Prévenir le risque de crues grâce au monitoring et à l’IA

Face à l'augmentation du nombre de crues et d'inondations en France, les collectivités doivent s'interroger sur comment mieux les prévoir et s'en protéger.

L’un des effets les plus notables du réchauffement climatique est la hausse sensible des phénomènes que l’on qualifie d’extrêmes climatiques. Des tempêtes ou des inondations de grande ampleur deviennent de moins en moins exceptionnels. On a ainsi recensé en 2019 en Europe plus de 650 inondations, tandis que 50 ans plus tôt on en recensait seulement une trentaine. En début d’année 2024, ce sont de nombreuses communes du Nord de la France qui ont fait les frais de ces événements dramatiques et subit de très importants dégâts matériels. Plusieurs d’entre elles ont été officiellement reconnues en situation de catastrophe naturelle. Pour les collectivités situées dans des zones inondables, l’heure est à la mise en place de dispositifs de prévention et de protection. Les nouvelles technologies leur permettent aujourd’hui d’avoir à disposition des outils alertant sur les signes avant-coureurs de la crue d’une rivière ou d’un fleuve.

Quels moyens de prévention mettre en place pour prévenir les risques d'inondations : deux méthodes de surveillance des rivières peu coûteuses et simples à mettre en place

C’est le traitement d’images par des algorithmes d’Intelligence Artificielle qui va offrir aux collectivités ces outils pour optimiser et automatiser la surveillance des cours d’eau. Deux méthodologies permettent en effet de mesurer en temps réel les variations du niveau des eaux ainsi que leur débit, en se basant sur des images de caméras qui sont dans la plupart des cas déjà installées par les exploitants le long des fleuves et des rivières pour leur surveillance. En s’appuyant ainsi sur des images existantes, ces deux outils offrent aux collectivité un système d’alerte précis et continu. Un dispositif de prévision des crues ne nécessitant de surcroît pas d’investissements lourds.

Vigilance en temps réel : évaluer les variations du niveau des cours d’eau

La première de ces méthodologies est basée sur l’analyse par une intelligence artificielle des images prises du cours d’eau par les caméras de surveillance. A travers des algorithmes de deep learning, le modèle est entrainé à segmenter la proportion d’eau dans l’image et va ainsi pouvoir déterminer précisément le niveau de l’eau, évaluer ses variations, en comptant les pixels qu’elle représente ou en utilisant le niveau atteint sur l’échelle limnimétrique s’il y en a une présente à cet endroit. L’IA est programmée pour envoyer des alertes ou des sms avec capture de l'image ou accès au flux vidéo pour validation humaine, en cas de détection d’une anomalie ou du dépassement d’un seuil défini pour lequel elle aura été entraînée.

Une méthodologie de prévision à travers le calcul du débit des fleuves et des rivières

La seconde méthodologie va, quant à elle, mesurer en temps réel le débit d’eau d’un cours d’eau. Cette technique s’appelle Large Scale Particule Image Velocimetry (LSPIV) que l’on pourrait traduire par Velocimétrie d’images de particules à grande échelle. Cette technique va de nouveau employer les images fournies par les caméras installées le long des cours d’eau. L’algorithme de l’application va repérer une particule ou un petit objet en amont, relever son temps de passage et sa géolocalisation précise, puis réaliser un second relevé quand il parviendra à un point défini en aval. Ces deux relevés permettent ainsi de calculer la vitesse de déplacement de la particule et donc le débit de la masse d’eau qui la transporte. Un système d’alerte se déclenchera et enverra une notification si la hausse du débit relevée peut présenter un danger.

Combiner les deux méthodes pour être alerté aux mieux des signes avant-coureurs d’une crue

Idéalement, combiner ces deux dispositifs permet de disposer d’informations précises permettant d’anticiper l’arrivée d’une crue. Ces deux dispositifs complémentaires se basant donc sur les images des mêmes caméras de surveillance, leur combinaison n’entraîne pas de surcoût particulier. De plus, les données qu’elles analysent seront consultables sur une seule et même plateforme, qui enverra les alertes et au sein de laquelle tout l’historique des données relevées sera consultable.  

Les expertises de SOCOTEC au service des communes, afin de faciliter la mise en place d'aménagements adéquats

Les experts de SOCOTEC Monitoring, spécialistes des solutions de traitement de données et d'intelligence artificielle, accompagnent les communes et toutes les collectivités locales dans la mise en place de ces deux solutions de surveillance des cours d'eau et de prévision des crues. La plateforme Blue Trust Monitoring, conçue par SOCOTEC pour visualiser un nombre important de données de tous types et leur évolution, permet de lire en temps réels l'évolution des données, de visualiser en direct avec une fonctionnalité webcam et prévoit l’envoi d’alertes en cas de situation présentant des risques.