Actualités - Application par l'Inde d'un système intégré de surveillance pour l'alerte précoce aux crues soudaines

Abstrait

L'Inde est un pays fréquemment touché par des crues soudaines, notamment dans les régions himalayennes du nord et du nord-est. Les méthodes traditionnelles de gestion des catastrophes, souvent axées sur les interventions post-catastrophe, ont entraîné d'importantes pertes humaines et économiques. Ces dernières années, le gouvernement indien a activement encouragé l'adoption de solutions de haute technologie pour l'alerte précoce des crues soudaines. Cette étude de cas, centrée sur l'Himachal Pradesh, gravement touché, détaille l'application, l'efficacité et les défis de son système intégré d'alerte aux crues soudaines (FFWS), qui associe débitmètres radar, pluviomètres automatiques et capteurs de déplacement.

1. Contexte et besoin du projet

La topographie de l'Himachal Pradesh est caractérisée par des montagnes escarpées et des vallées profondes, ainsi que par un dense réseau fluvial. Pendant la mousson (juin-septembre), l'Himachal Pradesh est très exposé aux précipitations de courte durée et de forte intensité provoquées par la mousson du sud-ouest, qui provoquent des crues soudaines et des glissements de terrain dévastateurs. La catastrophe de Kedarnath en 2013, dans l'Uttarakhand, qui a fait des milliers de morts, a constitué un signal d'alarme crucial. Le réseau pluviométrique traditionnel était peu développé et la transmission des données était lente, ce qui ne permettait pas de répondre aux besoins de surveillance précise et d'alerte rapide en cas de fortes pluies soudaines et très localisées.

Besoins fondamentaux :

Surveillance en temps réel : collecte de données minutieuses sur les précipitations et les niveaux d'eau des rivières dans des bassins versants éloignés et inaccessibles.
Prévision précise : établir des modèles fiables de précipitations et de débits pour prévoir l’heure d’arrivée et l’ampleur des pics de crue.
Évaluation des risques géologiques : évaluer le risque d’instabilité des pentes et de glissements de terrain déclenchés par de fortes pluies.
Alerte rapide : Transmettez de manière transparente des informations d'alerte aux autorités locales et aux communautés pour gagner un temps précieux pour l'évacuation.

2. Composants du système et application de la technologie

Pour répondre à ces besoins, l'Himachal Pradesh a collaboré avec la Commission centrale de l'eau (CWC) et le Département météorologique indien (IMD) pour déployer un FFWS avancé dans ses bassins versants à haut risque (par exemple, les bassins de Sutlej et de Beas).

1. Pluviomètres automatiques (ARG)

Fonction : En tant qu'unités de détection fondamentales et de première ligne, les ARG sont responsables de la collecte des données les plus cruciales : l'intensité des précipitations et les précipitations cumulées. C'est le facteur déterminant de la formation des crues soudaines.
Caractéristiques techniques : Grâce à un mécanisme à augets basculants, ils génèrent un signal pour chaque 0,5 ou 1 mm de précipitations et transmettent les données en temps réel au centre de contrôle par GSM/GPRS ou par communication satellite. Ils sont déployés stratégiquement dans les parties supérieure, moyenne et inférieure des bassins versants pour former un réseau de surveillance dense, captant la variabilité spatiale des précipitations.
Rôle : Fournir des données d'entrée pour les calculs du modèle. Lorsqu'un ARG enregistre une intensité de précipitations dépassant un seuil prédéfini (par exemple, 20 mm par heure), le système déclenche automatiquement une alerte initiale.

2. Débitmètres/niveaumètres radar sans contact (capteurs de niveau d'eau radar)

Fonction : Installés sur des ponts ou des ouvrages en bord de rivière, ils mesurent sans contact la distance par rapport à la surface de la rivière, calculant ainsi le niveau d'eau en temps réel. Ils fournissent une alerte directe lorsque le niveau d'eau dépasse les seuils de danger.
Caractéristiques techniques :
- Avantage : Contrairement aux capteurs traditionnels à contact, les capteurs radar ne sont pas affectés par l’impact des sédiments et des débris transportés par les eaux de crue, nécessitant un entretien minimal et offrant une grande fiabilité.
- Application des données : Les données de niveau d’eau en temps réel, combinées aux données pluviométriques en amont, permettent d’étalonner et de valider les modèles hydrologiques. En analysant la vitesse de montée des eaux, le système peut prévoir avec plus de précision le pic de crue et son heure d’arrivée dans les zones en aval.
Rôle : Fournir des preuves concluantes de la présence d'inondations. Ils sont essentiels pour valider les prévisions de précipitations et déclencher les interventions d'urgence.

3. Capteurs de déplacement/fissuration (fissuromètres et inclinomètres)

Fonction : Surveillance des pentes exposées aux glissements de terrain ou aux coulées de débris pour détecter les déplacements et les déformations. Ces sondes sont installées sur les zones de glissement de terrain connues ou sur les pentes à haut risque.
Caractéristiques techniques : Ces capteurs mesurent l'élargissement des fissures superficielles (fissuromètres) ou les mouvements du sol souterrain (inclinomètres). Lorsque la vitesse de déplacement dépasse un seuil de sécurité, cela indique une dégradation rapide de la stabilité des pentes et une forte probabilité de glissement majeur en cas de précipitations persistantes.
Rôle : Fournir une évaluation indépendante des risques géologiques. Même si les précipitations n'atteignent pas le seuil d'alerte de crue, un capteur de déplacement déclenché déclenchera une alerte de glissement de terrain/coulée de débris pour une zone spécifique, complétant ainsi de manière cruciale les alertes de crue pures.

Intégration système et flux de travail :
Les données des ARG, des capteurs radar et des capteurs de déplacement convergent vers une plateforme d'alerte centralisée. Des modèles de risques hydrologiques et géologiques intégrés effectuent une analyse intégrée :

Les données pluviométriques sont intégrées dans des modèles pour prédire le volume potentiel de ruissellement et les niveaux d’eau.
Les données radar du niveau d'eau en temps réel sont comparées aux prévisions pour corriger et améliorer en permanence la précision du modèle.
Les données sur les déplacements servent d’indicateur parallèle pour la prise de décision.
Dès qu'une combinaison de données dépasse les seuils prédéfinis à plusieurs niveaux (avis, surveillance, avertissement), le système diffuse automatiquement des alertes aux autorités locales, aux équipes d'intervention d'urgence et aux dirigeants communautaires via SMS, applications mobiles et sirènes.

3. Résultats et impact

Augmentation des délais d’alerte : le système a augmenté les délais d’alerte critique de près de zéro à 1 à 3 heures, rendant possible l’évacuation des villages à haut risque.
Réduction des pertes humaines : Lors de plusieurs épisodes de fortes pluies ces dernières années, l'Himachal Pradesh a mené à bien plusieurs évacuations préventives, évitant ainsi de lourdes pertes humaines. Par exemple, lors de la mousson de 2022, le district de Mandi a évacué plus de 2 000 personnes suite aux alertes ; aucune perte humaine n'a été constatée lors de la crue éclair qui a suivi.
Prise de décision basée sur les données : passage du paradigme du recours au jugement expérientiel à une gestion scientifique et objective des catastrophes.
Sensibilisation accrue du public : la présence du système et les cas d’alerte réussis ont considérablement accru la sensibilisation de la communauté et la confiance dans les informations d’alerte précoce.

4. Défis et orientations futures

Maintenance et coût : les capteurs déployés dans des environnements difficiles nécessitent une maintenance régulière pour garantir la continuité et la précision des données, ce qui représente un défi permanent pour les capacités financières et techniques locales.
Communication du « dernier kilomètre » : Il est nécessaire d’améliorer encore la communication pour garantir que les messages d’alerte parviennent à chaque individu dans chaque village isolé, en particulier aux personnes âgées et aux enfants (par exemple, en s’appuyant sur la radio, les cloches communautaires ou les gongs comme secours).
Optimisation du modèle : la géographie complexe de l'Inde nécessite une collecte continue de données pour localiser et optimiser les modèles de prédiction afin d'améliorer la précision.
Énergie et connectivité : L’approvisionnement électrique stable et la couverture du réseau cellulaire dans les zones reculées restent problématiques. Certaines stations dépendent de l’énergie solaire et des communications par satellite, qui sont plus coûteuses.

Orientations futures : L'Inde prévoit d'intégrer davantage de technologies, telles que le radar météorologique pour une prévision plus précise des précipitations, en utilisant l'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique pour analyser les données historiques afin d'optimiser les algorithmes d'alerte, et d'étendre davantage la couverture du système à d'autres États sujets aux crues soudaines.

Conclusion

Le système d'alerte aux crues soudaines de l'Himachal Pradesh, en Inde, est un modèle pour les pays en développement qui utilisent les technologies modernes pour lutter contre les catastrophes naturelles. En intégrant des pluviomètres automatiques, des débitmètres radar et des capteurs de déplacement, le système crée un réseau de surveillance multicouche, du ciel au sol, permettant ainsi de passer d'une réponse passive à une alerte active pour les crues soudaines et leurs aléas secondaires. Malgré les difficultés, l'efficacité avérée de ce système pour la protection des personnes et des biens offre un modèle efficace et reproductible dans des régions similaires à travers le monde.

Ensemble complet de serveurs et de modules logiciels sans fil, prend en charge RS485 GPRS / 4g / WIFI / LORA / LORAWAN

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