Prise en compte de l'incertitude dans l'expertise des risques naturels en montagne par analyse multicritères et fusion d'information

Rapid mass movements hazards such as mountain rivers (torrents) and snow avalanches put humans and material assets at risk with dramatic consequences. In a context of lacking knowledge about the natural phenomena, expertise is required to provide analyses for decision and risk management purposes using multi-disciplinary quantitative or qualitative approaches. Expert judgements depend on the availability, quality and uncertainty of information. At the end, phenomenon scenarios and decisions may very well rely on very uncertain and conflicting information without being able to really know what was completely true, imprecise, conflicting or simply unknown in the hypotheses leading to the result. This work analyses relations between information and decision including the integration of results in information systems. On one hand, it contributes to improve traceability and quality description of the expertise process and, on the other hand, it provides and analyzes multicriteria aid-decision tools able to consider information imperfection (uncertainty, imprecision) resulting from conflicting sources. Firstly, we analyze the ability of multi-criteria decision analysis to help risk assessment, including a diagnosis of existing empirical approaches developed to combine the risk components evaluations. On this basis, any hierarchical model can be transformed in an another one, keeping the same decision results and highlighting some new preferences views on the problem such as role and importance of scenarios based on aggravated criteria in the decision. Secondly, a framework mixing evidential reasoning and multi-criteria decision analysis (ERMCDA) combines qualitative and quantitative criteria on which more or less reliable and conflicting sources provide uncertain and imprecise evaluations. The Analytic Hierarchy Process (AHP) is used both to model the problem in a conceptual way and to elicit preferences between key criteria. Fuzzy Sets and Possibilities theories are used to transform quantitative and qualitative criteria into a common frame for Dempster-Shafer Theory (DST) and Dezert-Smarandache Theory (DSmT). At the end, multi-criteria decision-aid methods can be viewed as a valuable and alternative support for risk components evaluation. Traceability through easily understandable methodologies (hierarchical approaches, fuzzy numbers) and information imperfection assessments can be viewed not only as ways to improve the global quality of the expertise and decision processes but also as creating a new space for interaction between expertise and society. In addition to their technical interest, they may become unexpected but valuable support to an integrated risk management approach.Les phénomènes naturels gravitaires rapides tels que les avalanches ou les crues torrentielles menacent les biens et les personnes en montagne mais restent mal connus. Dans un contexte de connaissance partielle des phénomènes, l'expertise contribue, par des approches pluridisciplinaires à la fois qualitatives et quantitatives, à identifier les phénomènes, analyser les risques et proposer des mesures structurelles et/ou non-structurelles pour la réduction des risques. Les jugements d'experts dépendent de la qualité des informations disponibles. En fin de compte, les scénarios de phénomènes et les décisions peuvent ainsi reposer sur des informations incertaines et contradictoires sans pouvoir vraiment identifier la part du vrai, de l'imprécis, du contradictoire ou simplement de l'inconnu dans les hypothèses ayant conduit au résultat. Ce travail analyse les relations entre l'information, ses imperfections et la décision. Il vise d'une part l'amélioration de la traçabilité, de l'explicitation et de la qualité des composants du processus d'expertise et, d'autre part, la fourniture et l'analyse des outils d'aide multicritères à la décision capables de considérer l'information imparfaite (incertaine, imprécise) provenant de sources de fiabilité variable et potentiellement conflictuelles. Dans un premier temps, l'analyse porte sur des méthodes empiriques d'aide multicritères à la décision d'évaluation des composantes du risque. Une méthodologie est proposée pour traduire des modèles existants sous forme hiérarchique puis transformer des modèles hiérarchiques quelconques dans d'autres modèles du même type tout en conservant les mêmes résultats globaux. Cette reconfiguration exhibe des vues différentes des préférences entre critères liées par exemple à l'importance et au rˆole de scénarios basés sur une aggravation de critères dans la décision. Dans un second temps, la méthodologie ER-MCDA associe la fusion d'information et l'aide multicritères à la décision. L'aide multicritères hiérarchique à la décision (AHP) permet de formuler conceptuellement le problème de décision et d'expliciter les préférences entre les critères. Les théories des ensembles flous et des possibilités sont utilisées pour transformer des critères quantitatifs et qualitatifs dans un cadre de discernement commun de décision associé à la théorie des fonctions de croyance via d'une part, la théorie de Dempster-Shafer (DST) et, d'autre part, la théorie de Dezert-Smarandache (DSmT). Finalement, l'aide multicritères à la décision peut être vue comme une alternative pour l'évaluation des composantes du risque. Elle permet non seulement d'améliorer la qualité globale de l'expertise et du processus de décision mais aussi de créer un nouvel espace d'interaction entre l'expertise et les décideurs publics. Au-delà d'un strict intérêt technique, ces méthodes sont des soutiens aussi inattendus que pertinents dans le cadre d'approches intégrées de la gestion du risque