Calibration probabiliste d'un modèle de propagation d'avalanches pour le calcul de périodes de retour, le zonage et l'optimisation d'ouvrages de protection

International audienceAvalanche predetermination is a multivariate extreme statistical problem. For engineering, design values and return periods are often used in a questionable manner. The aim of this work is to propose a rigorous framework coupling numerical modelling and field data. The different information and uncertainty sources are brought together and quantified using hierarchical Bayesian modelling schemes. MCMC simulations are used to perform the on site calibration of a complex numerical avalanche model. In the predictive phase, return period is defined as a one-to-one mapping of the runout distance. This allows evaluating all reference scenarios corresponding to the chosen design values. Finally, as soon as hazard consequences are quantified as a function of its magnitude, a decisional approach can be used for the design of defence structures. This is illustrated by the optimisation of an avalanche dam.La prédétermination des avalanches est un problème d'extrêmes multivariés. En ingénierie, la notion d'aléa de référence et son corollaire, la période de retour, sont souvent utilisés de manière peu académique pour y répondre. L'objet de ce travail est de développer un cadre rigoureux grâce au couplage entre modélisation numériques et données de terrain. L'assemblage des différentes sources d'information et la quantification des incertitudes sont effectuées grâce au formalisme bayésien hiérarchique. Celui ci permet la calibration d'un modèle numérique de propagation complexe grâce aux méthodes MCMC. En prédiction, la période de retour est définie en tant que fonction univoque de la distance d'arrêt. Elle permet d'évaluer l'ensemble des scenarii de référence correspondant aux valeurs de projet choisies. Enfin, dès lors que les conséquences dommageables du phénomène en fonction de son intensité sont évaluées, un calcul décisionnel peut être mené pour le dimensionnement d'ouvrages de protection. Celui-ci est illustré par l'optimisation d'une digue paravalanche