Dealing with uncertainty on parameters elicited from a pool of experts for CCS risk assessment
La gestion des incertitudes sur des paramètres estimés par un groupe d’experts pour l’analyse des risques du stockage de CO2
Résumé
Handling potentially conflicting information coming from experts when other available data are scarce or nonexistent is an important issue for subsurface operations, especially for projects in the early stages of development. The problem tackled in this study concerns the CO2 geological storage technology and more specifically the estimation, for a specific storage project, of the injected CO2 plume extent in a reservoir. For that purpose, information on the minimum, median and maximum values of the porosity parameter have been collected from 14 different experts. A classical multi-step method has been followed. It consists of first representing the data given by the experts, then aggregating the information provided by the 14 experts and finally propagating the resulting uncertainty within a dedicated CO2-migration mathematical model. Within this method, two different approaches have been considered to deal with uncertainties: a classical probabilistic approach and an approach based on the Dempster-Shafer theory. The outcomes of this study show that, in a context of high conflict, the aggregation of the experts’ data with the classical probabilistic approach and with the classical disjunctive rule within Dempster-Shafer theory might not reflect the proportion of uncertainty linked with the conflict among the experts. In addition, while the former approach may lead to specific but not conservative results, the latter may lead to too poorly informative results. In that context, the application of a trade-off rule appeared necessary to provide the decision makers with additional outcomes. In this paper, the application of a newly published experts’ information fusion rule is proposed and its ability to help decision-making is discussed.
Pour les exploitations du sous-sol, les données géologiques sont souvent peu nombreuses voire inexistantes notamment lorsque les projets sont à un stade précoce de développement. Dans cette situation le recours à l’avis d’experts est nécessaire. La gestion des données fournies par plusieurs experts, potentiellement conflictuelles, constitue donc une problématique importante dans le cadre des exploitations du sous-sol. Cette étude concerne la technologie du stockage géologique de CO2, et plus particulièrement la quantification, sur un site donné, de l’extension du panache de CO2 dans le réservoir géologique. Des informations sur les valeurs minimales, médianes et maximales de la porosité du réservoir ont été collectées auprès de 14 experts pour mener à bien cette estimation. Une méthode classique d’analyse des incertitudes a été utilisée, en choisissant dans un premier temps un mode de représentation pour les informations collectées auprès des experts, en fusionnant les 14 jeux de données puis en propageant l’incertitude existante dans un modèle de migration de CO2. Au sein de cette méthode, deux approches différentes ont été appliquées pour la gestion des incertitudes, une approche classique de type probabiliste ainsi qu’une approche basée sur la théorie de Dempster-Shafer. Les résultats de l’étude montrent que, dans un contexte de fort conflit entre experts, la fusion des jugements d'experts basée sur l’approche probabiliste ainsi que celle basée sur la règle disjonctive dans le cadre de Dempster-Shafer ne permettent pas réellement de discuter de la proportion de l’incertitude globale provenant du désaccord entre les experts. De plus, l’approche probabiliste fournit des résultats spécifiques mais non conservateurs et l’approche Dempster-Shafer disjonctive fournit des résultats conservateurs mais peu informatifs. Dans ce contexte, l’application d’une règle de fusion de type « compromis » a été nécessaire pour obtenir des informations supplémentaires pouvant être fournies aux décideurs. Pour cette étude, l’application d’une règle de fusion d’informations d’experts nouvellement publiée est proposée et son applicabilité est discutée pour aider à la prise de décision.