Le Cerema aux Assises Nationales du Risque Naturel: focus sur les projets de recherche

Atelier 2. Vulnérabilité et résilience des bâtiments

Le fonctionnement en silo des métiers du secteur ne permet pas de partager une culture commune du risque. Par ailleurs, la réglementation est méconnues, car complexe et parfois même contradictoire. Le défi est d'adapter les constructions à leur environnement : faire des études de sols, éviter de mettre des équipements dans des niveaux inondables... Tout ceci dans un environnement qui évolue (changement climatique, urbanisation, déprise agricole).

Pascal Berteaud a mentionné la question du partage de la connaissance, et le rôle des établissements publics comme le Cerema, pour tirer les enseignements des crises qui ont eu lieu par le passé et capitaliser les connaissances. Au-delà, une plateforme pour partager ces connaissances est en cours de mise en oeuvre par le Cerema, à travers la future plateforme sur l'adaptation au changement climatique. 

Les entreprises quant à elles possèdent une faible culture du risque et demandent des aides financières pour mieux anticiper les risques. Il y a un besoin de connaître précisément leur situation, de hiérarchiser l'information, d'avoir des données structurées et utilisables. Des outils de simulation seraient appréciés. 

Atelier 3. Se préparer à la gestion du post-événement

La nécessité de coordonner les actions à mener dans la phase post-crise a été soulignée. Le concept "build back better" (construire mieux après) permet de réduire la gravité des conséquences des crises, en prenant en compte les impacts des crises précédentes pour construire de manière plus efficace. 

Une difficulté forte est la perte de mémoire concernant les catastrophes: au-delà de 25 ans après l'événement, on ne transmet plus ce qu'il s'est passé. 

Là encore, la nécessité de capitaliser les bonnes pratiques est apparue, avec l'idée de création d'une plateforme partagée sur les risques, qui permette aussi de gérer le post-événement. 

Pascal Berteaud a rappelé que beaucoup est à faire en matière d'outillage, d'anticipation des besoins, de capitalisation des expériences. Jusqu'à un passé récent, la politique de prévention considérait qu'elle ne devait pas empiéter sur le domaine de la crise. La stratégie nationale de gestion des risques d'inondation de 2014 recouvre maintenant 3 objectifs : sécurité des personnes, limitation des dommages aux biens, reprise d'activité la plus rapide possible.

Atelier 6. Place des acteurs économiques dans la prévention des risques naturels

Cet atelier a montré l'importance pour les acteurs économiques de connaitre leur exposition aux risques, d'améliorer la connaissance des risques et la résilience, et de développer la culture du risque. Les assureurs jouent un rôle important en termes de prévention des risques climatiques.

La question des réseaux est sous-jacente à celle des acteurs économiques a rappelé Pascal Berteaud. Par ailleurs, pour redémarrer l'activité après une catastrophe, il faut une remise en service rapide des infrastructures techniques, ce qui nécessite une coordination des acteurs. C
La question se pose aussi du multi-risques (Risque NATECH) : un risque naturel provoque un accident technologique ou une pollution.

Dix posters scientifiques retenus 

Aléa mouvements de terrain liés aux cavités karstiques : caractériser les processus pour réduire la vulnérabilité des territoires

Un guide méthodologique est en cours de rédaction par le BRGM et le Cerema, sous l'égide de la Direction Générale de la Prévention des Risques. 

Pour réaliser ce guide, le Cerema et le BRGM ont analysé leurs pratiques, puis recensé les configurations et les processus d’instabilité, avant de définir une approche prédictive des risques liés aux cavités karstiques dans les formations calcaires dans un premier temps, avant de s’intéresser aux sols en craie.

Ce guide propose une méthode multicritères, qui peut être mise en œuvre aussi bien à l’échelle nationale, que communale ou pluri communale. Cette méthode porte sur les différents processus de déstabilisation, et pour chacun de ces processus les paramètres qui influencent la déstabilisation sont précisés. La méthode a été testée et après quelques évolutions un guide sera publié en 2020.

Approche innovante du suivi hydrogéotechnique de la carrière souterraine de Château-Landon

L’objectif de ces travaux, menés par le Cerema et Ineris, était d’évaluer le risque d’effondrement de grande ampleur d’une carrière souterraine de craie soumise à une crue centennale.

En 1910 lors d’une importante crue, la carrière souterraine de Château-Landon s’est effondrée, entraînant un glissement massif de terrain sur 4 hectares, et provoquant le décès de 7 personnes. Toujours accessible, la carrière a connu de nouveaux désordres en juin 2016 lors d’un épisode d’inondations. Ce site a été retenu pour mener l’étude méthodologique. Cette méthode se décompose en trois étapes :

• Numérisation 3D de la carrière,
• Modélisation en 3D,
• Mise en place de l’instrumentation

La méthode de surveillance hydrogéotechnique permettra d’observer et de quantifier le comportement de ce type d’ouvrage souterrain lors de l’arrivée d’eau massive dans son sous-sol, ce qui entraîne une perte de résistance de l’encaissant et un risque d’effondrement.

Accompagnement des démarches de réduction de la vulnérabilité à l’inondation

L’expérience acquise en matière de réduction de la vulnérabilité au risque industriel permet d’envisager une assistance des collectivités pour la mise en œuvre de programmes d’accompagnement des propriétaires exposés au risque. En se basant sur ces expériences, le Cerema a mené un projet pour développer une méthodologie et une boîte à outils afin d’aider les collectivités à développer des programmes d’accompagnement au risque inondation, pour les habitants comme pour les entreprises.

Le retour d’expérience des PARI (Programmes d’Accompagnement aux Risques Industriels) a montré que l’accompagnement des riverains sur les plans technique, administratif et financier est un réel levier pour mener des travaux de réduction de la vulnérabilité.

Les expérimentations ont aussi permis de créer des dispositifs financiers simples et opérationnels, permettant le versement de subventions de différentes origines, et ce type de dispositif peut être adapté aux risques naturels, en particulier le risque inondation.

Un Programme d’Accompagnement au Risque Inondation se base sur une étude pré-opérationnelle qui contiendra un diagnostic territorial destiné à dimensionner le dispositif, et d’élaborer un marché d’accompagnement.

• Un opérateur, sous le contrôle d’un comité technique, organisera la communication, les diagnostics, la consultation des artisans, et le suivi de la réalisation des travaux
• Le comité technique, quant à lui, valide les travaux à réaliser et procède au versement des subventions directement aux entreprises après la réalisation des travaux.

Deux opérations sont en début d’élaboration pour les villes de Porto-Vecchio en Corse et de Sada à Mayotte.

L’imagerie pour qualifier et quantifier les mouvements de terrain

Les méthodes d’analyse d’image (photogrammétrie et corrélation d’images) permettent de réaliser un suivi fiable des mouvements de terrain, à bas coût.

La méthode consiste à acquérir des images 2D de site instable à différentes dates, puis à construire des modèles 3D par photogrammétrie et recalage, et à comparer les modèles par corrélation d’images de cartes de pentes afin de générer des champs de déplacements en 3D (valeurs et directions).

La méthode a été validée sur site réel avec des mesures in-situ, au lac du Chambon qui a connu un important glissement de terrain en 2016. Un suivi a été effectué d’août 2016 à juillet 2017. Les résultats obtenus étaient en accord avec les observations réalisées sur le terrain et la connaissance du comportement du glissement de terrain.

Il apparaît qu’une première analyse et un suivi cinématique sont possibles si l’ordre de grandeur des déplacements est suffisant, et que cette méthode aide à dimensionner l’instrumentation sur site.

Déterminer la dissolution du gypse pour évaluer et gérer le risque de mouvements de terrain

Avec Ineris, le Cerema a mené une étude sur le phénomène de dissolution du gypse présent dans le sous-sol. Lorsqu’il se dissout en sous-sol, les propriétés mécaniques de ce sous-sol changent, et des espaces de vide peuvent se former, avec un risque d’impact en surface.

Pour comprendre le phénomène de dissolution du gypse, il a fallu déterminer les mécanismes hydrauliques, chimiques et mécaniques, depuis l’initiation des processus de dissolution jusqu’à l’apparition du désordre en surface. Ce travail a été réalisé au moyen d’expérimentations in situ et en laboratoire, et par des modélisations numériques des processus.

Des facteurs principaux et aggravants à l’apparition du phénomène de dissolution du gypse, puis des moyens de prévention ont été définis.

Ce travail a mis en évidence deux critères principaux d’évaluation :

• Les caractéristiques du gisement de gypse (épaisseur, profondeur)
• Les potentiels hydrodynamique et hydrochimique des eaux (présence ou non d’une circulation d’eau agressive vis-à-vis du gypse).

L’eau a un rôle prédominant à toutes les étapes, du mécanisme de dissolution jusqu’à la l’initiative du désordre. Par ailleurs des sollicitations anthropiques peuvent perturber les équilibres hydrodynamiques ou chimiques, et la gestion des eaux est primordiale.

Ces travaux ont permis d’évaluer et de cartographier l’aléa à l’échelle d’un bassin de risque, et de proposer des recommandations en termes de moyens de prévention et de protection adaptés au contexte.

Un guide sur l’analyse du risque appliquée aux ponts en zone affouillable

Le Cerema vient de publier un guide sur l’analyse du risque d’affouillement des ponts situés sur des rivières, des estuaires, et en milieu marin. La méthode d’analyse proposée repose sur l’évaluation de l’aléa (en fonction notamment du régime hydraulique et de la nature des matériaux du lit), de la robustesse de l’ouvrage, et de l’importance des enjeux (le pont est-il stratégique lors d’un épisode de crise ? ).

L’approche proposée, en trois phases successives, permet d’identifier les facteurs de risque à l’origine de l’affouillement des ponts, et de recenser les solutions à mettre en œuvre pour allonger la durée de vie des ouvrages.

Résilience du Grand Port Maritime de Bordeaux face au changement climatique

Pour le Grand port maritime de Bordeaux, le Cerema a réalisé une analyse des risques et accompagné l’élaboration d’une stratégie d’adaptation.

Dans le cadre du Plan national d’Adaptation au Changement Climatique, le Cerema développé une méthode d’analyse des expositions et vulnérabilités d’un réseau au climat actuel et futur, tant au niveau des infrastructures que des fonctionnalités. In fine, l’objectif est de développer une stratégie d’adaptation basée sur des solutions hiérarchisées.

Les résultats de l’analyse :

• Constat d’une exposition actuelle multiple
• Une projection des évolutions d’exposition, particulièrement marquée par une hausse des températures, une augmentation des périodes de sécheresse et d’étiage ou la hausse du niveau marin
• Caractérisation des vulnérabilités variées selon les événements climatiques pour 13 catégories d’infrastructures et 16 familles de fonctionnalités étudiées
• Evaluation des impacts sur les dépenses d’entretien, d’investissement et les revenus
• Identification et priorisation des solutions d’adaptation techniques, des stratégies de gestion et de gouvernance.

Cette méthode est applicable à d’autres types de réseaux (route, rail…). Elle permet aux exploitants de favoriser la résilience de leur réseau et du territoire, d’optimiser les budgets à moyen terme, de prioriser les solutions de gestion, et de garantir des niveaux de service satisfaisants.

Le projet WACA-F : valoriser les données historiques pour la connaissance des risques côtiers en Afrique de l’Ouest

Le Cerema est l’un des partenaires, avec l’IGN et le Shom, d’un projet de recherche visant à utiliser les données historiques sur le littoral africain pour améliorer la connaissance des phénomènes côtiers, notamment l’érosion, et développer des politiques publiques adaptées.

Des photographies aériennes anciennes du littoral fournies par l’IGN sont mises au format SIG et en flux WMTS : les documents papier sont numérisés, puis les données sont traitées : orientation, calage vertical, mosaïquage, assemblage, pour permettre leur géoréférencement. Une fois calées dans le système de projection de référence, les données sont stockées dans une géodatabase.

L’exploitation des données anciennes donne accès à une quatrième dimension : le temps. Elle permet ainsi de mesurer l’évolution d’un territoire en comparant le passé et le présent.

Les données historiques permettent d’extraire une multitude d’informations (l’impact des aménagements côtiers, l’évolution de la tâche urbaine, l’occupation des sols, l’évolution morphodynamique fluviale et côtière…) capables d’apporter des clés de compréhension sur différents phénomènes et d’anticiper leurs impacts en adaptant les politiques publiques.

Ces données historiques permettent aussi de créer des indicateurs, comme l’indicateur d’érosion côtière, développé par le Cerema afin de quantifier les phénomènes d’érosion et d’accrétion sur des dizaines d’années.

S’approprier les cartes d’aléas pour une meilleure efficacité des PPRL

Le Cerema a mené des travaux de recherche qui poursuivaient deux objectifs : limiter les conflits entre acteurs lors de la réalisation des cartographies d’aléas littoraux, et améliorer l’efficacité des Plans de Prévention des Risques Littoraux (PPRL).

Pour cela, il a fallu mieux comprendre les processus de cartographie des aléas, notamment sur le plan des méthodes ou des acteurs impliqués, mais aussi identifier ce que représentent les cartes pour chaque acteur et ce qui les influence. Un retour d’expérience des PPRL prioritaires définis suite à la tempête Xynthia a été réalisé au moyen d’une enquête par questionnaires et d’entretiens.

Ces travaux ont montré plusieurs éléments :

• Les études d’aléas sont abordées sous un angle expert complexe à appréhender,
• Un « choc » pour les acteurs locaux lors de la publication des cartes,
• Une appropriation des connaissances difficile pour les acteurs locaux,
• Une cristallisation des débats des PPRL sur les cartes d’aléas,
• Le rôle de la concertation comme source d’hybridation des connaissances.

Ce diagnostic permet d’améliorer les cartographies d’aléas réalisées dans le cadre des PPRL, grâce à la formation et à des missions d’assistance auprès des services de l’Etat et des collectivités.

Un réseau international sur le risque d’incendie aux interfaces forêt-urbain

Avec Irstea et le BRGM, le Cerema a mené un projet de recherche sur la gestion du risque d’incendie aux interfaces forêt-urbain (WUI) grâce aux connaissances scientifiques.  L’objectif est de modéliser ce risque, dans ces interfaces habitat-forêt qui sont le lieu de l’interaction entre l’aléa incendie de forêt et les vulnérabilités du territoire.

Pour cela, le réseau WUI-Net a été mis en place, comme point de rencontre entre la recherche et les gestionnaires. De premiers questionnements de recherche ont été définis, afin que les modèles soient les plus opérationnels possibles.

Le projet permettra de créer des modèles opérationnels d’évaluation spatialisée multi-échelles et multi-temporalités du risque global aléa-vulnérabilité, pour :

• L’aide à la décision de gestion des territoires sujets au risque d’incendie (intégration des Plateformes VULNEFEUX, RUI-Map etc.)
• L’optimisation de la lutte anti-incendie par l’anticipation