Projet ANR-13-SECU-0007 – DEMOCRITE : DEmonstrateur d’un MOteur de Couverture des RIsques sur un TErritoire
Programme : Concepts, Systèmes et Outils pour la Sécurité Globale (CSOSG)
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Emmanuel LAPEBIE (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives )
Partenaires : Laboratoire d'Environnement Industriel et Risques Industriels et Naturels; Préfecture de Police de Paris; Centre Européen de Recherche sur le Droit des Accidents Collectifs et des Catastrophes; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives; Divers public; Algèbres Max-Plus et Mathématiques de la Décision; Institut P' : Recherche et Ingénierie en Matériaux, Mécanique et Energétique; INGENIERIE POUR SIGNAUX ET SYSTEMES; SYSTEL
Montant : 915664.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 48 mois
Résumé : DEMOCRITE : DEmonstrateur d’un MOteur de Couverture des RIsques sur un TErritoireDEMOCRITE  intègre  des  outils  d’analyse  et  de  couverture  de  risques  sur  un  territoire.  Utilisables  en planification froide comme en temps de crise, ils serviront à mettre en adéquation la réponse de secours (en nature, nombre, positionnement… des moyens) avec la couverture des risques retenue, quantifiée et validée par l’autorité. Certains outils seront testés sur un territoire restreint, et l’extension à un territoire de grande ampleur sera étudiée.
Enjeux et objectifs de DEMOCRITELe  principe  novateur  de  DEMOCRITE  repose  sur  le  fait  de  coupler  des  travaux  scientifiques  « amont » visant à assurer une cartographie précise des risques et de leur dynamique au retour d’expérience capitalisé à la BSPP (500 000 interventions par an), le tout en  lien avec un SIG (Système d’Information Géographique). Les  modèles  simplifiés  qui  en résulteront  auront  ainsi  une  base  physique  solide  et  représenteront correctement les phénomènes observés sur le terrain. Le démonstrateur doit lever un certain nombre de verrous scientifiques et technologiques pour faire la preuve de l’intérêt de développer un outil opérationnel sur ces bases : - Capacité  à  prendre  en  compte  des  risques  complexes, dynamiques,  à  l’aide  d’un  formalisme mathématique rigoureux (levée de verrous scientifiques). - Possibilité  de  traiter  et  corréler  des  données  multi-sources,  multi-formats  pour  évaluer  les  risques courants (levée de verrous sur le traitement de l’information). - Compatibilité avec d’autres formats, plateformes et outils, dialogue entre des outils multiples au sein de  DEMOCRITE,  présentation synthétique  des  résultats  de  manière  à  atteindre les fonctionnalités opérationnelles spécifiées (levée de verrous d’intégration). - Aptitude à traiter l’analyse et la couverture des risques dans un cadre légal et règlementaire défini (levée de verrous d’utilisation). La  partie  analyse  de  risques est  abordée  dans  le  projet  par  le  développement  d’outils  d’aide  à  la planification « froide » ou « chaude », et les outils possible pour l’optimisation de la couverture de risques seront également listés.
Méthodologie de travailLe programme de travail aborde des volets scientifiques amont (modélisation simplifiée des conséquences d’une explosion en milieu urbain, modélisation multi-échelle de la propagation d’incendies en milieu urbain, méthodes  de  corrélation  probabilité/conséquences  pour  la  mise  en  évidence  de critères  de  gravité, corrélations RETEX / statistiques pour l’estimation a priori des probabilités d’occurrence de risques suite à une  modification  du  territoire  ou  des  enjeux,  etc.) et  des  approches  applicatives  (lien  avec  un  SIG  pour récupérer  une  géométrie  urbaine,  analyser  les  propensions  de  risques  ou  les  vulnérabilités  intrinsèques). La structure du projet répond aux trois volets complémentaires qui forment le socle de DEMOCRITE : - Un volet opérationnel [O], à l’origine du besoin exprimé pour le projet. - Un volet scientifique [S], pour la modélisation des différents risques et l’exploitation de données. - Un volet informatique [I], pour le développement et l’intégration du démonstrateur. Les tâches du projet sont rattachées à un ou plusieurs des volets ci-dessus:Tâche 01 :  Management du projet – Coordination   [OSI]Tâche 02 :  Acquisition et organisation des données [O]Tâche 03 :  Prototype risque incendie et conséquences  [S]Tâche 04 :  Prototype risque explosion et conséquences  [S]Tâche 05 :  Cartographie des propensions de risques  [I]Tâche 06 :  Cartographie des vulnérabilités intrinsèques  [S]Tâche 07 :  Codage et intégration des outils   [I]Tâche 08 :  Dissémination et valorisation   [OSI]Tâche 09 :  Enjeux sociétaux et organisationnels   [O]Tâche 10 :  Tests et généralisation    [OSI]
Résumé de la soumission : DEMOCRITE intègre des outils d’analyse et de couverture de risques sur un territoire. Utilisables en planification froide comme en temps de crise, ils serviront à mettre en adéquation la réponse de secours (en nature, nombre, positionnement… des moyens) avec la couverture des risques retenue, quantifiée et validée par l’autorité. Certains outils seront testés sur territoire restreint (2,5 km²) et l’extension à un territoire de grande ampleur sera étudiée.Ces outils visent à cartographier les probabilités d’occurrence des risques ainsi que les vulnérabilités intrinsèques (conséquences potentielles d’un évènement non souhaité). Les diverses approches d’optimisation des ressources seront évaluées.Modélisation du développement dynamique de risques complexes :Ces risques de probabilité faible impliquent une réponse opérationnelle dite de niveau 3. Ils peuvent avoir des conséquences de grande ampleur et de solliciter l’engagement de nombreux moyens. DEMOCRITE traite pour l’instant deux risques complexes et leur couplage : l’incendie et l’explosion. D’autres (inondation, épidémie, ...) seront envisagés en post-démonstrateur.La représentation urbaine sera issue de données SIG (Système d’Information Géographique). Le modèle de propagation sera basé sur un automate cellulaire dont les règles de transition seront établies à partir de simulations physiques. Un modèle local permettra de reproduire pour différentes typologies de locaux les phases d’évolution de l’incendie. Les effets d’une explosion (accident technologique, attentat …) en milieu urbain seront établis à partir d’un code numérique de référence. La géométrie sera issue des données SIG. Des approches simplifiées seront testées pour sélectionner le niveau de modélisation adapté pour DEMOCRITE. L’explosion pourra être la cause ou la conséquence d’un incendie.Cartographie des propensions de risques :Ces risques de probabilité élevée (exemple : secours aux personnes, 80% des interventions sur le secteur BSPP) peuvent nécessiter l’activation d’un suivi de niveau 1 ou 2 au sein du centre opérationnel de la BSPP. L’analyse des interventions passées montre que la répartition des probabilités d’occurrence n’est pas isotrope sur le territoire et dans le temps. L’optimisation de la couverture des risques passe donc par une cartographie précise de ceux-ci. L’agrégation des risques unitaires sera étudiée.L’étude du retour d’expérience sera associée à une approche statistique pour analyser l’évolution des risques liée à l’aménagement du territoire. Par exemple, les statistiques d’intervention sur accidents de la circulation ne suffisent pas pour prédire l’évolution des risques liés à l’ouverture de nouveaux axes routiers : il faut pouvoir corréler au préalable celles-ci à d’autres données (nombre d’usagers, vitesse, conditions météo).Cartographie des vulnérabilités intrinsèques :Les vulnérabilités intrinsèques sont les caractéristiques propres d’un territoire qui jouent sur l’étendue des conséquences en cas d’accident. Elles peuvent aussi varier dans l’espace et dans le temps. Par exemple, la présence d’un établissement recevant du public (ERP), à forte densité d’occupation (stade pendant une rencontre sportive) augmentera la vulnérabilité locale dans sa dimension vulnérabilité humaine durant la durée de la rencontre sportive. Par ailleurs, la marche nominale d’une société dépend de sa capacité à assurer certaines fonctions (vulnérabilité fonctionnelle) reposant sur des éléments cartographiables (gouvernement ; éducation, etc.). La localisation de l’élément vulnérable (poste de transformation) peut aussi différer de la zone affectée en cas de défaillance (alimentation d’un quartier).Les vulnérabilités humaines et fonctionnelles feront l’objet de cartographies spécifiques, et la dimension « vulnérabilité réseaux » sera abordée. Ces cartographies serviront d’aide à la décision opérationnelle lors d’interventions (zones à évacuer en priorité, périmètre de sécurité…).
Résultats : Résultats marquants à T0 + 18 mois, par tâche :
T01 : Signature de l’accord de consortium.
T02 : Géocodage des données de RETEX sur 3 ans. Préparation d’une base SIG commune pour diffusion aux différents partenaires.
T03 : Analyse statistique des locaux types et scénarios d’incendie pour les deux zones d’étude. Définition des interfaces entre échelles micro et macro.
T04 : Modèle de conséquences d’une explosion en milieu urbain sur les êtres humains et les infrastructures opérationnel en v1.
T05 : Modification de l’outil RMT. Cartographies de propensions a posteriori disponible en v1. Préparation du RMT pour accueillir les cartographies de vulnérabilité.
T06 : Cartographies de vulnérabilité humaine a priori pour différentes typologies de populations et dépendance temporelle disponibles.
T07 : Première version de la STB et des cas d’utilisation. Chiffrage (en cours) des work packages de développement pour priorisation suite à demandes supplémentaires.
T08 : Site Web collaboratif disponible. Affiche et flyer disponibles en v1. Plan de dissémination disponible en v1.
T09 : Analyse des bassins de risques par rapport au territoire de compétence BSPP. Analyse de la notion de « principe d’égalité » en termes d’accès au service public d’incendie et de secours.
Perspectives : Les principaux travaux prévus d’ici la fin de l’année 2 sont :
T02 : Acquisition de bases de données complémentaires.
T03 : Réalisation des simulations numériques. Codage de l’automate cellulaire (modèle macro).
T04 : Amélioration et adaptation du modèle pour appel par la structure d’accueil.
T05 : Finalisation des modifications du RMT. Choix des risques à traiter par analyse prédictive.
T06 : Transfert des cartographies de vulnérabilité humaine vers le RMT.
T07 : Version 1 de la structure d’accueil.
T08 : Mise à jour des documents et du site web. Proposition d’un article et d’une présentation orale pour le modèle de conséquence d’explosion.
Publications et brevets : Le projet dans son ensemble a pour l’instant fait l’objet de deux posters (WISG 2014 et WISG 2015) et d’articles de vulgarisation dans des revues de sécurité civile.
Le modèle simplifié de conséquences d’explosions en milieu urbain a été cité dans une présentation  orale d’un congrès international (IPSF 2015).