Enjeux
L’impact du réchauffement climatique sur certains phénomènes naturels oblige désormais à intégrer de nouvelles variables dans les études sur les risques naturels. Le suivi des risques liés au climat est aujourd’hui essentiel pour quantifier et présenter ces risques de manière claire, facilitant ainsi le débat public et la prise de décision politique.
Le GIEC a détaillé les déterminants des risques liés au climat, mais la vulnérabilité associée reste une problématique complexe nécessitant une approche intégrée, qui prend en compte les divers facteurs socio-économiques, environnementaux et politiques.
Cette approche intégrée nécessite des processus de co-production qui impliquent les scientifiques et les acteurs socio-économiques, afin de faire évoluer les services climatiques opérationnels.
L’émergence de services d’information climatique a amélioré l’accès aux données nécessaires à l’évaluation des risques, avec un accès facilité aux utilisateurs non spécialistes. Cependant, il existe souvent un décalage entre les échelles spatiales et temporelles couvertes par ces services climatiques. De plus, l’intégration de données hétérogènes issues de différentes communautés scientifiques reste un défi majeur.
Le projet IRICLIM rassemble des acteurs clés ayant pour objectif d’améliorer l’évaluation des catastrophes liées au climat. Il se concentrera ses efforts sur la France hexagonale et la Corse, la question de la gestion des risques dans les régions ultramarines étant couverte par le projet Risques outre-mer.
Objectif
Face à des risques climatiques qui peuvent être très variables, émergents, récurrents, progressifs ou intenses, le projet IRICLIM travaille au développement de nouvelles approches intégrées pour mieux anticiper, prévenir et gérer ces risques soudains ou graduels à fort impact.
Le projet repose sur l’analyse des forçages climatiques (précipitations, température de l’air, humidité, vitesse du vent, rayonnement incident), de leur influence sur les aléas naturels saisonniers majeurs (retrait-gonflement des argiles, inondations, incendies) et de la gestion de leurs impacts en collaboration avec les parties prenantes.
Les méthodologies mises en œuvre s’appuient sur les avancées récentes en géosciences, sciences du climat et aide à la décision : interactions complexes des processus naturels et leur modélisation par des schémas numériques performants, analyse de séries temporelles et de données de télédétection à l’aide d’approches d’apprentissage profond, protocoles de décision collaboratifs et immersifs, etc.
L’objectif visé est la création d’une méthode intégrée de cartographie des risques liés au climat qui permettra de répondre à 4 besoins identifiés :
- Fournir une vision plus complète et plus accessible des risques liés au climat, en appui aux politiques publiques.
- Construire un cadre pour structurer le suivi des risques liés au climat afin de mieux comprendre les dynamiques temporelles et spatiales des risques, et d’intégrer les impacts potentiels du changement climatique et des réponses humaines.
- Adopter une approche collective et pluridisciplinaire visant à :
- Co-produire les connaissances nécessaires à la compréhension des risques et impacts locaux et régionaux.
- Démontrer la faisabilité de cette approche pour évaluer les risques liés au climat et réduire la vulnérabilité.
- Mettre en œuvre une méthodologie commune pour identifier les relations de cause à effet entre événements climatiques, impacts intermédiaires et vulnérabilité des systèmes socio-écologiques.
- Traiter les aspects techniques tels que :
- L’accessibilité et l’intégration des données.
- L’harmonisation des formats.
Axes de recherche et résultats attendus
Sécheresses géotechniques
De nouvelles méthodes seront développées pour cartographier les sols contenant des argiles gonflantes. Les indicateurs de sécheresse existants seront quant à eux affinés pour un meilleur suivi du phénomène.
Cet axe de travail vise à améliorer la cartographie de la susceptibilité au retrait-gonflement des argiles et le suivi de l’intensité des sécheresses.
Divers types de données (minéralogiques, géochimiques, géologiques, géophysiques, etc.) seront combinés pour produire une carte régionale de la susceptibilité des sols à ce phénomène.
La méthode utilisée consistera à :
- Rassembler des données issues de différentes sources physiques, avec des résolutions spatiales variées (de l’échelle du terrain à plusieurs dizaines de kilomètres) et des formats variés (type/densité de cartographie).
- Traiter ces données par des méthodes numériques issues de l’apprentissage automatique.
Les données initiales utilisées dans ce projet proviennent du BRGM et de sources ouvertes. Cette base de données sera enrichie de diverses manières :
- Des expérimentations pour mieux comprendre la réponse des méthodes géophysiques à la présence d’argiles gonflantes (les phyllosilicates du groupe des smectites en particulier).
- L’intensité des sécheresses sera suivie à l’aide du modèle de surface ISBA de Météo-France, associé à un nouveau forçage atmosphérique issu du modèle de prévision AROME (1,3 km) et de la nouvelle réanalyse atmosphérique ARRA.
- Des données satellitaires seront intégrées au modèle ISBA pour améliorer la représentation des effets de la végétation.
Inondations et ruissellements
De nouvelles méthodes seront développées pour améliorer l’aide à la décision à court terme (gestion de crise) et long terme (adaptation) afin de réduire les risques liés aux inondations et au ruissellement.
Les inondations représentent la catastrophe naturelle liée aux conditions météorologiques la plus répandue. Pourtant, plus de 50 % des dommages surviennent en dehors des zones identifiées comme à risque, celles-ci étant pour l’essentiel limitées aux débordements des grands cours d’eau.
Les aléas d’inondations de petite échelle, tels que les crues soudaines, les inondations par ruissellement local et les coulées de boue, sont encore largement sous-représentés dans les outils d’aide à la décision actuellement disponibles.
Le travail mené sur ces aléas sera réalisé suivant 2 objectifs :
- Améliorer les systèmes d’alerte en temps réel grâce à des systèmes de prévision à courte échéance :
- Expérimenter, à l’échelle nationale, une suite de prévisions hydrométéorologiques à résolution kilométrique pour des échéances allant jusqu’à 24 heures, conçue pour émettre des alertes locales de risque d’inondation, avec une meilleure description des incertitudes de prévision à différentes échéances et échelles hydrologiques.
- Développer des outils de cartographie des aléas à haute résolution :
- Mettre en place d’un cadre complet de modélisation et de cartographie du ruissellement et de l’érosion à l’échelle nationale et sur de longues périodes (plusieurs décennies), afin de mieux identifier les zones à risque.
Incendies de végétation
En réponse aux grands incendies de 2022, les ministères concernés ont confié à Météo-France et à plusieurs organismes de recherche, le développement de nouveaux outils de cartographie et de prévision des risques d’incendie. En effet, Malgré les récents progrès en télédétection et en modélisation des feux, la prévision précise de l’occurrence et de l’intensité des feux demeure un défi.
Pour répondre à cette mission, cet axe de travail développera un cadre intégré pour prédire divers aspects du danger lié aux feux de végétation, depuis les facteurs de danger (végétation) jusqu’à l’activité des feux (occurrence), leurs caractéristiques (comportement, propagation, convection et panache résolus) et leurs impacts immédiats sur les forêts et les bâtiments.
Ce travail sera organisé en 4 objectifs précis :
- Améliorer la caractérisation des combustibles (forestiers et agricoles).
- Optimiser les modèles déterministes et probabilistes de prévision d’occurrence et de comportement potentiel.
- Développer un simulateur de feux extrêmes incluant les interactions feu-atmosphère.
- Évaluer les impacts des feux sur les forêts et les bâtiments.
Le suivi des risques liés au climat
Afin de concevoir un système de gestion des risques, les aléas seront redéfinis à travers les vulnérabilités (infrastructures, réseaux, populations) et des méthodologies d’aide à la décision seront développées pour les différentes organisations décisionnaires.
Cet axe de travail suivra deux objectifs principaux :
- Caractériser les vulnérabilités, y compris sociétales, associées aux aléas considérés.
- Produire des données de vulnérabilité pour soutenir la prise de décision en matière de gestion des crises climatiques.
Conçu comme transversal, il utilisera les données produites par les travaux menés sur les sécheresses géotechniques, les crues rapides, et les incendies de végétation, pour mettre en œuvre une approche territoriale sur l’ensemble de la France, visant :
- L’amélioration de la méthodologie de suivi des risques.
- L’application de la méthodologie à différentes échelles.
- La validation des résultats du suivi des risques climatiques.
La méthodologie mise en œuvre implique une proximité et une participation des décideurs (gestionnaires, autorités, gouvernement, etc.) pour une application territoriale du système de gestion.
Sur le terrain, une étude de cas sera menée, principalement centrée sur les inondations et incluant des problématiques liées aux incendies et au retrait-gonflement des argiles. Cette étude inclura la vulnérabilité des bâtiments, réseaux et populations.
Des développements méthodologiques seront mis en œuvre sur la zone d’étude afin de relier les aléas naturels à la prise de décision (par exemple pour évaluation de la vulnérabilité des ponts dans l’organisation d’une évacuation en situation de crise).
Ressources
Coordination du projet
Jean-Christophe Calvet est chercheur Météo-France au Centre national de recherches météorologiques (CNRM), il y a obtenu son doctorat en 1996 et y dirige l'équipe Végétation, Eau et Géophysique. Ses travaux de recherche portent sur la modélisation et la télédétection des surfaces continentales. Il a notamment contribué au développement de l'utilisation des techniques de télédétection par micro-ondes pour surveiller l'humidité du sol et de la végétation, à l'assimilation des données satellitaires dans les modèles de surface continentale, ainsi qu'à la modélisation du cycle du carbone dans les modèles climatiques. Il est l'auteur de plus de 200 publications dans des revues internationales sur ces thèmes et a participé à plusieurs projets européens consacrés au développement des services Copernicus.
Gilles Grandjean a obtenu un doctorat en géophysique de l’Université de Montpellier (France) en 1992 et une Habilitation à Diriger les Recherche en 2000. Ses activités de recherche portent sur l’imagerie géophysique et l’observation de la Terre (tomographie, méthodes inverses, traitement d’images) appliquée à la géotechnique (détection de cavités, travaux sans tranchée, aménagement), à la géologie (imagerie de fractures, caractérisation des sols) ou aux risques naturels (glissements de terrain, sismologie). Il est l’auteur de plus de 70 publications internationales (h-index 40 GS) et a reçu en 2004 et 2012 des prix EAGE pour ses publications en géosciences appliquées. Il a été impliqué, en tant que coordinateur ou collaborateur, dans plusieurs projets nationaux (Agence Nationale de la Recherche, SIGMA, UNDERVOLC, ECOUPREF, SISCA, SAMCO, RICOCHET) ou internationaux (7ème Programme Cadre Européen, FP7-DIGISOIL, FP7-SAFELAND, FP7-MIAVITA, H2020-ESPRESSO, H2020-SERA) liés aux catastrophes et risques naturels. Il est co-directeur du programme scientifique PEPR France 2030 Risques (IRiMa) depuis 2023.
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