Cette thèse aide à approfondir les connaissances sur les différentes sources d'incertitude dans l'évaluation économique du risque inondation. Elle explore plusieurs disciplines afin d'analyser l'impact des stratégies utilisées pour modéliser l'aléa inondation et la vulnérabilité d'un territoire, sur l'évaluation des dommages potentiels. On a mesuré la variabilité des estimations en fonction des bases de données, modèles, méthodes et échelles considérés pour : analyser la probabilité des inondations (hydrologie) ; modéliser et cartographier l'aléa inondation (hydraulique) ; caractériser la vulnérabilité des enjeux et leur susceptibilité à subir des dommages (génie civil, géographie et économie de l'environnement). Les analyses et méthodes développées devront appuyer la prise en compte d'incertitudes, la détermination de priorités et l'optimisation de la distribution des ressources entre les différents modules de l'évaluation. Afin d'explorer un degré de complexité supplémentaire d'analyse de risque, nous avons développé une méthode d'analyse de la vulnérabilité systémique des réseaux d'infrastructure en lien avec leur résilience.

Ce travail a pour objectif d'évaluer le risque de tsunami sur le littoral atlantique marocain au moyen d'une approche intégrée, menée sur la base de scénarios de risque, multiscalaires, combinant de la modélisation numérique de l'alea, une évaluation spatiotemporelle des enjeux, et des critères de vulnérabilité physique et humaine. L'étude s'articule en deux phases. Une première phase consiste à évaluer à l'échelle régionale, l'exposition du littoral atlantique marocain au risque de tsunami, en développant une démarche méthodologique de mesure de l'exposition au risque de tsunami basée sur une cartographie intégrant des paramètres d'aléa issus de la modélisation numérique d'un tsunami similaire à celui de 1755 et des bases de données régionales sur l'occupation du sol. Elle aboutit à un jeu de géo-indicateurs de risques agrégés sur plusieurs mailles territoriales (communale et mailles de 5 km de côté) qui permet de dresser une analyse comparative de ce risque à l'échelle du Maroc. Une seconde phase porte sur le risque de pertes humaines en cas de tsunami majeur sur la ville d'El Jadida, exprimé au moyen de géo-indices de risque. La vulnérabilité humaine y est exprimée par une probabilité de décès. Ces probabilités sont données par des matrices fondées sur les données de la submersion marine issues de la modélisation numérique et des critères de vulnérabilité déterminés au moyen de courbes d'endommagement empiriques. Les indices de risque obtenus intègrent la variabilité spatio-temporelle de la répartition de la population au pas horaire pour deux saisons. [etc.]

Dans les sociétés insulaires souvent vulnérables, l’omniprésence de phénomènes naturels (cyclones, séismes, éruptions volcaniques, mouvements de terrain, inondations) représente des risques majeurs et engendre des crises fréquentes. Une analyse des modes de gestion de crises mouvement de terrain est proposée dans un espace précis : les Petites Antilles. Véritable laboratoire, cet espace rassemble les conditions morphoclimatiques propices à l’occurrence des mouvements de terrain. La notion de territoire est importante dans l’étude des crises, car un aléa ne devient un risque et éventuellement une crise que s’il concerne une zone présentant des enjeux plus ou moins vulnérables (populations, infrastructures, etc.). Dans ce sens, le choix des Petites Antilles est intéressant car dans une même zone il y a la possibilité d’étudier des cas de crises dans plusieurs territoires insulaires dont le fonctionnement économique, l’organisation politique et les niveaux de vie sont différents. L’étude montre que malgré ces différences, ils sont face à des problématiques similaires en termes de récurrence des phénomènes mouvements de terrain, d’ampleur des dommages et d’investissements coûteux. Par conséquent, l’observation des particularités de ces territoires et la complexité des phénomènes mouvements de terrain a abouti à l’étude des crises et de leur mode de gestion par le biais d’une démarche méthodologique systémique et comparative. Elle se fonde sur une double sélection. Grâce à un travail d’inventaire débouchant sur des typologies, des îles ainsi que des évènements mouvements de terrain spécifiques furent retenus. Approcher ces phénomènes géomorphologiques sous cet angle en plaçant la gestion de crise au cœur de l’analyse, a permis de mettre en exergue les relations systémiques entre les composantes territoriales que sont : le phénomène mouvement de terrain, les populations avec leurs activités, leurs modes d’emprises spatiales, et leur vulnérabilité. Ce travail de confrontation des modes de gestion de crise par un raisonnement systémique a permis de comprendre comment des évènements mouvements de terrain entraînant une crise traduisent un fonctionnement sociétal particulier dans différents territoires des Petites Antilles. / In the often vulnerable island societies, the omnipresence of natural phenomena (hurricanes, earthquakes, volcanic eruptions, landslides, floods) represents major risks and causes frequent crises. An analysis of landslide crisis management is proposed in a specific area: the Lesser Antilles. Real laboratory, this space brings together the morphoclimatic conditions for landslide occurrence. The notion of territory is important in the study of crises because a hazard becomes a risk and possibly a crisis only if it concerns an area with more or less vulnerable stakes (people, infrastructure, etc.). In this sense, the choice of the Lesser Antilles is interesting because in the same area there is the opportunity to study cases of crises in several island territories whose economy, political organization and living standards are different. The study shows that despite these differences, they are faced with similar problems in terms of landslides recurrence, extent of damage and costly investment. Therefore, the observation of the particularities of these territories and the complexity of landslide led to the study of crises and their management through a systemic and comparative methodological approach. It’s based on a double selection. With a work inventory leading on typologies, islands and specific landslide events were retained. Studying these geomorphic phenomena by placing the crisis management at the heart of the analysis allowed to highlight the systemic relations between the territorial components which are: the landslide event, people with their activities, their modes space allowances, and their vulnerability. This confrontation of the crisis management by systemic approach helped to understand how landslide events causing a crisis reflected a specific societal functioning in different territories of the Lesser Antilles.

La menace représentée par le changement climatique, et en particulier l’élévation du niveau de la mer, sur les pays entièrement composés d’atolls est largement médiatisée. La République de Kiribati est un pays atollien situé dans l’océan Pacifique, peuplé par 100 000 habitants. Au cours des derniers siècles, les communautés atolliennes de Kiribati ont développé un système de gestion des ressources naturelles qui a assuré leur survie. Depuis quelques décennies, la mondialisation est cause de mutations rapides, en particulier dans le mode de vie et dans la relation des communautés atolliennes à leur environnement naturel. Étant donné le caractère fortement intégré du système sociétal et de l’écosystème dans les atolls, cette thèse aborde la question de l’avenir des pays atolliens dans le contexte du changement climatique par l’étude de la résilience de leurs systèmes socio-écologiques. La résilience d’un système correspond à sa capacité à absorber des perturbations et à se réorganiser tandis qu’il subit des changements tout en conservant la même fonction, structure, identité et les mêmes rétroactions. Cette thèse postule qu’une estimation de la résilience des systèmes socio-écologiques aux perturbations d’origine météo-marine nécessite au préalable une analyse de leur résilience générale. De telles estimations s’appuient sur des modèles conceptuels réalisés à partir de résultats d’entretiens et d’enquêtes menés à Kiribati, et sur l’analyse d’images aériennes. L’avenir des pays atolliens est discuté en envisageant différents scénarios : l’adaptation, la transformation, la migration et l’effondrement. / The threats to states entirely composed of atolls from climate change and associated sea-level rise have been widely publicized. The Republic of Kiribati is an atoll country situated in Pacific Ocean settled by 100,000 inhabitants. Over the past centuries, the atoll communities of Kiribati have developed natural resource management systems that have enabled their survival. Over the past decades, globalization has caused rapid changes, especially regarding lifestyles and relationships of atoll communities to their natural environment. Given the highly integrated nature of the societal system and the ecosystem in the atolls, this thesis addresses the question of the future of atoll countries in the context of climate change by studying the resilience of their social-ecological systems. Resilience is the capacity of a system to absorb disturbance and reorganize while undergoing change so as to still retain essentially the same function, structure, identity, and feedbacks. This thesis postulated that an assessment of social-ecological resilience of climate- and marine-related disturbances required a preliminary analysis of their general resilience. Such assessments are based on conceptual models made from interviews and surveys and from the analysis of aerial imagery. The future of atoll countries is discussed considering different scenario: adaptation, transformation, migration and collapse.

Ce travail a pour objectif d’évaluer le risque de tsunami sur le littoral atlantique marocain au moyen d’une approche intégrée, menée sur la base de scénarios de risque, multiscalaires, combinant de la modélisation numérique de l’alea, une évaluation spatiotemporelle des enjeux, et des critères de vulnérabilité physique et humaine. L’étude s’articule en deux phases. Une première phase consiste à évaluer à l’échelle régionale, l’exposition du littoral atlantique marocain au risque de tsunami, en développant une démarche méthodologique de mesure de l’exposition au risque de tsunami basée sur une cartographie intégrant des paramètres d’aléa issus de la modélisation numérique d’un tsunami similaire à celui de 1755 et des bases de données régionales sur l’occupation du sol. Elle aboutit à un jeu de géo-indicateurs de risques agrégés sur plusieurs mailles territoriales (communale et mailles de 5 km de côté) qui permet de dresser une analyse comparative de ce risque à l’échelle du Maroc. Une seconde phase porte sur le risque de pertes humaines en cas de tsunami majeur sur la ville d’El Jadida, exprimé au moyen de géo-indices de risque. La vulnérabilité humaine y est exprimée par une probabilité de décès. Ces probabilités sont données par des matrices fondées sur les données de la submersion marine issues de la modélisation numérique et des critères de vulnérabilité déterminés au moyen de courbes d’endommagement empiriques. Les indices de risque obtenus intègrent la variabilité spatio-temporelle de la répartition de la population au pas horaire pour deux saisons. [etc.] / This work aim to assess the risk of tsunami along the Moroccan Atlantic coast. The approach is based on the risk scenario which combines the hazard numerical modelling, spatio-temporal, stakes and criteria of the physical and human vulnerability. This study consists firstly in assessing the exposure of the Moroccan Atlantic coast to tsunami risk at the regional scale. The approach based on coupling the numerical modeling of hazard of tsunami similar to 1755 and regional land use database. It provide a set of geo-risk indicators aggregated in several meshes on the ground (municipal grid square with side of 5km), make possible to draw a comparative analysis of the risk across Morocco. Secondly it involves the risk of loss of life in case of major tsunami at the city of El Jadida, expressed in terms of geo-risk indices. Human vulnerability is expressed by a probability of loss of life. These probabilities are given by matrices based on data from marine submersion numerical modeling and vulnerability criteria determined through empirical curves damage. Risk indices obtained include the spatio-temporal distribution of the population, in the hourly step for two seasons. [etc.]

Il y a 7000 ans BP, la stabilisation du niveau marin a entraîné la formation de deltas. Ces zones deltaïques abritent des milieux aux degrés de protection différents favorables à une activité maritime. Cependant, ces espaces sont soumis à des contraintes naturelles : à l'échelle de la longue durée, l'alluvionnement des deltas entraîne la mobilité des littoraux et le colmatage des milieux portuaires ; à l'échelle de l'événement, les tempêtes, les tsunamis et la mobilité crustale entraînent la destruction, la submersion ou le soulèvement des zones portuaires. Ce travail porte sur l'étude des contraintes et des potentialités environnementales de cinq ports antiques répartis dans le monde Méditerranéen en marge de deltas. L'objectif est d'estimer le poids de ces contraintes sur les sociétés via une approche statistique. Pour quatre des sites d'études, l'alluvionnement est le forçage majeur. A Kition et Orgame, l'impact de l'alluvionnement est indirect. La fermeture des baies marines par l'édification de cordons littoraux crée des environnements lagunaires propices à l'installation de zones portuaires. En revanche, Fréjus et Ampurias sont soumis à un alluvionnement direct qui a rapidement colmaté les bassins. A partir de l'époque romaine et avec l'invention de la pouzzolane, des zones portuaires sont installées en milieu littoral ouvert, comme à Istanbul. Dans un contexte tectoniquement actif, les tsunamis constituent la contrainte majeure opérant sur le port byzantin de Théodose à Istanbul. Un dépôt grossier et chaotique, contenant du matériel marin et archéologique remanié, compose une partie de la séquence stratigraphique de colmatage du bassin et témoigne de ce forçage. / The stabilization of sea level at 7000 years ago led to the formation of deltaic areas. These areas constituted sheltered environments particularly conducive to maritime activity. However, these areas were also subject to natural constraints for human occupation: at long timescales, high sediment supply to deltaic areas led to significative coastal changes and the infilling of harbour areas; at shorter timescales, high-energy events and crustal mobility led to the destruction, submersion and/or uplift of harbour areas. This work focuses on the study of environmental constraints and potentialities governing five ancient harbours, located on deltaic margins in the Mediterranean. The study aims to semi-qualitatively measure of the weight of these constraints on harbour cities, using statistical approach. High sediment supply is the major natural forcing. At Orgame and Kition, the closure of marine bays by coastal barriers led to the formation of lagoon environments conducive to the installation of harbour areas. Frejus and Ampurias were subject to direct siltation which quickly infilled the harbour basin. The invention of the pozzolan in Roman times means that harbours could be constructed in coastal areas open to the sea and away from river mouths, such as Istanbul harbour. In a tectonically active context, tsunamis are the major constraint acting in the Byzantine harbour of Theodosius in Istanbul. There, the stratigraphic sequence contains a coarse and chaotic deposit composed of reworked marine and archaeological material which demonstrates the societal impacts of such a natural and destructive forcing agent.

Cette thèse a deux objectifs principaux: (i) la reconstruction de l'évolution des plaines côtières autour des baies de Chabahar et de Pozm et (ii) L'évaluation des risques côtiers (tsunamis et tempêtes extrêmes) par l'étude des dépôts de haute énergie. Vastes plaines côtières et paleo-rivages protégées par des terrasses marines soulevées sont présents autour des baies de Chabahar et Pozm. Nous avons mise en évidence des changements du niveau marin relatif le long de quatre profils. L'architecture interne des paleo-rivages a été imagée en utilisant le géoradar (GPR). Des analyses sédimentologiques et stratigraphiques des séquences côtières ont été examinées par carottages et tranchées. Les paleo-rivages sont datées entre 4800 et 270 ans BP à des distances respectives de 5 km et de 670 m du rivage actuel. La position spatiale des paléo-rivages montre une chute du niveau relatif de la mer de 15 m au cours des 4800 derniers années. Nous insistons aussi sur le rôle de contrôle des structures géologiques. Les dépôts d'événements (tsunami et tempêtes) ont été étudiés en contexte de côte meuble par Les sédiments sableux et coquilliers d'origine marine, et sur les côtes rocheuses par les dépôt des blocs déplacés. Nous avons appliqué des modèles hydrologiques pour évaluer et comparer la hauteur des vagues et la distance d'inondation. Nos résultats montrent qu'aucun événement de tempête, connu ou potentiel, n'est capable de transporter les blocs observés. Des vagues de tsunamis de l'ordre de 4 m de hauteur sont suffisantes pour transporter les blocs. La côte de Makran a enregistré des indices de paléo-tsunamis probablement générés par de grands séismes dans la zone de subduction. / In this thesis we have two main goals: (i) to reconstruct the Holocene coastal evolution and relative sea-level changes using strandplains around the Chabahar and Pozm bays; and (ii) to evaluate coastal hazards (tsunami and extreme storms) along the Iranian coast of Makran using high-energy deposits. Since the mid-Holocene, the shoreline rimming the bays of Chabahar and Pozm has prograded ~5 km and formed extensive strandplains. We documented relative sea-level changes along four coast-normal profiles. Internal architecture of strandplain imaged using Ground Penetrating Radar (GPR). The sedimentology and stratigraphy of the coastal sequence were studied by coring and trenching. The highest paleo-coastline is located about 5 km inland and stands approximately 15 m above present sea level. Paleo-shorelines date back between 4800 and 270 years BP at respective distances of 5 km to 670 m from the active shoreline. The spatial position of the palaeo-coastlines demonstrates a fall in local sea level of around 15 m during the last ~4800 years. Event deposits attesting to high-energy waves have been studied in low-lying coast by study of Over-washed sandy and shelly marine sediment and on the rocky shore by study of displaced boulder deposits. We applied hydrologic models to estimate the height and inundation distance of exceptional waves. Our results demonstrate that no known or probable storm is capable of detaching and transporting the boulders. Tsunami waves 4 m in height are enough to transport the boulders. We conclude the Makran coast has archived evidence of palaeo-tsunami events generated in the Makran subduction zone.

La thèse, inscrite en octobre 2009, a été rattrapée par l’actualité, suite aux submersions liées à la tempête Xynthia de février 2010. En raison du changement climatique et de la pression foncière toujours plus forte sur le littoral, la vulnérabilité des activités humaines à la submersion marine ne fera que croître, en fonction de l’élévation du niveau marin. Les outils juridiques doivent donc se renouveler : non seulement ils doivent garantir que cesse l’urbanisation sur les zones vulnérables du littoral, mais ils doivent également accompagner la relocalisation de certains biens ou activités déjà menacés en associant acteurs publics et assureurs. L’anticipation nécessaire aujourd’hui doit permettre de réfléchir de façon participative aux notions de solidarité, d’équité, ainsi qu’à l’acceptabilité des solutions à mettre en œuvre à l’avenir. La thèse porte sur les moyens juridiques et assurantiels qui peuvent être mis en œuvre pour réduire la vulnérabilité des biens et des activités humaines face aux submersions marines, et sur la mise en œuvre de moyens de protection, de prévention, et/ou d’adaptation pour réduire les conséquences humaines et économiques de ce risque. L’observation des outils existants et de leurs limites conduit à rechercher et proposer de nouveaux mécanismes juridiques innovants. Parallèlement à la question du rôle des acteurs publics, étatiques ou locaux, se pose celle de l’assurabilité de ce risque émergent et de l’impact qu’il peut avoir sur les enjeux financiers des assureurs. De fait, le rôle que ces derniers peuvent jouer dans l’élaboration de stratégies de prévention ou de mitigation de ces risques peut s’avérer important / This thesis, registered in October 2009, has been effected by recent revents; the floods that were caused by the storm, Xynthia, in February, 2010. Due to the climate change and to the land pressure still stronger on the coast, the vulnerability of the human activities in the flooding will only increase, according to the rise of the marine level. The legal tools thus have to be renewed: they have not only to guarantee the stop of the urbanization on the vulnerable zones of the coast, but they also have to accompany the relocation of some properties or activities already threatened by associating public actors and insurers. Today, the necessary anticipation has to allow to think in a participative way about the notions of solidarity, equity, and also the acceptability of the solutions to be implemented in the future. This thesis concerns the implementation of legal and insurance means to reduce the vulnerability of the properties and human activities in front of the floodings, and of the means of protection, prevention, and/or adaptation to reduce the human and economic consequences of this risk. The observation of the existing tools and their limits, leads to look for and to propose new innovative legal mechanisms. At the same time, as the question of the role of the public, state or local actors, settles the insurability of this emergent risk and the impact he can have on the financial stakes of the insurers. Actually, the role which the insurers can play in the elaboration of strategies of prevention or mitigation of these risks can become important

Cette thèse aide à approfondir les connaissances sur les différentes sources d’incertitude dans l’évaluation économique du risque inondation. Elle explore plusieurs disciplines afin d’analyser l’impact des stratégies utilisées pour modéliser l’aléa inondation et la vulnérabilité d’un territoire, sur l’évaluation des dommages potentiels. On a mesuré la variabilité des estimations en fonction des bases de données, modèles, méthodes et échelles considérés pour : analyser la probabilité des inondations (hydrologie) ; modéliser et cartographier l’aléa inondation (hydraulique) ; caractériser la vulnérabilité des enjeux et leur susceptibilité à subir des dommages (génie civil, géographie et économie de l’environnement). Les analyses et méthodes développées devront appuyer la prise en compte d’incertitudes, la détermination de priorités et l’optimisation de la distribution des ressources entre les différents modules de l’évaluation. Afin d’explorer un degré de complexité supplémentaire d’analyse de risque, nous avons développé une méthode d’analyse de la vulnérabilité systémique des réseaux d’infrastructure en lien avec leur résilience. / This thesis aims at exploring different sources of uncertainty related to the economic analysis of the flood risk. It embraces several fields of knowledge in order to determine how the selection of strategies used to model flood hazard and assess the vulnerability of a territory may affect damage potential estimations. We measured the variability of damage estimations as a function of the datasets, methods, models and scales considered to: analyse the probability of floods (hydrology); model and map flood hazard (hydraulics); assess the vulnerability and susceptibility of properties to floods (civil engineering, geography and environmental economics). The methods and analyses developed here should bring support for practitioners in the investigation of uncertainties, determination of evaluation priorities and optimisation of the distribution of resources between the different modules of the evaluation process. In order to explore a second level of complexity of flood risk evaluations, we developed a method for analysing the systemic vulnerability of infrastructure networks, in relation with their resilience.

Le travail présenté dans ce mémoire s'appuie sur quatre études de cas de récentes catastrophes françaises : le Grand-Bornand (1987), Nîmes (1988), Paris (1990) et Vaison-La-Romaine(1992). Après avoir fait le point sur les connaissances actuelles sur les ruissellements en milieu agricole, forestier et urbain (chapitre 1) et avoir analysé les quatre catastrophes citées et des catastrophes prévisibles (chapitre 2), nous abordons les facteurs qui nous semblent aggraver ou limiter le risque pour en arriver à une série de propositions techniques de lutte contre le ruissellement en milieu urbain (chapitre 3). Enfin, un guide méthodologique et des exemples,pour approcher le problème de la gestion de ces crues, sont proposés. Cette thèse, destinée aux aménageurs du territoire, Urbanistes, Architectes, Paysagistes et Ingénieurs de voirie, est une recherche multidisciplinaire : elle sert d'approche complémentaire aux efforts réalisés par les responsables des réseaux d'assainissement pour lutter contre les crues centennales. Le rapport pose les bases techniques élémentaires pour enclencher les moyens de lutte contre le ruissellement, sachant que cette lutte doit s'effectuer aussi bien contre la formation du ruissellement que contre ses effets, et qu'à chaque phase différente du processus de ruissellement (rétention, conduite d'écoulement, protection) correspondent différentes solutions techniques.