Contrat de calcul

Des géofonctions pour faire raisonner le SIG.

L'indicateur paramétrique met les humains d'accord : besoin, paramètres, données, limites, responsabilités.

La géofonction donne ensuite au SIG et au code quelque chose à exécuter : signature, algorithme, modes d'appel, sorties, traces.

Du SIG de couches au SIG de raisonnement

Le SIG a toujours raisonné. Mais ce raisonnement restait souvent dans les mains de l'opérateur : choix du géotraitement, ordre des opérations, seuils, corrections, interprétation.

La géofonction propose de donner aux traitements le même niveau d'explicitation que celui exigé des données.

SIG de couches

Données cataloguéesOpérateur + traitements implicitesRésultat

SIG de raisonnement

Données cataloguéesGéofonction documentéeRésultat traçable

Les articles scientifiques, les toolbox de géotraitements, FME, ModelBuilder et les chaînes SIG métier forment déjà une culture solide, enseignée et vivante.

Cependant, entre recherche, prototype et usage opérationnel, il manque un étage : des standards et des outils pour décrire les traitements, les relier aux usages et les partager comme des géo-communs numériques.

La géofonction est la matrice d'une possible architecture interopérable de raisonnement.

  • Raisonnement existant

    Le SIG raisonne déjà : géotraitements, scripts, chaînes métier, choix d'opérateur. Mais ce raisonnement circule mal quand il reste implicite.

  • Traitement documenté

    La géofonction documente le traitement : signature, paramètres, usages, limites, tests, sorties.

  • Passage transmissible

    Le traitement devient partageable : nommé, versionné, rejouable, adaptable.

La géofonction : un contrat d'exploitation entre données et usages

Entre la donnée qui croit tout dire et l'usage qui veut déjà un bouton, la géofonction pose un contrat : ce qui entre, ce qui sort, ce qui se discute, ce qui se trace.

Elle rend explicite l'accord d'exploitation entre ce que les données savent faire, ce que les métiers demandent, et ce que le code accepte de porter.

Cadrage métier

Question métierDécision, surveillance, comparaison ou qualification attendue.
Domaine spatialPoint, maille, tronçon, ouvrage, parcelle, bassin versant ou quartier.
TemporalitéHeure, jour, saison, chronique, projection, événement ou fenêtre glissante.
Limites des datasourcesCe que les données permettent, déforment ou taisent.

Données

GéodataRéférentiels, MNT, réseaux, ouvrages, occupation du sol.
ClimatSéries observées, réanalyses, projections, événements.
QualitéRésolution, fraîcheur, incertitudes et trous de données.
AccèsSources, versions, licences et conditions d'usage.

Géofonction

Traitement documenté où la donnée rencontre son usage : paramètres, calcul, sorties, traces.

  • Seuils, durées, fenêtres, pondérations, profils et valeurs par défaut.
  • Algorithme, modes d'appel, variantes de scénario et limites connues.

Usages

Diagnostic localQualifier un site, un actif, un tronçon ou un quartier.
PilotageScoring, priorisation, budgets, maintenance, monitoring.
ReportingScore, métriques, fiche, alerte, trace de calcul.
InterfacesCarte, API, logiciel métier ou intégration SIG.

Ressources

Fondement scientifiqueRéférences, hypothèses et domaine de validité.
CodeDépôt, version, licence, tests et historique.
Partis pris métiersSeuils assumés, arbitrages, règles locales.
ValidationAuditabilité, traces, responsabilité et conditions de réemploi.

Familles de géofonctions

Toutes les géofonctions ne font pas le même travail. Certaines qualifient une exposition, d'autres une sollicitation, une vulnérabilité ou une priorité d'action.

  • Exposition

    faiblegradientfort

    Identifier à quoi un objet, un actif ou un territoire est soumis : chaleur, pluie, sécheresse, submersion, vent, gel-dégel.

    Score : niveau d'exposition, du simple comptage au gradient physique.

    Métriques : degrés-jours, millimètres, hauteur d'eau, durée, fréquence, période de retour.

    physiquefréquenceseuil
  • Sollicitation

    faiblemémoireintense

    Qualifier ce qui agit concrètement sur l'objet : intensité, cumul, durée, répétition, seuil franchi.

    Score : effort subi par l'objet, souvent temporel, parfois à mémoire. Une pluie n'arrive pas toujours sur une page blanche.

    Métriques : cumul, pic horaire, nombre de jours, séquence, répétition, délai entre deux événements.

    temporelcumulrépétition
  • Vulnérabilité

    robustesensiblefragile

    Relier la sollicitation à une sensibilité : matériau, usage, état, vieillissement, pente, drainage, population exposée.

    Score : potentiel de dommage, orienté maintenance, coût, criticité ou continuité de service.

    Métriques : seuils de fragilité, coefficients d'état, pente, âge, densité d'usage, capacité résiduelle.

    dommagemaintenancecoût
  • Priorisation

    attendrearbitrertraiter

    Classer les objets à surveiller, diagnostiquer, instrumenter ou traiter en premier.

    Score : rang d'action. Pas une vérité métaphysique : une file d'attente défendable.

    Métriques : criticité, urgence, coût évité, accessibilité, population concernée, incertitude.

    rangurgencecriticité
  • Scénarios

    référencedeltarupture

    Comparer des hypothèses climatiques, techniques, territoriales ou de gestion sans mélanger les paramètres dans un brouillard élégant.

    Score : écart entre variantes, trajectoires ou horizons. Le delta compte plus que la posture.

    Métriques : différence absolue, pourcentage d'évolution, bascule de classe, robustesse, sensibilité aux paramètres.

    deltahorizonsensibilité
  • !

    Alerte et suivi

    normalsurveilleralerte

    Déclencher un recalcul, un signal, une tournée, une inspection ou une mise à jour quand les conditions évoluent.

    Score : état de vigilance ou classe d'alerte, avec une règle claire plutôt qu'un voyant dramatique.

    Métriques : seuil franchi, persistance, tendance, vitesse d'évolution, date du dernier calcul, niveau de confiance.

    classetendanceconfiance

Signature

Une géofonction peut se lire comme une fonction mathématique ou comme une signature de code. Elle reçoit un lieu, des paramètres, un contexte ; elle renvoie des résultats, des traces et des limites.

geofonction(point, paramètres, contexte) -> score, métriques, interprétation, traces
  • Mode point

    Appel avec des coordonnées géographiques.
    La géofonction produit un rapport précis sur ce point : score, métriques, interprétation et traces.

  • Mode carte

    Exécution sur tous les pixels d'une grille ou tous les objets d'un référentiel.
    Selon les paramètres donnés, la géofonction produit une carte à la demande.

Spécification d'une géofonction

La géofonction est d'abord une spécification fonctionnelle. Le code vient après. Une description lisible garde le sens ; une structure formelle rend le traitement nommable, versionnable, testable et réutilisable.

Description Markdown

# Réhumidification après séquence sèche

## Raison d'être

Qualifier les ouvrages en terre à surveiller après
une pluie horaire suivant une période sèche. Le résultat
signale une sollicitation, pas un désordre certain.

## Score

Classe de sollicitation de 0 à 3 : faible, modérée,
forte, critique. Le score augmente avec la durée sèche,
l'intensité de pluie et la sensibilité de l'ouvrage.

## Métriques

- `dry_days_count` : jours secs consécutifs (jours)
- `max_hourly_rain` : intensité horaire maximale (mm/h)
- `short_window_rain_sum` : cumul de pluie sur fenêtre courte (mm)
- `slope_drainage_weight` : pondération pente / drainage (coefficient)

## Paramètres

- `dry_days_min` [20] : durée sèche minimale (jours)
- `rain_hour_threshold_mm` [15] : seuil de pluie horaire (mm/h)
- `rain_window_h` [6] : fenêtre de cumul (heures)
- `drainage_weight` [0.3] : pondération du drainage (coefficient)

## Données mobilisées

ERA5 horaire, projections CMIP6, référentiels IGN,
MNT, sols, ouvrages, drainage, observations terrain.

## Mode de calcul

Repérer la séquence sèche, détecter la pluie de retour,
croiser avec les objets sensibles, produire score,
métriques, interprétation et traces.

## Gouvernance

Auteur : Géonef / Climae
Dépôt : https://github.com/geonef/climae-geofonctions
Licence : spécification CC BY-SA 4.0 ;
implémentation AGPL-3.0-or-later ;
données selon licences sources.

## Historique

2026-02-12 : idée
2026-03-04 : spécification
2026-04-18 : prototype
2026-05-12 : version documentée

Descriptif YAML

name: rehumidification_sequence_seche
version: 0.2
title: Réhumidification après séquence sèche
purpose: >
  Qualifier les ouvrages en terre à surveiller
  après une pluie horaire suivant une période sèche.
author: Géonef / Climae
repository: https://github.com/geonef/climae-geofonctions
license:
  specification: CC-BY-SA-4.0
  implementation: AGPL-3.0-or-later
  data: selon licences sources
mode:
  - point
  - carte
inputs:
  climate:
    - ERA5_hourly
    - CMIP6_2036_2065
  geodata:
    - referentiels_IGN
    - MNT
    - sols
    - ouvrages
    - drainage
    - observations_terrain
parameters:
  dry_days_min:
    default: 20
    unit: days
  rain_hour_threshold_mm:
    default: 15
    unit: mm/h
  rain_window_h:
    default: 6
    unit: hours
  drainage_weight:
    default: 0.3
    unit: coefficient
score:
  range: 0-3
  classes:
    0: faible
    1: modérée
    2: forte
    3: critique
metrics:
  - dry_days_count
  - max_hourly_rain
  - short_window_rain_sum
  - slope_drainage_weight
calculation:
  steps:
    - repérer la séquence sèche
    - détecter la pluie de retour
    - croiser avec les objets sensibles
    - produire score, métriques, interprétation et traces
outputs:
  - score
  - métriques
  - interpretation
  - traces
history:
  - date: 2026-02-12
    status: idée
  - date: 2026-03-04
    status: spécification
  - date: 2026-04-18
    status: prototype
  - date: 2026-05-12
    status: version documentée

Architecture d'exécution

Le framework logiciel héberge les géofonctions

Une géofonction ne s'exécute pas dans l'abstrait. Elle habite dans un framework logiciel : un environnement qui exécute le code, gère les paramètres, les données, les traces, les versions et les modes d'appel.

Un framework Python héberge des géofonctions Python. Un framework Java héberge des géofonctions Java. Chaque framework garde ses choix techniques : algorithmes, bibliothèques, formats de données, bases, performances, déploiement.

Climae ne prescrit pas cet intérieur de cuisine. Climae standardise ce qui doit circuler entre acteurs et systèmes : la définition de la géofonction, sa signature, ses paramètres, ses sorties, ses limites, et ses interfaces CLI/API.

Usages

Usage manuel

Diagnostic, inspection.

CLI

Logiciel métier

Scoring d'actifs, workflows, alertes.

API HTTP JSON

SIG

Extension ou géotraitement.

API HTTP JSON

Logiciel « atelier » compatible Climae

Serveur d'exécution : configuration, logs, tests, droits, versions, orchestration.

Géofonctions

Code, signature, paramètres, calcul, sorties, traces.

Données

Géodata, climat, référentiels, observations, versions, qualité, licences, métadonnées.

Niveaux de maturité

La géofonction avance par statuts. C'est moins spectaculaire qu'une carte finale, mais beaucoup plus honnête pour piloter un projet.

  • Idée

    Le besoin est nommé, le phénomène est pressenti, l'usage reste à cadrer.

  • Spécification

    Entrées, sorties, paramètres, limites et cas d'usage sont écrits sans encore promettre la production.

  • Prototype

    Un calcul exploratoire existe, souvent imparfait, mais déjà assez net pour discuter.

  • Validée métier

    Les résultats ont été confrontés à des cas connus, des retours terrain ou des ordres de grandeur experts.

  • Industrialisable

    La géofonction est testable, versionnée, documentée et prête à rejoindre un environnement de service.

  • Maintenue

    Sources, dépendances, paramètres et sorties sont suivis dans le temps. La fonction ne disparaît pas après la démonstration.

Incertitudes, modes dégradés et résolution

Une géofonction sérieuse ne fait pas semblant de tout savoir. Elle sait dire quand elle calcule, quand elle estime, quand elle se dégrade et quand le zoom devient imprudent.

  • Qualité de donnée

    Série climatique trouée, attribut incertain, référentiel incomplet, donnée trop ancienne : le résultat doit porter l'état de ses sources.

  • Modes dégradés

    Si une donnée manque, la géofonction doit dire si elle refuse, estime, simplifie ou produit un statut de calcul limité.

  • Incertitude

    Un score peut être accompagné d'une confiance, d'une trace, d'un avertissement ou d'une limite d'interprétation.

  • Unité spatiale

    Point, maille, ouvrage, tronçon ou bassin versant : l'objet de calcul change le sens du résultat.

  • Résolution

    Un calcul pertinent à 1 km peut devenir comique à l'échelle d'une buse. Le SIG n'est pas responsable de nos zooms imprudents.

  • Changement d'échelle

    Agréger, interpoler ou descendre en précision demande des règles explicites. Le détail inventé est rarement un service public.