Identification des risques pour les projets de construction : revue des pratiques internationales et propositions

The risk identification stage is crucial in every risk management process. Construction projects are complex processes, which concern many stakeholders and for which risk factors have various sources. Analysis of the professionnal practices shows that, even on complex projects, risk management remains scarcely formalized. Several spectacular failures and collapses have convinced contractors and engineering companies that these practices must be improved, but many difficulties are encountered, as well scientific difficulties (knowledge modelling) as practical difficulties, due, for instance to the lack of tools that can be handled by professionals. This paper presents a synthesis of international research works in this field and describes what kind of models are developed. Then it explains how,in the frame of the GERMA research programm, these questions are tackled, with the objective of developing and using a modelling frame fitted to the french context. Mots clefs : construction, génie civil, maîtrise des risques, risques de projet 1 Les enjeux et méthodes de la maîtrise des risques de projet 1.1 Le cadre du travail – vocabulaire et définitions Le projet est défini comme (Norme ISO 1006) « un processus unique, qui consiste en un ensemble d’activités coordonnées et maîtrisées, comportant des dates de début et de fin, entrepris dans le but d’atteindre un objectif conforme à des exigences spécifiques incluant les contraintes de délais, de coûts et de ressources ». Cette définition s’applique à des champs extrêmement divers, comme, entre autres, ceux de l’industrie (aéronautique et espace, automobile...), des technologies de l’information, et de la construction. C’est à ce dernier domaine que nous nous intéressons. De nombreuses méthodes et outils sont déjà disponibles dans d’autres secteurs, il conviendra d’identifier si le secteur de construction requiert des approches spécifiques ou non. 19 Congrès Français de Mécanique Marseille, 24-28 août 2009 2 L’objectif de la maîtrise des risques est de ramener les risques encourus à un niveau résiduel identifié et acceptable, à la fois : pour l’entreprise en charge du projet, vis-à-vis de ses résultats économiques et marchés futurs, de son image, de la sécurité des travailleurs... pour le client, dont les exigences portent sur la qualité du produit (dans notre domaine, l’infrastructure ou l’ouvrage) et ses performances, les délais et les coûts. Au cours de la décennie 1990 et au début des années 2000, les préoccupations pour cette maîtrise des risques se sont multipliées. On citera tout particulièrement les travaux de Chapman et Ward [1] et ceux de Carr et Tah [2]. Dans une synthèse bibliographique déjà ancienne, Williams dressait les grandes lignes des enjeux et des difficultés des travaux dans ce domaine [3]. Aujourd’hui, des recommandations ont été établies pour les professionnels du management de projet [4]. Cependant, les questions ne sont pas closes, car les pratiques professionnelles ne suivent pas nécessairement les recommandations, et certains domaines professionnels sont encore peu impliqués dans cette démarche. La construction en fait partie. Par ailleurs, une démarche prescriptive, comme le sont les recommandations, ne suffit pas à répondre à des questions telles que : comment quantifier les risques le plus objectivement possible et comment répartir ces risques équitablement entre les acteurs concernés ? Il est intéressant de noter qu’il n’y a d’ailleurs pas d’accord sur la définition du risque de projet lui-même. Deux regards existent : pour le premier, le risque (de projet) est « une fonction de la conséquence/sévérité d’un aléa et de la vraisemblance de sa survenue » [4], pour le second, c’est « un événement ou situation dont la concrétisation, incertaine, aurait un impact négatif ou positif sur les objectifs du projet [5]. Cette différence a probablement pour origine la différence identique existant entre spécialistes des risques industriels (le risque est le phénomène ou processus à l’origine de...) et spécialistes des risques naturels (le risque est le résultat potentiel d’un aléa originel). Dans ce qui suit, nous considérerons que nous avons : des états des variables et des facteurs susceptibles de provoquer des événements qui pourront engendrer des conséquences négatives pour le projet, des conséquences, relatives à un ou plusieurs objectifs du projet, le risque, défini comme une mesure des conséquences, résultant de l’occurrence des événements redoutés. On parlera alors logiquement de : facteur de risque, pour toute « condition de l’environnement interne ou externe du projet qui favorise l’occurrence d’un résultat indésirable ». On parle ici des causes, des sources de risque ; catégorie de facteurs de risque : groupe de causes potentielles de risque. Les causes de risque peuvent être groupées en catégories telles que les risques techniques, externes, organisationnels, environnementaux ou les risques de management du projet. Une catégorie peut comprendre des sous-catégories telles que la maturité technique, la météorologie ou le degré d’optimisme ou de pessimisme des estimations. d’événement risqué (risk event) pour les événements redoutés, aléatoires, dont les conséquences impactent le projet. 1.2 Objectifs de la recherche en maîtrise des risques de projet Si les préoccupations françaises sont relativement récentes pour le développement d’outils d’analyse et de maîtrise des risques de projet (MRP), il n’en est pas de même dans d’autres régions du monde (Etats-Unis et pays anglo-saxons – Grande-Bretagne, Australie – Chine et Sud-Est asiatique, voire Moyen-Orient). Dans ces pays, les recherches sont très actives depuis une vingtaine d’années et leurs avancées constitueront le socle de notre réflexion. Les recherches s’appuient, comme nous le verrons à la fois sur le développement de modèles et sur le retour d’expérience, même si ces « modèles » et ces « expériences » sont très éloignés de ceux avec lesquels les mécaniciens sont plus familiers. Posant la question « Qu’est-ce que le risque de projet ? », Williams [3] a apporté une réponse simple, à partir du concept de « succès », avec les trois dimensions usuelles du projet (coût, délai, qualité) : un projet 19 Congrès Français de Mécanique Marseille, 24-28 août 2009 3 réussi c’est un projet « bien ! vite ! pas cher ! »). Il notait aussi que ces exigences varient selon la phase de projet : en phase de définition, l’accent est mis sur les aspects de stratégie et de performance, en phase de contractualisation, l’aspect financier est essentiel, en phase de construction, c’est sur le respect des délais que l’on a tendance à insister, une fois l’ouvrage livré, ce sont ses performances qui mesurent le succès du projet. Il montre aussi que les exigences varient selon les acteurs du projet et qu’il n’existe pas de mesure absolue de l’échec ou du succès, d’où l’évolution progressive des exigences vers la « performance perçue » ou le « degré de satisfaction », concepts qu’il est tout aussi difficile de définir et de mesurer ! Ces considérations expliquent que de nombreuses recherches se développent dans les domaines de l’analyse multicritères, de l’aide à la décision, de la simulation en contexte incertain. On en distingue deux objectifs principaux à la recherche : l’évaluation des risques en amont du projet, et principalement des risques financiers consécutifs à la décision de participer à un projet : évaluation précoce pour une phase d’appel d’offres, sélection entre projets, risques liés aux montages (aux partenariats internationaux, joint-ventures...). Ces travaux sont souvent relatifs à de gros projets d’infrastructures à l’international. les risques encourus pendant le déroulement du projet : risques de dérive financière ou dans les délais, risques de non qualité... La dimension des projets concernés est alors très variable, elle va de l’ouvrage ou de la partie d’ouvrage au « méga projet ». Dans le premier cas, l’objectif est de maîtriser les risques pour rentabiliser au mieux les investissements financiers. Dans le deuxième cas, l’objectif est de parvenir à un projet « réussi », sur ses différentes dimensions (performances, coûts, délais...). Trois familles de conséquences couvrent la grande majorité des études [5-7] : le non respect des délais, domaine le plus étudié. Les travaux s’appuient souvent sur la probabilisation de diagrammes de type PERT (réseaux stochastiques) et constituent une suite logique de travaux sur le management de projet. La cible est la quantification du délai total, mais aussi des tâches critiques. Un problème est l’estimation de la durée de chaque activité. Les difficultés viennent aussi de la prise en compte de ressources limitées, incertitudes sur leur disponibilité, d’incertitudes dans la structure du réseau, d’incertitudes dans les conséquences, de distributions statistiques complexes... le non respect du budget : Le problème est plus simple car il repose sur des règles d’additivité. En général on se limite à probabiliser les estimations des coûts, le non respect de la qualité, de la performance souhaitée. Ces études sont beaucoup moins nombreuses mais sont véritablement celles dans lesquelles la dimension « risques » prend tout son sens. L’une des difficultés majeures est que la performance est multi-critères, avec des échelles différentes selon les critères. Le concept de « qualité » (ou de performance) peut être généralisé de manière à couvrir des objectifs de toute nature (impacts sur l’environnement, sécurité...). 2 La maîtrise des risques de projet dans la construction 2.1 Quelles spécificités pour les projets de construction ? Au-delà de problèmes spectaculaires comme les effondrements d’ouvrages (en cours de construction ou en cours d’utilisation), qui peuvent attirer l’attention sur les questions de risques mal maîtrisés, la MRP est justifié par le constat que les dépassements de budgets sont communs dans la construction, surtout pour les projets complexes. Une étude sur les projets financés par la Banque Mondiale (1974-1988) a montré que 63 % des projets parmi 1778 ont connu une augmentation significative des coûts [8]. Pour la même période, sur 1627 projets achevés, les retards ont été de 50 à 809 % [9]. Parfois, c’est le projet finit par être abandonné. Par exemple, la construction du « Second Stage Expressway » a été suspendue après que 3,1 milliards de dollars aient été investis dans la construction de cette autoroute [10]. Ces chiffres justifient à eux seuls d’une préoccupation croissante pour la MRP. Une autre source de préoccupation est l’existence de projets défaillants, comme dans le cas des tunnels urbains, où de nombreux accidents sérieux qui ont conduit à une prise de conscience collective et à la mise en œuvre d’une stratégie de réponse adaptée. Enfin, l’évolution du contexte économique de la construction, avec d’une part les PPP et d’autre part la multiplication des 19 Congrès Français de Mécanique Marseille, 24-28 août 2009 4 interventions de grosses entreprises occidentales dans des pays émergents sont des facteurs qui conduisent les financeurs à exiger une meilleure maîtrise des risques. Les particularités de la construction sont souvent soulignées par ses acteurs. Citons par exemple : le caractère prototypique des ouvrages, du fait que chaque site et chaque environnement physique est différent (ce qui n’est pas le cas pour un projet en informatique ou la fabrication d’un produit en environnement contrôlé), la diversité et la multiplicité du nombre d’acteurs, la durée des projets, qui augmente la vraisemblance d’événements impactant significativement la dispersion de la performance (changement des normes, évolution des objectifs...), les contraintes économiques, politiques, sociales... [11]. Il ressort de plusieurs études que la principale particularité est la grande complexité de l’organisation, avec de nombreux acteurs possédant une vision propre du projet, intervenant simultanément et poursuivant parfois des objectifs contradictoires [12]. 2.2 Les raisons d’une implication nationale En France, le faible développement de la culture du risque d’une part, et l’absence de recherches académiques en économie de la construction d’autre part, n’ont pas été propices à de telles évolutions. L’effondrement du Terminal E de Roissy en mai 2004, qu’elles qu’en soient les causes (techniques, organisationnelles...) a joué un rôle de déclencheur, d’autant plus qu’il faisait suite à quelques autres accidents comparables (effondrement du chantier parisien Eole en février 2003). Les évolutions internationales (développement des PPP, des joint-ventures...) citées ci-dessus concernent aussi au premier chef les grandes entreprises françaises, très actives sur le marché international. Ce n’est qu’en 2008 qu’un premier projet de recherche a vu le jour sur le sujet, avec le soutien de l’ANR (GERMA (GEstion du Risque de MAnagement de Projet). Simultanément, les pouvoirs publics, les professionnels et les chercheurs travaillent dans le cadre d’un GT commun de l’AFGC et du GIS MRGenCi pour rédiger des recommandations de « bonnes pratiques » dans le domaine. Bien entendu, les savoirs et questionnements développés à l’étranger constituent le socle de ces travaux, qui doivent en outre traduire une adaptation aux spécificités nationales. 2.3 Dimensions à traiter et voies d’approche L’une des difficultés majeures du travail est la complexité du système à modéliser : système multi-acteurs, dimensions techniques multiples, richesse de l’organisation, système dynamique avec une forte influence de l’environnement (sol, météorologie...) et interactions obligées avec des tierces parties (riverains...). Un support usuel de l’identification des risques est la « structure hiérarchique des risques » (RBS pour risk breakdown structure), mais il n’existe pas de consensus sur la manière de décomposer les risques. La façon la plus courante de décomposer les facteurs de risque repose sur la distinction entre risques d’origine interne et risques d’origine externe. Ainsi, [10] a proposé un HSRU (Hierarchical Structure of Risk and Uncertainty) reposant sur la vision de l’entreprise de construction, qui distingue, pour les facteurs d’origine interne, ceux attachés au projet, qui sont regroupés en fonction des acteurs, et ceux attachés aux activités, qui sont regroupés en fonction de ce qui contribue à la réussite ou à l’échec de l’activité (figure 1). La décomposition en familles identifiées à partir des acteurs est fréquente. Une autre manière de relier les risques aux activités consiste à identifier les facteurs de risque à partir des tâches identifiées sur la PBS. La figure 2 illustre une telle identification (d’après [13]). Remarquons que la décomposition selon la double arborescence risques/tâches, qui conduit à une représentation matricielle des risques permet de faciliter la vision dynamique des phases du projet. Hélas, si l’on souhaite ajouter la dimension des acteurs, il faut une troisième dimension et la représentation sur le papier n’est plus aussi simple. Dans tous les cas, ces représentations s’appuient sur une vision hiérarchique, qui demande que l’on ait préalablement identifié les facteurs de risque et les groupes de risque que l’on 19 Congrès Français de Mécanique Marseille, 24-28 août 2009 5 souhaite privilégier. Figure 1. Exemple de décomposition hiérarchique des risques (d’après [10]). Figure 2. Décomposition hiérarchique des tâches et sources de risque (d’après [13]. Modéliser la performance (ou la non performance), les coûts et les délais pouvant être considérés comme des dimensions particulières de la performance, requiert de modéliser le « système-projet » dans sa complexité. On peut distinguer quatre types de modèles, qui différent par les objectifs, les données traitées et la manière 19 Congrès Français de Mécanique Marseille, 24-28 août 2009 6 de représenter le système-projet : les modèles comportementaux, les modèles analytiques « fonctionnels », les modèles physiques et les modèles « boîte noire ». Les modèles « comportementaux » sont destinés à analyser l’effet des pratiques professionnelles, des attentes des acteurs... Ils visent à répondre à des questions telles que : « que se passe t-il dans telle situation ? ». Ils reposent en général sur l’élaboration et l’emploi de questionnaires ou d’entretiens, qui permettent d’expliquer quels caractères essentiels (des pratiques, des attentes...) conditionnent les risques. Ils relèvent principalement des sciences humaines et comportementales. Les caractères sont identifiés en fonction de données observables comme le statut de la personne ou de l’entreprise, la nature du projet... Ces modèles sont souvent qualitatifs, mais ils peuvent aussi être semi-quantitatifs, en recourant à des échelles à N niveaux (de type « Likert scale »). Les modèles analytiques « fonctionnels », visent à établir les relations structurelles entre facteurs de risque, catégories de facteurs de risque et sorties. Ils reposent donc sur une analyse du projet qui en décompose les mécanismes organisationnels, physiques, relationnels... Le questionnement est du type : « quelles sont les relations entre tel état ou telle condition et telle conséquence ? ». Ces modèles n’ont pas vocation à permettre une évaluation quantitative des risques. Ils peuvent par contre déboucher sur des recommandations de « bonnes pratiques » et participer ainsi à la maîtrise des risques. Dans les modèles prédictifs de type « physique », on décrit, à l’échelle choisie, le projet comme un processus (ensemble d’actions et d’opérations requérant des ressources, soumis à des contraintes) et on étudie la réponse du processus en environnement incertain ou perturbé (on analyse par exemple les distributions statistiques des délais ou des coûts et la probabilité de dépasser une valeur seuil). La finesse de la description retenue dépend du processus modélisé, qui peut être très « micro » (séquences d’opérations de construction) ou plus « macro » (déroulement du projet global). Dans les modèles prédictifs de type « boite noire », on vise à estimer la valeur de variables de sortie Y (par exemple niveau de performance) en fonction de variables d’entrée X. Les outils employés sont divers (régressions statistiques, logique floue, réseaux neuronaux...). Ces modèles s’appuient souvent sur une décomposition hiérarchique des risques, qui sert de support à la formalisation du problème puis à l’approche quantitative, les informations d’entrée étant alors propagées au travers de la structure. A la différence des modèles physiques, les liens entre entrées et sorties (et éventuellement variables intermédiaires) traduisent seulement des relations fonctionnelles, mais ils ne cherchent pas à reproduire un mécanisme physique. Les données X sont identifiées à partir d’une analyse des facteurs de risque et leur valeur est attribuée par des experts, souvent au moyen d’enquêtes et de questionnaires, sur des échelles discrètes. L’identification des paramètres internes du modèle permet ensuite d’utiliser le modèle dans une logique de prédiction. La figure 3 reproduit une décomposition proposée par [14]. Ce schéma met en évidence un ensemble de variables (environnement du projet, condition du pays hôte, capacité et expérience de l’entreprise...), qui sont par ailleurs quantifiées à partir d’observables. Par exemple la valeur de la variable « condition du pays hôte » dépend de la réponse à une série de questions telles que : quelle est la fréquence de changement des règlements ? la situation sociale est-elle stable ? quelle est l’étendue de la corruption ? Chaque question correspond à un facteur de risque jugé pertinent. Une fois la structure du modèle établie, les relations quantifiées (de tels modèles se prêtent bien à la mise en œuvre d’outils du type réseaux neuronaux), et les observables fournis, le modèle peut être validé et utilisé de manière prédictive. 19 Congrès Français de Mécanique Marseille, 24-28 août 2009 7 Figure 3. Modélisation de la performance de projet (d’après [14]). 3 Identification des facteurs de risque et modélisation du projet Le Projet GERMA s’est donné pour objectif de développer, en tenant compte des particularités du contexte national, une méthodologie et des outils permettant aux acteurs de la construction de mieux maîtriser les risques de projet. Il convient dans un premier temps de mettre en place un modèle conceptuel du projet, puis d’identifier les facteurs de risque à prendre en compte. La figure 4 schématise les relations entre les acteurs du projet, le figuré en pointillés schématisant le cadre du projet, qui recouvre aussi la phase d’exploitation de l’ouvrage. Les « autres parties prenantes » recouvrent les acteurs qui interviennent à titre divers dans le projet : acteurs avec liens contractuels (financeurs, assureurs, contrôle technique), ceux avec un lien réglementaire ou administratif (autorités en charge de la réglementation, décideurs politiques, commissions techniques) et les acteurs d’influence (usagers, riverains...). La multiplicité et la diversité des acteurs sont source de risque, de par les risques induits par chacun des acteurs, et de par la multiplication des interfaces. Figure 4. Schématisation des relations entre les acteurs du projet L’identification des facteurs de risque pose deux questions : celle de leur inventaire et celle de leur classification. Les possibilités de classification sont multiples, comme nous l’avons vu au § 2.3 : par acteurs, par phase de projet, par nature... Nous avons choisi une décomposition à deux niveaux : par acteur et par type de « mission », qui s’appuie sur les missions dévolues à chacun des acteurs. Ainsi, par exemple, le maître d’œuvre est en charge : de la conception, avec les études aux différents degrés d’avancement du projet (esquisse, APS, APD, projet), Maître d’ouvrage