Orateur
Description
Les écoulements gravitaires (e.g. avalanches de blocs et coulées de débris) peuvent représenter une menace importante pour la population et les infrastructures [1]. Les modèles d’écoulements en couche mince sont souvent utilisés pour simuler ces écoulements et estimer les zones potentiellement impactées [2]. Des cartes d’aléas peuvent ensuite être obtenues en propageant les distributions de probabilité associées au variables d’entrées des simulations (volume initial et paramètres rhéologiques), aux résultats des simulations. Celles-ci pouvant nécessiter des dizaines d’heures de calcul, les études opérationnelles d’aléas avec des modèles de couche mince sont souvent basées sur un nombre limité de conditions initiales et de paramètres rhéologiques. L'utilisation des méta-modèles permet de réduire le coût calculatoire de la propagation des incertitudes qui nécessite l’évaluation de nombreux résultats de simulations. Il s'agit d'approximations statistiques des résultats d'un modèle numérique, entraînées à partir d'une base de données de simulations, puis utilisées pour estimer les sorties du modèle à moindre coût [3].
L'objectif de cette étude est de développer de nouvelles techniques de méta-modélisation adaptées aux modèles de couche mince, pour l'évaluation des aléas gravitaires. Nous nous concentrons sur un cas synthétique de propagation d'une masse le long d'un plan incliné, et modélisons sa propagation avec le modèle de couche mince SHALTOP. Le méta-modèle estime des cartes d’épaisseur maximale simulées par SHALTOP, en utilisant comme variables d’entrée le volume de la masse initiale ainsi qu'un coefficient de friction basal contrôlant la mobilité du glissement. La méthodologie comprend deux étapes, une première étape de réduction de dimension des cartes d'épaisseur maximale et une deuxième étape de prédiction statistique par krigeage des variables latentes de la réduction de dimension. Finalement les cartes d'épaisseur maximale prédites avec le méta-modèle, et par simulation directes sont comparées en terme d'emprise de glissement et pour la construction de carte d'aléas.
References
[1] Mitchell, A., McDougall, S., Aaron, J., Brideau, M. A. Rock avalanche-generated sediment mass flows: definitions and hazard., Frontiers in Earth Science, 8, 543937 (2020).
[2] Peruzzetto, M., Paris, A. M. Simulation des écoulements gravitaires avec les modèles d’écoulement en couche mince: état de l’art et exemple d’application aux coulées de débris de la Rivière du Prêcheur (Martinique, Petites Antilles), (2023).
[3] Rohmer, J., Sire, C., Lecacheux, S., Idier, D., Pedreros, R. Improved metamodels for predicting high-dimensional outputs by accounting for the dependence structure of the latent variables: application to marine flooding., Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 37(8), 2919-2941 (2023)