Modélisation des impacts des téphras et des écoulements de lahars sur le bâti dans la ville d’Arequipa, Pérou

Soutien de l’I-SITE (ex-challenge 4, CIR4) et IRD. Coopération avec partenaires Péruviens.

Arequipa (Pérou, 1 110 000 habitants) est la plus grande ville sud-américaine exposée à une large gamme d’aléas naturels. Environ 200 000 citadins vivent dans des zones probablement affectées par les futures éruptions du volcan El Misti situé à 17 km du centre. Un projet de recherche pluridisciplinaire vise à prévoir les impacts des retombées et des écoulements sur le bâti vulnérable. Nous avons choisi l’éruption vulcanienne de 1440–1470 CE et celle, Plinienne, de 2070 ans BP dans le but d’élaborer les scénarios probables des impacts des retombées du Misti sur les toits et l’habitat. Ces impacts dépendent du style éruptif, de la hauteur de la colonne, de la direction et vitesse du vent, ainsi que de la résistance mécanique des toits. Les estimations des niveaux d’endommagement des toitures et les gammes de coûts s’appuient sur les types structuraux et les classes de vulnérabilité. Les simulations des écoulements hyperconcentrés (EHCs) et des coulées de débris (CDs) reposent sur trois modèles d’écoulement moyenné sur la profondeur (Titan2F, VolcFlow, et FLO-2D) le long de deux vallées prenant leur source sur le flanc SW du Misti et traversant la ville d’Arequipa. Trois scénarios d’écoulements reposent sur les paramètres tirés d’une base de données issus de 39 événements récents et lahars historiques. Les résultats des simulations de trois EHCs et CDs de volumes différents indiquent l’étendue et la trajectoire dans la ville, les profondeurs d’inondation (≤4.6 m), les vitesses (≤9 m/s), ainsi que la pression dynamique pouvant atteindre 100 kPa. La sinuosité et les rétrécissements des chenaux de ravine à proximité des ponts ont provoqué des débordements dans quelques secteurs densément urbanisés. Les impacts potentiels sur l’habitat sont tirés d’une gamme de pression dynamique des EHCs et CDs, ainsi que des mesures de résistance des matériaux de construction. Enfin, nous avons estimé le coût de la perte des édifices selon différents scénarios. Les résultats devraient permettre aux décideurs d’améliorer la planification urbaine, notamment les procédures de réhabilitation, la mise en œuvre d’ouvrages de défense et la politique de relocalisation.

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Modeling Tephra Fall and Sediment-Water Flows to Assess Their Impacts on a Vulnerable Building Stock in the City of Arequipa, Peru. DOI: https://doi.org/10.3389/feart.2022.865989