Dans une étude récente, une équipe de chercheurs dirigée par Bruno Merz et Sergiy Vorogushyn du Centre allemand de recherche en géosciences GFZ propose une nouvelle stratégie pour motiver la société à discuter de stratégies appropriées de gestion des risques :ils développent une série de scénarios hypothétiques d'inondations extrêmes en Allemagne. en décalant les événements de précipitations précédemment observés de quelques dizaines de kilomètres dans l'espace, puis en calculant leurs effets à l'aide d'un modèle d'inondation.

De tels scénarios ne sont pas improbables, car les précipitations réelles pourraient être tombées à plusieurs dizaines de kilomètres. Cela entraîne des événements plus de deux fois plus graves que l'inondation la plus dévastatrice en Allemagne depuis 1950. Cela montre également que les régions épargnées dans le passé ne peuvent pas se sentir en sécurité, car elles auraient pu être durement touchées par des destructions. Les résultats ont été publiés dans la revue Environmental Research Letters. .

Contexte :Pas bien préparé pour des événements extraordinaires

Les inondations touchent plus de personnes dans le monde que tout autre risque naturel. Les inondations de juillet 2021 en Europe occidentale ont causé à elles seules plus de 220 morts et dégâts, pour un montant total de près de 50 milliards d’euros. Malgré les énormes impacts des inondations exceptionnelles des dernières décennies et leur fréquence prévue à l'avenir, la société est souvent peu disposée à discuter et à se préparer à de tels événements.

Des enquêtes ont montré que les gens ont du mal à sympathiser avec des événements qu’ils n’ont pas eux-mêmes vécus. Ils ne sont alors pas capables de prédire les effets négatifs de graves inondations. Et ils ont tendance à juger de la probabilité d’un événement par la facilité avec laquelle ils peuvent l’imaginer. De plus, les individus et les organisations ont généralement du mal à penser à des perspectives menaçantes et se sentent mal à l'aise de planifier des situations qui pourraient leur nuire.

En conséquence, la société est souvent surprise et peu préparée lorsque surviennent des événements plus graves que ceux qu'elle a vécus auparavant, avec des conséquences catastrophiques.

"Le manque de préparation pour réfléchir et se préparer à des inondations exceptionnelles est inquiétant, car des événements exceptionnels devraient se produire plus fréquemment dans un monde plus chaud. Il est donc nécessaire d'élaborer des scénarios exceptionnels que les non-experts peuvent également comprendre", déclare Bruno Merz, chef de la section hydrologie au Centre allemand de recherche en géosciences GFZ à Potsdam et professeur d'hydrologie à l'Université de Potsdam.

Nouvelle approche :déplacement spatial virtuel des événements extrêmes passés

La gravité d’un événement est souvent décrite en termes de périodes de retour, comme la crue centennale ou millénaire. Cela exprime le fait qu’un événement d’une telle gravité ne se produit en moyenne que tous les 100 ou 1000 ans. La probabilité que cela se produise au cours d’une année donnée est donc de 1 : 100 ou 1 : 1000. Cependant, ce concept n'est pas facilement accessible aux profanes.

Au lieu de cela, l'équipe de recherche dirigée par Bruno Merz et Sergiy Vorogushyn, scientifique principal de la section hydrologie du GFZ, propose d'utiliser des scénarios spatiaux alternatifs. Ces scénarios dits contrefactuels sont des possibilités alternatives pour des événements passés, c'est-à-dire des scénarios qui ne se sont pas produits mais auraient pu se produire.

Pour les développer, les chercheurs ont déplacé les champs de précipitations des inondations passées et simulé les conséquences qui auraient eu lieu si les trajectoires des zones de dépression qui les ont provoquées avaient emprunté un itinéraire différent.

"Nous supposons qu'il est facile, même pour les profanes, de comprendre qu'un système dépressionnaire qui a provoqué de fortes pluies dans une certaine région aurait pu se développer légèrement différemment. En conséquence, une région qui était épargnée à l'époque aurait pu être touchée et un La région touchée aurait pu être touchée beaucoup plus durement ; ils ont donc eu de la chance à l'époque", explique Merz.

Pour leur étude, les chercheurs ont sélectionné les dix inondations les plus dévastatrices en Allemagne depuis 1950 et ont réparti les précipitations à cette époque sur trois distances (20, 50 et 100 kilomètres) et huit directions. De tels changements sont bien justifiés au vu des mécanismes impliqués :les trajectoires des systèmes basse pression formant des précipitations sont dominées par des interactions non linéaires à des échelles de ∼1 000 kilomètres ou plus.

Par conséquent, les champs de précipitations d’événements individuels peuvent également évoluer différemment si la situation météorologique globale est légèrement différente. Ces 24 événements de précipitations contrefactuels pour chacune des dix plus grandes catastrophes ont été intégrés dans un modèle d'inondation afin de quantifier la gravité de l'inondation pour les régions correspondantes en Allemagne.

Résultats utilisant l'exemple de la crue de Noël de 1993

Il s’est avéré que le changement des précipitations peut conduire à des inondations beaucoup plus graves que l’événement réel. Les inondations de Noël de 1993 en sont un exemple :

En décembre 1993, des précipitations généralisées et parfois extrêmes ont provoqué des inondations le long du Rhin moyen et du Bas-Rhin à Noël 1993, provoquant plusieurs morts et des inondations dans trois Länder. Rien qu'à Cologne, plus de 13 500 foyers ont été touchés. Une crue contrefactuelle résulte ici d’un déplacement du champ des précipitations de 50 kilomètres vers le nord-est. Si la pluie était tombée là-bas, de nombreuses zones touchées par les inondations auraient été plus durement touchées.

En outre, de nombreux endroits qui ont été épargnés par les ravages auraient été touchés par des niveaux d'eau de rivière dépassant les défenses contre les inondations.

Les zones du bassin de la Weser qui n'ont été que légèrement touchées en 1993, par exemple, auraient connu des inondations plus importantes que la crue centennale. Dans l'ensemble, les scénarios contrefactuels génèrent des débits de pointe sur plus de 70 % des 516 jauges fluviales à travers l'Allemagne examinées dans cette étude, qui dépassent les crues record actuellement enregistrées dans ce pays.

Perspectives :Utiliser des scénarios contrefactuels pour la gestion des risques

"Étant donné que la gestion des risques a tendance à se concentrer sur les plus grandes inondations observées, la facilité avec laquelle notre approche génère de nombreuses nouvelles vagues de records est inquiétante", résume Merz.

"Notre nouvelle approche est capable de générer des scénarios exceptionnels plausibles qui pourraient être utilisés pour communiquer les risques d'inondation aux profanes et soutenir la gestion des risques d'inondation. Bien que les dommages ne puissent pas être complètement évités lorsque des inondations exceptionnelles se produisent, la gestion des risques peut limiter les impacts désastreux", ajoute Sergiy Vorogushyn. .

Par exemple, les programmes de prévision, d’alerte précoce et d’évacuation peuvent éviter des décès. L'aménagement du territoire et la gestion des infrastructures peuvent garantir que les infrastructures sensibles, telles que les maisons de retraite pour personnes âgées, et les infrastructures critiques, telles que les centrales électriques, ne soient pas situées dans des zones dangereuses ou soient protégées contre les inondations.

De plus, la gestion de l'infrastructure peut concevoir des mesures de sauvegarde et de redondance pour un fonctionnement continu en cas d'inondation et développer des mesures permettant un retour rapide aux niveaux de service minimaux si une panne ne peut être évitée.