Les auteurs remercient la Mission pour l’interdisciplinarité du CNRS pour avoir financé la réalisation de cette recherche dans le cadre du Peps Humanité –Mathématiques – sciences de l’Information (HuMaIn 2013 et 2014).
1L’étude des comportements humains est un domaine de recherche ancien qui, longtemps, est resté du ressort de la philosophie et de la médecine. Depuis le xixe siècle et surtout le xxe siècle, différentes disciplines ont fait progresser la connaissance dans ce domaine parmi lesquelles l’éthologie, la psychologie, les neurosciences mais aussi plus récemment certains secteurs de la sociologie, de l’anthropologie, de l'économie, de la géographie et des sciences de l'éducation. Ainsi, de nombreuses recherches ont été menées en économie pour mieux comprendre les comportements du consommateur afin d’identifier les attentes des clients, en psychologie et sociologie pour appréhender les comportements en milieu de travail et identifier d’éventuels dysfonctionnements professionnels ou encore, pour prendre un dernier exemple, en neuropsychologie afin d’étudier les relations entre le cerveau, les fonctions cognitives et le comportement. En revanche, dans le domaine des risques et catastrophes, l’analyse des comportements humains est restée longtemps le parent pauvre de la recherche ; les travaux scientifiques ayant longtemps privilégié l’étude du risque sous le seul angle de l’aléa. Or, mieux comprendre les comportements humains et le rôle des interactions durant un évènement catastrophique constituerait une avancée appréciable pour la gestion des crises et la protection des populations civiles.
- 1 Une catastrophe ou un désastre est un risque qui se réalise. Nous utilisons ces deux termes comme d (...)
2Les recherches sur les comportements humains en situation de catastrophes ou de désastres1 et donc de stress portent soit sur :
- 2 Le MAB est un programme intergouvernemental sur l’homme et la biosphère (MAn and Biopshere) mis en (...)
3L’observation des réactions lors d’un évènement spécifique. On peut citer, sans volonté d’exhaustivité, les travaux sur les réactions de la population durant les bombardements aériens au cours de la seconde guerre mondiale (Janis, 1951), sur l’analyse et la comparaison des perceptions des évènements naturels dans le monde réalisées dans le cadre du programme MAB2 de l’UNESCO (Whyte, 1978), sur le tremblement de terre de Loma Prieta en 1989 (Bourque et Russel 1994 ; Mileti, 1991), sur les coulées de boue au Venezuela en 1999 (Revet, 2009), sur l’attentat terroriste ayant ciblé le World Trade Center en septembre 2001 (Ripley, 2008), sur la crue de septembre 2002 dans le Gard (Ruin, 2010) ou le tsunami de 2004 dans l’Océan indien (Leone et al., 2010), sur le cyclone Katrina en 2005 (Barsky et al., 2006) ou encore sur l’éruption volcanique du Karthala en 2006 (Morin et al., 2009).
4L’analyse d’un comportement type tel que le pillage ou la panique (Crocq, 2013 ; Hagenauer et al., 2011 ; Quarantelli, 2008 ; Provitolo, 2005 ; Helbing et al., 2000).
5Les objectifs scientifiques sont alors différents : dans le premier cas, il s’agit d’appréhender le panel de réactions comportementales pouvant se produire, de mettre en perspective les comportements les uns par rapport aux autres et de tenter ainsi de les quantifier. Dans le second cas, il s’agit d’identifier, voire de démontrer, la récurrence d’un comportement lors d’évènements différents, d’en révéler les causes et mécanismes généraux, et d’en décrire les différentes formes.
- 3 Dans son livre « La véridique histoire des compteurs à air », J.A. Cardon (2012) nous projette dans (...)
6Ces analyses reposent essentiellement sur une recherche empirique basée sur des recueils d’information issus soit des écrits des historiens, soit des témoignages (textes d’écrivain pour les évènements anciens, réalisation d’enquêtes avant et/ou après un désastre contemporain), soit de l’observation effectuée par des sauveteurs ou des journalistes sur le terrain ou par l’analyse de photos ou vidéos permettant d’identifier les réactions humaines lors de désastres. Les catastrophes, en augmentation depuis les années 70 (SwissRe, 2012), avec cependant une stagnation du nombre depuis une dizaine d’années et une décroissance des pertes humaines (Dauphiné, Provitolo, 2013), font malheureusement de la planète un véritable laboratoire in vivo. Mais, à l’inverse des Géosciences qui, de par l’augmentation des capacités d’observation physique, peuvent instrumenter la Terre et obtenir ainsi des données continues et en temps réel sur nombre d’aléas (notamment sur les tremblements de terre grâce aux capteurs sismiques), il est plus malaisé d’instrumenter en continu l’être humain dans l’attente d’un éventuel évènement catastrophique, ou dans l’espoir d’en éviter un, sauf à se projeter dans le monde futuriste de J.A. Cardon3. De même, il est difficile de créer artificiellement une catastrophe, ce qui réduit donc la possibilité d’observer, à partir de critères scientifiques, les conduites humaines. Enfin, en sus des limites inhérentes au recueil de l’observation, se pose le problème que cette récolte d’informations sur les comportements individuels et collectifs des personnes fournit essentiellement une information statique, ponctuelle et contextualisée. Elle permet difficilement d’embrasser la diversité des réactions humaines, adaptées ou non à la situation, pouvant se produire lors d’une catastrophe et surtout de considérer les séquences comportementales. Or, les recherches en neurosciences enseignent que l’être humain reste rarement figé dans un seul type de comportement ; on assiste plutôt à un enchaînement de réactions comportementales. Les premières relèvent le plus souvent de réactions instinctives (Laborit, 1994), ces dernières laissant ensuite la place aux réactions raisonnées (George et Gamond, 2011) en fonction des régions du cerveau impliquées dans le traitement de l’information (cerveau reptilien, limbique ou néo-cortex) (Noto et al., 1994 ; Soussignan 2011 ; Brosch et Sander 2011). Ce sont justement ces séquences comportementales, ces enchaînements de comportements instinctifs ou raisonnés provoqués par un évènement catastrophique qui ont retenu notre attention.
7Se pose alors la question : comment mieux cerner ces réactions humaines, qui complexes et difficiles à reproduire artificiellement (Crocq, 1994), sont hors de portée des démarches expérimentales de type in vivo ou in vitro. Face à ce constat, notre choix s’est porté vers des méthodes alternatives, basées sur les approches mathématiques et les méthodologies in silico (Agbossou et al., 2008). Il s’agit de créer des modèles mathématiques à partir desquels on simule des scénarios d’évolution en faisant varier tels ou tels paramètres, telles ou telles conditions initiales. L’ordinateur devient alors le laboratoire virtuel du chercheur et la simulation s’entend comme une expérimentation sur un modèle, une expérience numérique (Colonna, 1993). On retrouve là l’idée d’ordinateur macroscope de J. de Rosnay (1975), au sens où l’ordinateur, grâce à ses capacités de simulation, est un « outil d’observation directe de la complexité » (de Rosnay, 1995).
- 4 Ces résultats sont le fruit d’une recherche pluridisciplinaire menée entre géographes, mathématicie (...)
- 5 Un comportement collectif est ici entendu au sens de L. Crocq (1994) : « ces comportements, similai (...)
8Dans le cadre de cet article, nous présentons nos résultats de recherche4 relatifs à la modélisation conceptuelle et mathématique des différentes « séquences » de comportements humains collectifs5 susceptibles de se produire lors d’un évènement catastrophique. Nous montrons que ces séquences diffèrent en fonction des interactions entre les individus, des effets dominos et de l’éducation des populations (Burton et al., 1978) pour faire face aux évènements catastrophiques.
9Après avoir brossé dans une première partie le panorama des comportements humains en situation exceptionnelle de catastrophe, nous exposons dans une deuxième partie les trois réactions collectives qui retiennent notre attention, à savoir les comportements réflexes, de panique et contrôlés. Enfin, dans une troisième et dernière partie les modélisations graphiques et mathématiques de ces trois méta-comportements sont présentées et discutées.
10La situation exceptionnelle de catastrophe suscite des comportements qui sont en rupture avec les comportements du quotidien (Noto et al. 1994) ; ils sont de nature variée ; ils peuvent être isolés ou collectifs ; évoluer au cours du temps (enchaînement de comportements) et ils ont une durée limitée. Les comportements en situation de catastrophe sont donc discrets au sens où ils ont un début et une fin clairement observables (Rivière, 2006). Ces comportements particuliers sont liés à une pression hostile de l’environnement, souvent brutale et imprévisible (ex. tremblement de terre, tsunami local), parfois continue (ex. certains types de sécheresse), qui impose de nouvelles façons d’agir en état de stress.
11Afin de positionner notre recherche sur l’état des connaissances, nous allons tout d’abord préciser la notion de comportements humains et les facteurs influençant ces derniers en situation de catastrophe avant de présenter le panel de réactions humaines pouvant se produire et d’organiser cette connaissance sous la forme d’une typologie. Ce rapide tour d’horizon permettra de spécifier nos choix tant en termes de réactions à modéliser que de paramètres à intégrer dans la modélisation.
12Il existe aujourd’hui plusieurs définitions du comportement. Parmi celles-ci, N. Sillamy (1993) indique que le comportement humain correspond aux « réactions d’un individu, considéré dans un milieu et dans une unité de temps donnée à une excitation ou un ensemble de stimulation ». K. Lewin (1936), quant à lui, définissait le comportement de façon encore plus générale avec : C = f (P,E). Le comportement C dépend ainsi à la fois de la personne P et de son environnement E, et non pas uniquement de l’un ou de l’autre de ces paramètres. Cette formalisation permet de prendre en compte l’environnement au sens large du terme (environnement physique, social, spatial, temporel) et les caractéristiques des individus (résistance physique, culture, expérience) comme paramètres conditionnant les réactions des populations humaines. Relativement au domaine des catastrophes, ces paramètres relèvent des catégories suivantes :
- 6 Les télétsunamis sont capables de détruire les côtes à des milliers de kilomètres de la source.
13La nature de l’aléa et les phases temporelles de la catastrophe (paramètre E). En tant que réaction à un environnement, les comportements humains sont souvent identifiés à partir de l’observation d’un évènement spécifique, évènement qui est lui même classé selon l’origine du risque (on distingue classiquement les risques d’origine naturelle ou technologique, les risques de société et du vivant). Mais, pour comprendre les réactions comportementales en situation de stress, le critère de l’origine du risque est trop restrictif. Il doit être mis en regard avec les phases temporelles de la catastrophe, non pas celles de ses mécanismes, mais celles liant les victimes à l’évènement. D.D. Baumann et J.H. Sims (1974) ont en effet montré, lors d’enquêtes menées aux Etats-Unis et à Porto Rico sur la perception des ouragans, que la population envisage de réagir différemment avant, pendant et après la manifestation de cette menace. Les résultats de l’enquête ont également mis en avant le rôle partiel de la variable culturelle, variable qui ne modifie les stratégies de réponse que lors des phases ante et post catastrophe. Le facteur culturel ne semble pas « jouer » durant le désastre. A. Signorelli (1992) distingue ainsi la phase ponctuelle, celle de l’évènement, de la phase continue. Cette dernière correspond soit à la période de pré-évènement soit à celle de la situation avec l’objectif de « retour à la normalité, à la réorganisation de la vie sociale » (Signorelli, 1992). Durant ces deux phases, ponctuelle et continue, des comportements spécifiques apparaissent et se diversifient selon que l’évènement est annoncé (ouragans, tempêtes, certaines éruptions volcaniques et inondations, télétsunamis6) ou non (tsunamis locaux, tremblements de terre, explosions industrielles, nucléaires, ruptures de barrage…). Dans le premier cas, on observe des comportements raisonnés (George et Gamond, 2011) ayant notamment pour finalité de se préparer au danger, d’y faire face (évacuation organisée, lutte réfléchie contre les effets potentiels du désastre), tandis que dans le second cas, du fait de l’effet de surprise et de peur, les réactions sont plus instinctives (Laborit, 1994), immédiates et automatiques (sidération, fuite panique par exemple lors d'auto-évacuation non anticipée), tout au moins dans les premiers instants du choc.
14Les zones de la catastrophe (paramètre E). Les comportements humains diffèrent également en fonction du zonage de la catastrophe. L. Crocq (1994 ; 1998) distingue quatre zones, respectivement nommées : la zone d’impact, où les destructions matérielles sont très importantes, le nombre de victimes élevé et où la désorganisation sociale est la plus grande, la zone de destruction, où les dégâts matériels sont très importants mais où le nombre de blessés est moindre et l’organisation sociale très perturbée, et les zones marginale et extérieure qui sont généralement peu touchées par l’évènement (Fig.1). Ce zonage, appliqué spécifiquement au tremblement de terre, peut s’étendre à d’autres évènements, qu’ils soient d’origine naturelle ou technologique. Cependant, des sinistres ayant une empreinte spatiale limitée (exemple des naufrages) entrent difficilement dans cette catégorisation en zone. Comme le remarque R. Noto (1994), lors d’un naufrage, la zone d’impact se confond avec la zone de destruction. Ce fut bien le cas lors du naufrage du Concordia au large des côtes italiennes en 2012.
Figure 1 : Les zones de la catastrophe lors d’un tremblement de terre
Source : Crocq, 1994
15Les spécificités de la zone impactée (paramètre E). Les spécificités fonctionnelles de la zone soumise à la catastrophe telles que la densité du bâti, la présence d’espaces aérés, le type de constructions, la morphologie des réseaux viaires sont autant d’éléments, non exhaustifs, participant à influencer les réactions comportementales. Lors d’une inondation par débordement de cours d’eau, on pense par exemple aux possibilités d’évacuation verticale lorsque les logements sont construits au-dessus du niveau d’eau. Ce type d’évacuation n’est en revanche pas possible pour les pavillons de plain-pied, source de mortalité lors de la tempête Xynthia en 2010. Ces constructions amènent d’ailleurs aujourd’hui à réinterroger nos modes d’aménagement des territoires tant sur le choix des implantations que sur les types de constructions (Rapport Cour des Comptes 2012).
16Les caractéristiques des individus (paramètre P) et de la population (paramètre E). Les types de comportements varient également selon les facteurs physiques des individus (âge, agilité), les apprentissages et l’expérience (culture du risque), les croyances, la personnalité, les motivations propres à chacun (rejoindre sa famille, sauver ses proches, devenir un héros…), mais aussi la densité de population, sa composition.
17Trois de ces catégories ont été prises en compte lors de la construction du modèle mathématique présenté dans la dernière partie de cet article. Il s’agit de la nature de l’aléa, (les tsunamis locaux en tant qu’évènements imprévus et soudains ne pouvant faire l’objet d’alerte à la population sont retenus dans le cadre de la modélisation), des phases temporelles de la catastrophe (seules les réactions humaines se produisant pendant la manifestation de la menace sont analysées) et de son zonage spatial (le parti pris de cette recherche étant de focaliser l’attention sur les comportements se produisant au sein de la zone d’impact et de destruction). Ces choix ne sont pas anodins. A ce stade de la modélisation, nous avons opté pour l’intégration, dans le modèle mathématique, des paramètres généraux c’est-à-dire des paramètres non spécifiques à un territoire ou à des caractéristiques sociales, économiques et culturelles (âge, sexe, aires culturelles, niveaux de revenu, de richesse), ces dernières ne jouant d’ailleurs pas un rôle clef durant la menace mais davantage lors des phases ante et post catastrophe, comme l’ont démontré D.D. Baumann et J.H. Sims (1974).
18Afin d’analyser et comparer les réponses comportementales adoptées lors d'évènements catastrophiques, il est important de s’appuyer sur une classification qui apporte une certaine cohérence à la comparaison de différentes situations. En ce domaine, quelques travaux se sont intéressés à dresser une typologie des comportements observés durant différents évènements catastrophiques, qu’ils soient d’origine naturelle ou technologique. L. Crocq (1994) a ainsi catégorisé les réactions humaines selon les zones de la catastrophe dans lesquelles se situent les personnes (Tableau 1).
Tableau 1 : Les comportements humains en fonction des zones de la catastrophe
Zones de la catastrophe


Comportements humains


Zone d’impact


Inhibition, Stupeur, Prostration, Panique


Zone de destruction


Inhibition, Fuite centrifuge, Agitation, Panique


Zone marginale


Incertitude, Indécision, Rumeur, Exode


Zone extérieure


Sympathie, Convergence, Réparation


Source : Crocq, 1994
- 7 Les comportements inadaptés sont ceux ne constituant pas la meilleure réponse logique et rationnell (...)
19Bien que très pertinente, nous ne retenons pas cette typologie établie au regard du zonage spatial de la catastrophe pour asseoir nos modèles mathématiques car elle ne permet pas de répondre pleinement à notre problématique de recherche : celle d’intégrer la chronologie de l’évènement comme un rôle clef dans les réponses apportées à l’évènement et à la situation, celle de s’intéresser aux comportements adaptés et non adaptés7, celle de prendre en compte les enseignements des neurosciences, à savoir que l’être humain reste rarement figé dans un seul type de réaction.
20Pour tenir compte de ces différents aspects, Dubos-Paillard et Provitolo (à paraître) ont construit une typologie des comportements humains pouvant se produire dans les zones d’impact et de destruction d’une catastrophe. Cette typologie est organisée selon deux axes : les zones cérébrales impliquées dans les réponses comportementales d’une part, les phases temporelles de l’évènement et son alerte d’autre part (Fig.2). Le lecteur intéressé par son explication détaillée et la méthodologie utilisée pourra se reporter à l’ouvrage de Dauphiné et Provitolo (2013). Cette typologie est certainement imparfaite mais elle présente l’intérêt de répondre aux objectifs de la modélisation, ceux de simuler l’émergence, le maintien, le chaînage et la disparition des comportements interagissant les uns avec les autres.
21Ainsi,
a) au regard des zones cérébrales impliquées dans les réponses comportementales, ont été dissociés :
22Les comportements instinctifs : ils sont traités par la zone reptilienne du cerveau qui gère les Etats d’Urgence de l’Instinct (Laborit, 1994). Ils regroupent les comportements de fuite instinctive et de panique, de sidération, de lutte instinctive mais aussi les comportements d’automate (Vermeiren, 2007).
23Les comportements acquis et intelligents : ils sont gérés par le cortex préfrontal (George et Gamond, 2011) afin d’adapter, de façon réfléchie et non plus instinctive, les réactions à la perturbation. Cela concerne notamment les évacuations préventives ou spontanées et les réactions de fuite réfléchies qui sont associées, la recherche des proches ou des secours, les comportements de lutte contre les impacts potentiels du danger, de confinement (ex. opération de calfeutrage des ouvertures des bâtiments, constitution de stocks d’eau et de nourriture), de mise à l’abri (ex. rejoindre son domicile), et plus rarement les comportements dits « déviants » (ex. pillages, vols) ou de curiosité.
24b) au regard des phases temporelles de la catastrophe et du rôle de l’alerte. A chacune de ces phases, respectivement nommées « préalable au choc », « choc » et « postérieure au choc », correspond un certain nombre de comportements susceptibles d’être observés dans les zones directement impactées. Leur apparition varie cependant selon l’alerte ou non aux populations. Pour étayer nos propos, lorsqu’un danger est annoncé (ex. ouragans) mais que la distance temporelle entre sa manifestation et son annonce est importante, les réactions humaines sont davantage réfléchies qu’instinctives. En revanche, les comportements instinctifs se produisent lorsque l’évènement se rapproche dans le temps et l’espace et que les possibilités de bénéficier d’une pleine protection n’existent plus ou lorsque l’évènement se produit par « surprise » car il n’a pu faire l’objet d’une alerte préventive (ex. des tsunamis locaux qui prennent naissance près des côtes, des tremblements de terre). Précisons enfin qu’un comportement en période de catastrophe n’est pas spécifique à un niveau d’analyse. Il peut en effet se lire au niveau des individus, de la famille, du groupe ou de l’organisation. Etudier les comportements humains nécessite donc de s’intéresser autant aux comportements individuels, isolés, mais en rupture avec les comportements traditionnels, qu’aux comportements collectifs pré-programmés et hiérarchisés comme les plans rouges, ou au contraire émergents comme ceux se diffusant à l’ensemble d’un groupe (entraide, panique collective). De plus, tous ne sont pas systématiquement présents dans les situations de catastrophe que nous avons pu étudier.
Figure 2 : Typologie des comportements humains observés au sein des zones d’impact et destruction selon la temporalité de la catastrophe
Source : Dubos-Paillard, Provitolo, A paraître In Chemin de Tr@verse ; Provitolo, Dubos-Paillard, 2012
25Ce panorama des comportements humains en situation de catastrophe permet :
-
De mettre en lumière la multiplicité des paramètres intervenant sur les réactions humaines : certains, sont propres à la nature de l’aléa, aux phases et à l’emprise spatiale de l’évènement, d’autres sont propres aux caractéristiques des individus et à leurs interactions.
-
De brosser le panel de réactions humaines pouvant se produire et d’en proposer une classification par l’élaboration d’une typologie utile à la modélisation. Mais cette dernière, qui par définition est statique, ne permet pas de prendre en compte les dynamiques comportementales et les interdépendances entre les réactions humaines, alors même que les phénomènes de déphasages et de passages de l’une à l’autre sont au coeur de leur compréhension.
26Pour prendre en compte les spécificités de ces réactions, en rupture avec les comportements du quotidien, mais aussi et surtout les séquences comportementales et leur dynamique temporelle, nous proposons, dans la partie qui suit, un modèle macroscopique basé sur la théorie des systèmes dynamiques non linéaires.
27Pour réaliser un modèle, des choix doivent être faits. La catastrophe et les comportements humains étant deux systèmes dynamiques qui interagissent, il convient de les spécifier. Nous avons opté pour l’analyse des comportements se produisant dans les zones d’impact et de destruction considérées à ce stade comme un milieu fermé dans lequel la population est constante. Dans cet article, nous n’intégrons pas les dynamiques spatiales pouvant se mettre en place au sein de ou entre les différentes zones de la catastrophe, afin de se concentrer avant tout sur les différents comportements collectifs, et les processus de transition d’un comportement à l’autre durant une catastrophe. Pour la conception du modèle de comportements, nous avons retenu des aléas soudains pour lesquels la population n’a pas pu être informée. Les séismes, les tsunamis locaux et aussi, pour changer de domaine, les attentats, entrent dans cette catégorie. En effet, même si de nombreuses avancées ont été réalisées en matière de prévision des risques, il n’y a pas de méthode, à ce jour, qui permette de prévoir précisément leur occurrence. Or, l’alerte préventive favorise les comportements adaptés, raisonnés ou contrôlés (Fig.2). Lorsqu’un évènement imprévu se produit, des comportements instinctifs tels que la peur, la fuite panique, la sidération s’emparent de la population. Si cet état peut être de courte durée pour certains individus qui évoluent rapidement vers des comportements contrôlés, il peut durer relativement longtemps pour d’autres et surtout se diffuser très rapidement, notamment dans le cas de la panique.
28Au vu de ces éléments et de la typologie proposée, nous privilégions dans le modèle les trois méta-comportements présentés ci-après :
29Les comportements Réflexes : Ils correspondent à l’ensemble des comportements instinctifs présentés dans la typologie (Fig.2). Les réactions réflexes déclenchées lors d’un danger permettent à l’organisme de réagir extrêmement vite, soit en s’enfuyant le plus rapidement possible, soit en luttant de façon automatique, soit en étant sidéré et physiquement incapable de se mouvoir dans l’espace ou ayant pour seule mobilité un lent déplacement centrifuge (Crocq, 1994). On a pris ici le parti de « globaliser » tous ces comportements réflexes, et ce malgré leur diversité, exception faite des comportements de panique qui font l’objet d’une analyse spécifique.
30Les comportements de Panique : Pourquoi ce focus sur la panique qui relève également des comportements instinctifs ? Tout d’abord car la panique fait l’objet de débat au sein de la communauté scientifique, avec deux positionnements distincts : pour certains chercheurs, la panique n’existe pas, pour d’autres la panique se déclare lors d’évènements catastrophiques. Nous n’examinerons pas ici dans le détail les raisons de ce débat qui oppose l’Ecole américaine à l’Ecole française (Dupuy, 1991). En revanche, la récente parution de l’ouvrage de Crocq (2013) entièrement dédié aux paniques collectives conforte notre positionnement scientifique (Provitolo, 2005) relatif à l’existence de comportements de panique en contexte de danger. Pour démontrer que la panique se déclare lors d’évènements catastrophiques, Crocq (2013) a décrit plus d’une trentaine de catastrophes, qu’elles soient d’origine naturelle, technologique ou le résultat de combat militaire. Il ressort de ces observations que « la panique collective de fuite existe bel et bien ». Elle « peut saisir des groupes d’effectif restreint aussi bien que des foules entières. Elle peut se produire aussi bien dans un local que dans une salle de spectacle, dans une ville sinistrée par un incendie gigantesque, ou dans un pays fuyant une invasion ennemie » (Crocq, 2013). De plus, la panique a un « statut » un peu particulier car si cette réaction n’est pas la plus fréquente, elle est en revanche crainte car difficile à enrayer une fois déclenchée (Crocq, 1994). Ce type de réaction s’avère dès lors dangereuse pour la population qu’elle frappe (piétinement, écrasement, fureur) et ce particulièrement dans le cas de foule déjà formée. Enfin, dans une foule, la panique collective émerge via des processus d’imitation et de contagion, processus bien connus de la psychologie des foules et ayant fait l’objet d’une traduction psychologique sous le terme de contagion émotionnelle (Hatfield et al., 1994). Par le fait des mécanismes en jeu, l’extinction d’une panique collective est ainsi « plus liée à sa dynamique interne qu’à l’éloignement du danger » (Crocq, 1994).
31Les comportements Contrôlés : Ils sont régis par le cortex préfrontal qui prend le relais du cerveau reptilien (Berthoz et Grèzes, 2011). Les réactions réflexes prises sous le coup de la surprise et de l’irruption du danger (Crocq, 1994) laissent ainsi place aux réactions contrôlées, raisonnées, intelligentes. On a pris ici le parti de « globaliser » tous les comportements sociaux raisonnés, et ce malgré leur diversité (Fig.2).
32Ces comportements seront représentés comme un système complexe formé de parties en interactions. Ils peuvent être produits par différents mécanismes : l’agrégation simple (dénombrant des comportements individuels identiques), la causalité (afin de prendre en compte la succession possible de réactions comportementales), l’imitation et la contagion (processus résultant des interactions et processus d’imitation entre les individus). Enfin, comme dans le cas de la résolution de problème, les comportements face aux dangers ne se produisent pas tous en même temps, ils apparaissent dans un certain ordre, telles des séquences.
33Pour prendre en compte ces séquences comportementales, il convient d’intégrer la dimension du temps de l’amont à l’aval d’un désastre (Fig.3), et d’analyser les réactions humaines comme une chaîne de comportements qui apparaissent dans un certain ordre : le passage du comportement du quotidien aux comportements réactifs en situation de catastrophe puis le retour aux comportements du quotidien lorsque le site sinistré et ses environs retrouvent un fonctionnement proche d’un nouvel équilibre.
Figure 3 : Le cycle des réactions comportementales au regard des phases du risque et de la catastrophe
34On retrouve également cette organisation en séquence lorsque les réactions comportementales se mettent en place dans l’urgence d’une situation réelle : les comportements réflexes se déroulent sur une période brève. Ils sont suivis des comportements raisonnés et/ou de comportements donnant lieu à la panique. Mais ces séquences doivent être appréhendées comme un mécanisme en boucle, et ce pour deux raisons essentielles. D’une part, selon l’évolution de la situation, et notamment dans le cas d’enchaînement d’évènements, les individus ayant adopté un comportement « intelligent » peuvent momentanément, face à un nouveau danger, ré-adopter un comportement réflexe. D’autre part, le mécanisme de causalité qui permet de prendre en compte la succession possible de réactions comportementales, n’est pas le seul mécanisme en jeu. La « contagion émotionnelle » (Hatfield et al. 1994) vient également brouiller les pistes des séquences comportementales. « La contagion émotionnelle renvoie au fait que la perception d’une expression émotionnelle déclenche chez l’observateur l’imitation automatique de cette expression ; elle désigne ainsi le phénomène de propagation d’une émotion d’un individu à un autre » (Provitolo et al., 2012). Lors d’un comportement de type panique de foule, la circulation d’une émotion, va ainsi, peu à peu, transformer une somme d’individus, aux réactions individuelles diverses, en un groupe agissant collectivement. On retrouve bien là le rôle de l’environnement humain dans les dynamiques comportementales.
35L’ensemble de ces aspects nous a amené à concevoir les réactions comportementales comme un cycle (Fig.4) en situation exceptionnelle de catastrophe.
Figure 4 : La boucle de rétroaction entre les comportements réflexes, raisonnés et de panique
36Dans une perspective dynamique et non plus statique comme les typologies, le modèle mathématique que nous avons élaboré décrit l'évolution des différents éléments comportementaux considérés par des équations différentielles ordinaires.
37Pour des soucis de pédagogie et de compréhension pluridisciplinaire entre géographes, mathématiciens et informaticiens, nous proposons tout d’abord un modèle graphique décrivant les trois méta-comportements en situation exceptionnelle de catastrophe avant de les formaliser mathématiquement.
38Le modèle graphique (Fig.5) correspond à une population d’individus représentés par leur comportement à différents instants t. On distingue les comportements du quotidien Q, les comportements émotionnels non contrôlés x et z et les comportements contrôlés y. Ainsi, durant la catastrophe, la population, initialement en Q1 évolue, selon différentes modalités, au sein des trois sous-populations x, y et z. Les effectifs de chaque sous-population varient en fonction de t. Durant l’évènement, la dynamique du système est matérialisée par des transitions entre ces sous-populations. On distingue les transitions récurrentes à toutes les catastrophes et réactions comportementales comme les processus de causalité (B1, B2, C1, C2), d’imitation et de contagion (α, δ, µ), des transitions utilisées spécifiquement pour traiter des effets dominos (s1 et s2) et qui ralentissent le retour à une situation pseudo-normale en Q2. Le déclenchement de la catastrophe est représenté par une fonction de forçage γ dont la forme pourra varier selon les spécificités de l’aléa (aléa à cinétique rapide ou lente, prévu ou non). Ces aspects sont explicitement détaillés dans la partie suivante.
Figure 5 : Modélisation graphique et mathématique de trois méta-comportements (PCR : Panique, Contrôlés et Réflexes) et des transitions entre chacun d’eux
39Le tableau ci-dessous (Tab.2) fournit un récapitulatif des différentes composantes du modèle.
Tableau 2 : Identification et qualification des variables et fonctions
Les variables d’état


Qualification des variables et fonctions


Q1(t)


Les individus dans leur comportement quotidien au démarrage de la simulation


Q2(t)


Les individus qui retrouvent un comportement « pseudo-normal » après avoir réagi à l’évènement


x(t)


L’effectif des comportements « Réflexes » à un instant t


y(t)


L’effectif des comportements « Contrôlés » à un instant t


z(t)


L’effectif des comportements « de Panique » à un instant t


Les relations de causalité et les effets dominos


B1


Des comportements réflexes vers les comportements contrôlés


B2


Des comportements réflexes vers les comportements de panique


C1


Des comportements de panique vers les comportements contrôlés


C2


Des comportements contrôlés vers les comportements de panique


s1


Des comportements contrôlés vers les comportements réflexes


s2


Des comportements de panique vers les comportements réflexes


γ(t)


La fonction de forçage permettant de représenter le type d’aléa


ϕ(t)


La fonction de passage de y(t) à Q2(t)


Les processus d’imitation et de contagion


α


Les processus d’imitation et de contagion entre x et y


δ


Les processus d’imitation et de contagion entre x et z


µ


Les processus d'imitation et de contagion entre y et z


40La figure 6 présente la formalisation mathématique du modèle graphique.
Figure 6 : Formalisation mathématique des trois méta-comportements en situation exceptionnelle de catastrophe
- 8 Le modèle de base de propagation d’une épidémie est appelé SIR, où S désigne les individus Suscepti (...)
41Dans ce modèle mathématique, la population Q est composée de N individus et est constituée de deux sous-populations nommées Q1(t) et Q2(t). La variable Q1(t) désigne le nombre d’individus dans leur comportement quotidien. Ainsi, juste avant que la catastrophe ne se produise, toute la population est dans cet état, donc Q1(0) = N. Tous ces comportements vont ensuite se transformer en comportement réflexe x(t) du fait de l’effet de surprise de la catastrophe. Cet aspect serait à moduler si la catastrophe était annoncée (dans ce cas, on pourrait avoir dès le départ des comportements contrôlés y(t) de type confinement, lutte contre les dégâts potentiels etc). La variable Q2(t) désigne les individus qui retrouvent leur comportement « pseudo-normal » après avoir réagi à l’évènement. Q2(t) est alimenté uniquement par les comportements contrôlés y(t). En effet, un individu a besoin de récupérer la maîtrise de soi afin de retrouver son comportement antérieur à l’évènement. La fonction ϕ(t) formalise le passage de y(t) à Q2(t). Une fois que l’on est en Q2 on ne « reboucle » plus dans le système (cela correspond aux immunisés définitifs des modèles SIR8). Dans la réalité, les catastrophes résultent souvent d’effets dominos (Dauphiné, Provitolo, 2013), ce qui nécessiterait, pour rendre le modèle plus réaliste, de déclencher de nouvelles perturbations avec un délai et de réinjecter ainsi tout ou partie de Q2(t) dans le système.
42L’aléa est représenté par une fonction de forçage γ(t) qui peut être discrète ou continue. Par exemple, un tsunami local peut être assimilé à un évènement de type forçage discret (quand il n’y a pas de signe annonciateur et donc absence d’annonce de l’arrivée de l’évènement). En revanche une inondation de plaine qui est annoncée plusieurs heures à l’avance sera modélisée par un forçage lent (continu).
43Pour ce modèle, nous posons comme hypothèse qu’au moment où l’évènement se produit, du fait de sa nature soudaine et imprévue, l’ensemble de la population impactée va adopter une réaction comportementale de type « Réflexes » (x) qui va trancher avec les comportements des occupations quotidiennes (Q) de la phase antérieure. Le déclenchement s’exprime par la fonction logistique paramétrée par la fonction γ(t) qui va caractériser la brutalité et la rapidité de l’évènement (ici un tsunami local sert de cadre de référence). On matérialise les boucles de rétroaction qui permettent de maintenir le stress de la perception de la catastrophe par les flèches étiquetées s1 et s2 (Fig.5). Ici ces paramètres s1 et s2 sont constants, néanmoins un modèle plus évolué consistera à les faire varier en fonction du temps.
44Une fois que la population se trouve dans le comportement réflexe, une partie B1 peut évoluer vers des comportements contrôlés, une autre partie B2 vers des comportements de panique. De là même manière, une partie C1 de la population paniquée peut passer à un comportement contrôlé. Inversement, une partie C2 peut aller dans l’autre sens (de contrôlé à paniqué).
45Les précédentes transitions sont des liens de causalité, nous définissons maintenant les processus d’imitation et contagion : α, δ, µ. La constante α traduit le processus d’imitation entre les comportements réflexes x et les comportements contrôlés y, processus qui est modélisé à l’identique d’une propagation épidémiologique. L’imitation s’effectue dans les deux sens et est modélisée sous la forme α.f1(x(t)).y(t). Cette modélisation permet de favoriser l'imitation dans un sens donné, x vers y par exemple. En effet, dans nos tests numériques, nous pouvons supposer qu'il faut au moins 55% de comportements réflexes pour que les individus ayant adopté des comportements intelligents se mettent à imiter des réactions réflexes (fuite panique, sidération etc). La constante δ traduit de la même manière le processus d’imitation entre les comportements réflexes et les comportements de panique. L’imitation est modélisée par la fonction δ.f2(x(t)).z(t). Enfin, la constante µ traduit le processus d'imitation entre les comportements contrôlés et les comportements paniqués sachant que ce processus a surtout lieu dans le sens des comportements de panique vers les comportements contrôlés. Il est modélisé par le terme µ.g(y(t)).z(t).
46Les données permettant de calibrer le modèle sont rares et se contredisent parfois. On peut distinguer deux groupes de données quantitatives, à savoir celui relatif aux pourcentages de population adoptant un certain type de comportement et celui relatif à la durée des comportements.
47Ces différents types de comportements humains peuvent se manifester dans des proportions variables en fonction des situations catastrophiques, de la soudaineté de la menace, de la composition du groupe dans des conditions d’urgence, des aptitudes individuelles pour comprendre le danger, de la connaissance de l’environnement. Réponse plus ou moins adaptée à la catastrophe, les comportements modifient la vulnérabilité de la population ou au contraire sa résilience selon leur adaptation à la situation.
48S. Boyd (1981) estime que dans la plupart des catastrophes : « 15% des individus manifestent des réactions pathologiques patentes, 15% conservent leur sang froid et 70% manifesteraient un comportement apparemment calme mais répondant en fait à un certain degré de sidération émotionnelle et de perte de l’initiative qui relève du registre pathologique ». En revanche, un rapport de l’ingénierie de la sécurité incendie (PN ISI, 2012) fait état de 10 à 15% de personnes ayant des comportements anormaux ou présentant des états confusionnels, de 12 à 25% réagissant correctement et de 75% de personnes pétrifiées, inhibées ou hébétées. Enfin, selon J.S. Tyhurst (1957), en situation exceptionnelle, 10 à 25% des individus présentent des comportements inadaptés, 12 à 25% réagissent de façon adaptée, et 75 % ont une réaction apparemment normale mais dans la réalité non réfléchie. Si les valeurs varient à la marge selon les sources bibliographiques, toutes révèlent la diversité des réactions avec une prépondérance des comportements réflexes. Ces données étant à moduler au regard de l’influence des différents paramètres de notre modèle, nous optons pour des fourchettes de valeurs, avec :
x(t) = 50 à 75 % de la population
y(t) = 12 à 25 % de la population
z(t) = 12 à 25 % de la population
49A notre connaissance, il n'y a pas de donnée disponible pour quantifier les mécanismes de transitions d’un état de comportement à l’autre.
50Ces différentes réactions sont de durée variable (Vermeiren, 2007), avec :
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x(t) = la durée du comportement réflexe varie de quelques minutes à 1 heure. Le plus souvent ce type de comportement ne dépasse pas 15 minutes. Mais il peut durer plus longtemps notamment lorsqu’il correspond au délai d’évacuation d’une région sinistrée. Dans ce cas on voit alors réapparaitre progressivement un retour aux comportements d’entraide et de recherche des proches et des sinistrés (Crocq, 1994).
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z(t) = la durée du comportement de panique varie de quelques minutes à 1 heure. Le plus souvent ce type de comportement ne dépasse pas 15 minutes. La panique collective se résout généralement spontanément. Cependant, parfois une intervention énergique extérieure permet à la population paniquée z(t) de retrouver un état de calme dans la prostration ce qui explique que cette dernière repasse par un comportement d’automate x(t) avant d’adopter un comportement contrôlé y(t).
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- 9 Dans certaines situations, les comportements de sidération peuvent durer plusieurs jours.
x(t) + z(t) = la durée du comportement émotionnel non contrôlé ne dure pas plus d’1h30 en général. Dans le cadre de ce modèle, nous partons en effet de l’hypothèse qu’un individu ne peut pas rester 1 heure dans un comportement réflexe et encore 1 heure dans un état de panique9.
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y(t) = la durée du comportement contrôlé varie de quelques minutes à plusieurs heures, selon la reprise des rôles et des missions par les acteurs institutionnels.
51D’une manière générale, ces données peuvent être utilisées comme des entrées du modèle ou comme des résultats vers lesquels il faudrait tendre, ce qui est notre cas dans le modèle que nous proposons. Il s’agit donc de retrouver les valeurs des paramètres pour obtenir les données en sortie. Ces résultats sont présentés dans Verdière et al., 2014.
52Lors d’une catastrophe, les réactions humaines ont pour finalité de faire face à une situation exceptionnelle par des comportements différents de ceux du quotidien, qu’il s’agisse par exemple de fuir le danger même sous l’emprise de la panique, de pallier le nombre insuffisant d’équipes de pompiers et de secouristes professionnels en cherchant les victimes dans les décombres, de lutter contre les effets d’une inondation, d’évacuer à la demande des autorités ou spontanément une zone dangereuse lors de catastrophes technologiques etc.
53Mais l’observation de ce nombre restreint de comportements humains lors de catastrophes ne fournit qu’une connaissance fragmentaire car « les fragments ont été recueillis au hasard des circonstances » (Regnier, 1968) et ne révèle rien sur les séquences comportementales.
54Face aux limites de l’observation, nous avons formalisé graphiquement et mathématiquement les comportements collectifs pouvant se produire dans la zone d’impact d’une catastrophe et lors d’un évènement soudain. Ces formalisations permettent :
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De prendre en compte les contraintes de la situation dans laquelle les réactions comportementales vont se situer,
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D’analyser les comportements au regard du continuum temporel de l’évènement et de la dynamique temporelle propre à chaque type de réactions humaines,
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De mieux comprendre et prévoir la production de comportements qui se propagent à l’ensemble d’une foule à partir de réactions individuelles et des processus d’interactions et d’imitation entre les individus.
55Cette capacité de compréhension et de prévision des réactions humaines collectives constitue une avancée appréciable pour la gestion des crises et plus spécifiquement pour la sauvegarde des populations civiles. En effet, lors d’une catastrophe, les réactions des victimes sont source d’incertitude, ce qui participe à accroître la difficulté de maîtrise de la situation par les acteurs institutionnels en charge de la gestion des crises.
56Mais ce modèle a aussi ses limites. Tout d’abord, il n’intègre pas la diversité des réactions humaines et devra donc être ultérieurement enrichi afin d’obtenir le panel de comportements identifiés dans la typologie (Fig.2). On pourra ainsi différencier dans les comportements raisonnés les altruistes et les égoïstes. La prise en compte de ce panel permettra ultérieurement d’affiner le modèle mathématique en modulant le temps de retour au comportement normal. Il s’agira également de prendre en compte des effets dominos, c’est-à-dire intégrer un accident à l’intérieur de l’accident. Ces effets dominos peuvent être déclenchés par un nouvel aléa (naturel ou technologique) ou tout simplement correspondre à un effet contextuel, par exemple une porte fermée en situation d’évacuation. De même, une autre direction de recherche consisterait à introduire des délais, c’est-à-dire des réponses immédiates ou différées des éléments du modèle. Enfin, il conviendra de prendre en compte les contraintes géographiques afin d’étudier l’effet de l’espace sur les comportements humains.