Perspectives et pistes d’évolutions

1. Perspectives et pistes d’évolutions vues par les établissements scientifiques Hormoz Modaressi BRGM

2. Etapes d’évaluation du risque

3. Introduction • Objectif principal • Réduction du risque sismique • Comment • Risque = Aléa * Exposition * Vulnérabilité • Réduction d’aléa n’est possible que dans certains cas particuliers comme par exemple le traitement des sols contre la liquéfaction • Réduction de l’exposition n’est possible que dans le cadre d’un aménagement raisonné (éviter le développement urbain dans les zones à fort aléa) • Réduction de la vulnérabilité est la seule solution pour l’existent

4. Aléa • Le défi scientifique • Meilleure connaissance du contexte sismique dans les pays de sismicité modérée • Comment • Une collaboration à l’échelle européenne • Projet européen SHARE vise à harmoniser l’évaluation de l’aléa sismique en Europe • Une collaboration à l’échelle internationale • Programme GEM

5. Exposition • Le défi scientifique • Développer des méthodes rapides d’évaluation de l’exposition • Comment • La cartographie des éléments à risque par • La mise en place des bases de données interopérables et multitâches • Le développement des méthodes d’observation aériennes et spatiales

6. Vulnérabilité • Les types d’enjeux : • Humains  perte de vie humaine • Sociaux et économiques  perturbation de la vie économique et sociale • Environnementaux  dégâts matériels directs ou indirects • Le concept de vulnérabilité : • La vulnérabilité caractérise le niveau d’endommagement (conséquences prévisibles) d’un enjeu pour un niveau d’aléa donné. • Plusieurs représentations : • Indicateurs qualitatifs • Indices quantitatifs • Analyses probabilistes : courbes / surfaces de fragilité

7. Vulnérabilité • Le défi scientifique • Evaluer la vulnérabilité des systèmes (et leurs composantes) en intégrant la composante temporelle • Comment • Favoriser une démarche par fonctionnement et non seulement par endommagement • La mise en place d’une démarche par analyse systémique

8. Le concept de vulnérabilité systémique • Séismes en zone urbaine (Northridge 1994, Kobe 1995…) => dégâts matériels marginaux au vu des pertes liées aux dommages fonctionnels (réseaux) • Pour le risque sismique : vulnérabilité physique plutôt bien définie, mais notion incomplète pour évaluer l’impact réel d’un séisme : • Impact de la vulnérabilité physique sur la vulnérabilité structurelle (SYNER-G) • Interactions entre systèmes de réseaux (SYNER-G) • Caractère temporel de la vulnérabilité (résilience…) (MATRIX) • Impacts socio-économiques (MOVE, ENSURE, CONHAZ) • Quelques outils : Rn-1=An Rn=An+1 An-1 Rn+1 N-1 N N+1 V-1 V V+1 Théorie des graphes (source Gleyze, 2002) Risques en cascade

9. LESSLOSS Outils d’analyse: scénarios de dommage Koeripipe – Application aux secteurs européens d’Istanbul Taux de réparation de dommage par km, pour le réseau de distribution du gaz naturel PGV, calculés pour réponse 1D On ne considère que l’endommagement du système Et non son fonctionnement (e.g. rôle de la redondance, …)

10. LESSLOSS Scénario de dommage choisi Thessalonique : système de distribution d’eau 1D 2D On ne considère que l’endommagement du système Et non son fonctionnement (e.g. rôle de la redondance, …)

11. Approche systémique fonctionnement et non seulement son (leur) endommagement fonctionnement

12. WP2/Tâche 2.1 méthodologie générale 1/6activités d’UROMA en cours • Infrastructure Prototype • Systèmes sélectionnés (sous-ensemble de tous les systèmes dans la taxonomie de Syner-G): BLDG, RDN, EPNWSS, HCS • Aléa sismique: trois sources sismogènes • “Inspiration” pour obtenir un certain degré de réalisme : Italie Centrale Sources sismogènes Toutes les données ne sont pas définitives

13. WP2/Tâche 2.1 méthodologie générale 2/6 activités d’UROMA en cours Histogramme de la densité urbaine en Italie • Bâtiments / agrégats de bâtiments (BLDG) -> Noir • Trois villes de tailles différentes • 10, 12 et 14km de diamètre • Sous-division en secteurs pour définir la distribution de la population, utilisateur des réseaux (EPN, WSS, RDN) et demande d’hospitalisation (HCS) • Hypothèse simplifiées : deux typologies de bâtiments seulement • Maçonnerie ancienne • Construction béton armé des années ’60s-’70s • Attribution du pourcentage de bâtiments dans chaque secteur varie d’une ville à l’autre Toutes les données ne sont pas définitives Ville A: d = 14km, pop.~307000 en 9 secteurs Ville C: d = 10km,pop.~94000 en 5 secteurs Ville B: d = 12km, pop.~226000 en 6 secteurs Secteur Centre du secteur(utilisé, e.g. Pour la détermination de IM)

14. WP2/Tâche 2.1 méthodologie générale 3/6activités d’UROMA en cours • Réseau routier (RDN) -> VERT Pont (vulnérable) Tunnel (vulnérable) Trafic O/D Ville A Ville B Toutes les données ne sont pas définitives section d’autoroute D’inter-région Autoroute urbaine Route nationale Ville C

15. WP2/Tâche 2.1 méthodologie générale 4/6activités d’UROMA en cours • Réseau électrique (EPN) -> BLEU Transformation (HT->MT)/noeud de distribution (vulnérable) Demande en Énergie des utilisateurs Ville A Ville B Toutes les données ne sont pas définitives Réseaux de distribution urbaine(LT 60 kV) Transformation (MT->LT)/noeud de distribution (vulnérable) Ligne de transmission (HT 380 kV) Centrale électrique (Source /Génération) Ligne de transmission (MT 220 kV) Ville C

16. WP2/Tâche 2.1 méthodologie générale 5/6 activités d’UROMA en cours • Réseau de distribution d’eau (WSS) -> ROUGE • Hypothèse simplificatrices: • Le niveau de réservoir fixe pendant la durée considérée • Le débit de la pompe égal au débit fourni par le réservoir Barrage (source) Ville A Ville B Rivière (source) Toutes les données ne sont pas définitives Secteur de la ville /demande des utilisateurs (e.g. 250 l/hab./jour) Aqueduc(réseau vulnérable) Réseau de distribution Tunnel & réservoir (vulnérable) Pompe (vulnérable) Puits (source) Ville C

17. WP2/Tâche 2.1 méthodologie générale 6/6 activités d’UROMA en cours • Système de santé (HCS) -> MAGENTA • Hypothèses simplificatrices • Nombre d’Hôpitaux basé sur la population (3.5 lits par 1000 hab.) et la taille de nouveaux (400÷600 lits) et anciens (plus grands) hôpitaux • Population établie basée sur la densité typique des villes italiennes et la taille/ composition des bâtiments • nombre de salle d’opération, le rapport lits/salle d’opération fixé • Données statistiques ISTAT Ville A: pop.~307000 -> lits = 1077 Hôpital “ancien” 800 lits dans le centre de ville (10 salles d’opération) Toutes les données ne sont pas définitives Hôpital “récent” 400 lits, En banlieue (7 salles d’opération)

18. Analyse systémique : agrégat de bâtiments • Analogie directe avec un réseau (eau, gaz, routes, ..) • Moments fléchissants et forces de cisaillements sont des jetons (Tockens) transportés • Les poutres et les colonnes sont des canaux (Channels) permettant de transporter les jetons entre les cellules • Les cellules sont des intersections entre les poutres et les poteaux (elles sont des entités réalisation un fonction, ici elles génèrent des déplacements et des rotations) • Les rotations et les déplacements sont des indicateurs du système

19. Site test, Guadeloupe Réseau routier • Réseau électrique Basse-Terre 63 000 Volts network & production sites http://guadeloupe.edf.com Aléa mouvements de terrain et la seule route traversant l’île

20. 4 systèmes interdépendants: • Zones d’habitations • Réseaux électriques • Réseaux routiers • Centres médiaux • Soumis aux: • séismes • Mouvements de terrain • Cyclones • Centres médicaux

21. Les incertitudes • Courbes de dommage: • Incertitudes épistémiques et aléatoires • (Rohmer & Baudrit, 2010) • Epistémique Variance ; • Statistique Moyenne • (Marzocchi et al. 2004)

22. Vulnérabilité/temps VULNERABILITE AGRESSION NIVEAU 1 Dégradations Dégradations Effets induits physique physiques environnementales NIVEAU 2 Dérèglements Dysfonctionnements Morts, blessés, humaine, sociale, institutionnels des services urbains Sans abris fonctionnelle NIVEAU 3 Pertes Altération des économique économiques relations extérieures Diminution de l’aire d’influence NIVEAU 4 Altération Repositionnement dans identitaire de l’image la hiérarchie urbaine DUREE

23. Perspectives • Méthodes d’analyses de la vulnérabilité sismique : Echelle régionale Indices de vulnérabilité Courbes de fragilité (approche empirique) Calculs statiques ou dynamiques Bâtiment Courbes de fragilité (approche analytique) • Perspectives de développement : • Vulnérabilité physique : • Modèles simplifiés pour analyse de vulnérabilité à grande échelle • « Industrialisation » des surfaces de fragilité • Application des outils de la vulnérabilité sismique à d’autres aléas

24. Perspectives, suite • Approche systémique et fonctionnelle de la vulnérabilité • Considérer les systèmes et leur interaction et non seulement le comportement des composantes • Prendre en compte la vulnérabilité d’un système (ou plusieurs systèmes couplés) par rapport à son (leur) fonctionnement et non seulement son (leur) endommagement • Evaluer la variation temporelle/spatiale de la vulnérabilité • Examiner les interactions • (multi)aléas<->(multi)vulnérabilités

25. Merci pour votre attention