En février 2017, Le barrage d'Oroville en Californie a attiré l'attention nationale en tant que catastrophe d'inondation évitée de justesse. Une décennie plus tôt, en juin 2008, c'était au tour du Wisconsin :près de la ville de destination touristique populaire Wisconsin Dells, des précipitations excessives ont érodé la route qui faisait partie du barrage du lac Delton, entraînant un lessivage torrentiel dans la rivière Wisconsin 40 pieds plus bas. Il a emporté trois maisons, détruit deux autres, et a laissé le lac asséché pendant des mois.

À l'Université du Wisconsin-Madison, ces exemples et bien d'autres motivent le professeur adjoint en génie civil et environnemental Daniel Wright à aider à améliorer la préparation du pays aux risques d'inondation.

"Beaucoup des 80, 000 barrages dans notre pays, en particulier les 90 pour cent classés comme plus petits, ont des problèmes structurels similaires à ceux du barrage d'Oroville, " dit Wright. " Nous savons que ce n'est qu'une question de temps avant qu'une grosse pluie submerge la suivante, mais malheureusement, ce problème ne reçoit pas encore assez d'attention."

Wright espère changer cela avec le bien nommé logiciel RainyDay :un outil de planification que lui et ses collègues ont développé et publié, en avril 2017, dans la revue Environmental Modeling &Software.

Équipé d'environ deux décennies d'informations sur les précipitations passées et la couverture terrestre provenant de satellites et de systèmes radar météorologiques modernes, le logiciel utilise une simulation informatique pour prédire la probabilité qu'une région d'intérêt soit touchée par une inondation majeure au cours des prochaines décennies. Ces prévisions à long terme, rendues possibles par les puissants processeurs du UW-Madison Center for High Throughput Computing, sont plus précises que les calculs traditionnels des probabilités d'inondation qui reposent sur des hypothèses simplificatrices, comme un climat constant et un manque de changements d'utilisation des terres au fil du temps.

"Le logiciel RainyDay fait un meilleur travail en tenant compte de la nature chaotique et complexe des précipitations dans les modèles de prévision des crues, " explique Wright. " Ceci est particulièrement important pour les zones urbaines qui connaîtront le plus grand changement dans la fréquence des crues, principalement parce que le développement urbain continu augmentera les surfaces imperméables, conduisant à un ruissellement beaucoup plus important des eaux de pluie lors d'une tempête majeure. »

Alors que la technique mathématique implémentée dans le logiciel a été proposée dans les années 1960, Wright dit que son plein potentiel ne pourrait pas être déverrouillé tant que suffisamment de données satellite et radar météo n'auraient pas été collectées, un processus qui a commencé sérieusement à la fin des années 1990 à la NASA, NOAA, et d'autres agences gouvernementales à travers le monde. Maintenant, la richesse de ces données remplace l'hypothèse selon laquelle les précipitations sont uniformément réparties sur l'ensemble d'un bassin versant, ou au sein d'une ville dont l'environnement bâti, les stations de pompage et les infrastructures de drainage changent avec le temps.

Étant donné que les données satellitaires sont disponibles dans le monde entier, RainyDay peut également être utilisé dans les pays en développement qui manquent souvent de radars météorologiques au sol étendus et d'autres systèmes d'observation.

Wright a déjà contacté plusieurs partenaires pour lesquels RainyDay peut être un outil de planification à long terme utile. Au niveau fédéral, ils comprennent l'Army Corps of Engineers et le U.S. Bureau of Reclamation, chargé de réduire les dommages causés par les catastrophes naturelles en gérant de grands barrages et d'autres infrastructures de contrôle des inondations ; au niveau local, il explore des collaborations possibles avec le Milwaukee Metropolitan Sewerage District, qui possède des centaines de kilomètres d'égouts pluviaux et construit un grand tunnel de stockage et de transport pour atténuer les dommages causés par les inondations dans la plus grande ville du Wisconsin.

Wright note que l'amélioration des méthodes de prévision météorologique et des formes modernes de communication—smartphones, l'Internet, et les médias sociaux - ont rendu beaucoup moins probable qu'une catastrophe aussi dévastatrice que la grande inondation du Mississippi de 1927 se produise aujourd'hui. Affectant une zone 45 fois la taille de Houston et plus de 630, 000 personnes en Arkansas, Mississippi et Louisiane, ce fut la crue de rivière la plus destructrice de l'histoire des États-Unis.

Mais cela ne signifie pas que nous devrions rester les bras croisés, d'autant plus que la gestion des risques d'inondation est l'une des stratégies les plus rentables pour préparer les villes pour l'avenir, dit Wright.

Réduire le risque de dommages sismiques d'une ville, par exemple, nécessite souvent une certaine forme d'intervention pour presque tous les bâtiments de la ville. Les structures existantes doivent être modernisées et les futurs bâtiments doivent respecter des normes de construction plus élevées.

"Mais nous pouvons construire un mur anti-inondation ou une station de pompage pour protéger tout un quartier des aléas dus aux précipitations, avec des économies d'échelle réduisant le prix par bâtiment, " explique Wright. " En tirant parti de la puissance de calcul d'aujourd'hui pour mieux prévoir ces aléas pour une région d'intérêt, des outils tels que RainyDay peuvent aider à prendre les décisions les plus rentables concernant les infrastructures de contrôle des inondations nouvelles ou existantes."