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HAL Id: tel-00003554 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003554 Submitted on 13 Oct 2003 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Conception d’un Système Expert pour l’étude de la Sécurité Incendie de Bâtiments dans un Contexte Pluridisciplinaire Smith Charles To cite this version: Smith Charles. Conception d’un Système Expert pour l’étude de la Sécurité Incendie de Bâtiments dans un Contexte Pluridisciplinaire. Interface homme-machine [cs.HC]. INSA de Lyon, 1992. Français. NNT : 1992ISAL0025. tel-00003554 N° d’ordre 92 ISAL 0025 Année 1992 THESE présentée devant L'INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON pour obtenir LE GRADE DE DOCTEUR Spécialité : METHODES DE CONCEPTION EN BATIMENT, AMENAGEMENT ET TECHNIQUES URBAINES par Smith CHARLES Ingénieur Faculté des Sciences de L'UNIVERSITE D'ETAT D'HAITI D.E.A. de GENIE CIVIL ET SCIENCES DE LA CONCEPTION CONCEPTION D'UN SYSTEME EXPERT POUR L'ETUDE DE LA SECURITE INCENDIE DE BATIMENTS DANS UN CONTEXTE PLURIDISCIPLINAIRE Soutenue le 12 mai 1992 devant la commission d'examen Jury MM. J.L. ERMINE rapporteur J.C. MANGIN rapporteur H. BOTTA J. BRAU D. CLUZEL J. DUBOYS P. LE GAUFFRE M. MIRAMOND FrazMitic scphd_v1.0 2 Février 1991 INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON Directeur : J. ROCHAT Professeurs : S. AUDISIO PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE J.C. BABOUX TRAIT. SIGNAL ULTRASONS J. BAHUAUD MECANIQUE DES SOLIDES B. BALLAND PHYSIQUE DE LA MATIERE G. BAYADA CENTRE DE MATHEMATIQUES C. BERGER (Mlle) PHYSIQUE INDUSTRIELLE M. BETEMPS AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE C. BOISSON VIBRATIONS ACOUSTIQUES M. BOIVIN MECANIQUE DES SOLIDES H. BOTTA GENIE CIVIL ET URBANISME (METHODES) G. BOULAYE INFORMATIQUE APPLIQUEE J. BRAU EQUIPEMENT DE L’HABITAT M. BRUNET MECANIQUE DES SOLIDES J.C. BUREAU THERMOCHIMIE MINERALE J.P. CHANTE ELECTRONIQUE DE PUISSANCE M. CHEVRETON ETUDE DES MATERIAUX B. CLAUDEL CINETIQUE ET GENIE CHIMIQUES L. CRONENBERGER CHIMIE BIOLOGIQUE M. DIOT THERMOCHIMIE MINERALE A. DOUTHEAU CHIMIE ORGANIQUE B. DUPERRAY CHIMIE BIOLOGIQUE H. EMPTOZ CENTRE DE MATHEMATIQUES C. ESNOUF GEMPPM* L. EYRAUD GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE G. FANTOZZI GEMPPM* J. FAUCHON CONCEPTION ANALYSE SYSTEME MEC. J. FAVREL INFORMATIQUE APPLIQUEE Y. FETIVEAU GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE L. FLAMAND MECANIQUE DES CONTACTS P. FLEISCHMANN GEMPPM* A. FLORY INFORMATIQUE R. FOUGERES GEMPPM* L. FRECON DEVELOP. LANGAGES INFORMAT. AVANCES R. GAUTHIER PHYSIQUE DE LA MATIERE M. GERY GCU (EQUIPEMENT DE L’HABITAT) G. GIMENEZ TRAITEMENT DU SIGNAL ET ULTRASONS P. GOBIN GEMPPM* P. GODET MECANIQUE DES CONTACTS P. GONNARD GENIE ELECTRIQUE R. GOUTTE TRAITEMENT DU SIGNAL ET ULTRASONS G. GRANGE GENIE ELECTRIQUE G. GUENIN GEMPPM* G. GUILLOT PHYSIQUE DE LA MATIERE 3 (Février 1991) PAGE 2 C. GUITTARD DEVELOPPEMENT ET LANGAGES INFORMATIQUES AVANCES J.L. GUYADER VIBRATIONS-ACOUSTIQUE R. HENRY MECANIQUE DES STRUCTURES J. JOUBERT GENIE MECANIQUE J.F. JULLIEN BETONS ET STRUCTURES A. JUTARD AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE R. KASTNER GEOTECHNIQUE H. KLEIMANN GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE J. KOULOUMDJIAN INFORMATIQUE APPLIQUEE M. LAGARDE CHIMIE BIOLOGIQUE M. LALANNE MECANIQUE DES STRUCTURES A. LALLEMAND ENERGETIQUE ET AUTOMATIIQUE M. LALLEMAND (Mme) ENERGETIQUE AUTOMATIIQUE P. LAREAL GENIE CIVIL ET URBANISME (GEOTECHNIQUE) A. LAUGIER PHYSIQUE DE LA MATIERE CH. LAUGIER PHYSIOLOGIE ET PHARMACODYNAMIE C. LESUEUR VIBRATIONS-ACOUSTIQUE Y. MARTINEZ INFORMATIQUE APPLIQUEE C. MARTY ETUDE DES PROCEDES DE FABRICATION H. MAZILLE PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE M. MIRAMOND METHODES N. MONGEREAU GENIE CIVIL (GEOTECHNIQUE) R. MOREL MECANIQUE DES FLUIDES ET THERMIQUES P. NARDON BIOLOGIE A. NAVARRO CHIMIE PHYSIQUE APPLIQUEE ET ENVIRONNEMENT M. OTTERBEIN CHIMIE PHYSIQUE APPLIQUEE ET ENVIRONNEMENT J.P. PASCAULT MATERIAUX MACROMOLECULAIRES J. PERA SOLIDES ET MATERIAUX MINERAUX G. PERACHON THERMOCHIMIE MINERALE M. PERDRIX TRAITEMENT DU SIGNAL ET ULTRASONS J. PEREZ GEMPPM* P. PINARD PHYSIQUE DE LA MATIERE ET PHYSIQUE INDUSTRIELLE D. PLAY CONCEPTION ET ANALYSE DES SYSTEMES MECANIQUES P. PREVOT INFORMATIQUE APPLIQUEE M. REYNAUD ENERGETIQUE ET AUTOMATIQUE J.M. REYNOUARD BETONS ET STRUCTURES M. RICHARD ENERGETIQUE ET AUTOMATIQUE E. RIEUTORD MECANIQUE DES FLUIDES ET THERMIQUE J. ROBERT-BAUDOUY (Mme) MICROBIOLOGIE J. ROBIN PHYSICOCHIMIE INDUSTRIELLE D. ROUBY GEMPPM* J.F. SACUDURA MECANIQUE DES FLUIDES ET THERMIQUE H. SAUTEREAU MATERIAUX MACROMOLECULAIRES S. SCARVADA AUTOMATIQUE INDUSTRIELLE F. STOEBER MICROBIOLOGIE 4 M. TROCCAZ GENIE ELECTRIQUE ET FERROELECTRICITE M. TUSET SOLIDES ET MATERIAUX MINERAUX (Février 1991) PAGE 3 R. UNTERREINER TRAITEMENT DU SIGNAL ET ULTRASONS P. VERMANDE CHIMIE PHYSIQUE APPLIQUEE ET ENVIRONNEMENT J. VERON CHIMIE PHYSIQUE APPLIQUEE ET ENVIRONNEMENT A. VINCENT TRAITEMENT DU SIGNAL ET ULTRASONS P. VUILLERMOZ PHYSIQUE DE LA MATIERE Directeurs de recherche C.N.R.S. : P. CLAUDY THERMOCHIMIE MINERALE M. MURAT SOLIDES ET MATERIAUX MINERAUX A. NOUAILHAT PHYSIQUE DE LA MATIERE Directeurs de recherche I.N.R.A. : G. BONNOT BIOLOGIE S. GRENIER BIOLOGIE Y. MENEZO BIOLOGIE Directeurs de recherche I.N.S.E.R.M. : A.F. PRIGENT (Mme) CHIMIE BIOLOGIQUE N. SARDA (Mme) CHIMIE BIOLOGIQUE * GROUPE D’ETUDE METALLURGIE PHYSIQUE ET PHYSIQUE DES MATERIAUX 5 RESUME Cette thèse étudie les possibilités offertes par l'intelligence artificielle pour l'identification et la circonscription des risques incendie de bâtiments. La sécurité incendie est une composante de la fonction technique du bâtiment. Elle peut donc être considérée dès la conception. Actuellement elle est traitée principalement par l'application de textes réglementaires. Nous proposons une approche différente ayant deux caractéristiques principales : premièrement elle privilégie la recherche des facteurs de risque et des meilleurs moyens de les éliminer ; deuxièmement elle est globale parce qu'elle réalise une intégration des connaissances (expertes ou autres) relatives aux autres fonctions du bâtiment (Architecture et Economie) ainsi qu'aux autres composantes de la fonction technique. La technique des systèmes experts nous a paru la mieux adaptée pour la concrétisation de cette approche. La recherche a donc porté principalement sur : – La définition d'une méthode d'étude globale de la sécurité incendie du bâtiment, car les connaissances sont peu formalisées dans ce domaine. – La définition d'une méthodologie de réalisation d'un système multi-expert opérationnel et à caractère pédagogique. Les résultats des travaux présentés sont de deux types : – Un ensemble d'outils tels que TRIAGE, ARBRE, NASS, ICONOGRAPH. o TRIAGE est le système destiné aux études pluridisciplinaires de la sécurité incendie de bâtiments. Deux modes de fonctionnement sont disponibles : l'expertise focalisée où l'utilisateur requiert un service à un spécialiste de manière isolée ; l'expertise générale où l'utilisateur est pris en main par un planificateur de tâches en fonction des buts fixés. o ARBRE est un outil destiné aux experts pour la mise au point d'arbres des causes à probabilités subjectives (appelées crédits d'hypothèses). o NASS est un environnement de développement de systèmes experts basés sur l'exploitation de multiples sources de connaissances exprimées en langage quasi naturel. Il contient, entre autres, le mécanisme de raisonnement de TRIAGE. o ICONOGRAPH est un outil graphique pour la gestion des relations entre les objets d'un univers de discours structuré. Il met en oeuvre un modèle auto-organisationnel (dit à règles de mutation structurelle) fonction de l'univers considéré. – L'ensemble des éléments méthodologiques qui ont été mis en oeuvre pour arriver aux outils cités. Notamment nous proposons une technique que nous appelons sémographie. Son rôle est d'orienter le concepteur de système expert sur la nature des connaissances à introduire dans un système expert et sur la façon de les acquérir. Basée sur la systémique et l'ergonomie cognitive, la sémographie apporte des modèles de structuration de l'univers du discours des experts et des techniques pour provoquer et analyser le discours lui-même. Les démarches et outils proposés sont applicables à d'autres domaines que le risque incendie de bâtiments. 6 ABSTRACT In this thesis we study the improvements that artificial intelligence techniques can bear in the field of fire safety management of buildings. Fire safety is a component of the technical function of a building and therefore can be examined at the design stages. Nowadays it is mainly taken into account by application of regulation rules. We suggest a method that differs in two ways: first it concentrates on the search of risk factors and the best measures for their elimination. In the other part, it is a global method which integrates knowledge from different sources and which considers all the functions of the building (Architecture, Economy, Technique). The expert systems technique seemed to offer the best frame to experiment the new approach. The works have concerned mainly: – The elaboration of a global method for fire safety of buildings by formalising the current knowledge in the field. – The elaboration of a methodology for developing an operational and pedagogic multi-expert system. Two kinds of results are presented: – A set of tools like "TRIAGE", "ARBRE", "NASS", "ICONOGRAPH." o TRIAGE is the expert system dedicated to multi-disciplinary studies of fire safety. Two modes are provided: the focalised one in which the user consults a specialist on an isolated subject, and the global mode where the user is guided by a tasks scheduler to reach predefined goals. o ARBRE is an expert-oriented tool for the setting of causal trees with subjective probabilities. o NASS is an environment for developing expert systems capable of managing many knowledge sources in natural language. o ICONOGRAPH is a uploads/Sante/ tel-00003554.pdf