Unravelling Flood impacts on critical infrastructures (en ce compris une introduction à la méthodologie de la recherche)

Abstract

Flood events pose a significant and growing threat to critical infrastructures, exacerbated by climate change and increasingly severe hydrological hazards. Despite the essential need for accurate risk management, the current flood damage estimation models predominantly focus on private properties, leaving a substantial gap in reliable methodologies for assessing public infrastructure losses. This thesis aims to bridge this gap by proposing a comprehensive methodology to evaluate direct flood damage to critical infrastructures, using the extended Meuse River Basin in the Wallonia region and the devastating 2021 flash floods as the primary case study. The study systematically defines relevant public infrastructure categories—including roads, railways, bridges, electricity facilities, water management systems, health infrastructures, and emergency stations. It conducts a thorough literature review of existing empirical and synthetic damage models (such as SSM-2015, FL-2006, Van Ginkel-2020, and HAZUS) to evaluate their geographical relevance, operational mechanisms, and reliability. By integrating geospatial databases (e.g., PICC and OpenStreetMap) with monetary valuation techniques adjusted for Purchasing Power Parity (PPP) and inflation, the research adapts and selects the most appropriate modelling approaches for the regional economic context. Ultimately, this work provides a tailored framework for regional authorities to quantify infrastructural flood risks, laying the groundwork for future data collection strategies and resilient disaster risk reduction policies.

Les inondations constituent une menace importante et croissante pour les infrastructures critiques, exacerbée par le changement climatique et l'intensification des aléas hydrologiques. Malgré le besoin crucial d'une gestion précise des risques, les modèles actuels d'estimation des dommages causés par les inondations se concentrent principalement sur les propriétés privées, laissant un manque important de méthodologies fiables pour évaluer les pertes d'infrastructures publiques. Cette thèse vise à combler cette lacune en proposant une méthodologie globale d'évaluation des dommages directs causés par les inondations aux infrastructures critiques, en prenant pour principale étude de cas le bassin étendu de la Meuse en Wallonie et les crues éclair dévastatrices de 2021. L’étude définit de manière systématique les catégories d’infrastructures publiques pertinentes, notamment les routes, les voies ferrées, les ponts, les installations électriques, les systèmes de gestion de l’eau, les infrastructures de santé et les services d’urgence. Elle effectue une analyse documentaire approfondie des modèles de dommages empiriques et synthétiques existants (tels que SSM-2015, FL-2006, Van Ginkel-2020 et HAZUS) afin d’évaluer leur pertinence géographique, leurs mécanismes opérationnels et leur fiabilité. En intégrant des bases de données géospatiales (par exemple, PICC et OpenStreetMap) avec des techniques d'évaluation monétaire ajustées à la parité de pouvoir d'achat (PPA) et à l'inflation, la recherche adapte et sélectionne les approches de modélisation les plus appropriées au contexte économique régional. En définitive, ce travail fournit aux autorités régionales un cadre adapté pour quantifier les risques d'inondation des infrastructures, jetant ainsi les bases de futures stratégies de collecte de données et de politiques de réduction des risques de catastrophe résilientes.