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Analyse des dommages au bâti liés à la

submersion marine lors des tempêtes.

Le projet « JOHANNA »

A partir de l’analyse des processus de submersion

et des données d’assurance, l’évaluation des dommages

au bâti et leur coût : outils d’amélioration

de la prévision et de la prévention

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Illustration du franchissement des vagues

(Gâvres, tempête Johanna, © DDTM 56)

Le travail de recherche Ce projet a été cofinancé par la Fondation MAIF et le BRGM et réalisé en

partenariat avec le laboratoire LETG Brest Géomer de l’Université de

Bretagne Occidentale.

Il a reposé sur l’analyse des conséquences, en termes de dommages liés à

la submersion et au choc des vagues, de deux événements de tempête

(Johanna, le 10 mars 2008 et Xynthia, le 28 février 2010). Un premier volet

du travail, réalisé par le BRGM, a consisté à reproduire par modélisation

numérique les deux tempêtes à un niveau régional et local, sur un site

particulièrement impacté pour chacun des deux évènements. Le second

volet du projet, objet de la thèse, a consisté en une analyse détaillée des

dommages sur le plan physique et économique, à partir de données

d’assurance, afin de mettre en place des outils de prédiction des coûts

pour de futures tempêtes.

Les résultats de ce travail permettent également de formuler un certain nombre de recommandations aux acteurs de la

gestion des risques, au niveau de l’usage de la modélisation de l’aléa et de l’amélioration de la donnée assurantielle

recueillie après les événements, afin d’affiner les modèles prédictifs des dommages. Ces travaux ouvrent également des

perspectives pour une meilleure intégration de la prévention des risques dans l’aménagement du territoire, en termes

d’urbanisme, d’architecture et d’adaptation du second œuvre du bâti à l’aléa.

Caractérisation de l’aléa

La surcote de tempête (élévation temporaire du niveau

de la mer) a été reproduite grâce à la modélisation de la

marée, de la pression atmosphérique, du vent et des

vagues à échelle régionale, à l’aide des modèles MARS

et SWAN. La surcote atmosphérique a atteint 80 cm à

Gâvres lors de Johanna, et la surcote totale a atteint

2 m aux Bouchôleurs lors de Xynthia. Ces niveaux élevés

ont provoqué à Gâvres un processus de franchissement

par les vagues, puis d’inondation à l’arrière de la

digue lors de Johanna, tandis qu’aux Bouchôleurs, lors

de Xynthia, c’est un processus de débordement qui a

dominé. La reconstitution de ces différents processus

de submersion, à l’aide du modèle SurfWB (Le Roy

et al., 2014), pour les deux événements, démontre le

poids important de la configuration du littoral sur l’aléa

submersion, ainsi que sur les dommages induits.

Résultat de la modélisation des vitesses d’écoulement

à Gâvres lors de la tempête Johanna

Analyse des dommages après un événement

Le projet a bénéficié d’un accès aux données de

sinistres et d’expertise de 3 assureurs (MAIF, AXA et

MAAF), ce qui a permis d’analyser quelles

caractéristiques de l’aléa et/ou des enjeux

endommagés conditionnent les coûts observés.

Les résultats mettent en avant le fait que la majorité

des dommages de ces deux tempêtes (hors le vent) sont

liés à la submersion et touchent essentiellement le

second œuvre. Les chocs liés aux vagues ont localement

causé des surcoûts, affectant notamment les murs de

soutènement et bâtiments localisés en front de mer,

cependant les réels dommages structuraux sont restés

rares lors de ces deux évènements.

Distribution du coût des dommages aux

habitationsessentiellement lié au second œuvre (Xynthia)

Typologie des dommages provoqués par la submersion

et les vagues lors de Johanna

Les coûts des dommages observés montrent une forte

dispersion au regard de la hauteur d’eau, qui s’explique

partiellement par d’autres caractéristiques de l’aléa

(durée de submersion, vitesses d’écoulement) et celles

des enjeux endommagés (présence d’étage ou de sous-

sol, nombre de pièces et surface habitable, niveau

d’équipement et standing du bien inondé).

Modélisation de la hauteur d’eau aux Bouchôleurs lors de

Xynthia

Forte dispersion des coûts des dommages, partiellement

expliqués par la hauteur d’eau ; comparaison avec des

fonctions d’endommagement existantes pour des inondations

fluviales, montrant l’intérêt de développer des modèles

spécifiques à la submersion

Vers la prédiction des coûts des dommages

Les données reccueillies ont permis de tester

différentes méthodes de modélisation statistique afin

de mettre en place des modèles de prédiction des coûts

de futures tempêtes. Au-delà des modèles classiques de

fonctions d’endommagement, les modèles multivariés,

prenant en compte différentes variables caractérisant

l’aléa et les enjeux, donnent de meilleurs résultats. Ils

sont encore accompagnés d’une forte incertitude liée

au nombre limité de données et d’événements

analysés, mais démontrent cependant l’intérêt des

données d’assurance pour prédire les coûts de futurs

événements (C. André, 2013).

Modèle de régression multiple du côut des dommages

Quelles applications de cette recherche pour les professionnels du

risque ?

Améliorer l’information initiale pour améliorer la prédiction des coûts

L’analyse économique des dommages serait fortement

enrichie par une amélioration des données tant en

qualité, par de plus amples informations sur l’aléa lui-

même, et sur les éléments endommagés des

habitations, qu’en quantité, en bénéficiant

d’informations sur de plus nombreux événements de

submersion. Cela permettrait de mieux comprendre

l’impact des spécificités d’évènements d’ampleur

comme la tempête Xynthia sur les coûts des dommages

observés, et d’affiner la relation entre le coût des

dommages et les différents paramètres utilisés, afin de

construire des modèles prédictifs des coûts plus

robustes. Il s’agit donc de :

Standardiser le contenu des expertises, à l’aide

d’un formulaire informatique sous forme d’une

« check list », pour en permettre d’une part la

comparaison, d’autre part la bancarisation.

Uniformiser la précision et le référentiel de

mesure (plancher ou terrain) de la hauteur d’eau,

et informer sur la durée de la submersion.

Compléter les informations sur le bâti en termes

de surface au sol, nombre de pièces et, dans

l’idéal, de la nature des matériaux de second

œuvre et du niveau d’équipement.

Formulaire de saisie des données d’expertise utilisé et proposé

pour une standardisation des rapports

Intégrer davantage les risques dans les projets d’aménagement du territoire

Photographie aérienne de Châtelaillon-Plage en 1957

La démarche du projet Johanna ne préjuge pas de

mesures réglementaires pour diminuer l’exposition à

l’aléa de submersion. En revanche, elle souligne

l’évolution relativement récente de l’urbanisme vers

des zones exposées, et l’importance d’introduire

Photographie aérienne de Châtelaillon-Plage en 1957

la connaissance du risque dans les projets

d’aménagement du territoire, tant en terme

d’urbanisme, qu’en terme d’architecture, en concevant

des habitations hors d’eau, et / ou avec des zones

refuges (étages).

Encourager la prévention individuelle (mitigation)

De même, sachant que les dommages au bâti associés à

des événements de submersion affectent

essentiellement le second œuvre, quelques bonnes

pratiques à l’échelle de la construction individuelle

seraient à encourager, pour prévenir les dommages liés

aux inondations :

La surélévation du plancher par rapport au

terrain, et suivant les hauteurs d’eau attendues,

la mise en place de batardeaux ou la non-

utilisation des rez-de-chaussée.

La non utilisation de matériaux de second œuvre

particulièrement vulnérables à l’inondation.

La mise en place d’équipements spécifiques en

hauteur tels que les réseaux électriques

descendants.

Hind House, © John Pardey Architects

En outre, dans le cas des submersions marines, il serait

utile d’adapter les matériaux du plancher et des

cloisons pour limiter la corrosion des métaux liée à la

présence d’eau salée.

Références

André, C., 2013. Analyse des dommages liés aux submersions marines et évaluation des coûts induits aux habitations à

partir de données d’assurance - perspectives apportées par les tempêtes Johanna (2008) et Xynthia (2010), Thèse de

doctorat de l’université de Bretagne Occidentale, 300p. : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00961315

André, C., Monfort, D., Bouzit, M. et Vinchon, C., 2013. Contribution of insurance data to cost assessment of coastal

flood damage to residential buildings: insights gained from Johanna (2008) and Xynthia (2010) storm events, Natural

Hazards and Earth System Sciences, 13, 8, 2003-2012, http://dx.doi.org/10.5194/nhess-13-2003-2013.

Le Roy, S., Pedreros, R., André, C., Paris, F., Lecacheux, S., Marche, F. et Vinchon, C., 2014, Coastal flooding of urban

areas by overtopping: dynamic modelling application to the Johanna storm (2008) in Gâvres (France), Nat. Hazards Earth

Syst. Sci. Discuss., 2, 4947-4985, doi:10.5194/nhessd-2-4947-2014

Contacts c.vinchon@brgm.fr, camilleg.andre@gmail.com

Liens internet http://www.brgm.fr/projets/johanna-vers-prediction-couts-dommages-lies-submersions-marines-vagues-lors-tempetes

http://www.fondation-maif.fr =>Notre action=>Projets soutenus=>Les risques naturels

http://www-iuem.univ-brest.fr/fr

https://letg.univ-nantes.fr/fr/laboratoire/5/presentation

La Fondation MAIF, reconnue d’utilité publique, soutient des projets de recherche fondamentale et appliquée dans trois

domaines : les risques liés à la mobilité, les risques de la vie quotidienne et les risques naturels. Ces recherches ont pour

objet de mieux comprendre les causes et les conséquences des risques étudiés, ainsi que d’analyser et de tester

l’efficacité des systèmes de prévention et de protection afin de les améliorer ou d’en développer de nouveaux. C’est

dans ce cadre que le projet Johanna a été financé : connaître et évaluer les dommages liés aux submersions marines

permet de mieux anticiper et prévenir les risques.

Le BRGM est un établissement public à caractère industriel et commercial, dont les missions sont de dévelloper la

connaissance des géosciences, et de l’appliquer aux domaines de l’eau, de l’environnement, des ressources minérales et

de l’aménagement du territoire pour en assurer une gestion durable, prenant en compte les changements globaux en

cours. La Direction Risques et Prévention étudie et modélise les riques naturels géologiques et hydrométéorologiques.

L’unité « Risques Côtiers et Changement Climatique » étudie plus spécifiquement la chaine des risques côtiers depuis

leurs forçages jusqu’à leurs impacts sociétaux. Le projet JOHANNA a été mené au sein de cette unité

.

Au sein de l’Université de Bretagne Occidentale, à l’Institut Universitaire Européen de la Mer, les membres du

laboratoire LETG Brest - Géomer (UMR CNRS 6554) travaillent sur la géographie des littoraux. Leurs recherches se

déclinent selon plusieurs thèmes principaux : occupation des sols, géomorphologie, risques côtiers, fréquentation et

usages, gestion intégrée des zones côtières, modélisation des activités humaines, géomatique. Des enseignants-

chercheurs du laboratoire dirigent le Master "Sciences de la Mer et du Littoral" et sa mention "Expertise et Gestion de

l'Environnement Littoral". LETG Brest - Géomer est partenaire de l'Ecole Doctorale "Sciences de la Mer" (EDSM) de

l’Université Européenne de Bretagne. La thèse de Camille André a été soutenue à l’UBO le 18 décembre 2013.