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RAPPORT D’ÉTUDE 09/10/2009 N° DRC-09-102861-12257A - Convention ONEMA-INERIS 20

RAPPORT D’ÉTUDE 09/10/2009 N° DRC-09-102861-12257A - Convention ONEMA-INERIS 2009 Action 18a Priorisation des pesticides et des substances chimiques à surveiller Panorama des méthodes d’analyse multicritère comme outils d’aide à la décision Réf. : DRC-09-102861-12257A- Page 3 sur 38 Convention ONEMA-INERIS 2009 Action 18a Priorisation des pesticides et des substances chimiques à surveiller Panorama des méthodes d’analyse multicritère comme outils d’aide à la décision INERIS Direction des Risques Chroniques Client : ONEMA DRC-09-102861-12257A Page 4 sur 38 PRÉAMBULE Le présent rapport a été établi sur la base des informations fournies à l'INERIS, des données (scientifiques ou techniques) disponibles et objectives et de la réglementation en vigueur. La responsabilité de l'INERIS ne pourra être engagée si les informations qui lui ont été communiquées sont incomplètes ou erronées. Les avis, recommandations, préconisations ou équivalent qui seraient portés par l'INERIS dans le cadre des prestations qui lui sont confiées, peuvent aider à la prise de décision. Etant donné la mission qui incombe à l'INERIS de par son décret de création, l'INERIS n'intervient pas dans la prise de décision proprement dite. La responsabilité de l'INERIS ne peut donc se substituer à celle du décideur. Le destinataire utilisera les résultats inclus dans le présent rapport intégralement ou sinon de manière objective. Son utilisation sous forme d'extraits ou de notes de synthèse sera faite sous la seule et entière responsabilité du destinataire. Il en est de même pour toute modification qui y serait apportée. L'INERIS dégage toute responsabilité pour chaque utilisation du rapport en dehors de la destination de la prestation. Rédaction Vérification Approbation NOM Anne Christine Le GALL J-M. BRIGNON L. ROUÏL Qualité Ingénieur de l’Unité Economie & Décision pour l'Environnement (EDEN) Direction des Risques Chroniques Responsable de l’Unité Economie & Décision pour l'Environnement (EDEN) Direction des Risques Chroniques Responsable du Pôle Modélisation Environnementale & Décision (DECI) Direction des Risques Chroniques Visa DRC-09-102861-12257A Page 5 sur 38 TABLE DES MATIÈRES RESUME ............................................................................................................................................. 7 ABSTRACT ......................................................................................................................................... 8 SYNTHESE POUR L’ACTION OPERATIONNELLE ......................................................................... 9 1. GLOSSAIRE .........................................................................................................................10 2. INTRODUCTION ...................................................................................................................13 2.1 Contexte ................................................................................................................................13 2.2 Objectif ..................................................................................................................................13 2.3 Remarque préliminaire ..........................................................................................................14 3. PRESENTATION DES METHODES MULTICRITERES ......................................................14 3.1 Les méthodes d’agrégation multicritère ................................................................................14 3.2 Exemple pour l’application des méthodes d’analyse multicritère : Le transfert des produits phytosanitaires vers les eaux de surface ..............................................................................15 3.3 Les méthodes d’agrégation totale .........................................................................................16 3.3.1 La somme de notes ........................................................................................................ 16 3.3.2 La multiplication de « ratios » ......................................................................................... 18 3.3.3 Le Goal Programming (GP) ............................................................................................ 19 3.3.4 MAUT : Multiple Attribute Utility Theory ......................................................................... 21 3.3.5 Analytic Hierarchy Process (AHP).................................................................................. 22 3.3.6 Conclusions sur les méthodes d’agrégation totale ......................................................... 24 3.4 Les méthodes d’agrégation partielle .....................................................................................25 3.4.1 ELECTRE (Élimination et Choix Traduisant la Réalité) ................................................. 25 3.4.2 PROMETHEE ................................................................................................................. 27 3.4.3 Measuring Attractiveness By a Categorical Based Evolution Technique MACBETH .... 29 3.4.4 La méthode SIRIS (System of Integration of Risk with Interaction of Scores) ............... 29 3.4.5 Conclusion des méthodes d’agrégation partielle ........................................................... 31 3.5 Les méthodes d’agrégation locale et itérative ......................................................................31 4. CONCLUSIONS ....................................................................................................................32 5. BIBLIOGRAPHIE ..................................................................................................................36 DRC-09-102861-12257A Page 6 sur 38 6. LISTE DES ANNEXES ........................................................................................................ 38 ANNEXE 1 : Exemple de structure d’un processus de décision ............................................. 39 6.1 Check-lists lors de la mise en œuvre du processus de décision ......................................... 41 6.2 Check-list destinée aux évaluateurs .................................................................................... 42 6.3 Check-list destinée aux gestionnaires.................................................................................. 42 6.4 Deux outils d’aide à la décision pertinents pour la hiérarchisation de substances chimiques ............................................................................................................................. 42 6.4.1 DART .............................................................................................................................. 42 6.4.2 INDIGO et I-PHY : Outil d’aide à la décision pour évaluer le transfert des produits phytosanitaires vers les milieux naturels ........................................................................ 43 Réf. : DRC-09-102861-12257A- Page 7 sur 38 RESUME Résumé Les outils d’analyse multicritère sont un des outils du processus d’aide à la décision. On peut les classer selon leur philosophie, ou selon le type de classement qu’ils opèrent. Le présent rapport décrit succinctement plusieurs méthodes d’analyse multicritère en distinguant les méthodes d’agrégation totales et les méthodes d’agrégation partielles. Les caractéristiques principales de ces méthodes (critères qualitatif ou quantitatifs, pondération possibles, leurs principaux avantages et inconvénients) sont listées. Certains de ces outils sont très simples à mettre en œuvre, d’autres plus compliqués. La complexité des calculs ne garantit pas la qualité de la décision. Les calculs sont utilisés pour représenter et guider avec rigueur le processus de réflexion. Le choix de l’outil d’analyse multicritère dépend donc de la problématique, du type de solution souhaité par les parties prenantes et des moyens techniques mis à disposition pour l’étude. Mots clés : Hiérarchisation multicritère, méthodes Réf. : DRC-09-102861-12257A- Page 8 sur 38 ABSTRACT Abstract Multicriteria analysis tools are one type of decision support systems. They might be classified according to their philosophy or design or according to the type of classification they lead to. Here we describe several of these methods, distinguishing between total and non - compensory aggregation approaches. Main characteristics are compiled and briefly described (qualitative or quantitative criteria, weighing, main advantages and drawbacks). Some of these tools are very easy to operate, others require expertise. The calculation complexity does not warrant the quality of the decision. Calculations are used to represent and rigorously guide the thinking. The choice of one particular tool will therefore depend on the question asked, the type of solution expected by the stakeholders and the technical resources available to the project. Key words : Multicriteria analysis, methods Réf. : DRC-09-102861-12257A- Page 9 sur 38 SYNTHESE POUR L’ACTION OPERATIONNELLE Contexte général et rappel des objectifs généraux du projet Les pouvoirs publics sont confrontés à des choix quant aux substances chimiques à réglementer pour des raisons de santés humaine ou environnementale. Les substances chimiques actuellement émises par les activités humaines sont à la fois nombreuses, liées à des enjeux sociaux et économiques importants et susceptibles de nuire à l’homme ou à son environnement. Leurs propriétés physico-chimiques, leur comportement dans les milieux et leur toxicologie varient également sur plusieurs ordres de grandeur. Faire des choix systématiques avec autant de critères et autant de variables est simplement impossible. En revanche, les méthodes d’aide à la décision répondent à cette problématique. La réflexion sur les méthodologies d’aide à la décision multicritère et plus particulièrement sur les approches d’agrégation multicritère s’est développée depuis les années soixante. L’objectif des méthodes d’agrégation multicritères est d’appuyer le décideur dans son processus de décision dans des situations multi-choix en facilitant le passage d’une évaluation partielle de ces choix à une évaluation globale où différents critères peuvent être en conflit (Caillet, 2003). Basées sur des évaluations mathématiques, et donc systématiques, des différents critères, ces approches facilitent la décision dans un contexte multi-acteurs. De nombreuses méthodes d’agrégation multicritère ont été proposées afin de permettre aux décideurs de faire un choix informé. Pour certains experts du domaine, ce choix existe dans l’esprit du décideur et le processus d’aide à la décision doit le faire ressortir. Pour d’autres, le processus d’aide à la décision doit permettre de faire émerger ce choix. Les différentes méthodes existantes reflètent ces hypothèses de construction. Ces méthodes ont des champs d’application très vastes (urbanisme, restructuration d’entreprise, problèmes environnementaux, classification de substances chimiques…). Cette étude est une synthèse expliquant le plus simplement possible les méthodes d’analyse multicritère. Les avantages et inconvénients de chaque méthode sont discutés. Un tableau final les résume. Une démarche pour mettre en œuvre étape par étape un processus de décision est proposé en complément à l’étude sur les méthodes. Pour en savoir plus : Schärlig, A. (1985). Décider sur plusieurs critères. Panorama de l'aide à la décision multicritère, Presses polytechniques et universitaires romandes, Série: Diriger l'entreprise, Université de Lausanne. pp 304. Roy, B. (1985). Méthodologie Multicritère d'Aide à la Décision, Economica. Série: Production et techniques quantitatives appliquées à la gestion, Paris. pp 423. Vincke, P. (1989). L'aide multicritère à la décision, Ellipses. Université de Bruxelles, Série: Statistique et mathématiques appliqués, Bruxelles. pp 179. Panorama des méthodes d’analyse multicritère, Le Gall, AC. Réf. : DRC-09-102861-12257A- Page 10 sur 38 1. GLOSSAIRE Action ou Alternative ou Solution Objet sur lequel va être appliqué l’outil d’aide à la décision. Une action est définie par un ensemble de critères. Exemple d’action : une substance Aide à la décision Activité qui permet suivant un modèle plus ou moins formalisé de proposer des éléments de réponse à un problème posé à une tierce personne Animateur Dans le cadre de ce rapport, personne qui met en œuvre l’outil d’aide à la décision, qui éventuellement guide les parties prenantes tout au long du processus et reste neutre par rapport à la décision Critère Paramètre permettant de distinguer les actions les unes des autres de façon quantitative ou qualitative (exemple : quantité de substances utilisées). Il s’exprime sur une échelle continue ou discrète sur laquelle on peut juger de la pertinence d’une action par rapport à une décision • Vrai critère : Deux actions sont indifférentes l’une par rapport à l’autre relativement à ce critère si et seulement si elles ont la même valeur pour ce critère. • Quasi critère : Deux actions sont indifférentes l’une par rapport à l’autre si la valeur du critère est comprise dans une plage d’indifférence, définie uploads/Management/le-gall-2009-drc-09-102861-12257a-mcda-action-18a-1352824541.pdf