A la suite des dégâts occasionnés par le cyclone Hyacin~ the, le B.R.G.M. Réunion et l'équipe de géologie appliquée de l'I.R.I.G.M. (Université de Grenoble) ont entrepris l'étude des risques du secteur de Grand lIet. . Cette étude comporte plusieurs parties : La première est une présentation générale du secteur de travail dans le contexte géographique et géologique de l'ile de la Réunion. Les raisons du choix de Grand lIet y sont exposées. En dernier lieu, les résultats d'une analyse statis* tique systématique des directions de ravines sont présenté. La deuxième partie est l'étude géologique détaillée des formations de Grand Ilet. Elle conduit à la définition de l'unité intermédiaire qui est caractérisée par des glissements de grande ampleur. La troisième partie concerne des mouvements de terrains plus superficiels mais qui sont responsables de dégârs importants. On insiste sur le rôle des précipitations cycloniques dans leur évolution. Enfin, la quatrième partie tente de faire un bilan des conditions d'instabilité et permet de proposer un zonage du secteur adapté au contexte volcano-détrique et au climat tropical.

La mer Ionienne est une zone à la géodynamique active en raison de la convergence entre les plaques Nubie et Eurasie. Elle correspond aux derniers stades de vie d’un océan, la Téthys. De ce fait, la tectonique et la sédimentation y sont très réduites ; et les faibles flux sédimentaires permettent ainsi d’enregistrer une multiplicité de processus sédimentaires.Néanmoins, c’est une zone encore peu étudiée d’un point de vue sédimentaire, notamment sur les échelles de temps de l’ordre de la centaine de milliers d’années. Ce travail est basé sur une étude sédimentologique d’archives marines complétée par des données acoustiques (bathymétrie et multi-faisceau) issue de campagnes océanographiques du SHOM. L’analyse détaillée des faciès et des séquences sédimentaire a permis, dans un premier temps, d’établir un calendrier des risques naturels (séismes, tsunamis, volcanisme), leurs sources et leurs processus de dépôt dans le bassin pour les derniers 330 000 ans. Puis, dans un second temps, de retracer l’évolution sur les derniers 400 000 ans de la circulation et de l’oxygénation des eaux de fond dans le bassin ionien et l’influence du détroit de Sicile, et notamment de la plate-forme de Malte, sur les échanges entre les bassins occidental et oriental. L’intégration des données sédimentologiques dans un modèle géoacoustique développé par le SHOM a finalement permis de déterminer l’impact des variations sédimentaires (distribution spatiale, lithologie, stratification) sur la propagation des ondes acoustique pour différentes gammes de fréquences (300 Hz - 3000 Hz) et d’angle d’incidence (0 -90°) et d’établir une cartographie de la réponse sédimentaire du le signal acoustique. / The Ionian Sea is an active geodynamic area because of the convergence between theNubia and the Eurasia plate. It corresponds to the last stage of the Tethys ocean life. Therefore,the tectonics and the sedimentation are much reduced; and the low sedimentary supply enables torecord a multiplicity of sedimentary processes. Nevertheless, this area still poorly studied from asedimentary point of view, in particular on timescales on the order of hundred thousand years.This work is based on a sedimentological study of marine archives supplemented by acoustic data(bathymetry and multibeam imagery) recovered during oceanographic campaign leaded by theSHOM. The detailed sedimentary analysis of facies and sequences allows, at first, to established acalendar of the natural hazard (earthquakes, tsunamis, volcanism), their origins and theirdepositional processes into the basin over the last 330 000 years. Then, secondly, to reconstructthe evolution over the last 400 000 years of the circulation and the oxygenation of bottom waterthrough the Ionian basin and the influence of the strait of Sicily, in particular of the Malta Plateau,on the exchanges between the western and the eastern basins. The integration of thesedimentological data in a geoacoustic modelling developed by the SHOM finally allowed todetermine the impact of the sedimentary variability (special distribution, lithology, stratification)on the acoustic waves propagation for various frequency bands (300 Hz - 3000 Hz) and incidentangle (0 - 90°) and to established a mapping of the sedimentary answer of the acoustic signal.

En zone de montagne, les avalanches de neige menacent les personnes et également les structures de génie civil. Ce travail de thèse se focalise sur une structure de protection en BA (Béton Armé) de type mur en L. L'objectif est de caler et valider un modèle EF (Elément Fini) 2D afin d'étudier le comportement de tels ouvrages sous l'effet de champs de pression induits par des avalanches de neige dense et d'évaluer leur vulnérabilité face à cet aléa naturel. Quatre lois de comportement décrivant la rhéologie du béton ont été testées en vue de reproduire le plus précisément possible la ruine du mur en BA. Un modèle physique de la structure à échelle 1/6 a permis, via un test pushover, d'obtenir des données expérimentales utiles pour le calage des modèles EF proposés. Seulement deux des lois de comportement ont permis de converger vers un mode de ruine pertinent et en accord avec les observations expérimentales. Le modèle EF une fois calé a ensuite été utilisé afin d'investiguer la réponse mécanique de l'ouvrage sous sollicitation avalancheuse. En fonction de l'impulsion du signal de chargement, trois régimes peuvent être obtenus (quasi-statique, dynamique et impulsionnel). Dans le cas d'une avalanche de neige dense, les résultats montrent que la réponse mécanique de la structure en question peut être considérée comme quasi-statique. Toutefois, les signaux avalancheux dépendant de nombreux facteurs (type d'avalanche, densité, température, etc.), différents types de réponses peuvent potentiellement se développer. Pour finir, la vulnérabilité et la fiabilité du mur en BA ont été étudiées afin de préciser l'influence d'une part de la géométrie et d'autre part des caractéristiques des matériaux sur la capacité de protection qu'offre ce type d'ouvrage. In fine, ces résultats pourront être utilisés dans un cadre de gestion intégrée du risque. / Snow avalanches threaten people and also different types of civil engineering structures in mountainous areas. This PhD thesis focuses on a protective RC (Reinforced Concrete) structure consisting of an L-shaped wall. The objective of this study is to calibrate and validate a 2D FE (Finite Element) model in order to explore the mechanical behavior of such RC structures loaded by snow avalanche pressure fields and to assess their vulnerability when exposed to this kind of natural hazard. Four constitutive laws describing the concrete rheology were tested to describe the collapse of the RC wall. A physical 1/6-scale model permitted obtaining, via a pushover test, useful experimental data for the calibration of the proposed FE models. Two concrete models allowed converging to a relevant collapse of the structure in agreement with the experimental observations. Then, the calibrated FE model was used to investigate the mechanical response of the wall under avalanche loading. According to the impulse of the loading signal, three regimes can occur (quasi-static, dynamic or impulsive). In the case of dense-snow avalanches, the results show that the mechanical response of this structure can be described as quasi-static. However, avalanche signals depend on many factors (type of avalanche, density, temperature, etc.) and several types of responses can potentially develop. Finally, the vulnerability and the reliability of the RC wall were studied to show the influence of the geometry and the material properties on the capacity of the protective structure. In fine, these results will be used in an integrated risk framework in order to help decision makers.

La ville du Havre et son agglomération sont implantées entre l'estuaire de la Seine et le plateau crayeux du Pays de Caux. Ce territoire côtier est soumis à des risques naturels typiques des zones littorales que sont les submersions marines et l'érosion des falaises. L'étude a été réalisée à partir de photographies aériennes et de relevés topographiques aériens LiDAR (laser altimétrique). La ville basse du Havre, construite autour de bassins portuaires, est particulièrement sensible à l'aléa submersion marine. Des inondations urbaines ont déjà eu lieu en 1981, 1983 et 1984. Elles résultent d'une conjonction entre des hautes mers de vives-eaux et des surcotes marines produites par des dépressions et/ou des vents forts. L'étude a visé à cartographier les zones de débordement et d'inondation potentielle de la ville basse du Havre en superposant divers scenarii de niveaux d'eaux statiques et la topographie haute précision de la zone urbaine. Les falaises littorales de la pointe de Caux, situées entre le Cap de La Hève et le Cap d'Antifer subissent une dynamique gravitaire à mouvements de terrain récurrents. L'étude de la zone entre 1985 et 2008 (23 ans) montre un taux d'érosion moyen du haut de falaise de 18 cm/an. L'accumulation de dépôts d'éboulis a formé un talus continu en pied de falaise qui atteint un volume de 36,7 millions de m3. Les dépôts d'éboulis sont localement très variables en taille, volume et composition, du nord au sud du secteur d'étude. Bien que seul 10 % du linéaire du pied de talus soit atteint par les hautes mers en conditions de vives-eaux, le pied de talus peut localement être rogné par la mer et entraîner une déstabilisation de la falaise littorale. L'impact d'une augmentation du niveau marin au Havre est susceptible d'amplifier à long terme l'intensité de ces deux aléas côtiers, mais il apparaît cependant comme faible par rapport à l'influence des facteurs météorologiques.

La gestion préventive des risques naturels et technologiques constitue un enjeu de premier ordre pour les autorités étatiques que ce soit à l’égard des populations, des biens et de l’environnement ou pour le coût que la réalisation de tels risques peut représenter. Aussi, le décideur public, contraint juridiquement de protéger ces enjeux, est dans l’obligation, après avoir évalué et qualifié le risque, de déclencher une action publique préventive. C’est au cours d’un processus décisionnel complexe qu’il devra déterminer le degré de dangerosité du risque et les mesures préventives appropriées et proportionnées. S’effectue alors, pour le décideur public, la recherche du meilleur compromis possible entre les libertés et les objectifs de sécurité dans le cadre d’un difficile bilan coûts/avantages. Le droit tente d’encadrer ce processus décisionnel en laissant une marge d’appréciation importante et nécessaire au décideur public dans la détermination du degré d’acceptabilité du risque. C’est la recherche de ce compromis qui sera étudiée dans le cadre de cette thèse et plus particulièrement la manière dont le droit encadre cette recherche, gère cette question délicate et éventuellement contrôle les décisions entérinées. / Preventive management of natural and technological hazards is a major issue for state authorities, in regards to the people, property and the environment or in regards to the cost represented by the realization of such risks. Therefore, policy makers legally bound to protect these interests are required to initiate a preventive public action after evaluating and qualifying the risks. The level of hazard and the appropriateness and proportionality of preventive measures will be determined within a complex decision-making process. The policymakers then strive to reach the best possible compromise between freedom and security objectives within the framework of a delicate cost/benefit analysis. The law attempts to regulate this decision-making process by leaving a large and necessary margin of discretion to the public policy makers in determining the acceptability of the risk. This thesis will explore the process to reach this compromise, and in particular how the law governs it, manages this delicate issue and potentially controls the endorsed decisions.

Les phénomènes naturels gravitaires rapides tels que les avalanches ou les crues torrentielles menacent les biens et les personnes en montagne mais restent mal connus. Dans un contexte de connaissance partielle des phénomènes, l'expertise contribue, par des approches pluridisciplinaires à la fois qualitatives et quantitatives, à identifier les phénomènes, analyser les risques et proposer des mesures structurelles et/ou non-structurelles pour la réduction des risques. Les jugements d'experts dépendent de la qualité des informations disponibles. En fin de compte, les scénarios de phénomènes et les décisions peuvent ainsi reposer sur des informations incertaines et contradictoires sans pouvoir vraiment identifier la part du vrai, de l'imprécis, du contradictoire ou simplement de l'inconnu dans les hypothèses ayant conduit au résultat. Ce travail analyse les relations entre l'information, ses imperfections et la décision. Il vise d'une part l'amélioration de la traçabilité, de l'explicitation et de la qualité des composants du processus d'expertise et, d'autre part, la fourniture et l'analyse des outils d'aide multicritères à la décision capables de considérer l'information imparfaite (incertaine, imprécise) provenant de sources de fiabilité variable et potentiellement conflictuelles. Dans un premier temps, l'analyse porte sur des méthodes empiriques d'aide multicritères à la décision d'évaluation des composantes du risque. Une méthodologie est proposée pour traduire des modèles existants sous forme hiérarchique puis transformer des modèles hiérarchiques quelconques dans d'autres modèles du même type tout en conservant les mêmes résultats globaux. Cette reconfiguration exhibe des vues différentes des préférences entre critères liées par exemple à l'importance et au rˆole de scénarios basés sur une aggravation de critères dans la décision. Dans un second temps, la méthodologie ER-MCDA associe la fusion d'information et l'aide multicritères à la décision. L'aide multicritères hiérarchique à la décision (AHP) permet de formuler conceptuellement le problème de décision et d'expliciter les préférences entre les critères. Les théories des ensembles flous et des possibilités sont utilisées pour transformer des critères quantitatifs et qualitatifs dans un cadre de discernement commun de décision associé à la théorie des fonctions de croyance via d'une part, la théorie de Dempster-Shafer (DST) et, d'autre part, la théorie de Dezert-Smarandache (DSmT). Finalement, l'aide multicritères à la décision peut être vue comme une alternative pour l'évaluation des composantes du risque. Elle permet non seulement d'améliorer la qualité globale de l'expertise et du processus de décision mais aussi de créer un nouvel espace d'interaction entre l'expertise et les décideurs publics. Au-delà d'un strict intérêt technique, ces méthodes sont des soutiens aussi inattendus que pertinents dans le cadre d'approches intégrées de la gestion du risque.

Étant donné que les catastrophes sont un phénomène spatial, l’application de systèmes d’information géographique (SIG) est un outil pratique et fiable pour le processus de réduction des risques de catastrophe (RRC). Les SIG peuvent servir le processus de RRC en tant que base de données pour la collecte et l’intégration de données, ainsi que pour l’incorporation de données multi‐sources, en tant que systèmes d’observation, en tant qu’outil pour la production de cartes de risques, en tant que calculateur d’exposition, constructeur de modèles déterminant les vulnérabilités des éléments, en temps quasi réel, traqueur de crise, etc… Mais ces applications SIG ont été intégrées de manière inégale à travers les différentes phases du cycle de RRC. De plus, l'utilisation efficace de ces technologies nécessite des recherches et des développements plus poussés, en particulier dans les pays en développement où de nombreux obstacles entravent l'utilisation des SIG pour la protection civile. Cette tâche devient encore plus compliquée au niveau local en région rurale comme dans notre zone d’étude Baalbek‐Hermel, Gouvernorat du Liban. Le manque de ressources humaines et financières et des données spatiales critiques lacunaires limitent l’utilisation des SIG pour améliorer la décision en matière de RRC ? Dans quelle mesure le SIG pourrait‐il être efficace dans les actions de RRC dans un pays en développement comme le Liban, où le nombre d’enjeux exposés augmentent sans cesse et où le gouvernement a d'autres priorités urgentes que de s'engager dans un plan de RRC? Plusieurs études de cas menées à Baalbek‐Hermel servent à tester les hypothèses retenues et à discuter de l’adoption et de l’adaptation de techniques SIG afin de les rendre efficaces et capables de servir tout le cycle de RRC ; évaluation des dangers, de la vulnérabilité et des dommages, planification d’urgence et d’évacuation, systèmes d’alerte précoce, zonage des terres, données en temps quasi réel pour l’intervention, rétablissement et renforcement de la résilience. Les défis posés par le déploiement de ces technologies SIG dans chacune des phases susmentionnées du cycle de la RRC et la manière dont ils peuvent être surmontés sont discutés, en considérant les approches autochtones pour l’application de technologies et d’innovations en matière de RRC. Les résultats de cette thèse offrent le potentiel de surmonter certains des obstacles qui entravent l'utilisation des SIG pour une RRC efficace dans les pays en développement. Ainsi, les praticiens de RRC au Liban et dans d'autres pays en développement pourraient exploiter ce potentiel pour tenter de réduire la vulnérabilité aux dangers et améliorer la capacité de prévention des catastrophes. / Given that natural disasters are spatial phenomenon, the application of geographical information systems (GIS) has proven to be a convenient and reliable tool for the Disaster Risk Reduction (DRR) process. GIS can serve DRR as a database for data gathering, integration and incorporation,an output viewer, a tool for hazard maps production, a calculator for exposure, a model builderfor determining assets’ vulnerabilities, a near real time crisis tracker, etc… Nevertheless, GIS applications have been integrated unevenly across the different phases of the DRR cycle.Moreover, the effective use of these technologies requires further research and development,especially in developing countries where numerous barriers hamper the use of GIS for civil protection. The task is further complicated at the local level in rural areas such as our study area Baalbek‐Hermel, Governorate of Lebanon. Restrictions include limited human and financial resources and a lack of critical spatial data required to support GIS application to DRR. To what extent could GIS be efficient in DRR actions in a developing country like Lebanon where themajority of assets at risk is ever‐growing and the government has other urgent priorities than tocommit to DRR plans? Several case‐studies in Baalbek‐Hermel were taken to test these assumptions and discuss the adaptation of GIS techniques to make them effective and to be able to serve the whole DRR cycle; hazard, vulnerability, risk and damage assessment, emergency and evacuation planning, land‐use zoning, recovery and resilience building. Challenges in the deployment of GIS technologies in each afore mentioned phase of the DRR cycle and how they may be overcome were discussed, considering indigenous approaches for the application of technologies and innovations in DRR. The results of this dissertation suggested ways to control some of the barriers hampering the effective use of GIS for DRR in developing countries. Thus,DRR practitioners in Lebanon and other developing countries could harness this potential in anattempt to reduce hazard vulnerability and improve disaster reduction capacity.