Les phénomènes naturels gravitaires rapides tels que les avalanches ou les crues torrentielles sont à la fois des phénomènes complexes mal connus et une menace importante pour les biens et les personnes en zones de montagne. Pour assurer la sécurité et préserver la vie économique, l’identification et la réduction du risque sont des objectifs majeurs de l’Etat, des collectivités locales et de leurs équipes techniques. Déterminer, évaluer et localiser les priorités d’intervention constituent autant de décisions devant considérer les contraintes non seulement techniques, économiques, sociales mais aussi environnementales.

Dans ce cadre, l’expertise contribue, souvent dans le cadre d’approches pluridisciplinaires, à identifier les phénomènes, analyser les risques qu’ils induisent sur les enjeux et proposer des mesures structurelles et/ou non-structurelles pour la gestion et la réduction des risques. La pertinence, la rigueur mais aussi l’explicitation des raisonnements apparaissent à la fois comme une exigence des utilisateurs et de la société en général.

Dans un contexte d’imperfection et de manque d’information associés tant aux connaissances des phénomènes physiques qu’aux données disponibles et analysées sur le terrain, les méthodes mises en oeuvre restent soumises à une forte incertitude. L’équation classique définissant le risque comme une combinaison de l’aléa et de la vulnérabilité ne peut souvent pas être utilisée autrement que sous une forme qualitative. Les composantes relatives à l’aléa sont alors estimées sous une forme vague (intensité moyenne, événement fréquent…). Dans le même temps, l’évaluation de la vulnérabilité reste problématique et les plans de zonage des risques résultent majoritairement d’approches qualitatives. L’expertise peut donc être considérée comme un processus de décision utilisant des informations quantitatives et qualitatives, hétérogènes, incertaines et imprécises provenant de sources humaines, historiques ou matérielles inégalement fiables et potentiellement conflictuelles. Quelques outils d’aide à la décision ont été conçus par les praticiens de manière souvent empirique pour structurer et organiser leur réflexion : un enjeu important consiste à imaginer des méthodes non seulement pour créer de nouveaux systèmes d’aide à la décision mais aussi pour valoriser et exploiter les connaissances contenues dans des cadres parfois non standardisés.

Sur ces bases, la thèse développe un cadre de décision fondé d’une part sur une approche d’aide multicritères à la décision basée sur l’analyse hiérarchique (Analytic Hierarchy Process, AHP) et, d’autre part, sur la fusion d’information pour l’analyse des composantes du risque, la description des phénomènes et l’estimation finale d’un niveau de risque. La structuration hiérarchique est utilisée de manière conceptuelle pour structurer le problème de décision et expliciter les préférences entre les critères. Des méthodes de normalisation spécifiques sont proposées pour rétro-analyser des cadres de décision existants et calculer les pondérations exploités dans le processus de fusion. La structuration hiérarchique apparaît également ici comme un moyen alternatif pour considérer l’incertitude associée aux phénomènes en considérant l’existence de scénarios plus ou moins aggravés de risques naturels comme des éléments de l’évaluation du risque.

Dans un second temps, des développements sont proposés pour valoriser les modèles de décision empiriques existants dans le domaine des risques naturels et les reconfigurer pour les exploiter dans des contextes décisionnels différents. Les travaux portent d’une part sur la recherche d’une polyvalence structurelle des modèles et d’autre part sur la prise en compte de l’imperfection de l’information dans ces modèles. Pour produire une décision, la méthodologie prend en compte des évaluations imparfaites d’alternatives provenant de sources multiples inégalement conflictuelles et fiables. L’utilisation des théories des ensembles flous, des possibilités, des fonctions de croyance (théories de Dempster-Shafer (DST) et de Dezert-Smarandache(DSmT)) permet de définir un modèle d’aide à la décision associant l’analyse multi-critère hiérarchique et la fusion d’information.

La méthodologie ER-MCDA proposée combine, d’une part, l’analyse multi-critère hiérarchique qui permet de structurer le problème de décision et expliciter des préférences entre critères et, d’autre part, la fusion d’information qui s’intéresse au degré de vérité de l’information et/ou de propositions. L’analyse multi-critère hiérarchique, conduite dans le cadre d’une approche critère-estimateur-solution, permet la définition du problème de décision sous forme de critères quantitatifs ou qualitatifs et la valuation des préférences sous forme de pondérations. La fusion d’information, mise en oeuvre de manière comparative dans le cadre des théories de Dempster- Shafer (DST ) et de Dezert-Smarandache (DSmT), permet de caractériser la confiance dans l’évaluation des critères et prend en compte les avis potentiellement contradictoires entre les sources.

A partir de l’évaluation imparfaite et potentiellement conflictuelle des alternatives (ou solutions) concernant le problème de caractérisation d’un niveau de risque, la décision est évaluée par rapport à une appartenance à des catégories prédéfinies. Une application informatique permet de simuler des processus de fusion définis par le choix de l’ordre, des règles et du mode de fusion. Cette méthode fournit un cadre méthodologique permettant non seulement d’identifier les éléments pris en compte dans l’expertise mais aussi de représenter et traiter les incertitudes et imperfections associées à l’information manipulée. Elle constitue une alternative aux modèles classiques de décision dans le risque ou l’incertain avec un double intérêt. En premier lieu, l’explicitation des hypothèses participe d’une part, à la traçabilité et la qualité de l’expertise. En second lieu, la démarche d’aide à la décision favorise, d’autre part, l’appropriation des résultats par les utilisateurs et constitue une contribution en vue d’une approche intégrée de la gestion des risques.

Au delà de leur utilisation opérationnelle, l’aide à la décision est analysée dans le contexte de la gestion des risques comme un moyen de faire évoluer des approches d’expertise parfois critiquée car trop ”aléa-centrée”. La traçabilité au travers de méthodes accessibles et la prise en compte de l’imperfection de l’information apparaissent ainsi non seulement comme des moyens d’améliorer la qualité globale du processus d’expertise mais aussi comme un nouvel espace de discussion entre l’expert et la société. En ce sens, ces outils, au-delà de leur stricte portée technique, peuvent s’avérer être des soutiens inattendus des démarches de gestion intégrée des risques.