Les premiers pas dans une maison sont importants. Lorsqu’il s’agit d’évaluer le risque d’inondation dû aux ouragans, l’élévation du premier étage peut être un facteur clé. Des agences telles que l'Agence fédérale américaine de gestion des urgences (FEMA) s'appuient sur des données telles que l'élévation du premier étage dans leur programme Hazus de modélisation des dommages.
Un nouvel ensemble de données sur les dommages causés avant et après l'ouragan et l'élévation du premier étage des maisons et des bâtiments d'une ville du sud-ouest de la Floride a reçu un DesignSafe Dataset Award 2025, qui a reconnu les diverses contributions de l'ensemble de données à la recherche sur les risques naturels.
« Cet ensemble de données est unique », a déclaré Mehrshad Amini, professeur adjoint au Département de génie civil et environnemental de l'Université de Rhode Island. « Nous avons rassemblé des données à très haute résolution sur les dommages au niveau des composants et sur l'élévation du premier étage de près de 3 400 bâtiments de Fort Myers qui ont été touchés par l'ouragan Ian (2022). »
Daniel Cox et Andre Barbosa du College of Engineering de l'Oregon State University ; et Sebastiao Appleton Figueira de Stantec ont co-publié avec Amini l'ensemble de données primé : PRJ-5700 | Évaluation virtuelle des dommages et estimation de l'élévation du premier étage : application à Fort Myers Beach, Floride et à l'ouragan Ian (2022). L'ensemble de données est accessible au public sur la cyberinfrastructure NHERI DesignSafe.
« Cet ensemble de données est, à ma connaissance, le plus grand ensemble de données d'élévation du premier étage accessible au public pour les bâtiments », a ajouté Amini. « Après le processus d'assurance qualité et le contrôle qualité, nos estimations de l'élévation du premier étage sont plus précises qu'un inventaire national, comme l'Inventaire national des structures, qui est accessible au public. »
De plus, l'ensemble de données du chercheur montre que les dommages causés aux bâtiments par les ouragans sont fortement corrélés à la distance du rivage, à l'élévation des fondations et à l'âge de la construction, variables importantes à prendre en compte dans les études futures.
Évaluation virtuelle des dommages
Le concept directeur derrière l’ensemble de données est l’évaluation virtuelle des dommages, ce qui s’apparente à une évaluation des dommages post-ouragan sans être physiquement sur le site.
Au cours du processus de collecte de données, Amini et son équipe ont formé des étudiants en génie de premier cycle pour évaluer les dommages. La formation comprenait la sélection des coordonnées du bâtiment, l'évaluation des caractéristiques du bâtiment telles que le nombre d'étages, la vérification si le bâtiment a été emporté ou non et, dans le cas contraire, la navigation à travers différentes ressources d'imagerie, la réalisation d'une évaluation des dommages, le rapport des ressources sélectionnées utilisées pour l'évaluation virtuelle des dommages et la documentation de l'observation des dommages et des défis tels que si la vue du bâtiment est bloquée par des débris.
« Nos résultats montrent que les étudiants en ingénierie formés peuvent effectuer une évaluation des dommages de manière aussi fiable que les experts, tout en produisant des résultats plus rapides et à un coût bien inférieur », a déclaré Amini.
L’équipe de l’ensemble de données a collecté des images de drones au niveau de la rue et des images satellite de la NOAA accessibles au public, des données sur les risques liés aux hautes eaux collectées par l’US Geological Survey et le réseau NHERI Structural Extreme Events Reconnaissance (StEER), des données au niveau de la Homeland Infrastructure Foundation-Level, et bien plus encore.
Défis liés aux données
L'équipe a rencontré des difficultés en matière de données en essayant d'évaluer les dommages à l'échelle communautaire, couvrant autant de bâtiments en bord de mer à Fort Myers, en Floride. que possible. Les défis comprenaient une qualité d'image incohérente due au manque de séquences et de données après l'ouragan Ian.
« NHERI StEER était la meilleure ressource que nous avons utilisée pour l'évaluation des dégâts », a déclaré Amini. Pour certaines régions qui n'étaient pas couvertes, son équipe s'est rendue sur le terrain et a installé une caméra GoPro au sommet d'une voiture pour obtenir une autre couche d'images afin d'assurer une couverture de tous les bâtiments.
Données sur les dommages au niveau des composants
L'ensemble de données qu'ils ont collecté comprend des évaluations des dommages au niveau des composants sur le toit, les murs, les fondations, les ouvertures, le type de bâtiment, le type de fondation et l'état général des dommages au bâtiment, tous classés séparément.
« L'un des éléments importants concerne les informations sur l'élévation du premier étage, qui sont utiles pour les modèles de prévision des dommages, tels que les fonctions de dommages en profondeur de la FEMA », a déclaré Amini. En effet, ce premier étage détermine le risque d'inondation, car c'est le point d'entrée le plus bas de la montée des eaux de crue.
Il a cité un autre exemple en Floride appelé Elevation Certificate, dans lequel les nouveaux bâtiments doivent documenter les données d'élévation du premier étage planifiées avec un ingénieur ou un géomètre avant qu'un permis ne soit accordé pour une maison.
DesignSafe : une plateforme fiable
« DesignSafe nous a fourni une plate-forme fiable pour stocker et partager notre vaste ensemble de données », a ajouté Amini. « De plus, DesignSafe prend en charge le contrôle de version, ce qui nous a permis de garantir que les données sont mises à jour et restent aussi précises que possible. Cette capacité à partager des données détaillées et précises avec la communauté de recherche et d'ingénierie est très précieuse. »
« DesignSafe a également fourni des commentaires et des instructions utiles sur la conservation de l'ensemble de données afin de le maintenir et de le gérer pour une utilisation maximale par les chercheurs, les développeurs de modèles et les praticiens travaillant sur le risque d'ouragan, la résilience et la prévision des dommages », a déclaré Amini.
Il a ajouté qu'il espère que l'ensemble de données sera utilisé pour valider et améliorer les modèles de dommages et de pertes à l'échelle communautaire, tels que FEMA Hazus, In-Core et R2D. Les données peuvent être utilisées pour développer de nouveaux modèles probabilistes de dommages, appelés fonctions de fragilité, qui peuvent aider à prédire les dommages causés aux bâtiments par les effets des surtensions et des vagues.
« Nous espérons également son utilisation pour l'IA ou l'apprentissage automatique à l'avenir par des chercheurs axés sur l'utilisation des dernières technologies avancées pour la prévision des dommages », a ajouté Amini.
Résultats de la recherche
Amini et son équipe ont publié les résultats de leur recherche virtuelle d'évaluation des dommages soutenue par DesignSafe dans la revue Natural Hazards Review en février 2025.
« J'ai participé à différentes conférences et ateliers au cours desquels les chercheurs utilisent cet ensemble de données pour mieux modéliser la caractérisation des risques et les dommages causés à l'intérieur des terres. Par exemple, de nombreux modèles de risques utilisant une modélisation hydrodynamique avancée n'incluent pas l'existence de bâtiments dans leurs modèles. Notre ensemble de données aide les chercheurs à étudier ces effets », a déclaré Amini.
Les planificateurs de la résilience prennent également note de l'endroit où Amini a rencontré un urbaniste à Fort Myers pendant l'étude pour s'assurer qu'ils répondent aux besoins et aux préoccupations de la communauté, ainsi que pour partager l'ensemble de données avec eux.
Selon Amini, « De bonnes données permettent d'obtenir de meilleurs modèles, et de meilleurs modèles sauvent des vies et réduisent les coûts. Nous avons encore besoin de plus de données pour garantir que nous couvrons tous les types de bâtiments et toutes sortes d'environnements bâtis différents dans les régions côtières. »
