Gestion du risque d’inondation pour un système de production électrique

Ref: 1SC4192

Description

L’exploitant de moyens de production d’électricité EDF a pour mission d’utiliser au mieux son système, dans la durée, afin de produire l’électricité prévue par son plan de charge de manière la plus profitable possible et en toute sûreté.

Un des défis majeurs de la gestion des risques dans ce secteur d’activité est la prévision et l’anticipation des effets des catastrophes naturelles, et plus généralement, des événements rares ayant un impact sur le bon fonctionnement des infrastructures. Une gestion des risques optimale passe par la prédiction des aléas, c’est-à-dire des événements initiateurs susceptibles de créer des dysfonctionnement, l’analyse de leurs conséquences et la mise en œuvre de barrières permettant d’en atténuer les effets.

L’objectif de ce projet est de reproduire l’optimisation d’une démarche de gestion des risques sur un cas d’usage. Il s’agit de dimensionner la hauteur d’une digue qui constitue une barrière de protection contre le risque d’inondation pour une centrale nucléaire située en bordure d’un fleuve.

L’analyse de risque est menée sur le base données historiques de crues et d’un modèle physique d’écoulement permettant de calculer une hauteur du débordement. La prise de décision concernant la hauteur de digue est optimisée à partir d’un modèle de coût prenant en compte les coûts d’investissement, les coûts d’entretien, et les coûts en cas d’inondation. 

Période(s) du cours

ST4

Prérequis

1SC4110 – Surveillance des systèmes, Pronostic et Analyse de risque

Syllabus

Le projet contient deux éléments principaux sur lesquels l’étude doit s’appuyer :

·       Une description physique de la berge, de la digue et du phénomène de débordement

·       Des données incomplètes de crue sur une période de 30 ans

 

L’étude est découpée en trois work-package (WP):

·       Un premier WP concerne l’utilisation des données historiques pour prédire le niveau possible du fleuve sur une période de 30 ans. Du point de vue de l’ingénieur en charge de l’étude, il faut gérer le fait que les données sont incomplètes et être capable d’évaluer la qualité des prédictions notamment pour l’occurrence d’événements extrêmes et rares (très hauts niveaux de crues).

·       Un second WP concerne l’utilisation d’un modèle physique pour dimensionner la digue en propageant les incertitudes sur les paramètres du modèle et sur les niveaux possibles de crue. Du point de vue de l’ingénieur en charge de l’étude, il faut mettre en place une procédure de simulation de Monte Carlo et en évaluer la qualité.

·       Un troisième WP concerne l’utilisation d’un modèle de coût. Du point de vue de l’ingénieur en charge de l’étude, il faut fournir des indicateurs de décision fiables (hauteur optimale de la digue) avec des incertitudes associées.

Composition du cours

Enseignement par projet

  • 1ère partie : introduction aux concepts et aux enjeux (un intervenant EDF).
  • 2ème partie : mise en oeuvre de méthodes statistiques sur des données de crue et des modèles physiques, simulation de Monte Carlo

Ressources

1 salle pour 30 élèves, avec projecteur, organisée en îlots par groupe
Logiciels utilisés : Python, …
2 enseignants + 1 intervenant EDF
Participation de EDF sur l’ensemble de la semaine.

Résultats de l'apprentissage couverts par le cours

A l’issue de ce cours les élèves seront capables :
• d'appréhender la problématique de la gestion des risques et de la prise de décision sous incertitude
• d'analyser un système complexe et développer les éléments de réflexion permettant d’aboutir à un modèle de représentation (physique, statistique …) des phénomènes dont la mise en évidence fait l’objet de l’étude
• de mener la démarche de modélisation avec un choix approprié d’hypothèses de modélisation et à appréhender les limites des modèles
• de conclure et décider sur la pertinence de la démarche et sur les performances des solutions de modélisation proposées