m. tillejournée technique lavoc 2002 25 septembre 2002 laide multicritère à la décision au...
TRANSCRIPT
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
L’aide multicritère à la décision au service des projets d’infrastructures
routièresExemple de cas : H144 « Transchablaisienne »
présentée par
Micaël Tille
in
Journées techniques LAVOC 2002
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Plan de l’exposé
• Problématique• Exemple de cas : H 144
• L’aide à la décision
• Terminologie et principes• Méthodes d’agrégation partielle
• Utilisation d’ELECTRE III
• Conclusion et perspectives
• Méthodes d’aide multicritère à la décision
• Méthodologie actualisée
• Identification des acteurs
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Problématique du projet d’infrastructure routière
domaines affectés évolution des attentes sociales nouveaux paradigmes
Facteurs d’influence…
méthodes de travail procédure rigide différents acteurs
… exogènes
… endogènes
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Développement durable
• Transdisciplinarité
• Mise en balance des intérêts
• Subsidiarité
• Participation du public
• Transparence
• Générations futures
Facteur d’amélioration des projets
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Acteurs du projet
Interventions dans le processus
• Décideur acteur politique exécutif
• Groupe d’étude ingénieur civil spécialistes
• Acteurs administratifs administration publique
• Public affecté par l’infrastructure routière
indifférent
• Utilisateurs de l’infrastructure routière• Organisations non-gouvernementales• Acteurs politiques
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Thèse de doctorat
Choix de variantes d'infrastructures routières :
méthodes multicritères (Tille - 2001)
• Analyser les causes de la problématique• Proposer une méthodologie d’étude actualisée• Méthodes d’aide multicritère à la décision• Méthodes participatives• Développement durable• Suivi d’un cas pratique : la H 144
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Exemple de cas : H 144
11
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Exemple de cas : H 144
Solution consensuelle
Variante COPIL 1999
11
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5 variantesEtat actuel révisé
0+ adaptée – révisée
Communes adaptée - révisée
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Exemple de cas : H 144
• Intégration au sein du processus
observation « en direct » richesse et qualité des informations à disposition
• Procédure innovante
30 acteurs représentatifs travaillant ensemble utilisation du multicritère (16 critères – 6 familles) 2 groupes : COPIL - GT
• Résolution rapide d’un long conflit
Intérêt pour l’étude11
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
L’aide à la décision
Decision making is what you do when you don’t know
what to do (R. Howard)
• 2 principaux acteurs
décideur : entité parfois floue l’homme d’étude (B. Roy) 2 acteurs indépendants et distincts
• Le processus de la décision
la décision est de nature subjective les aspect humains sont prépondérants tout n’est pas démontrable
11
22
3
4
5
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Influences
Décision
Dimensionscientifique
Dimensionenvironnementale
Dimensionéconomique
Dimensionsociale
Dimensiontechnologique
Contraintesinstitutionnelles
Contraintesorganisationnelles
Opinionpublique
Pressionmédiatique
Contrainteslégales
Image de soiLeadership
Dimensionpolitique
Développement durable
11
22
3
4
5
6
7
8
9
10
L’aide à la décision
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Aide multicritère à la décision
Les activités humaines ont
souvent plusieurs …
… solutions
… éléments d’analyse
… importances relatives
Nécessité de prendre une décision qui est subjective en s'aidant d'éléments objectifs
A quoi sert le multicritère ?11
22
33
4
5
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Aide multicritère à la décision
… Multicritère contexte complexe
… Décision décideur pondération subjective
Trois termes …… Aide
projeteur évaluation objective
11
22
33
4
5
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Aide multicritère à la décision
Processus général en 5 étapes
1. Inventorier des variantes
2. Lister les critères
3. Pondérer les critères
4. Juger les actions
5. Agréger les jugements étape spécifique à chaque méthode
11
22
33
4
5
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Méthodes d’aide multicritère à la décision
• Agrégation complète simplicité (carnet de notes)
perte d’information optimum
• Agrégation partielle nuance autorise l’incomparabilité
plus complexe
• Agrégation locale-itérative
11
22
33
4
5
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Méthodes d’agrégation complète : inconvénients
• Optimum 3 contraintes à respecter
stabilitéunicitétransitivité (préférence stricte & indifférence)
• Fonction d’utilité complexité tentation de l’arithmomorphisme absence de liberté de pondération
• Perte d’information monocritère (monétaire)
11
22
33
4
5
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Aide multicritère à la décision
• Variante vi
• Critère cj
• Performance gj(vi )
• Surclassement j(vi,vk ) vi S vk
• Concordance cj(vi,vk )
• Discordance dj(vi,vk )
11
22
33
44
5
6
7
Terminologie (Adapté de Maystre + Pictet 1994)
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Notions de concordance et de discordance
• Surclassement j(vi,vk ) vi S vk
• Concordance cj(vi,vk )
Y a t-il suffisamment d’arguments pour admettre
cette hypothèse ?
• Discordance dj(vi,vk )
Y a t-il une raison suffisante pour refuser
cette hypothèse ?
11
22
33
44
5
6
7
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Critères francs vs Critères flous
• Comparaison de j(vi,vk ) avec des seuils
• Seuil d’indifférence vi I vk
Sij critères flous
• Seuil de préférence vi P vk
Spj critères flous (= 0 pour les critères francs)
• Seuil de veto Svj dj(vk,vk) = 1
11
22
33
44
5
6
7
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
11
22
33
44
55
66
77
8
9
10
Indifférence impossible
0
j(vi, vk)
Indice de concordance spécifique cj
1
1
0
Indice de discordance dj
cj(vi, vk) : viSvk
0-Sv j
+Sv
j
cj(vk, vi) : vkSvi
dj(vi, vk) : viSvk
dj(vk, vi) : vkSvi
Critères francs
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
11
22
33
44
55
66
77
8
9
10
0
j(vi, vk)
Indice de concordance spécifique cj
1
1
0
Indice de discordance dj
0-Sv j
+Sv
j
-Sp j
-Si j
+Si
j
+Sp
j
cj(vi, vk) : viSvk
cj(vk, vi) : vkSvi
dj(vi, vk) : viSvk
dj(vk, vi) : vkSvi
Critères flous
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
0
j(vi, vk)
Indice de concordance spécifique cj
1
0-Sv j
+Sv
j
-Sp j
-Si j
+Si
j
+Sp
j
viSvkIndice de discordance dj
viPvkvkPvi vkQvi viQvkviIvk
Correspond mieux à la réalité11
22
33
44
5
6
7
Critères flous
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Méthodes d’agrégation partielle
• Choix v1 ... vi ... vk ... vn
v2 v4
v1 v3 ... vi ... vn
Noyau : variante optimaleet variantes satisfaisantes
Variantes insatisfaisantes
v1 ... vi ... vk ... vn
Mauvaises variantes
Variantes à analyserplus en profondeur
v2 v4
v3 v5
v1 v6
Bonnes variantes
v1 ... vi ... vk ... vn
Plus mauvaise variante
Meilleure variante
vn
v4
v6
vi
v2
Trois catégories
ELECTRE III• Rangement
• Tri
11
22
33
44
55
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Méthodes d’agrégation partielle
• ELECTRE I
problème de choix
• ELECTRE II
problématique de rangement
• ELECTRE III
problématique de rangement
Famille ELECTRE
ELimination et Choix Traduisant la REalité
11
22
33
44
55
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Méthodes d’agrégation partielle
• ELECTRE IV
problème de rangement
• ELECTRE IS
problématique de choix
• ELECTRE Tri
problématique de tri
11
22
33
44
55
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Choix d’une méthode d’agrégation partielle
Propositions pour le projet routier• Pondération séparée de la notation pondération croisée (familles de critères)
• Electre III logiciel LAMSADE
• Agrégation complète indicateurs
pondération technique performance des variantes
11
22
33
44
55
6
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Description des principes généraux de ELECTRE III
• Usage de critères flous jugements plus réalistes
unités et sens de préférence indifférent
• Gradation des préférences indifférence – préférence faible – préférence forte surclassement flou par degré de crédibilité
• Classements 2 distillations ascendante - descendante
• Usage aisé logiciel LAMSADE
11
22
33
44
55
66
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
ELECTRE III
11
22
33
44
55
66
7
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
ELECTRE III
11
22
33
44
55
66
7
8
9
10
Distillation ascendante Distillation descendante
Variantes Rang Variantes Rang
v3 1 v3 1
v2 v4 2 v1 2
v1 3 v2 3
v5 v7 4 v5 v7 4
v6 5 v4 5
v6 6
777 6 5 4 3 2 1
77
6
5
4
3
2
1
Distillation descendanteD
istil
latio
n a
sce
nd
ante v3
v1
v2
v5, v7
v4
v6
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Utilisation d’ELECTRE III dans le cadre de la H 144
11
22
33
44
55
66
7
8
9
10
Rangs des variantes Variantes
1 2 3 4 5 6
ER (1) 5 6 32 12 1
Communes adaptée 43 8 2 2 1
Communes révisée 41 9 4 1 1
0+ adaptée 2 33 16 4 1
O+ révisée 14 31 11
Solution COPIL 48 8
• 16 critères utilisés – 6 familles de critères• 28 jeux de pondération 56 distillations• pas de veto
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Indicateur de stabilité : écart entre distillations
11
22
33
44
55
66
7
8
9
10
Ecarts entre les deux rangs Variantes
0 1 2 3 4 5
ER (1) 13 12 3
Communes adaptée 16 9 2 1
Communes révisée 20 6 2
0+ adaptée 15 13
O+ révisée 17 11
Solution COPIL 22 6
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Relations de préférence entre variantes
11
22
33
44
55
66
7
8
9
10
Variantes ER(1)
0+ adaptée 0A > ER(1) : 38 0A = ER(1) : 11 0A < ER(1) : 7
0+ adaptée
O+ révisée 0R > ER(1) : 49 0R = ER(1) : 6 0R < ER(1) : 1
0R > 0A : 19 0R = 0A : 36 0R < 0A : 1
O+
rév
isée
Communes révisée CR > ER(1) : 43 CR = ER(1) : 10 CR < ER(1) : 3
CR > 0A : 44 CR = 0A : 10 CR < 0A : 2
CR > 0R : 41 CR = 0R : 4 CR < 0R : 11
Com
mun
es r
évis
ée
Communes adaptée CA > ER(1) : 46 CA = ER(1) : 8 CA < ER(1) : 2
CA > 0A : 48 CA = 0A : 6 CA < 0A : 2
CA > 0R : 41 CA = 0R : 7 CA < 0R : 8
CA > CR : 8 CA = CR : 42 CA < CR : 6
Com
mun
es a
dapt
ée
Solution COPIL SC > ER(1) : 50 SC = ER(1) : 5 SC < ER(1) : 1
SC > 0A : 11 SC = 0A : 43 SC < 0A : 2
SC > 0R : 42 SC = 0R : - SC < 0R : 6
SC > CR : 11 SC = CR : 43 SC < CR : 2
SC > CA : 12 SC = CA : 44 SC < CA : -
• Utilisation de la comparaison des rangs
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Relations de préférence entre variantes
11
22
33
44
55
66
7
8
9
10
SC
0R CA
CR
E1
0A
?
Préférence stricte
Préférence faible
Indifférence?
LEGENDE
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Acteurs du projet
« Comparaison de variantes 1999 » • 6 groupes d’acteurs
hypothèses de répartition
• Analyse des pondérations individuelles
respect des hypothèses variabilité
4 acteurs représentatifs
• Bilan stabilité intérêt des profils d’acteurs représentatifs
11
22
33
44
55
66
77
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Acteurs du projet
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
50.00
Besoins de transport Moyens financiers Objectifs de l'A.T. Nuisances surl'environnement
Développement del'économie
Nuisances dues auxtravaux
Elus VS
Elus VD
Economie
O.N.G.
A.T. + Etat env.
Services routes
11
22
33
44
55
66
77
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Acteurs du projet
Acteurs représentatifs
Famille de critères Acteur A
Transport + Économie
Acteur B
Économie + Transport
Acteur C
Environnement + Finance
Acteur D
Transport
Besoins de transport 30 25 15 45 Moyens financiers 10 10 25 12.5 Objectifs de l'A.T. 15 10 15 12.5
Nuisances sur l'environnement 15 15 30 12.5
Développement de l'économie 25 35 10 12.5
Nuisances dues aux travaux 5 5 5 5
11 9 7 7
11
22
33
44
55
66
77
8
9
10
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
11
22
33
44
55
66
77
88
9
10
Méthodologie actualisée
Principes• Diagramme de flux
intégration des principes décrits
démarche de travail au service du projeteur
• Elaboration itérative
affinages successifs
• Elaboration en 5 étapes
pondération séparée de la notation
3 décisions possibles
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
11
22
33
44
55
66
77
88
9
10
Pondération & Jugement
Séparation franche• Pondération
avant de générer les variantes
par le(s) décideur(s)
subjectivité – systèmes de valeurs
• Jugement
après la génération de variantes
par le Groupe d’Etude
objectivité
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
11
22
33
44
55
66
77
88
9
10
Méthodologie actualisée
5 étapes principales pour l’aide multicritère à la
décision dans le projet routier
1. Lister les critèresobjectifs - contraintes
2. Pondérer les critères
3. Générer des variantes
4. Juger les variantes
5. Agréger les jugements
M. TILLEJournée technique LAVOC
2002 25 septembre 2002
Conclusion et perspectives
• destinée au projeteur et au décideur• exhaustivité• améliore la qualité du projet• ne garantit pas le succès• utilise au mieux la procédure existante
Méthodologie actualisée
démarche intellectuelledémarche intellectuelle
11
22
33
44
55
66
77
88
99
10