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Boosters H2O'Lyon

Pollutions causées par les inondations urbaines

Contexte

Les inondations constituent le principal risque naturel à l’échelle planétaire, puisque 1,4 milliard de personnes dans le monde sont exposées à un risque modéré ou fort d’inondation. L’intensification et l’augmentation d’aléas climatiques extrêmes sont des enjeux cruciaux, d’après le sixième rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (2021). A l’heure où les projections démographiques annoncent que deux tiers de la population mondiale sera urbaine d’ici 2050 (Nations Unies, 2019), les inondations urbaines peuvent être particulièrement dramatiques étant donné la diversité ainsi que le nombre des enjeux urbains.
Cette focale sur les inondations urbaines s’explique notamment par la forte densité de populations et d’activités, des vulnérabilités tant sociales que techniques, mais également la matérialité urbaine (confinement de l'écoulement au sein des rues, réseau souterrain, volonté de se protéger de l’eau…). Jusqu'à présent, les principaux risques étudiés dans le cadre des inondations urbaines concernent la possibilité pour les populations, les véhicules ou le mobilier urbain d'être emportés par l'écoulement, en fonction du niveau d'eau et de la vitesse de l'écoulement, mais également les perturbations des réseaux (transport, approvisionnement en eau…) ou les difficultés pour les populations à se représenter les effets domino dans le cadre d’une catastrophe.


Notre booster s'intéresse à un risque additionnel ayant été très peu étudié : les risques liés à la dispersion de polluants au cours des inondations urbaines. Nous avons identifié des processus associés : le débordement du réseau d'assainissement et le transit de matières liées aux écoulements des eaux, notamment à cause de déversements accidentels (camions, cuves etc.) ou de lessivage. Les polluants peuvent être transportés lors des inondations, se disperser dans les rues et / ou se déposer dans certains bâtiments.

 

Questions scientifiques et approche de recherche

A ce jour, notre booster s’intéresse à deux questions principales :

1/ Du côté des sciences sociales, le premier enjeu est de déterminer si la thématique des pollutions liées aux inondations urbaines constitue un problème social ou public et si oui pour quels collectifs d’acteurs et d’actrices (scientifiques, gouvernements urbains, gestionnaires, personnes exposées, médias…), en comparant les discours en France et au Canada. Le deuxième enjeu réside dans l’analyse des dysfonctionnements et des adaptations à l’échelle de la parcelle, à travers des enquêtes de terrain dans des quartiers inondés et dans une lecture métabolique. Il s’agit de cerner la diversité des « faire avec » des populations inondées, avant et pendant l’événement. Une réflexion critique en termes de justice spatiale sera également adoptée pour comprendre dans quelle mesure des solutions d’adaptation / de contournement / de protection, mais également de fuite reposent sur des individus.


2/ D'un point de vue de la mécanique des fluides, l'objectif est d'identifier les processus physiques responsables de la dispersion d'une pollution au sein d'une ville modèle en condition de laboratoire. Pour cela, la maquette MURI (Modèle Urbain pour l'étude du Risque d'Inondation) du laboratoire d'hydraulique et d'hydro-morphologie (HHlab) d'INRAE Lyon reproduit des écoulements typiques de réseaux de rues inondées et des rejets de polluants qui sont ajoutés à différents endroits de la ville inondée. La mesure de la concentration de ces pollutions permet notamment de caractériser l'efficacité de dispersion de la pollution. Dans un deuxième temps, nous évaluerons les capacités d'une modélisation numérique utilisant les outils numériques opérationnels de gestion de ces inondations (codes 2D) à reproduire ces dispersions.

 

Partenaires

Les études sur les volets sociaux et politiques sont principalement effectuées dans le cadre de la thèse de doctorat de Maïlys Genouel, sous la direction d’Yves-François Le Lay et d’Émeline Comby (EVS, ENS de Lyon).


Les simulations expérimentales de dispersion des polluants constituent le cœur de la thèse de Clément Fagour, sous la direction de Sébastien Proust (Riverly, INRAE Lyon) et Emmanuel Mignot (LMFA, INSA Lyon). Enfin, les simulations numériques de ces dispersions ont lieu à l'Université de Liège, sous la direction de Benjamin Dewals.

 

Thèses en cours

Les thèses de doctorat de Maïlys Genouel et de Clément Fagour ont débuté à l'automne 2021 grâce à deux co-financements de la part de l'EUR H2O'Lyon et de l’École Urbaine de Lyon. La mise en place de deux thèses de doctorat en parallèle, l'une en science pour l'Ingénieur (C. Fagour) et l'autre en sciences sociales (M. Genouel) permet des constants allers-retours entre d'une part l'identification de l'état des connaissances sur les événements passés par la communauté scientifique et sur les pratiques de gestion de ces pollutions par les services opérationnels et d'autre part l'identification des processus de dispersion de ces pollutions dans les villes inondées.
 

Cette stratégie de recherche en parallèle sur le même sujet par deux approches très différentes offre un potentiel d'efficacité accru, avec en particulier, un croisement des échelles sur la période des deux thèses (de l'échelle de la ville à l'échelle du bloc de bâti ou de la rue pour l'approche géographique ; de l'échelle du bloc à l'échelle du quartier de ville pour l'approche de modélisation expérimentale et numérique).