[PDF] Instructions verbales pour lapprentissage dans une tâche d

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CENTRALE

P A R I S

ECOLE CENTRALE PARIS

THÈSE DE DOCTORAT

DISCIPLINE : GENIE INDUSTRIEL

AVI

SE, Anticipation du Vieillissement par

Interrogation et Stimulation d'Experts.

Application à un matériel passif d'une centrale nucléaire : le pressuriseur.

Présentée par

Pour l'obtention du

Grade de Docteur

de l'Ecole Centrale Paris

Soutenue le 04 avril 2005

Devant le jury composé de :

Président Yves Dutuit IUT - Université de Bordeaux 1 Rapporteurs Emmanuel Caillaud IPST - Université de Strasbourg

Bernar

d Dumon ISTIA - Université d'Angers Examinateurs Kaïsa Simola VTT Technical Research Centre of Finland André Lannoy Institut de Maîtrise des Risques - SdF

Co-Directeurs

de thèse Jean-Claude Bocquet EC Paris - LGI

François Pérès ENI Tarbes

Membres invités François Billy EDF - R&D

Philippe Haïk EDF - R&D

2005-09

A mon petit chéri

Sommaire

Remerciements ................................................... ...................................i Table des matières ...................................................... ..............................iii Table des figures ...................................................... ....................xiii Liste des tableaux ...................................................... ............................xvii Introduction générale ...................................................... ...............................1 Chapitre 1 : Problématique et positionnement bibliographique ...............................11

Chapitre 2 : Construction

de la démarche AVISE ................................................ ...31 Chapitre 3 : Le jugement d'expert pour l'anticipation .......................................49 Chapitre 4 : La stimulation d'experts pour l'anticipation .......................................73 Chapitre 5 : Modélisation et quantification dans la démarche d'anticipation par l'utilisation des réseaux bayésiens ...................................................... ..............................91 Chapitre 6 : Capitalisation de la démarche et des résultats de

Chapitre 7 : Validation de la démarche d'anticipation, application à un matériel passif d'une

centrale nucléaire : le pressuriseur ...................................................... ...........145 Conclusion générale ...................................................... ............................177 Annexes ................................................ Publications et communications ...................................................... ...........309 Bibliographie .............................................

Remerciements

Je tiens à remercier François Pérès et Jean-Claude Bocquet qui ont encadré cette thèse dans la continuité de

mon stage de DEA. Je les remercie pour leur disponibilité, leur soutien et leurs conseils avisés tout au long de

mes recherches.

Je tiens ensuite à remercier les trois personnes qui m'ont encadré au sein de la Division Recherche &

Développement d'EDF. Tout d'abord, j'exprime ma gratitude à André Lannoy sans qui ces travaux de

recherche n'auraient jamais vu le jour. Je le remercie pour la confiance qu'il m'a accordé et pour tous les efforts

qu'il a fourni dans l'encadrement de la thèse. Je remercie également Philippe Haïk qui m'a fait confiance et qui

m'a encadré depuis mon stage de DEA sur les aspects Management des Connaissances. Je souhaite enfin

remercier François Billy qui m'a encadré dans ce travail de recherche sur les aspects liés à la fiabilité et qui m'a

fourni toutes les informations nécessaires à l'application pratique de la démarche AVISE développée dans le

cadre de la thèse.

Je tiens à remercier les rapporteurs de ce mémoire, les professeurs Emmanuel Caillaud et Bernard Dumon

pour l'intérêt qu'ils ont porté à mon travail et pour les commentaires qu'ils ont pu y apporter. Merci également

au professeur Yves Dutuit pour avoir accepté de présider le jury de cette thèse. Je remercie également

l'ensemble des membre du jury pour avoir, par leurs nombreuses questions, permis un échange et une discussion

franche, approfondie et enrichissante.

Je souhaite remercier Kaïsa Simola qui a accepté d'apporter son avis d'expert sur la classification des méthodes

d'interrogation d'experts et Jean-Pierre Bourey pour ses précieuses recommandations en modélisation

conceptuelle des données.

Je tiens à remercier l'ensemble des experts d'EDF qui ont accepté de participer à l'application pratique de ce

travail de recherche : The-Hiep Chau, François Vaillant, Jean-Luc Bretelle, Bruno Barthelet, René Boudot, Marc

Grosgeorge, André Lannoy, Jacques Guillet et Alain Le-Brun. Merci pour l'intérêt qu'ils ont porté à mes travaux

et pour leur collaboration enrichissante.

Remerciements ii

Je remercie l'Institut de Maîtrise des Risques et Sûreté de Fonctionnement, et plus particulièrement Jean-

Pierre Petit, pour avoir mis à ma disposition ses locaux et sa bibliothèque. Je souhaite également remercier tous

les membres d'ESReDA, en particulier Henri Procaccia, pour m'avoir donné l'occasion de profiter de la

richesse des échanges tout au long des différents séminaires.

Je tiens à exprimer ma vive reconnaissance à la grande famille du Laboratoire Génie Industriel qui m'a accueilli

et intégré depuis mon DEA et tout au long de ma thèse. Je remercie particulièrement Sylvie, Anne et Corinne

qui m'ont soutenue et qui ont toujours été présentes à mes côtés. Je remercie également les membres de l'équipe

CIRCARE pour tout ce que nous avons échangé.

Enfin, je tiens à remercier toute ma famille et mes amis de m'avoir soutenue au quotidien et jusqu'à la dernière

ligne droite, tout particulièrement mon mari Franck. Je tiens finalement à exprimer toute ma reconnaissance à

mes parents Taoufik et Faouzia qui m'ont fait confiance et qui m'ont donné les moyens de partir si loin de la

maison pour réaliser mes projets.

Table des matières

Table des matières ...................................................... ..........iii Table des figures ...................................................... .........xiii Liste des tableaux ...................................................... ........xvii Introduction générale ...................................................... ............1

Cadre et domaine de recherche .................................................................................3

Méthodologie de recherche .................................................................................4

Contributions .................................................................................6

Guide de lecture .................................................................................8

Repères typographiques ................................................................................10

Abréviations ................................................................................10 Chapitre 1 : Problématique et positionnement bibliographique ...........11

1.1 Problématique et définitions ..........................................................................................12

1.1.1 Le contexte industriel : la gestion du cycle de vie ......................................................12

1.1.1.1 La gestion du vieillissement physique du matériel ......................................12

1.1.1.2 La gestion des coûts .......................................................................13

1.1.1.3 Le besoin d'anticipation pour la gestion du cycle de vie ...........................14

1.1.2 La problématique ......................................................

1.1.2.1 Le besoin d'informations existantes : le retour d'expérience ...........................15

1.1.2.2 Le besoin d'expertise .......................................................................16

1.1.2.3 Formulation de la problématique ...........................................................16

1.2 Positionnement bibliographique ................................................................................17

1.2.1 La maintenance ......................................................

1.2.1.1 Définition de la maintenance ...........................................................17

1.2.1.2 Typologie de la maintenance ...........................................................17

1.2.1.3 Les cinq niveaux de maintenance ...........................................................18

1.2.2 Les défaillances .....................................................................................18

1.2.2.1 Définition de la défaillance .....................................................................18

Table des matières iv

1.2.2.2 Typologies des défaillances ...........................................................19

1.2.2.3 L'analyse des défaillances ...........................................................19

1.2.3 La sûreté de fonctionnement et la fiabilité ...........................................................19

1.2.3.1 Définition de la sûreté de fonctionnement ................................................20

1.2.3.2 Définition de la fiabilité .....................................................................20

1.2.3.3 L'intérêt à évaluer la fiabilité d'un système ................................................20

1.2.3.4 Un bref historique des premiers domaines d'application de la fiabilité ................20

1.2.3.5 Typologie des méthodes de fiabilité ...........................................................21

1.2.4 La fiabilité à la conception : exemple de l'AMDE ......................................................

21

1.2.4.1 Les domaines d'application de l'AMDE ................................................22

1.2.4.2 Les différentes phases de l'AMDE ................................................22

1.2.4.3 Points forts et points faibles de l'AMDE ................................................23

1.2.5 La fiabilité à moyen terme : exemple, la démarche OMF ..........................................23

1.2.5.1 Les domaines d'application de la démarche OMF ......................................23

1.2.5.2 Les différentes phases de la démarche OMF ................................................23

1.2.5.3 Points forts et points faibles de la démarche OMF ......................................24

1.2.6 La fiabilité à long terme : premier exemple, la démarche LCM ......................................25

1.2.6.1 Les domaines d'application de la démarche LCM ......................................25

1.2.6.2 Les différentes phases de la démarche LCM ......................................25

1.2.6.3 Points forts et points faibles de la démarche LCM ......................................25

1.2.7 La fiabilité à long terme : deuxième exemple, la démarche RIPBR ...........................26

1.2.7.1 Les domaines d'application de la démarche RIPBR ...........................26

1.2.7.2 Les différentes phases de la démarche RIPBR ...........................26

1.2.7.3 Points forts et points faibles de la démarche RIPBR ...........................26

1.2.8 La fiabilité à long terme : troisième exemple, la démarche PMDA-PIRT ...........................27

1.2.8.1 Le contexte de développement de la démarche PMDA-PIRT ...........................27

1.2.8.2 Les phases de l'approche PIRT ...........................................................27

1.2.8.3 Points forts points faibles et de la démarche PMDA-PIRT ...........................28

Conclusion ................................................................................................................28

Chapitre 2 : Construction de la démarche AVISE ..........................31

2.1 Le matériel dans la démarche d'anticipation .....................................................................32

2.1.1 Les matériels passifs et les matériels actifs ..................................................................32

2.1.2 Les matériels critiques ......................................................

....................................33

2.2 Les acteurs et les flux d'information dans la démarche d'anticipation ......................................34

2.3 Identification du processus d'anticipation .....................................................................35

2.4 Vers une démarche globale d'anticipation des défaillances potentielles dues au vieillissement ......37

Table des matières v

2.4.1 Identification des différentes phases de la démarche AVISE ..........................................37

2.4.2 Construction des différentes phases de la démarche AVISE : choix d'outils ou de méthodes à

adapter ou à développer ......................................................

Phase 1- Définition du contexte et des objectifs de la démarche d'anticipation ................38

Phase 2- Identification et collecte de l'information nécessaire pour l'anticipation ......38

Phase 3- Processus d'anticipation .....................................................................41

Etape 1- Identification des mécanismes de dégradation ..............................41 Etape 2- Evaluation de la pertinence des mécanismes identifiés à un horizon

d'exploitation donné ..............................................................................42

Etape 3- Analyse et hiérarchisation des défaillances potentielles (modes,

conséquences, criticité) ..............................................................................43

Etape 4- Identification et évaluation des parades ..........................................43

Phase 4- Synthèse et capitalisation ...........................................................46

4.1- Capitalisation ......................................................

...........46

4.2- Synthèse et communication des résultats ...................................46

Conclusion ................................................................................................................47

Chapitre 3 : Le jugement d'expert pour l'anticipation ..................49

3.1 Le jugement d'expert ..........................................................................................50

3.1.1 Historique ......................................................

......50

3.1.2 Définition de l'expert et de l'expertise ......................................................

........................51

3.1.3 Les axes de recherche ..........................................................................................51

3.2 Analyse de différentes méthodes d'interrogation d'experts ................................................52

3.2.1 Description des méthodes : les fiches ......................................................

...........52

3.2.2 Processus générique d'une méthode d'interrogation d'experts ......................................56

3.3 Le jugement d'expert pour l'anticipation .....................................................................59

3.3.1 Besoin du jugement d'expert pour l'anticipation des défaillances ..............................59

3.3.2 Spécifications d'une méthode d'interrogation d'experts pour l'anticipation des défaillances ......60

3.3.3 Classification des méthodes d'interrogation d'experts par rapport aux besoins de

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