Retour au blog BIM & IFC
Outils & comparatifs · 2026-10-27 · 8 min
Pluie critique pour les glissements de terrain à partir d'un MNT et d'un KMZ, dans le navigateur
Combien de pluie faut-il pour que le versant au-dessus d'une école cède ? À partir d'un modèle de terrain et d'un KMZ de la zone d'étude, le navigateur calcule le ruissellement, la probabilité de glissements superficiels et le trajet probable d'une lave torrentielle au fil de l'orage, et donne à chaque logement, école, centre de santé et route sa pluie critique.
Maquette 3D de la quebrada Quirio à Chosica (Pérou), découpée dans le relief avec des parois de terre : versants colorés du vert au rouge foncé selon la probabilité de glissement, eau en bleu dans les ravins, étiquettes des logements, écoles, poste de santé et route exposés
Là où la pluie tombe sur des versants raides et nus au-dessus d'une ville, le danger n'est pas seulement l'eau. Le sol lui-même cède, et ce qui commence par un petit glissement sur le versant peut descendre un ravin sous forme de lave torrentielle et atteindre les maisons à son débouché. L'expliquer aux habitants, et à ceux qui décident quand les alerter, est difficile avec une carte statique.
Cet outil le montre pendant que cela se produit. Vous lui donnez la zone d'étude en KMZ, il prend le terrain de la carte et fait avancer un orage pas à pas : quelle part de la pluie ruisselle, quels versants deviennent instables à mesure que le sol absorbe le reste, où une lave torrentielle partie d'eux irait, et à quelle pluie cumulée chaque logement, école, centre de santé et route est atteint pour la première fois.
L’essentiel
- Ruissellement par le numéro de courbe SCS, rupture des versants par la pente infinie avec Monte Carlo, lave torrentielle par un angle d'atteinte : des méthodes standard et documentées.
- Chaque élément exposé du KMZ reçoit une pluie critique et sa cause : glissement, lave torrentielle ou ruissellement. Export en CSV et GeoJSON.
- Les versants qui cèdent même sans pluie sont montrés à part : aucun seuil de pluie ne les décrit.
- Il tourne dans le navigateur en quelques secondes et ne demande aucun modèle IFC. Il est indicatif : il ne remplace pas une évaluation officielle des risques.
Quebrada Quirio, Chosica, à la fin d'un orage de 40 mm. Le relief est réel ; les repères sont inventés pour l'exemple.
Ce qu'il faut fournir
- La zone d'étude en KMZ ou KML : un polygone pour sa limite (nommé « zone d'étude », « limite », « bassin versant »… ou simplement le plus grand) et des repères pour ce qui est exposé. Points, lignes et polygones sont lus, dans des dossiers ou non.
- Le terrain, issu du relief de la carte ou d'un MNT que vous importez (GeoTIFF ou grille ASCII). Sans modèle IFC chargé, le KMZ situe lui-même la scène et la carte s'ouvre sur la zone d'étude.
- L'orage, depuis les préréglages du panneau d'inondation ou dessiné à la main comme hyétogramme.
- Le sol : groupe hydrologique, humidité antérieure, cohésion, angle de frottement, épaisseur et poids volumique, avec des valeurs par défaut modifiables pour les sols résiduels sur pentes raides.
Les éléments exposés sont reconnus par leur dossier, leur nom, leur description ou leurs données : « vivienda », « I.E. », « colegio », « posta », « centro de salud », « carretera », « trocha » et leurs équivalents dans d'autres langues. Une ligne sans nom est prise pour une route. Sans KMZ, les écoles, centres de santé, logements et rues nommées viennent d'OpenStreetMap.
Comment chaque pas est calculé
| Étape | Méthode | Ce qu'elle donne |
|---|
| Ruissellement | Numéro de courbe SCS (TR-55), CN selon l'occupation du sol d'OpenStreetMap et le groupe de sol | Quelle part de la pluie tombée jusqu'ici ruisselle, et quelle part s'infiltre |
| Humidité | Eau infiltrée rapportée à la porosité drainable du sol, plus forte dans les creux qui collectent l'eau de l'amont | La fraction saturée de la couche de sol, maille par maille |
| Rupture du versant | Coefficient de sécurité de la pente infinie, 200 tirages Monte Carlo de c′, φ′, γ et de l'épaisseur du sol | La probabilité que le versant cède, P(FS < 1) |
| Lave torrentielle | Plus grande pente depuis les ruptures probables, arrêtée par un angle d'atteinte (12° par défaut) | Où vont les écoulements et où ils s'arrêtent |
| Pluie critique | Le premier pas où les mailles d'un élément cèdent, sont traversées par une lave ou dépassent une lame de ruissellement | Un seuil de pluie par élément, avec sa cause |
Le numéro de courbe donne la lame ruisselée pour la pluie cumulée jusque-là[tr55]. Ce qui ne ruisselle pas entre dans le sol et fait monter sa nappe, plus vite dans les creux qui drainent une grande surface en amont. Le modèle de pente infinie compare alors la résistance du sol à son poids sur la pente, l'eau réduisant le frottement[hammond]. Les propriétés du sol ne sont jamais connues exactement : chacune est tirée 200 fois autour de sa valeur, et la part des tirages où le versant cède est sa probabilité.
Les laves torrentielles partent de là où la pluie a fait céder le versant et suivent la plus grande pente. Elles s'arrêtent là où la ligne de leur source à leur front devient plus douce que l'angle d'atteinte : le rapport empirique entre dénivelé et distance que les laves torrentielles atteignent[corominas].
L'orage, pas à pas
La frise chronologique rejoue l'orage pas à pas. Aux premiers millimètres, seules quelques taches ressortent ; à la fin de l'orage, les faces raides au-dessus du ravin sont orange et rouges, et les trajets des laves torrentielles descendent d'elles jusqu'au fond de la vallée. Les étiquettes des éléments exposés passent au rouge au pas qui les atteint.
Premier pas de l'orage. Violet : terrain qui cède même sans pluie.
Après 250 mm cumulés. Les étiquettes passent au rouge quand la pluie atteint leur valeur critique.
Deux autres couches montrent les maillons de la chaîne. Ruissellement colore le terrain selon ce qui a ruisselé jusqu'ici et fait apparaître le réseau de drainage. Lave torrentielle montre où les écoulements issus des ruptures probables circulent (brun clair) et s'arrêtent (brun foncé).
Ruissellement à environ 120 mm cumulés : le réseau de drainage ressort.
Trajets et dépôts des laves après toute la pluie testée.
Les versants qui cèdent sans pluie
Dans l'exemple, avec le sol par défaut, 13,6 ha cèdent avant qu'une goutte ne tombe : des faces trop raides pour un sol de cette résistance, en réalité souvent de la roche ou une falaise. Le modèle ne peut leur donner de pluie critique, puisqu'aucune pluie n'est nécessaire, et les compter donnerait à chaque élément au pied d'une falaise un seuil presque nul. Ils sont montrés en violet, ne fixent pas de seuil et ne déclenchent pas de lave, et un élément posé dessus est signalé. C'est la classe « inconditionnellement instable » de SHALSTAB[shalstab]. Là où ils comptent, les paramètres de sol doivent venir du terrain.
Le tableau des pluies critiques
Le tableau liste tous les éléments exposés, les plus exposés d'abord : la pluie à laquelle ils sont atteints et par quoi. Dans l'exemple, avec les paramètres par défaut :
| Élément | Pluie critique | Cause |
|---|
| Carretera Central (tronçon) | 1 mm | Lave torrentielle |
| I.E. Inicial 520 | 7 mm | Glissement |
| I.E. N° 1201 | 70 mm | Glissement |
| Puesto de salud Quirio | 90 mm | Ruissellement |
| Logements (trois groupes) | 140 mm | Ruissellement |
Une route atteinte à 1 mm n'est pas une prévision qu'un millimètre la coupera : cela dit que les mailles qu'elle traverse sont sous des versants à la limite de l'équilibre dans ce modèle, la classe la plus sensible. C'est la valeur du tableau : un ordre de ce qu'il faut surveiller en premier. Calées sur des événements passés et des sols locaux, des valeurs comme celles-ci sont la base des seuils d'alerte précoce. Le tableau s'exporte en CSV et en GeoJSON, qui s'ouvre dans QGIS ou Google Earth.
Ce qu'il ne fait pas
- Il ne prévoit pas la pluie et ne dit pas quand un versant cédera. Il dit combien de pluie chaque lieu supporte avec les paramètres donnés.
- Il utilise un seul sol pour toute la zone, avec incertitude, pas une carte géologique. Affleurements rocheux, colluvions et remblais sont pareils pour lui.
- L'infiltration et les eaux souterraines sont simplifiées : pas d'écoulement latéral dans le temps, pas de drainage entre deux orages.
- Le relief global (environ 30 m) lisse les petits ravins et les faces raides. Un MNT local donne de meilleures pentes.
- Il ne remplace ni une évaluation officielle des risques, ni une étude de terrain, ni le calage propre d'un système d'alerte précoce.
Références
- Urban Hydrology for Small Watersheds (Technical Release 55) — USDA Natural Resources Conservation Service. La méthode du numéro de courbe et ses tables de CN par occupation du sol et groupe hydrologique.
- Level I Stability Analysis (LISA) Documentation for Version 2.0 — Hammond, Hall, Miller & Swetik, USDA Forest Service. Le coefficient de sécurité de la pente infinie avec des paramètres de sol incertains, évalué par Monte Carlo.
- A physically based model for the topographic control on shallow landsliding — Montgomery & Dietrich, Water Resources Research 30(4). Pluie critique à partir de la topographie et de la pente infinie ; la classe « inconditionnellement instable ».
- The angle of reach as a mobility index for small and large landslides — Corominas, Canadian Geotechnical Journal 33(2). Angles d'atteinte (H/L) des laves torrentielles et d'autres glissements.
Pluie critique pour les glissements de terrain à partir d'un MNT et d'un KMZ, dans le navigateur