Analysis of spatial interactions in the run-off process

Résumé En Fr

The level of risk is defined by two standards : uncertainty and vulnerability. The latter is commonly estimated by an overlay of the different information layers, in order to obtain a local quantitative measure of the exposed properties. This approach is convenient for hazardous events clearly delimited and without any spatial diffusion, such as landslides or soil pollution. This approach is however soon bounded in the case of a dynamic process, such as the hydrological hazard. The overlay of different data gives a valuable appreciation of the streaming surfaces, but this remains insufficient to express the spatial dynamics of the flow. The global sensibility of a basin is not merely the sum of the local sensibilities. The global hazard is defined by the spatial organisation of the production or infiltration areas, and by their mutual relations, which validates the cellular automata approach to measure the level of organisation of the sensitive areas and to model the diffusion of the flows between these areas.

Le niveau d’un risque est estimé au travers de deux notions : aléa et vulnérabilité. La quantification du risque se fait le plus souvent par un croisement statique de différentes variables qui permet d’obtenir un indice de sensibilité local. Cette méthode est adaptée aux risques bien délimités dans l’espace et sans interactions spatiales majeures comme par exemple les glissements de terrain ou les sols pollués. En revanche cette approche est bien moins efficace pour les risques qui se diffusent dans l’espace et où les zones à forts aléas sont souvent déconnectées des zones vulnérables. Les risques hydrologiques constituent un bon exemple de ce type de risques avec des parties amont des bassins où se développe l’aléa et des parties aval où se concentre la vulnérabilité. L'analyse de la diffusion des écoulements met en évidence les liens spatiaux et des transferts d'échelles des bassins élémentaires à l’exutoire des grands bassins. Cette vision dynamique est fondamentale pour analyser la sensibilité de ces espaces, le croisement statique de variables ne permettant pas de traduire les réactions en chaîne dans les bassins. Or, actuellement cette démarche est rare et les outils de modélisation sont embryonnaires. Pour combler ce besoin méthodologique, nous avons généralisé le concept d’automate cellulaire pour l’adapter à la modélisation des phénomènes de ruissellement et d’inondation. L’objectif premier de cet automate est de définir des indices de risques, par propagation surfacique, en tout point d’un bassin versant et de les cartographier. Dans cet article, nous exposons les problèmes liés à la construction de ce système couplé à un SIG.