Navigation – Plan du site
2009
466

OSIRIS-Multirisques : une méthode et un outil d’aide à la décision pour les communes soumises aux risques majeurs

OSIRIS-Multirisques: a method and decision support tool for localities exposed to major hazards
Gilles Morel, François Hissel, Sylvain Aunay et Sabrina Démotier

Résumés

Issu du projet européen OSIRIS (FP5-IST), OSIRIS-Inondation est un outil utilisé par plusieurs dizaines de communes en France pour élaborer leur Plan Communal de Sauvegarde (PCS - préparation de crise) et mettre en situation les plans d’intervention dans le cadre d’exercices ou de crues réelles (planification / gestion de crise). Décliné en version multirisques, ce dispositif aide le maire et ses services techniques à élaborer, analyser et comparer des scénarios d’aléa et de crises pour des risques naturels ou technologiques. OSIRIS leur permet ainsi d’évaluer et d’anticiper l’impact précis d’une catastrophe fictive ou réelle sur le  territoire, en liaison avec des sources d’informations extérieures (prévision) et des centres de décision situés à des échelles supérieures (préfecture, zone de défense …).
Conçu avec et pour les acteurs de terrain, cette plateforme s’appuie sur un modèle de données orienté objet et des technologies Internet qui lui permettent d’évoluer avec les nombreux retours d’expérience et de s’adapter aux besoins et contraintes des collectivités locales. Au-delà de la vulnérabilité directe des enjeux localisés en temps de crise et des mesures non-structurelles à prendre dans l’urgence, des recherches se poursuivent pour mieux prendre en compte les risques induits (coupures de réseaux et évacuation), ainsi que des scénarios de diminution de la vulnérabilité structurelle.
Parallèlement à l’offre immédiate de services d’aide à la décision (préparation et gestion de crise), OSIRIS contribue à  maintenir la mémoire du risque en capitalisant sur le long terme l’ensemble des informations numériques disponibles (règlementation, fiches réflexes, photothèque …).

Haut de page

Texte intégral

Introduction

1Depuis la loi de modernisation de la sécurité civile de 2004, les collectivités locales disposent davantage de prérogatives et d’autonomie en matière de gestion des risques sur leur territoire. Les communes soumises aux risques majeurs et qui font l’objet d’un Plan de Prévention des Risques (PPR Naturel ou Technologique, élaboré par les autorités départementales) ou d’un Plan Particulier d’Intervention doivent désormais réaliser un Plan Communal de Sauvegarde (PCS) destiné à préparer et gérer des crises au niveau local. Elles devaient déjà depuis un décret de 1990 élaborer un Document d’Information Communal sur les Risques Majeurs (DICRIM) destiné à la communication préventive auprès des populations. De surcroît, la sensibilité croissante des responsables locaux d’une part aux questions de sécurité et d’autre part au développement durable pousse ces derniers à mieux intégrer la dimension du risque lors de l’élaboration des documents d’urbanisme et de planification que sont les Plans Locaux d’Urbanisme (PLU) et les Schémas de COhérence Territoriale (SCOT).

2Ces obligations réglementaires sur les risques, parfois lourdes à assumer, sont toutefois considérées par certains élus locaux comme une opportunité pour faire évoluer l’organisation et les connaissances de leurs services, voire pour les valoriser auprès des citoyens, notamment dans les grandes agglomérations. Ces dernières disposent généralement de compétences et d’outils techniques comme les Systèmes d’Informations Géographiques (SIG) qui constituent un support naturel pour la modélisation des risques naturels et technologiques [Beck et al. 06] [van Oosterom & al. 05]. En revanche, la grande majorité des petites et moyennes communes se trouvent démunies pour répondre correctement et avec leurs moyens propres à ces obligations réglementaires dans les délais imposés par la loi. Elles ne disposent pas non plus de moyens budgétaires suffisants pour sous-traiter des études lourdes et coûteuses à un bureau d’études privé.

3Confrontés à la complexité structurelle et organisationnelle de leur territoire, à laquelle la contrainte des risques majeurs vient s’ajouter, les responsables communaux sollicitent des méthodes et des outils supports pour les aider à mieux appréhender cette complexité et à élaborer les documents réglementaires. Ces outils n’ont pas vocation à se substituer au travail de réflexion des acteurs locaux mais au contraire à leur fournir un cadre méthodologique et technique facilitant l’appropriation d’une problématique et d’un modèle local.

  • 1  OSIRIS est l’acronyme du projet européen du 5ème programme cadre : « Operational Solutions for the (...)

4Cet article présente la plateforme OSIRIS-Multirisques1, une méthode et un outil logiciel d’aide à la préparation de crise et à l’élaboration d’un PCS multirisques. Conforme aux recommandations du ministère de l’Intérieur [DDSC-IRMA 06], cet outil a été conçu avec et pour les acteurs de terrain (responsables communaux, pompiers, gestionnaires d’enjeux …), en vue de fournir une réponse opérationnelle et adaptée à des équipes locales disposant de moyens limités. Cette démarche constitue une alternative crédible aux méthodes souvent complexes et lourdes d’analyse et de diminution de la vulnérabilité présentées dans la littérature scientifique [MEDAD-D4E 07].

5La première partie situe le contexte dans lequel ces travaux ont été menés depuis 2001 et quels sont les principes qui ont orienté la démarche et le développement de l’outil OSIRIS, d’abord dans le cadre du risque inondation [Morel 04], puis plus récemment dans celui plus général des risques majeurs, naturels et technologiques. Cette approche « bottom-up » est d’abord guidée par une analyse des besoins et contraintes de terrain et place l’acteur local, utilisateur de la méthode, au centre du processus de modélisation et de décision.

6Dans une seconde partie, nous présentons les caractéristiques du modèle OSIRIS-Multirisques qui constitue un cadre pour l’acquisition et l’intégration des informations nécessaires à l’élaboration d’un PCS, depuis la cartographie et les scénarios d’aléa jusqu’aux plans d’intervention, en passant par les enjeux et leur vulnérabilité.

  • 2  Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales, ministère du Développement Durable
  • 3  Université de Technologie de Compiègne

7Enfin, nous proposons dans une troisième et dernière partie des pistes pour faire évoluer les outils d’aide à la décision sur les risques vers une gestion à la fois plus intégrée des phases du cycle de vie des risques (de la prévention au retour d’expérience), et plus systémique, en relation avec le territoire urbanisé vu comme un système complexe. A partir de travaux réalisés ces dernières années au CETMEF2, à l’UTC3 et en collaboration avec les pompiers du Finistère (SDIS29), nous mettons en particulier en avant les approches et techniques dérivées de l’ingénierie des connaissances, de l’intelligence artificielle et de la réalité virtuelle que l’on peut envisager de combiner pour améliorer la définition, l’analyse et la comparaison de scénarios de crise ou prospectifs.

La démarche et les principes OSIRIS

Origines du projet et objectifs initiaux

8C’est dans le cadre du projet de recherche européen OSIRIS (FP5-IST, 2000-2003) qu’un premier prototype d’aide à la préparation et gestion de crise inondation, destiné aux responsables locaux, a été élaboré par le CETMEF et l’UTC, en partenariat avec l’Etablissement Public Loire et Guy Taliercio Consultants [Morel 04]. Il s’agissait de proposer une méthode et un outil pour combler un déficit d’information constaté au niveau local lors de crues catastrophiques récentes. En effet, les maires recevaient généralement de la part de la Préfecture un fax contenant un bulletin d’état hydrologique (hauteurs d’eau à une échelle, accompagné d’une tendance d’évolution) qu’ils étaient bien en peine d’interpréter en termes de conséquences locales, faute de préparation et de formation. Face à cette situation, l’idée initiale d’OSIRIS visait à faciliter l’interprétation de ce bulletin sommaire et technique en termes d’impacts sur le territoire de la commune et d’interventions à planifier pour limiter les atteintes aux enjeux, et cela en anticipation, dès le début de crise. Pour parvenir à cet objectif opérationnel, il convenait préalablement d’élaborer « à froid », en dehors de toute crise, différents scénarios possibles à partir de connaissances locales sur le territoire, l’aléa potentiel, les enjeux, les moyens disponibles et les parades à envisager. Le couplage de la prévision à cette base de données territoriale permettait alors de planifier, au début et au cours d’un épisode de crue, un scénario de crise et un plan d’intervention tenant compte de l’ampleur mais aussi de la dynamique de la crue (cas des crues lentes type Loire moyenne ou Meuse).

Les acteurs locaux au cœur du processus

9Proposée dès 2001, cette vision locale de la gestion des risques soulevait parfois de fortes oppositions de la part des défenseurs d’une gestion centralisée qui parlaient volontiers de « balkanisation » de l’information et de la gestion de crise. L’évolution des mentalités et de la législation française (loi de modernisation de la sécurité civile de 2004) a depuis complètement inversé la tendance. L’approche locale d’OSIRIS, appuyée par d’autres démarches qui anticipaient le PCS [IRMA 02], correspond aujourd’hui parfaitement à ce qui est demandé aux communes en matière de préparation de crise et d’information préventive.

10Un des arguments en faveur de l’approche décentralisée d’OSIRIS est qu’une analyse fine et précise des conséquences d’une inondation exige une bonne connaissance du terrain et ne peut s’effectuer qu’au niveau local. Il convient de surcroît de tirer parti de la mémoire locale d’événements parfois anciens et souvent connus des seuls interlocuteurs locaux. A l’inverse, l’identification à grande échelle des vulnérabilités (ex : échelle d’un bassin versant) conduit généralement à des résultats imprécis pour des coûts d’études élevés. A cet égard, le rapport de bilan sur les études de réduction de la vulnérabilité et de calcul des dommages [MEDAD-D4E 07] souligne que les méthodes mises en œuvre à grande échelle en France (bassins Loire, Meuse, Seine …) et en Europe par des bureaux d’études ou des équipes de recherche n’ont pas fait l’objet d’évaluation a posteriori ni de comparaisons.

  • 4  Institut des Risques Majeurs (Grenoble)

11La démarche OSIRIS a débuté en 2000 par de vastes enquêtes de terrain visant à évaluer l’existant, les manques et les attentes en matière d’aide à la gestion du risque inondation [Blancher & al. 01]. Elle intègre depuis lors les acteurs locaux (responsables communaux et pompiers notamment) dans toutes les phases du processus devant conduire à la décision : évaluation des besoins, définition et évolution des outils, élaboration et mise au point des bases de données et des scénarios locaux (constituant le PCS), expérimentation et utilisation des services d’aide à la décision pendant un exercice ou une crise réelle. Cette implication des acteurs locaux dans l’élaboration et la maintenance du PCS est la démarche préconisée depuis par le guide méthodologique élaboré par l’IRMA4 et édité par le ministère de l’Intérieur [DDSC-IRMA 06].

Une plateforme adaptée et adaptable aux contraintes locales

12L’élaboration d’une base de données sur les risques et la pertinence des scénarios de crise reposent en grande partie sur une bonne connaissance du contexte local et, corollairement, sur la capacité à adapter le modèle aux données réellement accessibles. Le modèle et l’outil OSIRIS ont été conçus dans ce sens (cf. § 2), en particulier pour répondre aux besoins des petites et moyennes communes. Imposer à ces dernières un travail préalable lourd et coûteux d’acquisition de données et un cadre trop strict de formalisation aurait d’emblée condamné la démarche et l’outil.

13Afin de prendre en compte des situations très différentes en matière de configuration locale, de niveau et de nature des données disponibles, OSIRIS introduit un certain paramétrage du modèle et propose des options autour d’un noyau central et commun à tous les sites d’application. Dans la version mono-risque inondation, quatre options sont ainsi proposées pour définir le lien entre l’aléa et la vulnérabilité des enjeux, depuis la plus simple (association directe des actions à la valeur d’un indicateur local, sans cartographie de l’aléa), à la plus riche (existence d’une topologie hydraulique et d’un modèle de terrain), en passant par des situations intermédiaires (niveaux d’atteinte dans des secteurs d’aléa). Précisons à ce stade que la version actuelle d’OSIRIS traite de la vulnérabilité directe des enjeux au phénomène physique, dans le but de limiter l’impact de ce dernier par des interventions humaines en phase de pré-crise, de crise ou de post-crise (retour à la normale). Cette question et son extension à une vision plus générale et systémique de la vulnérabilité sont développées dans les paragraphes 2.2, 2.3 et 3.2.

14Sur le plan ergonomique, un travail spécifique a été réalisé afin de rendre l’outil accessible à des non spécialistes, sur la base d’une formation courte et sans pré-requis technique. En particulier, un module cartographique simplifié mais proposant les fonctions de base d’un SIG a été conçu spécialement. Ce module (cf. fig. 1) permet  de construire et visualiser simplement les objets OSIRIS sur des fonds de plan existants et géoréférencés (IGN, plan communal, orthophotos …).

Figure 1 : le module cartographique : présentation de l’impact de l’explosion d’un camion de GPL

15Sur le plan technologique, le choix a été fait dès 2002 d’une architecture « open-source » et Internet qui présente le double avantage de ne pas induire de coûts d’acquisition préalable (SIG notamment) et de faciliter la diffusion et l’utilisation de l’outil en réseau (accès aux services OSIRIS par Internet).

16Ces choix en matière de modèle, d’ergonomie et de technologies permettent aujourd’hui de diffuser et utiliser OSIRIS dans des communes modestes avec un minimum de contraintes (voir le site de diffusion www.osiris-inondation.fr). Il peut être installé localement (1 poste), ou sur le serveur d’un Intranet ou Extranet pour rendre les services accessibles à un niveau d’échelle plus important (tous les services techniques, l’intercommunalité, l’agglomération, …).

Echanger l’information et coordonner les actions à des niveaux supra-communaux

17Conçu dans un premier temps pour répondre au besoin d’autonomie des communes pour la réalisation et la maintenance de leur PCS, OSIRIS vise dans un second temps à mutualiser ces bases locales à des niveaux supérieurs de gestion (intercommunalité, département, bassin …) et à faciliter les flux d’information entre acteurs et centres de décision. Pour des raisons à la fois structurelles, organisationnelles et techniques, les échanges d’information et la collaboration entre les acteurs de la crise restent insuffisants en France. Améliorer ces échanges, avant et pendant la crise, permettrait notamment de mieux mutualiser les moyens et d’optimiser les interventions, en particulier pour les crises de grande ampleur.

18En outre, de nombreux risques touchent des territoires qui dépassent le cadre de la commune, tant par les enjeux atteints qu’en raison de la nécessité d’intervention de personnels et de matériels extérieurs à l’entité territoriale considérée (réquisition d’unités militaires, évacuations par hélicoptères, mise à disposition de matériels de pompage). C’est donc à l’échelle étendue de l’intercommunalité, du département, de la région, voire de la zone de défense que se traitent la plupart des actions de prévention contre les risques et de protection des populations. Coordonnée à ces échelles, la mise en œuvre de la plateforme OSIRIS peut contribuer à cet objectif. Le processus de coordination et de mise en cohérence des bases locales a dès le début été engagé à l’échelle des bassins de la Loire et de la Meuse, pour le PCS inondation, grâce à l’action fédératrice et volontariste des Etablissements Publics Territoriaux de Bassin (respectivement EPLoire et EPAMA, partenaires du projet OSIRIS). Sur ces deux bassins, une utilisation de l’outil à des échelles supra-communales est à l’étude, avec comme objectif de mieux superviser les informations et coordonner les actions entre les différents niveaux administratifs et géographiques. Sur le bassin de la Meuse, une représentation unifiée et automatisée des scénarios d’aléa est rendu possible grâce au couplage d’OSIRIS avec un modèle unique de prévision hydrologique-hydraulique qui couvre l’ensemble du bassin (MOISE du BCEOM – cf. fig. 2).

Figure 2 : intégration du modèle MOISE et visualisation dans OSIRIS des casiers inondés et des enjeux touchés

Le modèle OSIRIS-Multirisques

Elaboration, évolution et exploitation du modèle de données

19L’outil OSIRIS s’appuie sur un modèle de données qui a été conçu pour traduire les concepts du domaine (de la gestion des risques), non pas du point de vue d’un expert, mais du point de vue d’un gestionnaire local, ce dernier étant rarement un spécialiste. La difficulté à élaborer un modèle à vocation opérationnelle réside dans la nécessité de concilier une certaine rigueur de description technique avec des contraintes plus aléatoires comme le niveau de connaissances des acteurs de terrain ou la disponibilité réelle des données. De fait, le modèle OSIRIS est un modèle orienté utilisateur et dédié à l’aide à la décision opérationnelle, et non un modèle théorique du risque.

  • 5  Unified Modeling Language
  • 6  PHP est un langage de programmation utilisé notamment pour des applications client-serveur sur int (...)

20Ce modèle a d’abord été formalisé en un diagramme de classes UML5 (cf. fig. 3 et les explications au § 2.3), implémenté en PHP56, puis en un modèle relationnel implémenté avec la base de données open-source MySQL. Les principales classes d’objets que l’utilisateur retrouve dans l’outil sous forme de fiches et d’objets cartographiques sont : le territoire, les cartes, les sectorisations, les risques, les indicateurs (ex : échelle de crue pour l’inondation), les états et scénarios d’aléa, les enjeux, les moyens humains et matériels, les actions et enfin les plans d’actions, l’ensemble constituant le PCS. Bien qu’élaboré à partir de cas réels, ce modèle a une vocation générique et est conçu pour s’adapter à la plupart des types de risques et des situations locales.

21La représentation de ces notions sous forme d’un réseau d’objets, l’emploi d’une base de données relationnelle et les capacités de requête associées permettent de répondre à des interrogations complexes au sein du modèle objet OSIRIS : quels sont les enjeux touchés pour un niveau d’aléa donné et qui sont les personnes à contacter, quelles sont les actions impliquant un moyen d’intervention dans l’organisation, quels sont les scénarios de crise qui touchent un enjeu à un certain degré, dans quel cas une action spécifique peut-elle être déclenchée … La requête la plus complète est l’algorithme de calcul du plan d’actions, qui fournit l’ensemble des interventions à réaliser en début de crise (planification d’une crise) afin de limiter l’impact du phénomène, les actions étant classées par priorité d’interventions (contexte temporel).

  • 7  Classes à connotation spatiale (jaune), temporelle (vert), vulnérabilité et risque (violet) et org (...)

Figure 3 : modèle (simplifié) des principales classes objets OSIRIS-MR7

22Depuis la première version du prototype inondation, ce modèle a été confronté à de nombreux cas réels (bassin de la Loire, de la Meuse, département du Finistère …) qui permettent de le faire évoluer et de l’affiner, sans remettre en cause son noyau dur qui repose sur des concepts stables et qui a résisté aux évolutions successives.

23La faisabilité de l’extension du modèle inondation au modèle multirisques a été validée par un panel d’experts français dans un premier temps, sous la direction de l’IRMA. Le volet PCS (préparation de crise) de la version multirisques a été récemment expérimenté avec succès sur la commune de Choisy-au-Bac (60) confrontée à de nombreux risques naturels et industriels. L’outil a permis d’améliorer le contenu informationnel du PCS existant en structurant plusieurs dizaines de scénarios de risques (inondation, SEVESO, TMD ..) autour d’un schéma commun d’organisation communale.

Définir une vulnérabilité opérationnelle pour les PCSs

24Le concept de vulnérabilité continue à faire débat entre experts [Barroca & al. 06] et il constitue effectivement la notion clé d’un système d’aide à la décision, à l’interface entre l’aléa, les enjeux et les stratégies de lutte contre les risques (réduction de la vulnérabilité).

25Dans le cadre des PCSs, on s’intéresse à la vulnérabilité du territoire dans la perspective de limiter les effets d’une crise et d’optimiser l’intervention des services de secours. On trouve dans la littérature scientifique différentes propositions de classification des types de vulnérabilité [Barroca & al. 06][Magnan 09] ainsi que des types de réduction de la vulnérabilité [de Graaf & al. 07], qui s’avèrent toutefois assez proches. Si l’on reprend la classification proposée par le CERTU [Guézo & Verrhiest 06], les PCSs et OSIRIS sont concernés par la vulnérabilité directe (ou géographique), la vulnérabilité indirecte (fonctionnement des réseaux), la vulnérabilité organisationnelle et la vulnérabilité individuelle. Il est en revanche plus difficile d’agir sur la vulnérabilité structurelle (du bâti) dans le cadre d’une crise. Concernant les parades proposées, il s’agit essentiellement de mesures dites non-structurelles dans le cadre des interventions d’urgence (PCS), alors que des mesures structurelles de protection peuvent être adoptées dans le cadre d’une politique de prévention et de la planification urbaine à moyen et long terme (PLU, SCOT – cf. § 3.3).

26En tant qu’outil opérationnel, OSIRIS ne cherche pas à traiter des vulnérabilités considérées comme très difficiles à appréhender, et a fortiori à formaliser. La demande des acteurs locaux porte en priorité sur la vulnérabilité de premier niveau, à savoir l’atteinte aux enjeux localisés et aussi sur l’atteinte indirecte via les réseaux, déjà plus difficile à cerner mais qui peut impacter lourdement les activités socio-économiques. Sur ces deux points, OSIRIS propose des réponses qui tiennent compte de l’état des connaissances et des données locales.

Concepts clés et logique du diagnostic

27La définition de la vulnérabilité dans OSIRIS et son traitement pour l’aide à la décision reposent sur la logique suivante (cf. aussi fig. 3) :

  • La définition de niveaux discrets d’intensité de l’aléa localisé (entre 3 et 5), pour chaque type de risque, est analogue au principe des cartes de vigilance proposé par Météo France (france.meteofrance.com/vigilance)  et par le SCHAPI pour l’état des rivières (système Vigicrues : www.vigicrues.ecologie.gouv.fr). ). A chaque niveau correspond un état qualitatif (vigilance, alerte …), un code couleur  et optionnellement une fourchette de valeurs numériques si ces dernières sont connues (hauteurs d’eau pour les inondations). Contrairement aux systèmes nationaux précités, ces niveaux et leurs attributs ne sont pas imposés et peuvent être définis par les responsables locaux, et le cas échéant unifiés à une échelle supérieure (ex : intercommunalité, bassin). L’avantage évident d’un tel système réside dans sa visibilité et sa simplicité mais sa faiblesse potentielle vient du manque de précision pour l’aide à la décision (ex : un simple code couleur pour 100 km de rivière n’est pas exploitable localement en terme d’impacts). Cet écueil est évité autant que faire se peut dans OSIRIS en associant ces niveaux à des secteurs locaux de petite taille, avec la possibilité de quantifier ces niveaux lorsque c’est possible, notamment par l’exploitation et la visualisation cartographique des résultats d’un modèle numérique (cf. fig. 2). L’intérêt de la classification d’OSIRIS réside alors dans l’analyse plus fine qui est faite des vulnérabilités locales, c’est-à-dire à l’échelle de l’habitation, du quartier ou de la commune.

  • La définition d’une bibliothèque d’états d’aléa (état d’un aléa à un instant t) lesquels, une fois agrégés en séquence temporelle, donneront des scénarios d’aléa (suite d’états représentant un épisode de crise). Un état d’aléa est défini par un tableau de correspondance entre secteurs d’aléa et niveaux d’aléa. Cette cartographie de l’aléa va permettre de faire le lien avec les enjeux localisés. Un nombre quelconque d’états et de scénarios peut être défini et analysé pour chaque type de risque. En outre, OSIRIS ne préjuge pas de la manière d’obtenir ces états d’aléa, soit par des simulations numériques, soit par la connaissance d’événements passés, ou bien encore par une expertise locale (voire à partir d’une synthèse de ces différentes sources).

  • Les enjeux, typés et représentés en cartographie par un point, une ligne ou un polygone, sont associés à tout ou partie des risques identifiés sur le territoire. Ils sont géoréférencés automatiquement sur les fonds de plan et associés pour chaque type de risque à un secteur d’aléa. Une typologie des enjeux est proposée par défaut avec une iconographie, mais cette typologie est adaptable par l’utilisateur. Il est par ailleurs possible de définir une topologie de secteurs géographiques et/ou liés à l’organisation communale et la gestion de crise (les quartiers par exemple) qui vient se superposer aux topologies d’aléa.

  • La vulnérabilité d’un enjeu localisé résulte de la triple association de cet enjeu à un type de risque, un secteur et un niveau d’aléa dans ce secteur (état d’aléa). Une vulnérabilité indirecte peut-être signifiée en associant un enjeu à un secteur d’aléa « déporté ». L’amélioration de la définition de la vulnérabilité indirecte est en cours d’étude (cf. § 3.2).

  • Pour un enjeu donné et pour chaque risque susceptible de toucher cet enjeu est défini un tableau decorrespondanceassociant à chaque niveau d’aléa une ou plusieurs actions à réaliser pour diminuer la vulnérabilité de l’enjeu, chaque action étant caractérisée par un délai de réalisation. Cette correspondance va permettre d’interpréter l’atteinte aux enjeux en terme d’intervention, et donc de décision. Aux actions sont également associés des moyens d’intervention à mobiliser(individus, groupes, matériels), et les relations entre les groupes de personnes constituent l’organigramme de l’organisation communale de crise.

  • Finalement, le logiciel sera capable de déduire à partir de ce modèle relationnel et pour un scénario donné les enjeux touchés, les actions à déclencher et les moyens à mobiliser, soit dans un contexte non-temporel (un seul état), soit dans un contexte temporel lorsque la dynamique de l’aléa est donnée par une courbe qui définit l’évolution de l’indicateur au cours du temps (ex : bulletin de prévision des hauteurs d’eau – cf. fig. 4).

Figure 4 : Interprétation d’un bulletin de prévisions inondation en impact sur le terrain : on voit progresser l’inondation prévue dans les secteurs (niveaux de bleu) en corrélation avec la montée de l’indicateur local (hauteur à l’échelle de prévision)

Mise au point et exploitation du modèle PCS

28Conformément aux recommandations du guide méthodologique officiel [DDSC-IRMA 06], l’outil OSIRIS-MR a été conçu pour que les acteurs locaux puissent élaborer et s’approprier complètement leur modèle local et les scénarios de risque (constituant le PCS numérique) et le maintenir dans le temps, au rythme d’une mise à jour annuelle par exemple. Une structure de diffusion, de formation et d’assistance professionnelle a été mise en œuvre dans cette perspective par les partenaires du projet et fonctionne sur plus d’une centaine de communes en 2009. Un effort relativement important doit être investi pour réaliser une première version de la base OSIRIS, mais ce travail (compilation des données, élaboration des scénarios …) n’est pas spécifiquement lié à l’outil OSIRIS qui permet au contraire d’être plus performant sur de nombreux points : rendu visuel, structuration et gestion de la cohérence des données, mise au point des scénarios de crise, travail et échanges en réseau, capitalisation et maintenance sur le long terme, mise à jour automatique de la version papier …

29La complexité relative du réseau final des objets OSIRIS, nécessaire pour effectuer un diagnostic précis, est en grande partie gérée par le modèle informatique et celui-ci reste transparent pour l’utilisateur qui ne s’occupe à son niveau que de fiches individuelles d’objets simplesavec des références à d’autres objets (ex : moyens associés à une action, niveaux d’aléa associés à un état d’aléa, risques associés à un enjeu …). Seules les informations indispensables au diagnostic sont rendues obligatoires, et elles peuvent être complétées par d’autres informations facultatives. Ces données spécifiques permettent toutefois de produire des informations très utiles pour l’aide à la décision comme le nombre de personnes à évacuer dans un secteur ou bien la capacité d’hébergement d’un secteur épargné.

30Le modèle de données et les requêtes associées (cf. exemples fournis au § 2.1) sont utilisés à la fois en phase de mise au point du PCS et en phase d’exploitation (exercice ou cas réel). Des filtres et interfaces permettent d’afficher différents points de vue sur le modèle, par projection du graphe en un arbre hiérarchique qui organise la présentation du modèle en mettant en avant, pour un risque et un scénario donné, soit les niveaux d’aléa, les secteurs ou encore les moyens à mobiliser (feuille de route pour les personnes). Ces points de vue permettent notamment de tester des scénarios, de détecter des incohérences (ex : une personne est trop sollicitée dans les interventions prévues) et de « caler » progressivement le modèle en comparant les scénarios élaborés avec la connaissance et l’expérience des responsables et techniciens locaux. Ce processus de mise au point d’un modèle orienté objet (aide à la décision) s’apparente au calage numérique d’un code de calcul sur des cas réels.

31Afin de faciliter l’appropriation du PCS par le plus grand nombre et sa diffusion en dehors des personnes qui gèrent le modèle local et maitrisent l’outil OSIRIS (généralement les services techniques), OSIRIS-Multirisques génère de manière automatique une description du PCS dans un document autonome au format PDF (cf. fig. 5). Le PCS peut ainsi être échangé et exploité sous forme électronique ou sous forme papier. Ce document est organisé en chapitres présentant les principaux objets du modèle : il offre une grande capacité de navigation pour être très opérationnel (liens hypertextes et présence systématique des numéros de pages de toute référence dans l’ensemble du document). Sa mise en page est soignée : il inclut des vues cartographiques, des tableaux, des illustrations (photos) et des annexes pouvant contenir les documents de référence incorporés par le gestionnaire au modèle (ex : textes réglementaires, annuaires, …).

Figure 5 : Illustration de la sortie PCS au format PDF : Plan d’actions pour une crue cinquantennale

Perspectives pour l’aide à la décision

Du PCS à l’assistance temps-réel en gestion de crise

32L’élaboration d’un plan de sauvegarde, aussi détaillé soit-il, ne répond cependant pas à tous les problèmes que pose la gestion de la crise en temps réel sur le terrain. Une crise est en effet caractérisée par des phénomènes qui ne sont pas pris en compte dans les plans de gestion : des réactions en chaîne, des imprévus, des difficultés techniques de communication, la multiplicité des acteurs publics [Lagadec 93]. Une étude interne menée en janvier 2001 par le National Investor Relations Institute [West 03] indique que, pour 33% des sondés, les plans d’actions et les manuels de référence sont la source d’informations la moins utilisée en pratique lorsque les autorités doivent faire face à une crise. 85% précisent que la ressource principale est alors la communication avec les équipes sur le terrain, sur laquelle repose la conduite des opérations de secours. L’information sur les routes coupées, l’absence d’approvisionnement en énergie d’une zone touchée, un rassemblement imprévu de civils dans une région donnée, remet intégralement en cause l’ordonnancement et les modalités des opérations de secours, et pourtant elle ne peut provenir que du terrain. Une solution intégrée de préparation et de gestion des crises doit donc s’attacher à prévoir une remontée d’informations du terrain en temps réel, issues de tous les acteurs concernés (secours, gestionnaires des infrastructures de transport, agences de suivi environnemental, hôpitaux, réseaux de distribution d’énergie, mais aussi le public touché) ainsi qu’une diffusion de la connaissance synthétique auprès des responsables des secours.

  • 8  MEDSI (FP5 IST research program) : Integration of Geographical Information Systems with DB, decisi (...)

33Plusieurs projets de recherche explorent actuellement les possibilités d’acquisition et de consolidation des données, en intégrant différentes solutions logicielles basées sur le Web et en participant à la standardisation des protocoles de communication. Le projet MEDSI8 financé par la commission européenne a débouché sur la mise en œuvre sur un site d’essai d’un démonstrateur de système d’acquisition d’information basé sur des technologies de messagerie standards. Un tel système permet d’optimiser en temps réel les opérations de secours en fonction des données disponibles sur les infrastructures de communication, les moyens opérationnels de sauvetage, et le nombre de personnes touchées. Ces technologies nécessitent cependant un important travail de fiabilisation et de généralisation avant de pouvoir être utilisées pour la gestion de crise.

34Enfin, aucune solution de gestion de crise en temps réel ne peut se passer d’outils de prévision à court terme (nowcasting) de l’étendue géographique des dommages et de l’ampleur du phénomène. Les prévisions de ces outils seront corroborées par les informations remontées du terrain, et pourront en retour les compléter lorsqu’elles sont indisponibles. Un logiciel tel qu’OSIRIS qui répertorie à la fois les enjeux et les vulnérabilités des territoires peut répondre à ce besoin dès lors qu’il est couplé à un outil numérique de prévision correctement alimenté en données d’entrées.

Vulnérabilité induite : vers un modèle systémique du risque

35OSIRIS traite de manière simplifiée la vulnérabilité indirecte en permettant d’associer un enjeu localisé à un secteur d’aléa différent de celui dans lequel se situe géographiquement l’enjeu. Pour illustrer ce cas, citons l’exemple classique d’un enjeu qui ne sera jamais inondé directement mais dont l’accès principal sera rendu impossible du fait de la coupure d’une voie d’accès. L’impact des inondations sur le réseau routier représente un cas d’école de vulnérabilité induite qui peut être modélisé de manière quasi déterministe lorsque l’on possède des données précises sur le réseau routier, les surfaces inondées et la topographie.

36La question de l’accessibilité aux enjeux stratégiques [Demoraes & al. 06] et de l’évacuation des populations en cas de crise [van Zuilekom & al. 05] représente un enjeu majeur de la préparation et de la gestion de crise comme l’ont montré des retours d’expérience récents (Cyclone Katrina, Nouvelle Orléans, 2005). Ces questions sont actuellement à l’étude par les partenaires OSIRIS dans le cadre du projet de recherche ACCEL (région Picardie). Elles concernent bien entendu le risque inondation [MEDD 05] mais aussi d’autres risques naturels (tempête, cyclone …) ou technologiques (transports de matières dangereuses, pollution chimique …).

37D’autres aspects doivent être pris en considération, comme l’impact des coupures de réseaux de communication sur les mécanismes de la gestion de la crise, ou la rupture d’approvisionnement en énergie de zones sensibles (hôpitaux, centres d’accueil, écoles). Enfin l’aspect cumulatif de ces vulnérabilités, caractéristique de l’état de crise, ne peut être négligé : ainsi un isolement énergétique d’un bâtiment nécessite d’accélérer les procédures d’évacuation, ce qui aura pour conséquences une saturation des axes de transport et des difficultés d’accès des moyens de secours aux lieux des incidents.

38A travers ces exemples se pose la question d’une approche systémique du risque et du territoire [Minciardi & al. 06], les effets induits étant potentiellement très nombreux. La représentation de la vulnérabilité induite ou systémique ne peut en effet se réduire à des relations binaires entre entités localisées et nécessite des modèles spécifiques comme ceux dérivés de la théorie des graphes [Serrhini 03][Garbolino & al. 06] ou de l’Intelligence Artificielle [Bénaben & al. 08]. L’élaboration du modèle OSIRIS a bénéficié de travaux de recherche menés parallèlement au projet européen et visant à montrer l’intérêt d’une approche à base de connaissances en support à la conception de modèles orientés objet pour l’aide au diagnostic inondation [Morel 02]. Le modèle objet OSIRIS final (simplifié en fig. 3) traduit l’ontologie du domaine où sont représentés les concepts et leurs relations, le tout formant un réseau sémantique. Ce mode de représentation pourrait naturellement évoluer vers un modèle systémique, notamment par le développement de relations de dépendances complexes entre enjeux et phénomènes (ex : l’inondation d’une entreprise peut engendrer un risque de pollution dans certaines circonstances). Doté d’un moteur d’inférence à capacité déductive et inductive (type système-expert) ou de mécanismes de propagation de contraintes, ce type de modèle devrait permettre d’aller plus loin que les outils actuels pour identifier les relations cachées et les « effets dominos », à partir de la déclaration explicite de relations et de phénomènes élémentaires. Dans ce registre, des travaux récents menés dans le cadre du projet de recherche ANR ISyCri [Bénaben & al. 08] ont montré les capacités déductives d’une ontologie de gestion de crise implémentée avec les standards et outils du WEB sémantique comme OWL (Ontology Web Language), SWRL (Semantic Web Rule Language) et JESS (environnement JAVA de raisonnement par règle d’inférence).

Aide à l’évaluation de scénarios : de la gestion de crise à la prospective

39De l’expérience OSIRIS ainsi que d’autres outils d’aide à la gestion des risques émerge, au centre du processus d’aide à la décision, la notion de scénario [Grothe & al. 05]. C’est en effet à partir de la définition, de l’analyse et de la comparaison de différents scénarios de risques et de crises que l’on va pouvoir fournir des critères de décision aux responsables locaux.

40L’analyse et la comparaison de scénarios complexes, relativement limitées avec les outils les plus utilisés aujourd’hui (bases de données, SIG ..), devraient pouvoir s’enrichir grâce notamment aux approches et techniques dérivés de l’IA - évoquées plus haut – mais aussi et de manière complémentaire à l’évolution des interfaces homme-machine multi-modales. Des travaux menés en collaboration avec le SDIS29 ont montré tout l’intérêt d’une représentation des scénarios de crise en réalité virtuelle où l’acteur de terrain peut vraiment s’immerger, naviguer et intervenir sur certains paramètres physiques ou décisionnels [Morel & Mahoudo 08] (cf. fig. 6). Le couplage et l’intégration de modèles d’IA pour le raisonnement, de modèles numériques pour simuler les phénomènes physiques et de modèles en réalité virtuelle pour l’interface utilisateur constitue un domaine de recherche infiniment riche et encore largement à explorer pour les applications dans le domaine de la gestion des risques.

Fig. 6 : scénario de sinistre en réalité virtuelle (image SDIS29 – plateforme SécuRévi)

41Cette notion de scénario, utilisée dans OSIRIS pour la préparation de crise, peut également s’appliquer dans un contexte de prévention intégrée à une politique d’aménagement du territoire. C’est pourquoi il est envisagé d’étendre le spectre d’utilisation d’OSIRIS au contexte de la prospective et de l’étude de scénarios à long terme. Cette perspective intéresse en particulier le développement durable des agglomérations soumises à la double pression d’un fort développement socio-économique et du changement climatique (ex : villes côtières).

42Dans cette configuration, certains enjeux deviennent des variables des scénarios au même titre que l’aléa (ex : un quartier réaménagé, une nouvelle route …). La réduction de la vulnérabilité n’est alors plus envisagée selon des mesures non-structurelles et de court terme (la crise avec ses interventions ponctuelles) mais selon une perspective de développement à long terme basée sur des mesures structurelles (le bâti, les infrastructures, la topographie, les ouvrages de protection). L’intégration de ces deux points de vue dans un même modèle, s’il se réalise, devrait faire progresser l’étude des interrelations et l’intégration des différents types de vulnérabilité dans les outils opérationnels d’aide à la décision : vulnérabilité directe, induite, organisationnelle et structurelle.

Conclusions : vers une approche globale et intégrée du risque

43Plateforme opérationnelle utilisée par des dizaines de communes en France, OSIRIS est aussi un laboratoire pour la conception de modèles d’aide au diagnostic et à la décision dédiés à la gestion des risques. Elaboré initialement à partir du cas concret des inondations en Loire moyenne, le modèle OSIRIS a progressivement évolué vers un modèle générique de planification de crise inondation, puis vers un modèle d’élaboration de PCS multi-risques, puis de manière prospective vers un modèle d’analyse et de réduction des différents types de vulnérabilité des territoires soumis aux risques majeurs. Cette capacité d’évolution et d’intégration des modèles conceptuel (orienté objet) et opérationnel (technologies LAMP) à différents types de risques et contextes d’utilisation a été rendu possible grâce notamment à l’élaboration en amont de modèles à base de connaissances [Morel 02].

44Conçu à l’origine pour la gestion de crise, OSIRIS est essentiellement utilisé aujourd’hui par les communes dans un contexte de préparation et de simulation de crise (PCS). Idéalement, les gestionnaires locaux souhaiteraient utiliser une plateforme unique pour tous les types de risques mais aussi pour les différentes phases de leur prise en compte, de la prévention et de la prospective au retour d’expérience en passant par la préparation et la gestion de crise en temps réel. Derrière ce besoin émerge la notion de cycle de vie et de gestion à long terme de l’information sur les risques du territoire, complémentaire à l’offre immédiate de services d’aide à la décision. Outre l’objectif de centralisation et de mise en cohérence de l’ensemble des informations, la gestion globale des différents points de vue sur le risque vise à créer un cercle vertueux qui implique la communauté des parties prenantes et facilite le dialogue entre acteurs.

45Un outil comme OSIRIS, à travers l’appropriation du modèle par les acteurs locaux et sa mise à disposition via Internet, facilite de facto l’actualisation au cours du temps des données propres au PCS. Au-delà de la base de données spécifique au PCS, il contribue dans le même temps à maintenir la mémoire du risque et à capitaliser toutes les connaissances numériques disponibles sur les risques (réglementation, procédures, cartes, documents multimédia, retours d’expérience …).

  • 9  Service d’Incendie et de Secours du Finistère

46Cette approche globale du risque a été plus spécifiquement développée par le SDIS299 et l’Université de Bretagne Ouest (UBO) à travers la plateforme SécuRévi qui a vocation à intégrer et fournir tout type d’information et de services à destination des acteurs de la sécurité. Dans le cadre d’une collaboration entre l’UTC, le CETMEF et le SDIS29, les outils OSIRIS et SécuRévi s’enrichissent mutuellement et convergent progressivement vers le concept de Plateforme de Sécurité Globale [Morel & Mahoudo 08].

Haut de page

Bibliographie

Barroca B., Bernadara P., Mouchel J.M., Hubert G., 2006, “Indicators for identification of urban flooding vulnerability”, Natural Hazards and Earth System Sciences, n° 6, 553-561.

Beck E., Weber C., Granet M., 2006, “Etude multirisque en milieu urbain et SIG, le cas de l’agglomération de Mulhouse”, in Revue internationale de Géomatique, volume 16, n° 3-4, Information géographique et gestion des risques, ed. Lavoisier, Paris, 395-414.

Bénaben F., Hanachi C., Lauras M., Couget P., Chapurlat V., 2008, “A Metamodel an its Ontology  to Guide Crisis Characterization an its Collaborative Management”, in Proceedings of the 5th International ISCRAM Conference, Washington DC, USA, F. Fiedrich and B. Van de Walle eds.

Blancher P., Taliercio G., Delahaye A., Erlich M., Thépot R., Morel G., 2001, “Intégration des attentes et mobilisation des usagers dans la conception d’un système d’information sur les inondations. La démarche partenariale du projet OSIRIS”, in Scientifiques et décideurs - Agir ensemble pour une gestion durable des systèmes fluviaux, conférence organisée par l’Agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse, Lyon, France.

MEDD (ministère de l’Ecologie et du Développement Durable), 2005, “Réduire la vulnérabilité des réseaux urbains aux inondations”, rapport du MEDD, 116 p.

DDSC ministère de l’Intérieur, IRMA, 2006, “Plan communal de sauvegarde, guide d’élaboration pratique”, ministère de l’Intérieur (eds), Paris.

Demoraes F., D’Ercole R., Metzger P., Souris M., 2006, “Enjeux, mobilité, accessibilité et risques”, in Revue internationale de Géomatique, volume 16, n° 3-4, Information géographique et gestion des risques, ed. Lavoisier, Paris, 435-456.

Garbolino E., Minciardi R., Sacile R., Trasforini E., 2006, “Analyse de la vulnérabilité d’un système territorial complexe aux aléas naturels”, in Revue internationale de Géomatique, volume 16, n° 3-4, Information géographique et gestion des risques, ed. Lavoisier, Paris, 415-433.

de Graaf R., van de Giesen N., van de Ven F., 2007, “Alternative water management options to reduce vulnerability for climate change in the Netherlands”, in Natural Hazards, Springer ed., Netherlands.

Grothe M., Landa H. Steenbruggen J., 2005, “The Value of Gi4DM for transport and Water Management”, in Geo-information for Disaster management, Springer-Verlag ed., 129-153.

Guézo B., Verrhiest G., 2006, “Réduire la vulnérabilité urbaine aux risques majeurs”, in Techni-Cités, April 2006, 26-33.

IRMA (Institut des Risques Majeurs), 2002, Risques majeurs : la démarche Plan communal d’action, ed. IRMA, Grenoble.

Lagadec P., 1993, “The major event: a world out of scale”, in Preventing Chaos in a crisis, ed. McGraw-Hill, London, 7-19.

Magnan A., 2009, “La vulnérabilité des territoires littoraux au changement climatique : Mise au point conceptuelle et facteurs d’influence”, rapport de l’IDDRI (Institut du Développement Durable et des Relations Internationales), n°1/2009, 30 p, Paris.

MEDAD-D4E (ministère du développement durable, D4E), 2007, “Evaluations socio-économiques des instruments de prévention des inondations”, rapport du ministère de l’Ecologie, du Développement et de l’Aménagement Durable / D4E, collection Etudes et Synthèses, 117 p.

Minciardi R., Sacile R., Taramasso A.C., Trasforini E., Traverso S., 2006, “Modeling the vulnerability of complex territorial systems: An application to hydrological risk”, in Environmental Modelling & software, n° 21, 949-960.

Morel G., Rouas G., 1998, “Principles and architecture of a Prediction and Diagnosis Support System for river basins”, in proceedings of Hydroinformatics’98, Copenhague.

Morel G., Kassel G., 2001, “Connaissances, objets et composants : complémentarité et intégration pour le développement d’applications industrielles”, Conférence francophone en Ingénierie des Connaissances IC’2001,  Grenoble (France).

Morel G., 2002, Contribution au rapprochement entre l’ingénierie des connaissances et le génie logiciel dans le cadre de la conception d’applications techniques. Application au domaine de la gestion du risque inondation,  thèse de l’Université de Technologie de Compiègne(France), 315 p.

Morel G., 2004, “OSIRIS-inondation : un outil issu de la recherché européenne pour planifier la crise inondation au niveau local”, Revue de l’ISTED, numéro spécial sur les systèmes d’information géographiques, Paris.

Morel G., Mahoudo H., 2008, “Integrating knowledge, data and innovative WEB services for a comprehensive approach to safety”, 12th International Symposium on the Management of industrial an Corporate Knowledge (ISMICK’08), Niteroi (Brazil).

van Oosterom P., Zlatavona Siyka, Fendel E.M. (eds), 2005, Geo-information for Disaster management, Springer-Verlag ed., 1434 p.

Serrhini K., 2003, “Evaluation of Covisibility of Planning and Housing Project”, in Ph. Mathis (Dir), Graphs and Networks, Multilevel Modeling, ed. ISTED, 193-221.

van Zuilekom K., van Maarseveen M., van der Doel M., 2005, “A Decision Support System for Preventive Evacuation of People”, in Geo-information for Disaster management, Springer-Verlag ed., 229-253.

West M.B., 2003, “Crisis Management’s Real-Time Frontier – Using New Technology to Secure Critical Data”, in The strategist – Advanced Solutions Group, University of South Carolina.

Haut de page

Notes

1  OSIRIS est l’acronyme du projet européen du 5ème programme cadre : « Operational Solutions for the management of Inundation Risks in the Information Society »

2  Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales, ministère du Développement Durable

3  Université de Technologie de Compiègne

4  Institut des Risques Majeurs (Grenoble)

5  Unified Modeling Language

6  PHP est un langage de programmation utilisé notamment pour des applications client-serveur sur internet

7  Classes à connotation spatiale (jaune), temporelle (vert), vulnérabilité et risque (violet) et organisation (turquoise)

8  MEDSI (FP5 IST research program) : Integration of Geographical Information Systems with DB, decision-support management and an auditory system to develop an advanced system that will be able to give support on decisions in a crisis

9  Service d’Incendie et de Secours du Finistère

Haut de page

Pour citer cet article

Référence électronique

Gilles Morel, François Hissel, Sylvain Aunay et Sabrina Démotier, « OSIRIS-Multirisques : une méthode et un outil d’aide à la décision pour les communes soumises aux risques majeurs », Cybergeo : European Journal of Geography [En ligne], Cartographie, Imagerie, SIG, document 466, mis en ligne le 02 juillet 2009, consulté le 25 juin 2017. URL : http://cybergeo.revues.org/22447 ; DOI : 10.4000/cybergeo.22447

Haut de page

Auteurs

Gilles Morel

Département Génie des Systèmes Urbains, équipe AVENUES, Université de Technologie de Compiègne (UTC)gilles.morel@utc.fr

Articles du même auteur

François Hissel

Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales (CETMEF)francois.hissel@developpement-durable.gouv.fr

Sylvain Aunay

Société DeltaCADaunay@deltacad.fr

Sabrina Démotier

Société DeltaCAD
demotier@deltacad.frdemotier@deltacad.fr

Haut de page

Droits d’auteur

© CNRS-UMR Géographie-cités 8504

Haut de page