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Modéliser et cartographier les accidents pour mieux les prévenir

Cartographie des conséquences d’une onde de surpression calculées au moyen du modèle d’explosion Flash implémenté dans DEMOCRITE.

Avec près d’une intervention par minute, la Brigade des Sapeurs-Pompiers de Paris a besoin d’un outil d’analyse et de planification des opérations efficace pour couvrir au mieux les risques dans Paris et sa petite couronne. Le projet DEMOCRITE, dont IMT Mines Alès est partenaire, répond à cette demande en proposant un prototype de logiciel capable de modéliser les conséquences d’explosions et d’incendies en milieu urbain. Il intègre également une cartographie des interventions déjà menées par la brigade, dont il fait une analyse statistique. À terme, l’objectif est d’enrichir et de perfectionner l’outil pour le déployer à l’échelle nationale.

 

8 000 hommes et femmes assurent chaque jour la sécurité des biens et des personnes  dans quatre départements d’Île-de-France, avec près de 500 000 interventions menées en 2016. Ils font partie de la plus importante des unités de sapeurs-pompiers d’Europe, et la troisième mondiale, qui veille sur les habitants de la capitale et de sa petite couronne… La Brigade des Sapeurs-Pompiers de Paris doit relever quotidiennement le défi de gérer les risques dans un territoire vaste et densément peuplé.

« La Brigade a exprimé un certain nombre de besoins, auquel le projet DEMOCRITE voulait répondre » explique Aurélia Bony-Dandrieux, chercheuse à IMT Mines Alès. Accidents de la circulation, incendie, prise en charge des personnes victimes de malaise… Ces accidents dits courants sont le quotidien des sapeurs-pompiers. Avec une intervention toutes les minutes, la Brigade doit sans cesse développer de nouvelles solutions de planification pour la gestion de ce type d’opérations.

Démarré en 2014 et terminé en mars 2018, le projet ANR DEMOCRITE, ou DEmonstrateur de COuverture des RIsques sur un TErritoire, a pour partenaires IMT Mines Alès, la Brigade des Sapeurs-Pompiers de Paris, le CERDACC, le CEA, l’INRIA-Polytechnique, l’Institut P’ et les sociétés IT-Link et SYSTEL. Le but de DEMOCRITE était de mettre au point un prototype d’outil d’aide à la planification pour la brigade des sapeurs-pompiers. Un objectif réussi pour l’équipe de chercheurs, qui présente un logiciel comprenant cartographies des interventions et modules de simulation d’explosion et d’incendies, pour repérer les zones les plus vulnérables sur le territoire et ainsi mieux organiser les moyens humains et matériels afin qu’ils se trouvent au bon endroit, au bon moment.

 

Modéliser les risques pour mieux réagir

Sur la base d’une analyse statistiques de milliers de bâtiments de la ville de Paris, les chercheurs de l’Institut P’ ont modélisé précisément les bâtis des habitats Parisiens et leur aménagement intérieur. « Le but était d’identifier les matériaux des éléments les plus susceptibles de prendre feu dans un bâtiment, et comment le feu se propage à l’intérieur d’un bâtiment, mais aussi d’un bâtiment à l’autre, sans intervention des secours » précise Aurélia Bony-Dandrieux. « Grâce à la simulation, on est capable de voir quels sont les bâtiments ou les îlots les plus à risque en terme d’incidents. » Sur le même principe, l’équipe a développé un outil de modélisation d’explosion. « Lors d’une explosion, l’onde se propage et rencontre des obstacles, sur lesquels elle se réfléchit. Certaines typologies de rues vont favoriser la propagation de l’onde » explique la chercheuse.  Simuler informatiquement l’explosion permet aux services de secours d’évaluer les conséquences sur la santé et la sécurité des personnes et des secouristes, comme sur les structures des bâtiments.

Et pour renforcer encore l’évaluation de ces risques, les chercheurs d’IMT Mines Alès ont spécifiquement travaillé sur la caractérisation des vulnérabilités humaine et fonctionnelle. « Pour la vulnérabilité humaine, nous analysons, par exemple, où se trouve majoritairement la population à un moment précis de la journée » explique Aurélia Bony-Dandrieux.  « Il y a ainsi un afflux de personnes en début de journée qui viennent travailler à Paris, et qui repartent en fin d’après-midi. » Et ces flux de population peuvent amener des besoins spécifiques en matière de couverture des risques, tout comme la vulnérabilité des éléments fonctionnels d’un territoire : écoles, hôpitaux, ou même services administratifs… « Si un hôpital a par exemple un service de prise en charge unique sur Paris, il sera plus vulnérable car difficile à remplacer » précise Aurélia Bony-Dandrieux. « Le but est de couvrir les risques au mieux : quelles sont les zones les plus vulnérables ? Y a t-il suffisamment de moyens matériels et humains nécessaires à proximité en cas de problème ? »

 

Des analyses statistiques pour prédire les opérations à mener

Au-delà de la modélisation des risques, l’ensemble des interventions des pompiers ont été analysées et cartographiées par les chercheurs. Pour chacune de leurs opérations, la brigade a récolté la date, l’heure, la nature, les équipes et les véhicules déployés, formant ainsi une immense base de données des interventions menées. L’analyse statistique et la cartographie de ces données permettent de mieux dimensionner les besoins opérationnels, techniques et humains, nécessaires aux sapeurs-pompiers dans une zone donnée. « Une première analyse de ces données, faite par le CEA, permet d’identifier les capacités résiduelles des centres de secours à un moment donné» constate Aurélia Bony-Dandrieux. « En effet, cette base de données est très régulièrement mise à jour, et on peut voir quels engins sont sortis, quels sont ceux qui restent… Grâce à ces informations, on voit si les moyens restants sont suffisants pour les potentiels besoins de la zone, et s’il est possible d’intervenir en tout point du territoire dans un temps limité. »

Et ces analyses statistiques des données d’interventions ouvrent la voie à l’analyse prédictive des situations à risques. « Nous souhaiterions créer un algorithme qui permettrait d’anticiper les interventions, sur la base de l’analyse de cette collecte de données et d’autres critères pertinents, comme les conditions météorologiques ou des activités humaines particulières » précise la chercheuse.

Pour l’instant, la faisabilité d’un outil de planification utilisable par les services de secours a bien été démontrée par les chercheurs. Et, si une fois mis en œuvre, cet outil s’avère pertinent, son utilisation pourra être élargie à l’échelle nationale. « Nous avons pour l’instant des résultats intéressants, avec un outil qui peut être opérationnel », affirme Aurélia Bony-Dandrieux. Mais, pour l’équipe de chercheurs, l’objectif est maintenant de perfectionner l’outil et d’y intégrer de nouvelles fonctionnalités. Inondations, accidents de transports de matières dangereuses avec fuites de toxiques, feux de forêts… Autant d’accidents qui pourraient toucher l’Île-de-France, et que le logiciel devrait modéliser et prévoir. « Nous souhaitons discuter avec d’autres institutions et partenaires potentiels, pour monter de nouveaux consortium… » ajoute la chercheuse. « Le but est ainsi de chercher de nouvelles compétences, pour créer un outil le plus abouti possible. »

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