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OSUG - Terre Univers Environnement

Prévision des impacts humains conséquences des crues rapides intégrant le concept de vulnérabilité sociale dynamique

Galateia Terti, 27 mars 2017

par Brice Boudevillain - 6 mars 2017

Composition du Jury :

Mme, Léna, SANDERS
DR-CNRS, Géographie-Cités, Paris,
Rapporteure
M, Murugesu, SIVAPALAN
Professor of Geography and GIScience, University of Illinois at Urbana- Champaign, USA,
Rapporteur
Mme, Julie, DUGDALE
Maître de conférences, UGA, LIG, Grenoble,
Examinatrice
M, Eric, GAUME
Directeur Département Géotechnique, Environnement, Risques naturels et Sci- ences de la Terre, IFSTTAR, Nantes,
Examinateur
M, Richard, LAGANIER
Professeur Université Paris Diderot, PRODIG, Paris,
Examinateur
Mme, Sandrine, ANQUETIN
DR-CNRS, IGE, Grenoble,
Directrice de thèse
Mme, Isabelle, RUIN
DR-CNRS, IGE, Grenoble,
Co-Directrice de thèse
M, Jonathan, GOURLEY
Associate Professor, NOAA/National Severe Storms Laboratory, Norman, Okla- homa, USA,
Co-Directeur de thèse

Mots clés : Crue rapide, impacts humains, facteurs de vulnérabilité, prédiction par apprentissage virtuel, cartographie dynamique des risques.

Résumé : Au XXIe siècle, la prévision de l’aléa hydrométéorologique et des impacts associés aux crues rapides demeurent un défi pour les prévisionnistes et es services de secours. Les mesures structurelles et / ou les avancées des systèmes de prévision hydrologique ne garantissent pas, à elles seules, la réduction des décès lors de ces phénomènes d’inondation rapide. La littérature souligne la nécessité d’intégrer d’autres facteurs, liés aux processus de vulnérabilité sociaux et comportementaux, afin de mieux prendre en compte les risques encourus par les populations lors de ces épisodes extrêmes. Cette dissertation conduit une analyse théorique couplés à ceux de une analyse des accidents historiques mortels afin d’expliquer les interactions qui existent entre les processus hydrométéorologiques et sociaux responsables de l’apparition de vulnérabilités humaines lors de crues rapides aux États-Unis. Des données d’enquêtes liées aux crues rapides sont examinées afin d’élaborer un système de classification des circonstances du décès (en voiture, à l’extérieur, à proximité d’un cours d’eau, dans un camping, dans un bâtiment ou en mobile-home). L’objectif est d’établir un lien entre la conception des vulnérabilités et l’estimation des pertes humaines liées à ces catastrophes naturelles. ``Random forest" est utilisé et est basé sur un arbre de décision, qui permet d’évaluer la probabilité d’occurrence de décès pour une circonstance donnée en fonction d’indicateurs spatio-temporels. Un système de prévision des décès liés à l’usage de la voiture lors des crues rapides, circonstance la plus répandue, est donc proposé en s’appuyant sur les indicateurs initialement identifiés lors de l’étude théorique. Les résultats confirment que la vulnérabilité humaine et le risque associé varient de façon dynamique et infra journalière, et en fonction de la résonance spatio-temporelle entre la dynamique sociale et la dynamique d’exposition aux dangers. Par exemple, on constate que les jeunes et les personnes d’âge moyen sont plus susceptibles de se retrouver pris au piège des crues rapides particulièrement soudaines(par exemple, une durée de près de 5 heures) pendant les horaires de travail ou de loisirs en extérieur. Les personnes âgées sont quant à elles plus susceptibles de périr à l’intérieur des bâtiments, lors d’inondations plus longues, et surtout pendant la nuit lorsque les opérations de sauvetage et / ou d’évacuation sont rendues difficiles. Ces résultats mettent en évidence l’importance d’examiner la situation d’exposition aux risques en tenant compte de la vulnérabilité dynamique, plutôt que de se concentrer sur les conceptualisations génériques et statiques. Ce concept de vulnérabilité dynamique est l’objectif de modélisation développée dans cette thèse pour des vulnérabilités liés aux véhicules. À partir de l’étude de cas sur les crues rapides survenues en mai 2015, et en analysant principalement les états du Texas et de l’Oklahoma, principaux états infectés par ces évènements,le modèle montre des résultats prometteurs en termes d’identification spatio-temporelle des circonstances dangereuses. Cependant, des seuils critiques pour la prédiction des incidents liés aux véhicules doivent être étudiés plus en profondeur en intégrant des sensibilités locales non encore résolues par le modèle. Le modèle établi peut être appliqué, à une résolution journalière ou horaire, pour chaque comté du continent américain. Nous envisageons cette approche comme une première étape afin de fournir un système de prévision des crues rapides et des risques associés sur le continent américain. Il est important que la communauté scientifique spécialisée dans l’étude des crues éclairs récoltent des données à plus haute résolution lorsque ces épisodes entrainement des risques mortels, et ce afin d’appuyer la modélisation des complexités temporelles et spatiales associées aux pertes humaines causées par les futures inondations soudaines.