PEPR Risques (IRiMa) : un programme national pour structurer et renforcer la science du risque en France

Les changements mondiaux actuels, qu'ils soient climatiques, sociétaux ou technologiques, créent de nouvelles menaces pour les sociétés humaines. Ces menaces et les moyens d’y répondre font l’objet de nombreuses réflexions et débats parfois vifs autour des questions de vulnérabilités des populations et des infrastructures, de résilience et d’adaptation des sociétés. Un des enjeu majeur, investi par plusieurs sphères scientifiques et politiques, concerne les capacités des sociétés dans leur ensemble, des groupes ou territoires les plus vulnérables, à faire face aux risques et catastrophes, en particulier à disposer des capacités et des moyens de :

• prévenir, se préparer et se protéger,
• absorber, atténuer et s'adapter,
• restaurer, récupérer, et se transformer.

Répondre aux enjeux nécessite de relever des défis complexes en s'appuyant sur différentes perspectives de recherche et en élaborant de nouvelles méthodologies et outils innovants. Avec une mobilisation majeure des sciences humaines et sociales, l'axe 1 vise à favoriser les collaborations entre différentes disciplines et domaines de recherche, pour cartographier et analyser les cadres actuels de production des connaissances, des politiques et des pratiques de gestion des risques et des catastrophes, pour contribuer à élaborer des concepts et approches transversales nouvelles.

• Défi 1. Analyser les cadres d’étude et de gestion des risques et des catastrophes (concepts, approches, méthodes et pratiques) et leurs effets sociaux et politiques, dans une perspective transversale, diachronique, multi-échelles et multi-acteurs pour contribuer à les améliorer ou les transformer.
• Défi 2. Contribuer à la structuration d'une communauté de recherche pluridisciplinaire et multisectorielle en sciences des risques et des catastrophes.
• Défi 3. Construire de nouvelles politiques des risques, plus intégrée et inclusive pour une société plus robuste et résiliente.

Cet axe méthodologique concerne le continuum allant de l'observation, la modélisation, les effets en cascade et les métriques de risque jusqu'à la décision. Soutenu par l'Axe 1, il apporte une expertise de haut niveau en mathématiques et en ingénierie pour accompagner les chercheurs en sciences du risque à développer une approche de plus en plus globale et répondre aux besoins des décideurs de considérer des variables, critères et indicateurs opérationnels intégrés capables de faire face à des contraintes climatiques et changements socio-environnementaux. L'exploration de données pour l'évaluation des risques, la conception à la fois de mesures quantitatives pertinentes des risques et d'algorithmes d'aide à la décision sont encore très difficiles car elles nécessitent de traiter des phénomènes multifactoriels et interdépendants (y compris le comportement humain) et vastes et hétérogènes (qualitatif et quantitatif, signal faible) données de manière dynamique, à différentes échelles spatiales et temporelles, et en tenant compte des non-stationnarités potentiellement fortes. Cet axe sera dédié à la conception d'algorithmes innovants qui seront chargés de fournir de nouveaux modèles quantitatifs à l'axe 1 et aux autres axes (3, 4 & 5).

• Défi 1. Gérer la qualité des données et la réduction des modèles : données hétérogènes, modèles et métriques spatiales associées impliquant les mathématiques appliquées, les sciences et technologies du numérique, l'ingénierie, les sciences sociales quantitatives et les sciences de l'environnement.
• Défi 2. Améliorer la modélisation multi-échelles et multi-physique, incl. enjeux sociaux et économiques, spécifiquement adaptés à la grande diversité des échelles spatiales (du local au global) et temporelles (du passé au futur prenant en compte le changement global), effets en cascade.
• Défi 3. Mesurer le risque multidimensionnel pour la prise de décision en améliorant la prise en compte des interdépendances entre les infrastructures, des effets en cascade, des événements concomitants dans les méthodologies d’évaluation des risques. Considérer la chaine complète donnée-modèle-expertise-décision.

Cet axe couvre tous les processus physiques et sociaux visant à mieux comprendre, prévoir et atténuer les risques en montagne et dans les territoires côtiers, de la caractérisation des risques naturels et des phénomènes sous-jacents à la prise de décision et à l'adaptation sociétale face aux changements climatiques et sociétaux en cours et à venir. En effet, les territoires montagnards et côtiers ont beaucoup en commun. Physiquement, ce sont des zones de fortes contraintes et de conditions extrêmes (fortes pentes, cycles dégel-gel, ondes de tempête, précipitations intenses), sensibles aux forçages météorologiques et/ou océaniques sévères, qui en font parmi les milieux les plus difficiles d'accès et d'observation. Ils montrent également une sensibilité similaire au changement climatique, comme le reconnaît le récent rapport du GIEC. Socialement, ils ont en commun une forte attractivité pour le tourisme et les établissements humains permanents. Cela génère une forte pression immobilière et, plus largement, accroît la vulnérabilité (y compris pour les infrastructures critiques telles que les ports, les centrales électriques, les stations de ski, les écosystèmes, etc.), souvent exacerbée par les inégalités sociales face au risque. 

• Défi 1. Améliorer la connaissance des processus physiques et sociaux pour mieux évaluer les risques, développer de nouvelles stratégies d'acquisition de données pluridisciplinaires, mieux comprendre et quantifier les processus socio-historiques, intégrer ces avancées dans une évaluation fine des risques.
• Défi 2. Affiner les trajectoires socio-économiques dans le contexte de changements globaux rapides par une meilleure compréhension des particularités induites par l'évolution rapide des risques montagneux et côtiers à différentes échelles de temps dans toutes leurs composantes (aléa, exposition à la vulnérabilité.
• Défi 3. Mieux comprendre le couplage des processus côtiers au continuum terre-océan par la compréhension de l'ensemble des processus côtiers hydro-sédimentaires et des interactions formelles eau-air et eau-sédiments dans la variété des écosystèmes ouverts et semi-fermés.

Cet axe aborde, de manière interdisciplinaire et intégrée, les enjeux scientifiques soulevés par les crises survenant en zones (péri-)urbaines et/ou industrialisées où plusieurs vulnérabilités se conjuguent. Une crise s'entend ici comme le processus qui enchaîne différentes phases : la période de préparation/planification, la phase d'urgence portant sur la gestion de crise en temps réel et l'atténuation des effets à court terme, et enfin la phase de remédiation/résilience à long terme. Une attention particulière sera accordée aux risques systémiques avec différentes cinétiques, risques en cascade ou combinés (par exemple, le tremblement de terre et le tsunami au Japon qui ont conduit à la catastrophe de Fukushima) et aux menaces émergentes liées au changement climatique (par exemple, les méga-incendies, les événements météorologiques extrêmes, crues extrêmes, voir Axes 1 & 2) et les activités anthropiques (crues éclair, sismicité induite par la géothermie, crues éclair, risques biologiques).

• Défi 1. Évaluer et intégrer les incertitudes à toutes les étapes de l'évaluation des risques et de la gestion de crise, y compris leur communication aux différentes parties prenantes et la prise en compte des spécificités et contraintes de l'environnement industriel/urbain/densément peuplé (des Axes 1 & 2).
• Défi 2. Décrypter les processus et précurseurs physiques et sociaux liés aux crises à très fine échelle spatiale et temporelle urbaine, et leurs interactions avec des échelles spatiales et temporelles plus larges.
• Défi 3. Améliorer la collecte de données et la documentation des événements en temps réel à l'aide de diverses sources, y compris les observations environnementales, la vidéo, les images et les informations partagées sur les réseaux sociaux.

L'axe 5 porte sur les aléas telluriques et hydrométéorologiques intenses et fréquents auxquels sont confrontés les populations ultramarines et les zones intertropicales : tremblements de terre, éruptions volcaniques, tsunamis, instabilités gravitaires, inondations/submersions, érosion des pentes/littoral (voir axes 3 & 4) en lien avec les cyclones et le changement climatique. Les zones d'outre-mer et intertropicales présentent en effet une série de particularités géographiques et sociétales, qui appellent une compréhension approfondie des capacités locales de prévention et de gestion des risques ainsi que de résilience : éloignement de la métropole, insularité, déconnexion et taille des territoires, diversité des pratiques culturelles et historiques, des tensions sociales et politiques (par exemple, la situation actuelle en Guadeloupe et en Martinique). Des stratégies de gestion innovantes doivent donc être élaborées et testées en termes de faisabilité/acceptabilité/inclusivité, en tenant compte des statuts politiques et sociaux de ces territoires. Approfondir nos connaissances sur les aléas telluriques et hydrométéorologiques ainsi que sur les vulnérabilités de ces territoires présente un intérêt tant pour ces territoires directement que pour la métropole, du fait des terrains d'observation actifs qu'ils offrent.

• Défi 1. Identifier de nouveaux observables pour étudier les risques naturels et l'impact anthropique associé sur de grandes échelles spatio-temporelles (par exemple, longs cycles sismiques et volcaniques, cyclicité des cyclones).
• Défi 2. Développer des modèles holistiques et intégrés de processus complexes tenant compte des incertitudes dans les projections du changement climatique, l'intégration de modèles prédictifs couplés.
• Défi 3. Développer des stratégies de gestion intégrative des risques adaptées aux zones ultramarines et intertropicales, et capables de faire face aux conséquences d'événements extrêmes et d'événements en cascade induisant des risques multiples (éruptions, instabilités, tsunami, inondations...).

L'évaluation des risques nécessite une infrastructure dédiée de plates-formes pour saisir la complexité, rassembler toute la gamme d'expertise nécessaire et permettre la fertilisation croisée, le partage des connaissances à un large public. L'axe 6 fournira les capacités de cartographie et d’analyse par des approches de jumeaux numériques afin de réaliser une construction dynamique de scénarios en appui à la gestion de crise ou favoriser les échanges de connaissances. Il s'agira notamment i) de favoriser la co-construction d'initiatives impliquant le monde académique, les organisations opérationnelles et les citoyens, pour mieux comprendre le comportement des agents sociaux et économiques face au risque, ii) d'intégrer des outils de cartographie multirisques dans un référentiel numérique cohérent améliorer la gestion de l'impact des aléas complexes ; iii) prendre en compte les changements graduels et brusques des aléas et des conditions socio-économiques/socio-environnementales, iv) fournir des outils pour analyser les mécanismes de perception des risques qui influencent le comportement des individus avant et pendant un événement, et l'acceptabilité des politiques publiques ; et v) proposer une intégration des capacités de modélisation numérique HPC et des environnements de développement partagés (GitLab).

• Défi 1. Formaliser une infrastructure de modélisation numérique à partir d'installations de recherche françaises existantes dédiées aux analyses massives de données, au HPC numérique pour modéliser les processus physiques engagés dans les catastrophes naturelles, technologiques ou environnementales.
• Défi 2. Développer des plateformes intégrées de cartographie multirisques dédiées à la production de cartes d'aléas, de vulnérabilités et de risques pour la prise de décision.
• Défi 3. Agréger les méthodes des sciences sociales et économiques dans un outil web commun de co-working pour partager l'ensemble du traitement/gestion de l'information sociale.

En intégrant les différentes communautés confrontées aux risques, le PEPR contribuera à mieux organiser les capacités de recherche au niveau national, renforcé par le développement de pôles d'excellence. Ceux-ci seront capables de porter leur visibilité au niveau international sur un ensemble de risques (littoraux & de montagne, telluriques outre-mer, technologiques, sociaux). A l'issue du programme, IRiMa sera ainsi en mesure d'agir comme un Réseau français de recherche et de gestion des risques et catastrophes par :

• une intégration des communautés actuellement dispersées,
• une consolidation de la recherche et du financement dans ce domaine,
• la structuration d'un agenda de recherche français.

IRiMa contribuera directement à la transformation durable de la société face au risque (sciences de la durabilité), en augmentant la préparation, la gestion des crises, l'atténuation des risques pour développer un cadre de résilience intégré en accord avec les objectifs de développement durable (ODD) des Nations Unies.

Les analyses bibliométriques montrent que la France se classe actuellement au 9^e rang interne en nombre de publications 2017-2021 sur l'ensemble des sujets orientés « risques ». La France se classe au 7^e rang européen, après l'Angleterre, l'Italie, l'Autriche ou l'Espagne. Le CNRS, l’IRD, l’INRAE et les Universités UDICE sont les plus productives : une meilleure coordination de leurs équipes, telle que proposée par IRiMa, devrait les placer dans le top 5 dans chacune des thématiques de recherche concernées.

En développant des connaissances pour soutenir des méthodologies et des services innovants dans le domaine de la surveillance, de la préparation, de la gestion de crise et du relèvement, nous contribuons à la reconnaissance internationale du savoir-faire français dans ce domaine. Celle-ci doit être un vecteur de dynamisation de l’expertise française à l'international.