Contexte.
La forte croissance démographique dans les régions côtières tend à accroitre les risques de submersion marine dans les zones basses. La variété des processus et des échelles à prendre en compte rend ce phénomène très difficile à prévoir plusieurs heures ou jours à l’avance. Si les systèmes d’alerte dédiés aux submersions se sont beaucoup développés ces dernières années, ils suivent encore la plupart du temps une approche déterministe ou reposent sur des méthodes simplifiées. Aujourd’hui, les autorités et acteurs locaux des territoires à risque émettent le besoin d’avoir des prévisions de plus en plus précises et prenant en compte les incertitudes et les enjeux du territoire. Mais la fourniture d’informations pertinentes pour la prise de décision rencontre une série d’obstacles (temps de calcul, incertitudes en cascade, communication aux parties prenantes, etc.), appelant ainsi à une réflexion interdisciplinaire.
workpackages
BRGM
Objectifs scientifiques et techniques.
ORACLES abordera les défis de production, de traduction et de visualisation relatifs à la prévision probabiliste des submersions marines et des conséquences induites sur le territoire. Il vise à : (1) développer des méthodes permettant de prévoir l'étendue des submersions à terre à partir du système de prévision d’ensemble de Météo-France (2) caractériser les effets domino possibles des submersions sur les enjeux du territoire afin de produire des prévisions d'impact (3) concevoir des outils de géovisualisation novateurs pour les experts et les gestionnaires de crise afin de mieux explorer, analyser et exploiter les prévisions en contexte de crise.
Le projet sera mené sur deux sites pilotes complémentaires, le Bassin d’Arcachon et la commune de Gâvres, couvrant ainsi différents processus de submersion et types de territoires. Il s’appuiera également sur des groupes d’utilisateurs nationaux et locaux afin de guider les développements : prévisionnistes opérationnels, experts territoriaux des submersions, gestionnaires de réseaux techniques, services de secours, et décideurs des services de l’Etat et des collectivités.
WP1 : Analyse de besoins et description des effets domino sur les enjeux
Tâche 1.1 – Analyse des effets dominos : L’objectif est de décrire les réseaux critiques (électriques, etc.) pouvant être affectés par la submersion ainsi que leurs seuils de défaillance et leurs interdépendances. Ces informations permettront de produire une représentation graphique des effets dominos, c'est-à-dire des conséquences directes mais aussi indirectes de la submersion sur les infrastructures de réseaux.
Tâche 1.2 – Co-définition d'indicateurs : Via l’animation d’un groupe d’utilisateurs, cette tâche permettra de co-définir les indicateurs à prendre en compte dans les outils de géovisualisation du WP3 pour construire un langage sémiologique visuel adapté aux besoins collectifs et individuels via des entretiens semi-directifs et des séances de brainstorming.
Tâche 1.3 – Tests utilisateurs sur les outils de visualisation : Les outils de géovisualisation développés dans le WP3 seront régulièrement présentés au groupe utilisateur dans une démarche itérative afin de recueillir leurs retours et d’enrichir les solutions proposées.
Porteur du WP1 : Keyros
WP2 : Production des prévisions d'ensemble de submersion
Tâche 2.1 – Préparation et production de prévisions des conditions marines d'ensemble : Les systèmes ensemblistes développés dans le cadre du projet HOMONIM seront utilisés et adaptés pour fournir des rejeux de prévision d'ensemble des niveaux de la mer et des vagues côtières basés sur l'ensemble atmosphérique PEARP (Prévision d'Ensemble ARPege, 35 membres, résolution de 8 km). Une étude sera également menée pour tenter d'étendre les incertitudes représentées dans l'ensemble aux erreurs des modèles marins.
Tâche 2.2 - Développement de métamodèles d'inondations marines et analyse de sensibilité : Les bases de données de scénarios de submersion disponibles sur les sites pilotes seront exploitées pour développer des métamodèles de submersion permettant de reproduire des cartographies de hauteur d’eau à terre à partir des forçages météo-marin (niveau, vagues, vent). Ces métamodèles constituent l'ingrédient clé pour les prédictions rapides des cartes de submersion et l’analyse de sensibilité visant à quantifier l'importance des différentes sources d'incertitudes pour identifier les paramètres de forçage et les configurations du modèle qui influencent le plus la carte de submersion finale.
Tâche 2.3 – Prévisions d'ensemble des submersions et performances : Une méthode sera développée pour alimenter les métamodèles de submersion développés dans la tâche 2.2 avec les prévisions météorologiques côtières et marines de Météo-France. Un jeu de données d'événements d'inondations marines synthétiques sera créé pour servir de cas tests. Au-delà de l'incertitude météorologique, représentée par les membres météorologiques de PEARP, d'autres sources d'incertitude seront également incluses selon les résultats de la tâche 2.1.
Porteurs du WP2 : BRGM et Météo-France
WP3 : Outils de géovisualisation
Ce WP étudiera les techniques de géovisualisation pour co-visualiser et explorer visuellement les prévisions d'ensemble de submersion et d’impacts sur les infrastructures du territoire aux échelles départementale à locale. Le WP3 vise à répondre respectivement à deux grandes problématiques d'analyse spatio-temporelle de représentation graphique des données et de navigation interactive multi-échelles. De manière transversale, la représentation des incertitudes sera étudiée pour supporter l'interprétation complexe de la dimension probabiliste.
Tâche 3.1 - Visualisation interactive de scénarios pour les experts : Cette tâche proposera des visualisations permettant aux experts scientifiques de visualiser simultanément plusieurs scénarios de conditions météo-marines et de prévisions marines de submersion, afin de soutenir l'exploration de scénarios multiples et leurs conditions de forçage. Des méthodes seront mises en place pour combiner ou naviguer entre 2D et 3D, selon les premières itérations sur les besoins des experts scientifiques exprimées dans le WP1.
Tâche 3.2 Visualisations multi-échelles simplifiées pour les décideurs : Des visualisations synthétiques multi-échelles 2D/3D permettant l'identification de zones et d’enjeux à risque seront également proposées. L'enjeu de recherche est de fournir des méthodes de visualisation et d'interaction pour concevoir une restitution simplifiée à des fins plus opérationnelles. Par exemple une adaptation de l'outil de cartographie existant PROJECTIONS sera réalisée afin de mettre en évidence les conséquences des risques d'inondations marines sur les réseaux techniques et les infrastructures critiques.
Porteur du WP3 : LASTIG
Sites pilotes
SIte d'application ORACLES - Gâvres
© BRGM
La commune de Gâvres (Morbihan) :
La commune de Gâvres est située sur une presqu'île, à l'embouchure du Blavet, dans l'agglomération du Pays de Lorient (Morbihan). La péninsule est reliée au continent par un tombolo de 6 km de long. En 2009, 752 habitants de la commune vivaient sur une superficie de moins de 2 km². L'activité principale est le tourisme avec une population multipliée par 5 en été. En 2009, la commune comptait 905 logements (y compris les résidences secondaires).
La commune de Gâvres est principalement soumise à la submersion marine par franchissement de paquets de mer. Elle a dû faire face à plus d'une dizaine d'inondations côtières depuis 1864. Les derniers événements mémorables sont ceux du 10 janvier 2001 et du 10 mars 2008.
Bassin d'Arcachon
© IGN
Le site du bassin d'Arcachon : Le Bassin d’Arcachon est une lagune semi-fermée ouverte sur le Golfe de Gascogne par l’intermédiaire d’un ensemble de chenaux étroits (les « passes »). Il est le réceptacle final des eaux douces issues d’un réseau hydrographique peu dense dont le principal contributeur est la Leyre (plus de 80% des apports en eau douce). Globalement, le bassin versant du Bassin d’Arcachon présente une faible pente topographique et se caractérise par un sol sableux.
La submersion marine peut prendre trois formes sur le Bassin d’Arcachon : si la submersion par débordement est majoritaire et concerne l'ensemble des 10 communes littorales qui présentent toutes des zones basses, certains secteurs sont également soumis au franchissement par paquets de mer liés au clapot notamment en fond de bassin à Andernos. Par ailleurs, la rupture de digue de protection fait partie des scénarios envisagés dans les plans de prévention des risques littoraux. Le bassin d'Arcachon subit régulièrement de petits épisodes de submersion marine au niveau des ports et des quartiers ostréicoles. L'évènement récent le plus marquant reste la tempête Xynthia début 2010.