Impacts and costs of Wind Storms on infrastructures: case study of the canton of Vaud (Switzerland)

Pour analyser les coûts et impacts des tempêtes de vent sur les bâtiments, une sélection de 24 tempêtes ayant durement frappé le canton de Vaud entre 1990 et 2010 est proposée. Les données à haute résolution des dommages de ces 24 tempêtes sont mises à disposition par une compagnie d'assurances. Ce travail est séparé en plusieurs parties: la distribution spatiale des dommages des 24 tempêtes est d'abord étudiée à l'aide d'outils SIG. Une carte des vents extrêmes à 50 mètre de résolution est ensuite crée à l'échelle de toute la Suisse à l'aide de Modèle Additifs Généralisés (GAMs) et de SIG; cette carte est ensuite utilisée comme input pour des modèles de dégâts qui sont appliqués au canton de Vaud. Finalement, des Modèles Climatiques Régionaux (RCMs) sont utilisés pour simuler numériquement les 24 tempêtes, et également pour estimer les possibles impacts du changement climatique sur les vitesses de vent futures en Suisse et dans le canton de Vaud. Ce travail illustre les difficultés de bien représenter les champs de vent et de prédire avec fiabilité des dommages liés à des tempêtes de vent. Malgré tout, de simples hypothèses et estimations permettent d'affirmer que les dégâts associés aux tempêtes vont sans doute nettement augmenter sous l'effet de l'évolution démographique d'une part, et aussi à cause d'une augmentation probable des vitesses de vent dans le futur.To analyse impacts and costs of wind storms on infrastructures, 24 major storms from the 1990-2010 period that occurred in the canton of Vaud are selected. Fine resolution loss data from these events is provided by a local insurance industry. This PhD work is subdivided into several sections: the spatial distribution of the loss data from these 24 storms is first studied using Geographic Information Systems (GIS). A map of extreme wind speeds at a 50 meter resolution over Switzerland is then created using both Generalized Additive Models (GAMs) and GIS tools; this wind map subsequently serves as input to apply storm loss models to the canton of Vaud. Regional Climate Models (RCMs) are finally used to reproduce these 24 storms, and furthermore to assess the potential climate change effects on future wind speeds in Switzerland and in Vaud. This thesis highlights the challenge of accurately estimating wind speeds over complex terrain and to precisely predict wind storm losses. However, simple assumptions and calculations indicate that economic losses related to wind storms are likely to drastically increase as a result of demographic growth and enhanced future wind speeds