque ou d'incertitude causé par la volatilité des prix serait documenté, communiqué aux parties prenantes et suivi comme un risque pour les objectifs du ministère en matière de chaussées.
La compréhension et la gestion du risque sont fondamentales pour une gestion efficace des actifs et devraient figurer en bonne place dans les programmes de formation et de développement des gestionnaires d'actifs.
AASHTO (2011): AASHTO Transportation Asset Management Manual—A Focus on Implementation. American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), 1st Edition, USA, 2011
ISO 31000 (2009): Risk management. ISO standard, 2009.
IIMM (2015): IIMM - International Infrastructure Maintenance Manual. IPWEA, Institute of public works Australasia, 5th Edition, Australia, 2015
PIARC 2008. Risk Analysis for Road Tunnels, Technical Committee 3.3 – Road Tunnel Operation, ISBN: 2-8460-202-4 (https://www.piarc.org/ressources/publications/4/5877,2008R02-WEB.pdf).
PIARC 2010. Towards Development of a Risk Management Approach, Committee on Risk Management for Roads (3.2), ISBN: 2-84060-230-X (https://www.piarc.org/en/order-library/6741-en-Towards%20development%20of%20a%20risk%20management%20approach.htm).
PIARC 2013. Risk Evaluation, Current Practices for Risk Evaluation for Road Tunnels, Technical Committee C.4 – Road Tunnel Operation, ISBN: 978-2-84060-290-3 (https://www.piarc.org/ressources/publications/7/19445,2012R23-EN.pdf).
PIARC 2016. Role of Risk-Assessment in Policy Development and Decision-Making, Technical Committee 1.5 – Risk Management, ISBN: 978-2-84060-388-7 (https://www.piarc.org/ressources/publications/8/25153,2016R09EN-Risk-Management.pdf).
United Kingdom Roads Liaison Group (UKRLG) and Roads Maintenance Efficiency Programme (HMEP) (2013): Road Infrastructure Asset Management Guidance Document. Department for Transport, London. Last accessed July 24, 2015 (http://www.ukroadsliaisongroup.org/en/utilities/document-summary.cfm?docid=5C49F48E-1CE0-477F-933ACBFA169AF8CB).
Ces pratiques ont été testées à plusieurs reprises et des études de cas sont en cours de préparation. Elles seront présentées ici lorsqu'elles seront disponibles. Si vous souhaitez partager une étude de cas, veuillez contacter assetmanagementmanual@piarc.org.
La planification du cycle de vie permet aux gestionnaires de biens d'évaluer leurs décisions d'un point de vue durable et orienté vers l'avenir. Il existe différentes méthodes et solutions pour planifier les futures activités de maintenance sur différents types d'actifs. La planification du cycle de vie peut être considérée comme l'état de l'art pour trouver les solutions d'entretien les plus efficaces et les plus adéquates. Ainsi, elle devrait être appliquée en particulier aux actifs dont la forte détérioration affecte les différentes parties prenantes.
Les chapitres suivants présentent la méthode de planification du cycle de vie dans le cadre de la gestion moderne des actifs. Ces chapitres se concentrent sur la modélisation, la planification, l'investissement, l'allocation des ressources et les procédures de génération d'un plan de cycle de vie holistique.
Les objectifs de la planification du cycle de vie peuvent être résumés comme suit (UKRLG et HMEP, 2013) :
La planification du cycle de vie décrit l'approche à adopter pour maintenir un actif de sa construction à sa destruction. Elle implique la prévision des performances futures d'un actif, ou d'un groupe d'actifs, sur la base de scénarios d'investissement et de stratégies de maintenance. Le plan de cycle de vie est le résultat documenté de ce processus (UKRLG et HMEP, 2013).
Les plans de cycle de vie peuvent être utilisés pour démontrer comment les exigences de financement et/ou de performance sont atteintes par des stratégies de maintenance appropriées, avec pour objectif de minimiser les dépenses tout en fournissant la performance requise sur une période de temps donnée (AIPCR 2000).
La planification du cycle de vie peut être appliquée à tous les actifs de l'infrastructure routière et peut adopter une série d'approches simples en fonction de la maturité de l'organisation et des compétences et capacités de son personnel. Toutefois, son application peut être plus bénéfique pour les actifs qui ont la plus grande valeur, nécessitent un financement considérable et sont à haut risque et/ou considérés comme des actifs critiques. Dans certains cas, des approches complexes peuvent être appliquées et, dans ces circonstances, des données de meilleure qualité et des techniques de modélisation prédictives seront souvent nécessaires. Lorsque les données disponibles sont minimales, une approche plus fondamentale ou fondée sur le risque peut être adoptée, comme indiqué au point 2.3.
Le cycle de vie d'un bien couvre les étapes suivantes :
Figure 2.4.2.1 Le cycle de vie d'un actif d'infrastructure
Des stratégies d'entretien peuvent être élaborées qui tiennent compte des différentes options de traitement et qui équilibrent le renouvellement et l'entretien courant. Ces stratégies doivent prendre en considération la durée de vie de chaque option de traitement et équilibrer les coûts sur une période de temps planifiée. L'objectif de ce processus est de fournir un plan de cycle de vie pour un actif qui soutiendra la mise en œuvre de la stratégie et des objectifs de gestion de l'actif. Lors de l'application d'une approche de cycle de vie, les questions suivantes peuvent être posées pour une période de planification à court, moyen et long termes pour chaque actif :
L'adoption d'une approche par planification à ‘échelle du cycle de vie aide les organisations à appliquer les principes de la gestion des actifs pour établir des normes de maintenance qu'elles peuvent se permettre et/ou qui sont souhaitables.
La performance souhaitée est déterminée en fixant les principes d’entretien concourrant à l’atteinte des objectifs de performance, comme décrit dans la section 1.4. La performance actuelle des actifs est évaluée par la collecte d'informations et de données, selon l'approche décrite au point 2.1. et le suivi de la performance, comme décrit au point 2.2.
En règle générale, les principes d’entretien auront été choisis pour chaque type ou groupe d’actifs. Ces principes se coordonnent normalement avec les seuils de maintenance mais peuvent varier en fonction de la maturité de l'organisation qui applique les principes de planification du cycle de vie. Il convient de reconnaître que différentes exigences de performance peuvent également être adoptées dans différentes hiérarchies de réseau. Par exemple, les routes stratégiques peuvent avoir des principes d'entretien différentes de celles des routes rurales moins fréquentées.
Lorsque les actifs doivent être maintenus dans un état stable, le plan de cycle de vie doit être élaboré pour répondre aux exigences de performance existantes, comme le montre la figure 2.4.2.2.
Figure 2.4.2.2 Niveau declenchement de l'entretien et performance de la chaussee
Une approche de planification du cycle de vie permettra de déterminer la stratégie de maintenance pour tous les actifs. Toutefois, les principaux actifs, ceux pour lesquels l'investissement et/ou le risque seront les plus importants, doivent être considérés comme prioritaires lorsque les ressources sont rares. La planification du cycle de vie est donc susceptible d'apporter les plus grands avantages aux actifs pour lesquels des investissements importants sont réalisés, notamment les chaussées, les voies piétonnes, les structures et l'éclairage.
Le processus de planification du cycle de vie est illustré à la figure 2.4.3.
Figure 2.4.3 Processus de planification du cycle de vie (UKRLG et HMEP, 2013)
Le degré de prise en compte de chaque aspect, ainsi que sa sophistication, dépend du stade de maturité de l'organisation et des avantages qu'elle obtiendra en investissant dans une approche de cycle de vie.
Lors de l'élaboration d'un plan de cycle de vie, le groupe d'actifs et/ou ses composantes doivent être identifiés au niveau du réseau, les actifs similaires étant regroupés et agrégés. L'approche de la sélection et du regroupement des actifs (voir section 2.1) peut être résumée comme suit :
Les données relatives aux actifs pour la planification du cycle de vie doivent être disponibles auprès de l'organisation via un système de gestion des actifs, un registre des actifs ou un système de gestion de la maintenance (voir section 4.1). En règle générale, les éléments suivants sont nécessaires à l'élaboration des plans de cycle de vie :
Les besoins en données pour la planification du cycle de vie doivent être identifiés dans le cadre de l'approche globale (voir section 2.1). Cela peut nécessiter la collecte de données spécifiques pour les groupes d'actifs concernés et leurs composantes.
La fiabilité, la qualité et la quantité des données disponibles, y compris les données d'inventaire et les performances historiques des traitements, doivent être évaluées avant d'élaborer des plans de cycle de vie. En général, plus la confiance dans les données disponibles est grande, plus la confiance dans le plan de cycle de vie est grande.
Les plans de cycle de vie doivent être mis à jour régulièrement à mesure que de nouvelles données sur les actifs deviennent disponibles. Les plans doivent également être revus en fonction de tout changement dans l'approche de la gestion des actifs.
Les éléments d'entrée pour la planification du cycle de vie sont les suivants :
Inventaire des actifs : il s'agit du nombre, de la taille et/ou des dimensions des actifs à analyser. Pour un projet d'entretien de la chaussée, il s'agira de la longueur et de la largeur de la zone de traitement.
Période d'analyse : Il s'agit de la durée sur laquelle les coûts de maintenance doivent être évalués. Elle doit s'étendre sur au moins un cycle de vie complet du bien/traitement considéré. Une fois qu'une période d'analyse a été choisie, elle doit être appliquée de manière cohérente à toutes les options de maintenance envisagées. Si ce n'est pas le cas, il sera impossible d'établir des comparaisons significatives entre les plans de cycle de vie.
Options de traitement : Une option de traitement doit être choisie pour le plan de cycle de vie et peut être prescrite pour chaque stratégie de maintenance. Les options peuvent aller de travaux superficiels à petite échelle au remplacement ou à la reconstruction importante. Une gamme d'options de matériaux ou de types de spécifications doit être envisagée. Pour un projet d'entretien de la chaussée, les options de traitement comprendront probablement une gamme de profondeurs de traitement.
Durée de vie : La durée de vie d'un bien ou d'un traitement déterminera le calendrier des futures interventions de maintenance. L'utilisation de durées de vie réalistes et réalisables est d'une importance primordiale dans la planification du cycle de vie. Les durées de vie doivent être déterminées localement et reposer sur un certain nombre de facteurs, notamment l'historique des performances, le type de matériau, les spécifications (y compris les règles de l’art et la qualité de l'exécution), l'environnement local et la demande (comme les niveaux de trafic et la consommation d'énergie, qui ne s'appliquent pas nécessairement à tous les actifs). Ces facteurs sont basés sur l'expérience pratique, mais ils pourraient être modifiés pour s'adapter aux pratiques locales ou aux antécédents de performance.
Prix unitaires : Il s'agit du coût par unité de mesure (nombre/longueur/surface/volume) pour entretenir un bien ou une partie d'un bien. Il peut s'agir, par exemple, du prix au mètre carré pour appliquer un traitement de surface particulier à une chaussée ou du coût de remplacement d'un seul mât d'éclairage. Il est important que l'ingénieur apprécie ce qui est inclus dans un taux particulier et qu'il soit conscient de toutes les hypothèses qui ont été utilisées pour en calculer la valeur. Cela est considéré comme essentiel pour parvenir à un coût précis des travaux.
Coûts des travaux : Il s'agit du coût direct des activités de maintenance planifiée sur le site. Des prix unitaires sont utilisés pour estimer le coût des travaux. Les coûts d’ installation de chantier, de gestion du trafic et des travaux préliminaires doit être inclus.
Coûts d'entretien courant : Il s'agit des coûts (directs) permanents liés au maintien d'un bien dans un état sûr et fonctionnel. Ces coûts excluent les activités cycliques telles que le balayage et le nettoyage (car il s'agit normalement de dépenses constantes qui ne varient pas en fonction des stratégies ou des types de traitement). Les coûts d'entretien courant doivent être pris en compte dans les plans de cycle de vie si des stratégies d'entretien concurrentes sont susceptibles d'entraîner des coûts permanents sensiblement différents.
Taux d’actualisation : L'actualisation est une technique utilisée pour comparer les coûts (et les bénéfices) qui se produisent à différents moments de la période d'analyse. Elle consiste à ajuster ces coûts (et avantages) futurs à leur valeur actuelle. Cette pratique permet de comparer des options de maintenance concurrentes sur une base commune, en ce sens qu'une fois qu'un taux d'actualisation a été sélectionné, il doit être appliqué de manière cohérente à toutes les options de maintenance envisagées. Dans le cas contraire, il sera impossible d'établir des comparaisons significatives entre les résultats de l'évaluation des coûts sur l'ensemble du cycle de vie.
Les résultats du processus de cycle de vie sont les suivants :
Stratégie d'investissement : Les stratégies d'entretien, le calendrier et les coûts (directs et indirects) déterminés ci-dessus permettront de produire un profil montrant les investissements futurs pour chaque année de la période d'analyse. En analysant les profils de coûts d'un programme de travaux, il est possible d'identifier les cas futurs où des travaux importants sur plusieurs projets pourraient coïncider au cours d'une même année. Ces cas peuvent poser des problèmes de financement à l'avenir (et créer des problèmes de gestion de réseau et de charge de travail). D'autres stratégies de maintenance peuvent alors être envisagées pour atténuer les pics de demande.
Coût actualisé des travaux: Il s'agit du coût actuel net de tous les besoins futurs en matière de maintenance. Il fournit une base de comparaison des différentes options de maintenance et indique le niveau d'investissement qui sera nécessaire pour faire face aux dépenses futures.
Une fois que le besoin de maintenance a été identifié, les paramètres d'entrée ci-dessus peuvent être utilisés pour entreprendre une analyse du cycle de vie en considérant la stratégie de maintenance à adopter :
Ne rien faire : dans le cadre de cette stratégie, l'organisation entreprendrait des réparations curativess pour les seuls défauts de sécurité. Ces réparations seront probablement superficielles et peut-être de nature temporaire. Les réparations n'arrêteraient pas le déclin de l'actif et de fréquentes inspections seront probablement nécessaires. À court terme, les coûts d'entretien courant seront probablement élevés en raison de la responsabilité permanente à assurer.
Faire le minimum : Dans le cadre de cette approche, l'organisation cherche à effectuer le minimum de travaux d'entretien courant pour maintenir le bien en sécurité et en état de marche. Les travaux seront normalement limités à la réparation des défauts de sécurité; les réparations seront normalement de nature permanente, bien qu'elles n'ajoutent aucune valeur à l'actif.
Dans le cadre d'un projet de chaussée, cette approche pourrait se limiter à la réparation permanente des nids de poule uniquement. Ces réparations seraient entreprises de manière isolée ou pourraient s'étendre à de petites parcelles.
Faire quelque chose : cette approche est susceptible d'impliquer des dépenses d'investissement de la part d'une organisation plutôt que des dépenses d’entretien courant. Elle peut inclure le remplacement important ou une réparation majeure d'un bien à un niveau qui améliorera sa durabilité à long terme et réduira au minimum l'entretien courant futur. Une approche proactive peut également être adoptée, ce qui signifie que la réparation a lieu avant que le niveau d'intervention ne soit atteint. Dans le contexte d'un projet de chaussée, cette approche pourrait prévoir le traitement d'une section de chaussée classée comme nécessitant un entretien.
Il est recommandé d'évaluer plus d'une stratégie "Faire quelquechose" pour chaque stratégie de maintien afin d'explorer la gamme des types de traitement disponibles. Pour les stratégies "Faire quelquechose", il faut tenir compte du moment où l'intervention de maintenance initiale doit être effectuée. Les options peuvent inclure
Si cette dernière option (différée) est choisie, les coûts supplémentaires d'entretien courant doivent être inclus dans le plan de cycle de vie. Dans le cadre d'un projet de chaussée, les approches ci-dessus pourraient être choisies. Par exemple, une chaussée approchant de la fin de sa durée de vie utile peut présenter des défauts de surface, tels que des nids de poule. Si le traitement initial est différé, il faudra alors, pendant la période de report, réexaminer le site (et peut-être même en élargir l’emprise) afin de réparer ces défauts. Les coûts de ces réparations doivent être inclus dans le plan de cycle de vie. Si le traitement initial est reporté, la structure de la chaussée peut se détériorer davantage. Cela peut entraîner la nécessité d'un traitement plus important que celui qui aurait été mis en œuvre si le site avait été réparé plus tôt. En considérant une plage de stratégies de traitement et de permutations sur les types et calendriers de l'intervention initiale, une stratégie d'entretien optimale peut être déterminée.
La stratégie de maintenance ayant la valeur actuelle nette (VAN) la plus faible est généralement considérée comme l'option la plus économiquement avantageuse (voir figure 2.4.3.3). L'évaluation des coûts sur toute la durée de vie n'est qu'un facteur parmi d'autres lors de la sélection de l'option de maintenance préférée. D'autres facteurs, tels que le jugement technique, l'exploitation du réseau, la constructibilité, l'accessibilité financière et la gestion des risques, exigent également d’être pris en considération.
Figure 2.4.3.3 Comparaison des strategies de maintenance (UKRLG et HMEP,2013)
Une organisation peut mettre en œuvre le processus ci-dessus en fonction de ses compétences et capacités, y compris la disponibilité des données et les modèles de performance, comme suit :
Lorsque les données disponibles sont insuffisantes, une approche plus fondamentale de la planification du cycle de vie peut suffire pour répondre aux besoins de l'organisation. Cependant, même les approches simplifiées nécessitent des données sur la hiérarchie des actifs, l'inventaire et la durée de vie (durée de vie estimée de l'option de traitement). Cette approche peut exiger que des hypothèses soient faites sur la base de l'expérience et des connaissances locales/techniques du personnel impliqué dans le processus. Cette expérience et ces connaissances peuvent porter sur les montants ainsi que sur les performances actuelles et futures prévues de l'actif. Toute hypothèse doit être documentée et tout risque important doit être exposé.
Une approche plus avancée nécessitera probablement des données de meilleure qualité pour la modélisation des performances ou de la détérioration afin de déterminer la durée de vie des traitements proposés (comme décrit ci-dessus). Par la suite, des investissements supplémentaires dans des outils de collecte de données et de gestion des actifs peuvent être nécessaires pour analyser et interroger ces données. Lorsque c'est le cas, il convient de justifier tout investissement supplémentaire en se basant sur les avantages et les gains d'efficacité qui peuvent être obtenus en adoptant une approche plus avancée.
La capacité d'une organisation à développer des modèles de performance et à modéliser la détérioration des actifs favorisera l'avancement de son approche de la planification du cycle de vie. Ces modèles ont la capacité de prédire les modes de détérioration et/ou d'échec des travaux proposés, ainsi que le moment de la prochaine intervention (le moment où l'actif atteint la fin de sa durée de vie utile). L'approche peut être avancée et très complexe ou simple, selon la capacité de l'organisation. Deux approches de la détérioration peuvent être envisagées :
Le processus de décision pour choisir la stratégie d'investissement doit s'aligner sur l'approche de la gestion des actifs et, en particulier, fournir le moyen le plus efficace et le plus abordable d'atteindre les exigences de performance. En règle générale, la sélection des stratégies d'entretien tient compte des éléments suivants :
Un certain nombre de technique peuvent être utilisées pour choisir une stratégie d’investissement, dont certaines sont listées ci-dessous. Le guide international de la maintenance des infrastructures donne aussi des conseils sur ces techniques de prise de décision ( The International Infrastructure Maintenance Manual - IIMM, 2015)
L'évaluation fondée sur le risque vise à minimiser le risque associé à l'actif grâce à une stratégie d'investissement tout en garantissant que les risques éventuels sont gérés au moindre coût. L'approche de la gestion des risques est décrite au point 2.3. L'évaluation des risques peut être utilisée comme une technique de prise de décision en soi ou être considérée avec les autres techniques d'aide à la décision décrites ci-dessous.
Le coût sur toute la durée de vie est une analyse coûts-avantages qui quantifie les coûts d'investissement, y compris le coût du traitement et des interventions d'entretien ultérieures, par rapport aux avantages économiques, notamment la sécurité, les retards de circulation et la pollution. Ces coûts doivent être évalués pour chaque stratégie de maintenance. La stratégie de maintenance ayant la VAN la plus faible sur la période d'analyse fournit le coût le plus bas sur l'ensemble du cycle de vie. Les coûts peuvent être déterminés comme décrit ci-dessus. Les avantages doivent être déterminés par chaque organisation et considérés dans le contexte de son approche globale de la gestion des actifs.
L'analyse multicritères peut être utilisée pour hiérarchiser les diverses options de traitement parmi lesquelles la stratégie de maintenance peut être choisie. Un certain nombre de critères peuvent être sélectionnés qui s'alignent sur les niveaux de service et/ou les buts et objectifs de l'organisation. En général, il peut s'agir de la sécurité, de la facilité d'entretien, de la durabilité et de l'accessibilité. Une pondération visant à démontrer l'importance relative de ces facteurs peut être choisie, à partir de laquelle une note globale est déterminée. La nécessité de satisfaire aux exigences réglementaires doit être reflétée dans la notation. Cette technique peut être utilisée lorsque les avantages et les coûts sont moins tangibles à définir. Toutefois, elle permet une évaluation qualitative aussi bien que quantitative.
Les coûts retenus pour toute activité d'entretien courant et de renouvellement des actifs doivent être aussi fiables que possible. Le choix de la stratégie de maintenance peut être sensible à l'exactitude de ces informations.
Un processus rigoureux devrait être mis en place pour la collecte et l'enregistrement des données sur les coûts pour permettre la planification du cycle de vie. Ces données sur les coûts peuvent être différentes des taux contractuels actuels parce que les données tiennent compte d'autres facteurs, tels que les frais généraux.
Les taux utilisés doivent tenir compte de l'inflation et être revus et mis à jour à mesure que de nouvelles informations sur les coûts sont disponibles. La source de toutes les données sur les coûts doit être référencée.
L'accumulation de données sur les coûts est susceptible d'inclure un certain nombre d'hypothèses, telles que l'inclusion de la gestion du trafic, les frais généraux des entreprises contractantes, la conception du projet et les coûts de supervision. Ces informations peuvent ne pas être directement disponibles à partir des taux unitaires, qui peuvent être obtenus auprès de sources telles que les contrats de maintenance à durée déterminée ou les contrats-cadres. Il convient donc de faire preuve de prudence dans l'établissement des prix unitaires afin de prendre en compte ces postes de coûts.
Le résultat du processus de planification du cycle de vie est une stratégie d'investissement pour le patrimoine d'infrastructure routière qui comprend un groupe d'actifs et ses composants, est finançable et fournit la performance requise au coût minimum. Pour atteindre ce résultat, la stratégie d'investissement doit également épauler la stratégie de gestion des actifs. Un certain nombre d'itérations, avec différentes stratégies de maintenance, peuvent être nécessaires pour optimiser la stratégie d'investissement.
Lors de l'élaboration d'une stratégie d'investissement, les questions suivantes doivent être prises en compte :
Quel est le niveau de performance requis pour maintenir un état stable et quel est le budget requis ?
Les plans de cycle de vie peuvent être utilisés pour démontrer l'investissement nécessaire pour maintenir l'actif à son niveau de performance actuel. Cela est utile dans les cas où les organisations sont satisfaites des performances de leurs réseaux et pour comparer l'impact de différents scénarios de financement.
Quel est le niveau de performance qui peut être atteint avec un budget fixe ?
Lorsqu'une organisation dispose d'un financement fixe, la planification du cycle de vie peut être utilisée pour déterminer la performance de l'actif pour le financement alloué. Elle peut également être utilisée pour cibler ou prioriser le financement dans les domaines qui en ont le plus besoin et pour démontrer l'effet d'une réduction du financement sur la performance des actifs à court, moyen et long terme.
Quel est le budget nécessaire pour obtenir les résultats requis ?
Les organisations peuvent utiliser la planification du cycle de vie pour déterminer les besoins budgétaires futurs. Des objectifs de performance peuvent être sélectionnés pour une hiérarchie de groupes d'actifs et de leurs composantes. Ce faisant, les organisations peuvent souhaiter prendre en compte le travail nécessaire pour maintenir les exigences de performance convenues et les éventuels écarts de performance.
Quelles sont les considérations relatives aux actifs croisés ?
Aucune organisation ne disposera de fonds illimités pour investir dans un actif. Les techniques de hiérarchisation croisée des actifs, ou "trade-off", peuvent être utilisées pour déterminer où les budgets sont dépensés le plus efficacement ou au moindre coût. Il est essentiel de prendre en compte le risque, le coût et le rendement associés à chaque actif.
Quel est le calendrier ?
Les plans de cycle de vie doivent être préparés pour une période d'au moins 10 ans.
Les plans de cycle de vie sont essentiels pour aider les décideurs de haut niveau à élaborer leurs plans financiers et pour justifier tout financement supplémentaire nécessaire pour atteindre les performances requises. De même, ils fournissent des preuves de l'effet sur l'actif si le financement n'est pas disponible et de l'effet sur la performance future de l'actif.
Lorsque les organisations élaborent des programmes de maintenance (par exemple des plans de cycle de vie), elles doivent s'assurer que leur personnel est correctement formé et dispose des ressources nécessaires pour mettre en place des programmes durables et réalistes. Les organisations doivent choisir des méthodes adéquates de planification de la gestion des actifs (par exemple, l'approche du cycle de vie) en fonction de leur maturité, de leurs besoins et de leurs ressources.
Les niveaux de maturité d'une organisation qui entreprend la planification du cycle de vie sont indiqués dans le tableau 2.4.9. Les organisations peuvent évaluer leur maturité par rapport à cette échelle.
Tableau 2.4.9 Niveaux de maturité de la planification du cycle de vie
United Kingdom Roads Liaison Group (UKRLG) and Roads Maintenance Efficiency Programme (HMEP) (2013): Road Infrastructure Asset Management Guidance Document. Department for Transport, London. Last accessed July 24, 2015. http://www.ukroadsliaisongroup.org/en/utilities/document-summary.cfm?docid=5C49F48E-1CE0-477F-933ACBFA169AF8CB.
IIMM (2015): IIMM - International Infrastructure Maintenance Manual. IPWEA, Institute of public works Australasia, 5th Edition, Australia, 2015.
HDM-4 (2004): HDM-4 – The Highway Development and Management Series. World Road Association (PIARC/AIPCR), Paris, 2004.
PIARC 2000. Whole Life Costing of Roads – Flexible Pavements, Technical Committee 8 – Flexible Roads, ISBN: 2-94060-119-2 (https://www.piarc.org/ressources/publications/1/3762,08-09-e.pdf).
Les études de cas suivantes sont présentées dans ce chapitre :
L'outil de développement et de gestion des routes (HDM-4) est un outil d'analyse, de planification, de gestion et d'évaluation de l'entretien, des améliorations et des décisions d'investissement dans le domaine routier. En 1998, l'AIPCR s'est vu confier la propriété intellectuelle de HDM-4 au nom de ses parties prenantes initiales (HDM-4, 2004). Le cadre analytique de HDM-4 est basé sur le concept de l'analyse du cycle de vie des chaussées et est appliqué pour prévoir les éléments suivants sur la période de planification du cycle de vie d'une chaussée (généralement 15 à 40 ans) :
Le modèle prévoit la détérioration des routes en fonction des caractéristiques de construction de la chaussée, de la charge de trafic et des conditions climatiques et est directement affecté par les normes d'entretien et d'amélioration appliquées pour réparer les défauts calculés. L'état à long terme de la chaussée dépend de l'application de ces normes d'entretien et d'amélioration. Par conséquent, HDM-4 peut déterminer les coûts nécessaires pour entretenir la route selon une norme définie par l'utilisateur au sein de HDM-4. Les impacts des normes d'état et de conception de la route sur les usagers sont quantifiés en termes de coûts pour l'usager, qui se composent comme suit :
Les effets socio-économiques comprennent les émissions des véhicules, la consommation d'énergie et d'autres avantages sociaux pour la population desservie par le réseau routier analysé. HDM-4 est conçu pour faire des estimations de coûts comparatives et des analyses économiques de différentes options d'investissement ou de stratégies d'entretien des routes. Le bénéfice économique de chaque stratégie d'investissement routier est déterminé en comparant les flux de coûts totaux (agence de transport, usagers de la route et coûts socio-économiques) par rapport à une norme minimale, comme l'illustre la figure 2.4.11.1.
igure 2.4.11.1 Comparaison des flux de coûts totaux par rapport à une norme minimale (HDM-4,2004)
HDM-4 peut être utilisé dans le processus de planification du cycle de vie en déterminant les avantages, les coûts, l'efficacité économique et les performances fonctionnelles du réseau en appliquant différentes normes de maintenance et d'amélioration du réseau analysé. HDM-4 permet également aux organisations de déterminer les activités de maintenance les plus rentables à réaliser lorsque les budgets ne sont pas suffisants pour effectuer tous les travaux indiqués.
ALFRED WENINGER-VYCUDIL, PMS-Consult – Deighton Europe, Austria
Le système autrichien de gestion des chaussées est utilisé pour un processus de planification objective de l'entretien à l'échelle du réseau, en tenant compte des différents aspects et des exigences des différents niveaux de décision (niveau du projet, niveau du réseau, niveau politique). Actuellement, il est appliqué sur l'ensemble du réseau routier fédéral (autoroutes et voies rapides) d'une longueur totale de plus de 2 200 km ainsi que sur le réseau routier des États dans 7 des 9 États autrichiens (Vorarlberg, Tyrol, Salzbourg, Styrie, Haute-Autriche, Basse-Autriche et Burgenland). En outre, une approche similaire est utilisée pour évaluer les chaussées des routes communautaires et les chaussées des routes rurales dans 3 États autrichiens.
Le système utilisé pour la planification de l'entretien systématique des chaussées est basé sur l'analyse du coût du cycle de vie (ACV) qui fournit un cadre de décision pour les mesures d'entretien afin d'optimiser l'efficacité en termes d'utilisation des ressources disponibles ou en termes d'état des chaussées. La procédure utilise des analyses coûts-avantages ainsi qu'un processus d'optimisation heuristique pour identifier la stratégie de traitement d'entretien optimale dans un ensemble de conditions données.
L'une des tâches clés tout au long du processus décisionnel est la mise en évidence des besoins en matière de budget d'entretien pour les différents actifs. Ce résultat permet aux autorités de l'administration des routes de montrer clairement aux décideurs politiques l'évolution à long terme de la répartition de l'état de la chaussée pour différents budgets ou niveaux de service et également les conséquences des réductions du financement de l'entretien des routes. Les résultats de l'analyse du cycle de vie comprennent :
La prévision de l'état futur à l'aide de l'analyse du cycle de vie est le moyen le plus efficace de gérer les chaussées et offre différentes possibilités à l'administration des routes. L'analyse permet à l'administration des routes d'évaluer différentes options pour la gestion de leurs chaussées. L'évaluation des différentes stratégies de traitement d'entretien au niveau d'un tronçon constitue une base complète pour la définition des programmes de construction de chaussées à court et moyen terme. Les résultats à long terme permettent de planifier et d'optimiser le budget, l'entretien et la réhabilitation. Les phases comportant des investissements élevés peuvent être détectées à un stade précoce et des programmes d'investissement spécifiques peuvent être préparés à l'avance.
Les systèmes avancés comme le PMS autrichien cherchent à évaluer le besoin de mesures d'entretien et de financement de l'entretien sur une période déterminée, à l'étude ou sous observation, sur la base de prévisions de la performance des chaussées. Le PMS autrichien utilise des fonctions de performance déterministes pour la prédiction de la performance des chaussées. Ces modèles ont été directement dérivés des données disponibles dans le cadre de différents projets de recherche financés par l'ASFINAG (autoroutes et voies rapides) et le ministère fédéral des transports, de l'innovation et de la technologie (BMVIT) pour les routes nationales.
Dans le cadre de l'analyse PMS, différentes données relatives à la maintenance sont incluses comme suit :
Étant donné qu'en règle générale, chaque indicateur de performance (caractéristique) ne représente qu'un aspect ou une propriété de la chaussée, les valeurs dimensionnelles individuelles (paramètres techniques) obtenues pour les différentes caractéristiques doivent d'abord être normalisées en tant qu'indices sans dimension, puis agrégées en sous-indices en appliquant des règles de pondération et de combinaison, et enfin agrégées en un indice global.
Pour la transformation des valeurs dimensionnelles, des fonctions de normalisation (normalisation) ont été définies qui permettent d'évaluer les dommages ou défauts en fonction de l'importance de la section de route (autoroute, voie express, route nationale). Les valeurs sans dimension ainsi obtenues, sont agrégées en appliquant des règles de pondération et de combinaison pour obtenir un indice de confort et de sécurité (CSI) exprimant la sécurité et le confort de conduite et en un indice structurel (SI) qui représente la capacité structurelle de la chaussée.
L'indice d'état total (IET) résultant des sous-indices peut être utilisé pour calculer le bénéfice d'une stratégie de maintenance ainsi que pour définir la fonction cible dans le cadre du processus d'optimisation.
Le résultat d'une analyse est une proposition de stratégie de traitement d'entretien optimale pour chaque tronçon de route analysé (en fonction des conditions définies), qui peut être utilisée pour une évaluation ultérieure au niveau du projet. En agrégeant les résultats par section, on peut également évaluer l'évolution en termes de coût et d'état des chaussées sur l'ensemble du réseau et, enfin, déterminer les besoins d'entretien optimal. Les deux figures suivantes montrent un exemple d'analyse, où la figure 2.4.11.2 représente une répartition de l'état de la chaussée et la figure 2.4.11.3 montre l'évolution du retard de maintenance (maintenance backlog) pour différents sous-réseaux (sub-networks) sous forme de comparaison.
Figure 2.4.11.2 Distribution des valeurs de l'indice de condition total (ICT) pour le scenario “Status Quo”
Figure 2.4.11.3 Effet d'un retard de maintenance sur les sous classes de reseau (longueur Total Condition Index (TCI) mauvais ou très mauvais)
Figure 2.4.11.4 Capture d'écran dTIMS - Application PMS autrichienne - Fenêtre LCC
Les systèmes de gestion des chaussées utilisant l'analyse du coût du cycle de vie sont devenus une norme dans de nombreux pays du monde entier au cours des 30 dernières années. En plus de disposer d'un instrument objectif pour souligner la nécessité des investissements d'entretien, la solution permet à l'administration des routes de modéliser l'état futur et les besoins d'investissement pour des segments de route individuels et pour le réseau global. L'Autriche est un bon exemple de la manière dont l'analyse du coût du cycle de vie a été et sera utilisée comme outil de planification technique et stratégique sur les différents réseaux routiers.
Ces dernières années, de nombreuses agences routières ont commencé à se concentrer sur les méthodes permettant de faire face aux événements indésirables qui ne peuvent être traités dans le cadre de l'approche traditionnelle fondée sur le risque. L'objectif des activités de gestion du patrimoine d'infrastructure est de commencer par la prévention contre les menaces ou les événements susceptibles de se produire et de dégrader les performances du patrimoine d'infrastructure lui-même, pour évoluer vers une nouvelle approche globale "basée sur la résilience", afin de pouvoir accélérer le rétablissement et restaurer la fonctionnalité du patrimoine d'infrastructure, une fois que les événements perturbateurs se sont produits. Dans les sections suivantes, une brève définition de la résilience est fournie, la différence entre le risque et la résilience est soulignée et une vue d'ensemble est présentée pour faciliter l'incorporation de la résilience dans la gestion de patrimoine et les stratégies correspondantes pour améliorer la résilience.
Le mot "résilience" provient du domaine de la mécanique des structures et fait référence à la capacité d'un matériau à résister à des actions dommageables en se remettant d'un état de flexion antérieur. Au cours des 50 dernières années, le dérivé de ce concept, en termes de "capacité à se remettre d'adversités ou de perturbations", a été étendu à un plus grand nombre de domaines, tels que la psychologie, l'écologie, la sociologie, l'urbanisme, etc. Dans le domaine du génie civil, depuis le début des années 2000, la résilience des réseaux de transport a été principalement définie en fonction de la réponse (impact et réactions) aux risques naturels ; toutefois, il convient de reconnaître qu'une approche basée sur la résilience devrait englober tous les types de risques (naturels et d'origine humaine). Plus récemment, l'ISO a introduit le concept de "résilience organisationnelle" (ISO 2017) comme "la capacité d'une organisation à absorber et à s'adapter dans un environnement changeant pour lui permettre d'atteindre ses objectifs", ce qui implique que la résilience dans la gestion du patrimoine routier peut également concerner des questions socio-organisationnelles autres que celles liées à l'exposition aux risques d'aléas.
Dans le contexte de la gestion du patrimoine routier, il convient de souligner les différences importantes entre le risque et la résilience (voir Fig. 1). Alors que le risque est une question à multiples facettes qui peut être associée à des menaces et des opportunités possibles, les risques eux-mêmes ne sont pas toujours négatifs et le risque est strictement lié à l'incertitude qui affecte tous les processus et toutes les interventions dans le cadre de la gestion du patrimoine d'infrastructures. D'autre part, la résilience, bien qu'elle soit basée sur une évaluation des risques, se concentre sur les questions liées à l'évitement ou à la minimisation des perturbations, au rétablissement des conditions initiales et au maintien de ces dernières ou à l'adaptation à un nouveau scénario d'exploitation. De manière simplifiée, une approche basée sur la résilience prend également en compte le temps, dans la mesure où il affectera la performance de rétablissement des infrastructures et du système de transport dans son ensemble.
Figure 1. Résilience vs Gestion du patrimoine routier
Sur la base de ces principes, le cadre d'évaluation des risques est parfaitement intégré dans l'approche globale de la gestion du patrimoine de l'agence. Il constitue également un bon point de départ pour élaborer des stratégies et des actions basées sur la résilience et les intégrer dans le processus décisionnel global.
Après l'identification des risques possibles pour la fonctionnalité des infrastructures, un processus d'évaluation des risques nécessite la définition de la probabilité et des conséquences d'un événement ou d'un scénario. De cette manière, le choix du traitement du risque, c'est-à-dire une intervention visant à atténuer la probabilité et les conséquences d'un risque spécifique, présente les mêmes caractéristiques communes que l'approche fondée sur la résilience. Dans le cadre d'une approche conventionnelle fondée sur les risques, les probabilités et les conséquences de différents scénarios incluant ou non des interventions de maintenance sont évaluées qualitativement ou quantitativement afin de fournir des informations pour l'établissement des priorités et l'allocation du budget. Cependant, dans une approche fondée sur la résilience, ces scénarios sont améliorés par le temps nécessaire pour se rétablir à la suite d'événements défavorables qui peuvent remettre en question la capacité de l'infrastructure à remplir efficacement sa fonction souhaitée et à mettre en œuvre des stratégies d'adaptation.
Par exemple, considérons la nécessité d'améliorer la capacité d'un réseau routier à résister à un événement sismique (c'est-à-dire la vulnérabilité sismique) par rapport à son parc de ponts (à condition qu'il soit possible d'évaluer sur une base stochastique le scénario de dommages induits par une excitation sismique). En utilisant une approche basée sur le risque, un gestionnaire routier pourrait évaluer la priorité des interventions de mise à niveau sismique dans le cadre d'une allocation budgétaire restreinte. Cependant, il est clair qu'il serait impossible de renforcer l'ensemble du parc de ponts et que, par conséquent, à la suite d'un tremblement de terre grave, certains ponts seraient probablement endommagés, ce qui entraînerait une perturbation du réseau qui prendrait un certain temps à se rétablir. D'autre part, selon une approche basée sur la résilience, plusieurs stratégies d'intervention supplémentaires peuvent être entreprises, détaillées comme suit:
1) Les ponts à moderniser peuvent être soigneusement sélectionnés afin de réduire l'impact de la perturbation globale du trafic induite par un tremblement de terre et, selon ce schéma de priorisation, les ponts restants qui n'ont pas été modernisés en raison de contraintes budgétaires et qui subiront des dommages importants peuvent être restaurés selon le même schéma de priorisation mentionné ci-dessus après l’événement qui les a endommagés.
2) Les interventions de mise à niveau peuvent être conçues de manière adéquate afin d'accélérer les actions de réparation et donc le temps de rétablissement.
Les deux stratégies peuvent contribuer à accroître la résilience du réseau routier dans la mesure où la fonctionnalité du réseau routier se dégradera moins, en ce qui concerne le niveau de performance, en raison de la première stratégie (voir la section "A" de la figure 2). Cependant, à cet égard, il faut reconnaître qu'une action de modernisation préventive correspond à l’approche d'une méthodologie basée sur le risque alors qu'une priorisation dans la phase de restauration relèvera d'un processus basé sur la résilience.
En outre, le réseau sera remis en état de fonctionnement dans un délai plus court, conformément à la deuxième stratégie (voir les sections "B" et "C" de la figure 2).
En ce qui concerne l'exemple précédent, il apparaît clairement que la conception et la mise en œuvre de stratégies basées sur la résilience nécessitent un niveau d'information plus élevé sur les réseaux routiers gérés en ce qui concerne les caractéristiques sismiques locales, l'état structurel actuel des ponts et la demande de transport.
En gardant à l'esprit tous ces points, les organisations de transport développent depuis plus de 10 ans des initiatives visant à intégrer le concept de résilience dans les systèmes de gestion du patrimoine d’infrastructures de transport. À cette fin, la première exigence est d'harmoniser la compréhension des ingénieurs sur ce qu'est une infrastructure de transport résiliente (c'est-à-dire d'établir une définition solide de la résilience) et sur la façon de mesurer la résilience.
La définition de la résilience des systèmes d'infrastructure de transport a été examinée dans la littérature technique (Flannery et al., 2018 ; Zhou et al. 2019). La littérature révèle que la plupart des définitions caractérisent la résilience selon l'une des deux perspectives suivantes, ou les deux : la capacité à maintenir la fonctionnalité en cas de perturbations ou de scénarios de détérioration, et le temps et les ressources nécessaires pour rétablir le niveau de performance après les perturbations. La résilience d'un système de transport peut être définie comme la capacité du système de transport à se préparer et à s'adapter à une perturbation majeure, à fournir et à maintenir un niveau acceptable de service ou de fonctionnalité et à réagir et à se remettre rapidement d'une perturbation. Selon les travaux du Comité technique E.1 de PIARC "Stratégies d'adaptation et résilience", la résilience est "la capacité d'un système ou de systèmes à survivre et à prospérer face à un avenir complexe, incertain et en perpétuel changement". L'approche de la résilience est une façon de penser aux cycles à court terme et aux tendances à long terme : minimiser les perturbations du trafic face aux chocs et aux stress, se rétablir rapidement lorsqu'ils se produisent et s'adapter régulièrement pour devenir meilleur et capable de prospérer à mesure que les conditions continuent de changer. Dans le contexte des infrastructures critiques, le processus de résilience offre une extension cyclique, proactive et holistique des pratiques de gestion des risques".
Par conséquent, la mesure de la résilience inclut le temps et la capacité de l'infrastructure à fonctionner après qu'un événement se soit produit et avant qu'il ne retrouve sa pleine fonctionnalité (voir Figure 2). La résilience comprend également l'adaptation, qui implique le rétablissement de l'infrastructure à un niveau supérieur à celui d'origine, ce qui, une fois encore, implique le renforcement de l'infrastructure pour faire face à un avenir marqué par des événements extrêmes de plus grande ampleur, en particulier ceux associés au changement climatique.
En outre, si des événements multiples d'importances variables sont prévus dans un laps de temps donné, il est nécessaire d'évaluer la maximisation de la disponibilité des services fournis par le système au fil du temps.
Figure 2. Phases conceptuelles caractérisant la perte de résilience et mesures correspondantes
La définition et l'illustration fournies à la figure 2 sont cohérentes avec l'hypothèse formulée par certains chercheurs qui considèrent que la résilience est constituée de quatre facteurs contributifs :
Le niveau de robustesse et de redondance est lié à la perte de performance du système de transport en phase de perturbation. La robustesse mesure la capacité à résister aux dommages causés par une catastrophe. La redondance reflète la disponibilité de ressources alternatives et, au niveau du système, se réfère à l'existence de routes alternatives qui peuvent fournir le service en cas de perturbation ou de " priorités du système qui permettent des options alternatives, des choix et des substitutions en cas de stress " (Bruneau et al. 2003). L'ingéniosité et la rapidité déterminent ensemble la capacité à rétablir la fonctionnalité au cours de la phase de rétablissement.
Afin d'intégrer la résilience dans les processus de gestion de patrimoine, l'agence en charge des infrastructures de transport a besoin de méthodes quantitatives pour mesurer la résilience de ses systèmes de transport face aux menaces susceptibles de provoquer des défaillances. Toutefois, surtout au début du processus de mise en œuvre de la résilience, il est suggéré d'envisager des mesures qualitatives en plus d'une mesure et d'une analyse quantitatives en utilisant, par exemple, une approche d'analyse multicritères.
En général, la mesure d'un paramètre lié à la résilience se fait en deux étapes. La première étape consiste à attribuer un paramètre de mesure et la seconde à établir des critères d'évaluation pour déterminer la conformité avec le paramètre. Actuellement, il n'existe pas de norme globale de mesure de la résilience du réseau routier, tant en termes de mesures que de méthodes d'évaluation. Les mesures de résilience des infrastructures de transport utilisées jusqu'à présent peuvent être divisées en deux catégories : les mesures topologiques et les mesures basées sur les performances (Nicolosi et al., 2022).
Les mesures appartenant au premier groupe utilisent les propriétés topologiques des réseaux de transport, telles que la longueur du chemin le plus court, le degré moyen des nœuds ou la centralité (Aydin, 2018) et se concentrent principalement sur l'agencement des systèmes de transport tout en ignorant les caractéristiques dynamiques et les conditions d'exploitation. En d'autres termes, les propriétés topologiques telles que, par exemple, le rapport entre le nombre de liens et le nombre de nœuds, qui est un paramètre numérique lié à la redondance du réseau en ce qui concerne le niveau de connectivité, sont principalement basées sur l'agencement du réseau.
Les mesures basées sur la performance mesurent la résilience des systèmes sur la base de leur performance au cours de la période affectée par les catastrophes (perturbation, période de fonctionnalité réduite et rétablissement selon la figure 2). Les trois mesures de résilience “MdR” basées sur la performance les plus largement utilisées dans la littérature sont les suivantes :
Un premier type de “MdR” basé sur les performances est proposé par Bruneau et al en 2003 , Bocchini et Frangopol, en 2010 et est représenté par l'équation 1 :
où : RL est défini comme la perte de résilience, Q(t) est le niveau de performance du système exprimé en termes de pourcentage de la valeur initiale de l'état de l'infrastructure (avant l'événement perturbateur). Ce dernier peut être associé à un indicateur de performance clé unique ou agrégé de l'infrastructure, ou à un autre indice de performance basé sur la fonctionnalité, tel que le temps de parcours global, la distance globale parcourue ou le coût de transport généralisé global au sein du réseau routier examiné.
Il convient de noter que le paramètre “MdR” peut être défini graphiquement comme la zone ombrée illustrée à la figure 2.
Pour le deuxième type d'indicateur, la résilience est représentée de manière dynamique, non pas comme un simple paramètre, mais plutôt comme une fonction dépendant du temps (contrairement aux autres types d'indicateurs, où la résilience est un indicateur stable) qui représente les effets globaux de la perturbation au cours des trois phases suivant la survenue de l'événement.
Dans le troisième type de “MdR”, la résilience est définie comme le ratio attendu de la demande satisfaite par le réseau dans les phases post-catastrophe avec des coûts de rétablissement spécifiques. Ces indicateurs présentent donc deux caractéristiques : 1) ils prennent explicitement en compte la demande de transport ; et 2) ils prennent en compte la dépendance des phases post-catastrophe par rapport aux ressources économiques engagées.
En général, les chercheurs considèrent que les mesures basées sur la performance sont plus appropriées que les mesures topologiques pour mesurer la résilience des systèmes de transport, car ces dernières ne prennent pas en compte les flux de trafic dans le réseau. Toutefois, il convient de souligner que certaines mesures topologiques ont été suggérées pour évaluer les propriétés de redondance des réseaux affectant la résilience globale (Jovanović et al. 2018) et, par conséquent, ces mesures peuvent être justifiées à un stade précoce d'un processus de mise en œuvre de la résilience dans le cadre de la gestion du patrimoine routier. Parmi toutes les mesures basées sur la performance, les “MdR” du troisième type sont préférables car elles tiennent compte de la performance du système pendant l'ensemble du processus, des conditions réelles d'exploitation du trafic et des ressources économiques mobilisées. En outre, les mesures qui incluent les ressources économiques nécessaires au rétablissement, qui influencent le temps de rétablissement, dans l'évaluation de la résilience, sont plus précieuses que les autres qui considèrent généralement les ressources de rétablissement comme des contraintes.
Dans la littérature, plusieurs approches ont été proposées pour mesurer le niveau de fonctionnalité des systèmes de transport et calculer des mesures de résilience basées sur les performances. Ces approches d'évaluation des performances ont été classées comme suit : modèles d'optimisation, modèles de simulation, modèles de théorie des probabilités, modèles de logique floue et modèles basés sur des données. Parmi tous ces modèles, les modèles d'optimisation sont les plus utilisés.
L'identification et la mise en œuvre de stratégies visant à améliorer la résilience d'une infrastructure de transport nécessitent une approche globale capable de prendre en compte toutes les interdépendances possibles et complexes entre les composants du système de transport et tous les aléas prévisibles.
Une approche simplifiée peut partir des facteurs de résilience mentionnés ci-dessus (voir section 2.5.2), selon lesquels les stratégies peuvent être regroupées en actions proactives, si elles visent à améliorer la robustesse et la redondance, et en actions postérieures à l'événement, si elles visent à accroître les ressources et la vitesse de rétablissement.
À cet égard, les premières actions peuvent être considérées comme essentiellement similaires aux stratégies de réduction des risques (le cas échéant) déjà mises en œuvre par la direction, tandis que les secondes peuvent être considérées comme propres à la gestion de la résilience.
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Ces pratiques ont été testées à plusieurs reprises et des études de cas sont en cours de préparation. Elles seront présentées ici lorsqu'elles seront disponibles. Si vous souhaitez partager une étude de cas, veuillez contacter assetmanagementmanual@piarc.org.