Simuler une crise sismique en ville en incluant le comportement humain

Au cours de l'histoire, des séismes dévastateurs ont détruit des villes à travers le monde. Citons par exemple le séisme de Lisbonne au Portugal en 1755 qui a fait plus de 20 000 victimes, le séisme de Bam en Iran en 2003 qui a détruit la plupart des bâtiments de la ville, ou plus récemment celui de Port-au-Prince en Haïti en 2010 qui a laissé plus d'un million de personnes sans abri. Face à ce phénomène naturel à la fois imprévisible et destructeur, comment les scientifiques peuvent contribuer à la réduction du risque sismique en ville ?


Grâce aux avancées technologiques et scientifiques et à l'essor de l'intelligence artificielle, nous sommes capables aujourd'hui de simuler à échelle fine l'occurrence d'une crise sismique en milieu urbain. A partir d'un modèle multi-agent, il est possible de recréer les actions et les interactions entre agents animés (individus ou services de secours) et agents non-animés (bâtiments ou débris). En incluant le comportement humain à ces simulations, ces dernières peuvent servir aux scientifiques pour l'amélioration de l'évaluation du risque sismique et aux acteurs de la gestion de crise pour l'adaptation des politiques d'aménagement urbain et des plans de prévention de catastrophes.

La reproduction d'un environnement virtuel de crise sismique requiert une approche holistique incorporant des descriptions spatio-temporelles, à la fois réalistes et robustes, des systèmes physique, urbain et social. Du point de vue physique, les comportements des sols et des bâtiments face aux séismes sont intégrés en estimant les dommages bâtiment par bâtiment ainsi que les débris générés pour différents scenarios sismiques. Du point de vue social, les réponses des individus aux séismes sont modélisées ainsi que les facteurs contextuels qui peuvent les influencer, tels que l'âge et le genre de la personne. Ceci implique la collecte et l'analyse de données hétérogènes (données in situ, enquêtes sociales, images satellites) nécessitant un savoir-faire interdisciplinaire associant les sciences de la terre, les sciences sociales et l'informatique.

Dans l'étude, l'intérêt a été porté à la ville de Beyrouth, capitale du Liban. Un pays à sismicité modérée qui est au cœur d'un système de failles capables de générer des séismes de magnitude supérieure à 7 comme en témoignent les séismes de 551 et 1202. Bien que Beyrouth n'ait pas connu de séisme majeur récemment, l'explosion soudaine et brutale du 4 août 2020 au port de Beyrouth a été perçue comme un séisme par une partie de la population. L'enquête menée sur les comportements adoptés face à l'explosion a révélé la faible connaissance de la population des "lieux refuges" en cas d'urgence et la forte propension à chercher et rejoindre des membres de la famille.

Ces comportements ont été intégrés dans des simulations d'évacuation de piétons lors d'une crise sismique à Beyrouth pour analyser la mise en sécurité des individus, définie comme le fait de se réfugier dans un espace ouvert. Ces simulations ont montré que l'élément primordial pour la sécurité des individus est la forme urbaine et la distribution des espaces ouverts en termes de taille et de proximité des lieux fréquentés. Pour autant, les débris et les comportements humains sont des facteurs aggravants à la mise en sécurité des populations qu'il ne faut pas négliger !