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Unified framework for modelling progressive to catastrophic failure in fractured media

Description du projet

Faire progresser la science de la prédiction des risques géologiques

La prévision des risques géologiques catastrophiques demeure l’un des principaux problèmes ouverts en géosciences et en géo-ingénierie. Le projet FORECAST, financé par le CER, entend faire progresser les fondements scientifiques de la prévision des risques géologiques en développant un cadre unifié pour comprendre, diagnostiquer et prévoir les événements catastrophiques à l’échelle locale, notamment les glissements de terrain, les coups de terrain, les ruptures de glaciers et les éruptions volcaniques. Intégrant la modélisation multiphysique, la physique statistique, la dynamique non linéaire et le calcul haute performance, il étudie comment les interactions complexes au sein des milieux fracturés entraînent la transition d’une déformation stable à une rupture catastrophique. FORECAST intègre des approches de modélisation physique à plusieurs niveaux de complexité avec la caractérisation du site et les données d’observation dans un cadre de prédiction hiérarchique afin de faire progresser les capacités de prédiction de nouvelle génération pour les catastrophes naturelles.

Objectif

Climate change, characterised by rising temperatures, extreme rainfall, permafrost thaw, and sea level rise, poses great new challenges for mitigating extreme geohazards like mountain collapses, glacier breakoffs, and volcanic eruptions. Many of these extreme events are due to catastrophic failure in fractured media. There is a fundamental and urgent need to reliably predict these catastrophes and minimise their consequences. Extensive evidence indicates that geomaterials commonly incubate progressive failure, characterised by diffuse, gradual, and intermittent deformations, before culminating in catastrophic failure marked by localised, rapid, and runaway rupture. As of today, it remains unresolved why, how, and when progressive to catastrophic failure occurs in fractured media, inhibiting our ability to mitigate various extreme geohazards.

FORECAST proposes that catastrophic failure may be anticipated by analysing the interplay of three fundamental variables across scales in fractured media: heterogeneity (variability of material properties), nonlinearity (intricacy in physical processes), and susceptibility (vulnerability to external perturbations). FORECAST will develop a unified modelling framework to unravel this interplay and enable physics-based, path-dependent probabilistic forecast of the timing of catastrophic events. The framework will be tested on a large database of historical and ongoing geohazard events across seemingly distinct yet mechanistically interconnected contexts of landslides, rockbursts, glaciers, and volcanoes.

Three key questions will be addressed: (i) Why does progressive to catastrophic failure universally occur? (ii) How does failure evolve under variable and uncertain conditions? (iii) When will a catastrophic failure occur? FORECAST’s outcomes will have far-reaching implications for predicting catastrophic events in not only geological and engineered materials, but also social, economic, biological, and environmental systems.

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2025-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UPPSALA UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 2 000 000,00
Adresse
VON KRAEMERS ALLE 4
751 05 Uppsala
Suède
Région
Östra Sverige Östra Mellansverige Uppsala län
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 000 000,00

Bénéficiaires (1)