Modélisation et simulation des évacuations de la population basse-terrienne lors d'une crise éruptive de La Soufrière de Guadeloupe.

Modeling the massive evacuation of the population during a volcanic crisis in La Soufrière de Guadeloupe (France)

• Auteur / Autrice : Olivier Gillet
• Direction : Eric Daudé, Jean-Christophe Komorowski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Geographie
• Date : Soutenance le 08/02/2024
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Homme, sociétés, risques, territoire (Rouen)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Identité et différenciation de l'espace, de l'environnement et des sociétés (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement co-accrédité : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Jury : Président / Présidente : Damienne Provitolo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Romain Reuillon, Damase Mouralis, Pierrick Tranouez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Julie Dugdale, Frédéric Léone

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gestion des crises

Simulation

Modélisation prédictive

Évacuation des civils

Risques volcaniques

Mots clés libres

Risque volcanique

Évacuation

Modélisation

Simulation multi-agents

Gestion de crise

Volcanic risk

Evacuation

Agent-based simulation

Risk management

Résumé

Le niveau d'activité et d'alerte volcanique de La Soufrière de Guadeloupe, défini par les Dispositions spécifiques ORSEC de la Guadeloupe phénomènes volcaniques de 2018, est actuellement au niveau jaune (vigilance) depuis juillet 1999 \cite{PrefecturedelaRegionGuadeloupe2019DispositionsVolcaniques}. Depuis mai 2018, l'Observatoire Volcanologique et sismologique de Guadeloupe - Institut de Physique du Globe de Paris a renforcé la surveillance du fait d'une recrudescence d'activité au sein de ce niveau jaune de vigilance. Toute éruption future de la Soufrière présente, à différentes échelles d’intensité, d’espace et de temps des risques non négligeables, voire majeurs pour les populations. Bien souvent la seule protection possible contre de telles manifestations, potentiellement violentes, est alors de quitter la zone de danger. L’évacuation, à l’instar du risque volcanique, est influencée par des dynamiques sociales complexes. Si le choix de la tactique d'évacuation de la population (e.g partielle, totale, synchrone, asynchrone) est fonction de la crise éruptive et des capacités d'anticipation ("prévisions") de l'Observatoire Volcanologique et sismologique de Guadeloupe, la décision stratégique d'évacuer est du ressort de l'autorité publique. C'est le préfet qui est responsable du plan d'évacuation et la réussite de l'évacuation, quelle que soit sa forme, repose sur la stratégie globale de gestion du risque ainsi que sur la perception qu'a le public du risque volcanique. La réalité complexe des systèmes volcaniques et de leurs éruptions se traduit par un degré élevé d'incertitude sur le futur de la crise éruptive. Cette complexité oblige à une adaptation constante dans l'élaboration des stratégies d'évacuation et de prévention qui doivent tenir compte de ces incertitudes épistémiques et aléatoires. Face aux défis posés par les crises éruptives sur le territoire de la Guadeloupe, la gestion du risque requiert une planification minutieuse et des exercices de gestion de crise en grandeur nature afin d’évaluer les verrous éventuels et les dangers d’une évacuation. En raison des coûts humains et des ressources nécessaires, il est extrêmement difficile de réaliser des exercices grandeur nature pour préparer les autorités et la population à une éventuelle évacuation. La simulation informatique à base d'agents se présente alors comme un outil privilégié pour se substituer à ces exercices. Dans ce contexte, une recherche pluridisciplinaire a été menée, allant de la technique informatique aux théories du comportement humain en passant par la modélisation des processus volcaniques de La Soufrière, pour simuler l’évacuation des populations exposées du sud de la région Basse-Terre (Guadeloupe, France). Ainsi, une série de scénarios éruptifs et d'évacuation ont été élaborés, simulés et explorés via la plate-forme de simulation à base d’agents GAMA et l'extension logicielle ESCAPE. Selon des logiques de scénarisation “How-to” et “What-if”, le modèle tente d'explorer les effets d'une des principales zones d'ombre des plans d'évacuation que sont les effets de décisions individuelles lors d’une crise éruptive de La Soufrière afin d’évaluer les différentes stratégies d'évacuation de Basse-Terre. Au-delà de démontrer l'efficacité de la suite logicielle ESCAPE pour simuler les situations d’urgence, les différents scénarios d'aléas et d'évacuation mettent en lumière les défis auxquels les instances gouvernementales seront confrontées lors d'une future crise éruptive de La Soufrière et apportent quelques éléments de réflexion. Ces cinq scénarios tentent de répondre à différentes questions de recherche liées aux évacuations. L'analyse des résultats de ces scénarios indique surtout qu'il est impératif de concilier planification rigoureuse et adaptabilité en synergie avec les caractéristiques des phénomènes éruptifs pour atteindre une gestion optimale du risque lors d'une évacuation qu'elle soit réactive ou préventive.

The seismic and fumarollic activity of La Soufrière de Gaudeloupe increased in 1992. Continuing unrest led the Observatoire volocanologique et sismologique of Guadeloupe (OVSG-IPGP) to recommend in July 1999 to the authorities that the volcano alert be set to ‘‘Vigilance’’ (yellow). The OVSG-IPGP has been particularly vigilant and reinforced its monitoring following another significant increase of unrest in 2017 that culminated in magnitude 4.1 felt earthquake and a probable failed phreatic eruption on 28 april 2018. Volcanic activity remains difficult to forecast precisely, so the only way to stay safe, in case of an impending eruption, is to move away from the threatened area. This can be a major problem for the authorities and the population. In the French overseas departments, despite the presence of several volcanoes, there is limited experience in managing volcanic emergencies, especially in areas with a high population density and strategic assets, such as the Basse-Terre region of Guadeloupe in the Lesser Antilles. A mass evacuation is a complex process, involving many different actors who have to make decisions with limited information and high uncertainty, on short time scales. And the success of an evacuation will be dependent on the entire public authorities’ strategy and the public perception of volcanic risk. Furthermore volcanic hazards are characterized by a high degree of uncertainty regarding the type, intensity, and timing of eruptions. Emergency management must therefore take this into account. Therefore, it is crucial to devise and assess an emergency management strategy to identify potential problems and dangers that may arise during a mass evacuation. Crisis exercises can be planned to prepare the authorities and the population, but they are rarely carried out due to the human and resource costs involved. A series of evacuation scenarios are evaluated through simulations. In this context, agent-based models (ABMs) are particularly well-suited to simulate and model the complexity of mass evacuations (realism of agent behavior and environment, interaction between agents, observation of system dynamics at different scales, etc.). Based on the GAMA software and the ESCAPE extension, a series of evacuation scenarios is tested in order to provide recommendations and relevant information for stakeholders to assist them in the implementation of mitigation responses. Beyond demonstrating the effectiveness of the ESCAPE software for simulating emergency situations, the various scenarios highlight the diversity of challenges of a mass evacuation during a crisis of La Soufrière, and provide some valuable insights. Five scenarios attempt to answer various research questions related to mass evacuations. The scenarios suggest that effective evacuation risk management requires rigorous planning and an ability to adapt to evolving eruptive events.