Vulnérabilité des réseaux d'infrastructures aux risques naturels

Réseau de Transport d'Électricité (RTE)

RTE a développé un programme de sécurisation de son réseau, notamment à la lumière du retour d’expérience (REX) des tempêtes Lothar et Martin. Ce programme s'étend sur 15 ans, de 2002 à 2017 (...)
La résilience est basée sur l'installation de pylônes «anti-cascade» sur les réseaux aériens de 400 000V, à raison d'un pylône «
anti-cascade » tous les cinq pylônes. Cette mesure est complétée par le renforcement des fondations des autres pylônes. L'ensemble doit permettre aux lignes de résister à des vents de 150 km/h. (...)

Une fragilité récente est apparue avec la panne du 4 novembre 2006 à Hambourg (voir § 4,3). Cet incident, extérieur à la France, a eu des répercussions sur le territoire national, car nous étions en situation d'importation de courant allemand. La situation est redevenue normale après 40 minutes d'interruption. En de telles situations, le réseau est équipé de dispositifs protecteurs de délestage pour éviter un effondrement total du réseau.

Electricité réseau Distribution de France (ErDF)

Il existe une fragilité connue dans les réseaux gérés par ErDF : il s'agit des boîtiers de jonction en papier imprégné. Ces vieux boîtiers résistent mal à la chaleur, et «claquent» en cas de canicule. ErDF mentionne leur remplacement progressif.
(...)
Hormis cette action dûment identifiée, ErDF ne semble pas avoir de réflexion au sujet des vagues de chaleur extrêmes et prolongées, qu'elles surviennent en période de vacances estivales ou en période de travail normal.
ErDF a disposé 11 plates-formes de stockage sur le territoire, et monté une force d'intervention rapide «Electricité» (FIRE) prête à intervenir sous 24 h, et disposant de matériel sur place. Grâce à ce dispositif, ErDF annonce 90
% de clients coupés rétablis en moins de cinq jours.
Néanmoins, ErDF ne peut garantir que ce matériel puisse supporter la charge de deux événements climatiques proches, car le temps de réapprovisionnement et de mise en place dans les plates-formes de stockage est un temps long. Typiquement, la deuxième tempête de 1999 (Martin) n'aurait pas pu bénéficier de tels approvisionnements

(...)

Recommandation 4 : Mieux prendre en compte les températures extrêmes prolongées pour leur incidence sur le fonctionnement des composants et circuits électroniques
dont l'usage se généralise (RTE, ErDF, RATP, SNCF).

Recommandation 5 : Étudier la possibilité d'avoir une granularité plus fine et plus progressive de coupure pour RTE
: il conviendrait d'étudier la possibilité de recourir à des paliers de délestage en pilotage automatique de 5% ou 10%. (RTE).

Recommandation 6 : Éliminer la dépendance d'ErDF à l'égard d'un opérateur unique de téléphonie mobile en concluant des contrats avec l'ensemble des opérateurs de réseaux de télécommunications. Cette recommandation peut être étendue à d'autres gestionnaires de réseaux.(ErDF, autres gestionnaires de réseaux éventuellement concernés).

Recommandation 7 : Maintenir et améliorer quand c'est possible les systèmes intégrés à l'échelon européen pour les réseaux interconnectés, afin de répondre à une situation de crise (RTE).

Le réseau routier et autoroutier

Beaucoup de routes et d'ouvrages d'art ont été construits il y a plus de trente ans, à une époque où le dimensionnement vis-à-vis des aléas naturels était moins exigeant qu'aujourd'hui. Or, mis à part le cas des tunnels, il n'existe aucun programme de remise à niveau systématique des routes et ouvrages anciens aux nouvelles normes. En revanche, certaines routes de montagne situées en zones instables (affaissement
de la plate-forme, chutes de pierres) font l'objet d'une surveillance particulière et d'un renforcement périodique.
(...)
Les PGT prévoient des délestages du réseau principal, des itinéraires alternatifs, des interdictions de circuler, une information des usagers. La crise principale qui est visée est la crise hivernale. (...)
Le risque tempête n'est pas pris en compte par des plans territoriaux spécifiques, la tempête pouvant survenir en tous lieux. La seule mesure préventive à l'égard de ce risque est l'abattage des arbres malades (après diagnostic phytosanitaire), voire la suppression des plantations d'alignement

Le réseau ferré national : RFF et SNCF Infra

Une réflexion globale sur la vulnérabilité/résilience et sur le management des risques est en cours. Comme indiqué ci-dessus, des investissements lourds de protection seront consentis pour des lignes à fort enjeu, alors que, pour des lignes secondaires, on acceptera des interruptions de trafic, des solutions alternatives ayant été préparées
(...)
Enfin, chez l'entreprise ferroviaire SNCF, le serveur internet voyages-sncf.com constitue un point de vulnérabilité critique
: sa défaillance mettrait en péril tout le système d'achats de billets, mais aussi de réservation de sillons, qui repose sur le
système d'information du gestionnaire d'infrastructure (GI/GID). Il n'existe plus en effet, en cas de défaillance du serveur, de systèmes de secours en mode dégradé pour l'achat des billets (réduction drastique du nombre des guichetiers, disparition des horaires papier).

Les réseaux de transport collectif en site propre : le cas de la RATP

La RATP a établi une cartographie de 18 risques qualifiés de majeurs.

Concernant le risque inondation, la RATP a considéré trois scénarios ( 1910, <1910, >1910) et avec deux hypothèses :
• tout le réseau inondé
• seul un noyau central inondé
(...)
il est à observer que, tant la RATP que la SNCF, ne s’occupent, sur les lignes mixtes (B, D) que de leur section propres, et donc la question de la coordination, et de la cohérence des actions est posée en cas de catastrophe naturelle.
(...)
il est aussi probable que l'électronisation croissante de multiples domaines des transports, couplée à la fragilité de l'électronique vis-à-vis des fortes températures, ont accru la vulnérabilité du réseau depuis 10 ans
(...)
Enfin, rappelons le risque de fontis sous voie, présent dans plusieurs tronçons du RER notamment, comme dans l'ensemble du sous-sol parisien : l’occurrence d’un tel accident pourrait interrompre la circulation durablement

Les voies navigables : le cas de Voies navigables de France (VNF)

Les installations de VNF comportent trois points d'importance vitale
• le serveur informatique de Béthune (il est doublé, climatisé, sécurisé)
• le barrage de Suresnes, qui tient le bief de Paris
• l'écluse de Tancarville

Il convient de noter que ce plan ne couvre qu’une partie des digues métropolitaines :
l’opérateur VNF n’est responsable que d’une fraction des digues de protection, essentiellement les digues des canaux ou contre-canaux. Hors concessions (telles que la CNR, Compagnie Nationale du Rhône), les principaux systèmes de digues appartenant à l’Etat ont été transférés à des établissements publics territoriaux de bassin (EPTB) : ainsi en est-il par exemple des digues Etat du grand delta du Rhône. Les autres digues de protection, par exemple en milieu urbain, sont soient privées, soient maîtrisées par les collectivités territoriales.
(...)
La réponse en cas de crue consiste à «effacer» les barrages et laisser passer la crue.
(...)
En cas de gel et de formation de glace, VNF dispose de bateaux brise-glace afin d'assurer la continuité de la navigation sur des voies d'eau à fort enjeu économique. En cas de très fort gel, on se limite au voisinage des ouvrages mobiles.
(...)
VNF ne dispose pas d'un réseau de transmission mobile «dédié» et admet une fragilité, du fait de la dépendance du téléphone et d'internet pour consulter l'état des dispositifs et télécommander des manœuvres (notamment dans le cas d'une rupture de réseau de transmission mobile pendant une opération d'urgence). VNF a cependant gardé quelques réseaux radio.

Direction des services de la navigation aérienne (DSNA)

En cas de graves perturbations climatiques (tempêtes,chutes de neige, givre, orages violents...) mais également en cas d'alerte terroriste, il lui appartient de décider :
• d'autoriser ou d'interdire le décollage des avions
• de dérouter, le cas échéant, les avions en vol vers un autre aéroport
• d'autoriser la réouverture de la plate-forme dès lors que les conditions de sécurité sont remplies
(...)
parmi les risques d'exploitation, ce document énumère des risques naturels susceptibles d'affecter les
plates-formes exploitées par ADP, on relève les conditions météorologiques exceptionnelles mais aussi les cendres volcaniques. L’impact peut être direct, sur l’infrastructure propre aux aéroports, ou indirect, affectant les compagnies, les prestataires de services essentiels ou les réseaux névralgiques tels que eau, électricité, routes et carburants.
Concernant les prestataires, il est intéressant de noter qu’une tension extrême sur l’approvisionnement en produits de dégivrage a conduit à l’annulation de plus de 2000 vols en décembre 2010 (voir le REX «événement neigeux de 2010» au §5.8).
(...)
En tant que gestionnaire d'infrastructures, ADP est confronté aux risques suivants
• un risque bâtimentaire (aérogares, hangars )
• un risque pistes et installations de navigation aérienne
Le risque bâtiments est le plus significatif. Ainsi, les aérogares sont soumises à la réglementation technique des établissements recevant du public (ERP) : autrefois construits en béton, ils sont de plus en plus conçus en ossature métallique avec une toiture légère et sont dimensionnés pour tenir un vent de 140 km/h (...) Un programme de rénovation et de remise aux normes de bâtiments stratégiques vétustes sur l'ensemble des sites d'ADP est en cours de réalisation : 50 bâtiments à rénover sur 5 ans, à raison de 10 bâtiments par an

Le transport maritime et les grands ports

(...)
Rappelons que les projets portuaires, naguère validés par l'administration, ne le sont plus depuis la réforme portuaire
qui a créé, par la loi du 4 juillet 2008, les Grands Ports Maritimes, établissements publics de l'État.
S'agissant des ouvrages existants, pour lesquels la montée du niveau marin n'était pas prise en compte, une mise à niveau est souvent complexe techniquement : rehaussement, renforcement, etc

Les interactions entre risques de différents réseaux, les effets croisés, l'interdépendance

Un nouveau concept émerge actuellement : c'est l'interaction entre systèmes vulnérables. Dans une société qui est de plus en plus sophistiquée et complexe, la panne d'un système interagit sur les autres. Plus le fonctionnement de notre société devient optimisé, et plus sa fragilité globale augmente
(...)

Cette situation peut être illustrée avec la comparaison entre l'inondation de 1910, et le même phénomène supposé survenir en 2013.

En 1910, les caves des immeubles étaient remplies de charbon. L'emploi était local : les travailleurs parisiens habitaient Paris, à proximité de leur lieu de travail.

En 2013, les caves sont occupées par des autocommutateurs d'entreprise, et par les câbles d'arrivée du raccordement de l'entreprise à Internet. En 2013, le RER transporte la majeure partie des travailleurs parisiens pour leurs déplacements domicile-travail.
Enfin, en 2013, les distributeurs automatiques fournissent l'essentiel de la monnaie de paiement.

La conséquence de l'inondation en 2013 est claire : l'arrêt du raccordement Internet
(câble d'arrivée noyé) provoque l'arrêt de l'entreprise, l'arrêt du RER implique l'absence bloquante des travailleurs, le non approvisionnement des DAB implique une pénurie de liquidités pour la population. Mais l'arrêt des entreprises parisiennes interagit lui-même, sur le blocage de la société en accroissant celui-ci. L'effet boule de neige joue à plein.

Dans la société de 2013, l'effet d'une catastrophe naturelle se traduit immédiatement par une panne d'ordre technologique bloquante pour la société, alors même que les systèmes défaillants n'auraient pas été directement affectés par la catastrophe. La chaîne des défaillances est donc constituée d'une catastrophe initiale, provoquant directement l'arrêt d'un premier réseau, lequel par ricochet va affecter des réseaux qui n'avaient pas été de prime abord affectés par la catastrophe. Ces réseaux «secondaires» à l'arrêt aggravent à leur tour la situation.

Ainsi, une panne de courant peut arrêter les réseaux d'eau potable (les châteaux d'eau ne sont plus alimentés, du fait de la perte d'alimentation électrique des pompes), ce qui arrête immédiatement le fonctionnement des hôpitaux, très tributaires du réseau d'eau potable.

Ces interactions en chaîne, liées à l'extrême sophistication des processus de fonctionnement de nos sociétés développées, commencent à être pris en compte par les pouvoirs publics. Un rapport du Center for Infrastructure Protection and Homeland Security, de la George Madison University, États Unis d'Amérique, analyse ainsi lesinterdépendances entre infrastructures critiques. L'étude n'a analysé que les
interactions de premier rang : elle a relevé l'extrême complexité engendré par des interactions de second rang.

En ce domaine, les études sont rares. Nos sociétés développées prennent seulement maintenant la mesure des fragilités liées aux interactions. La réflexion est encore embryonnaire.

L'une des difficultés en ce domaine est la suivante : les plans de résilience de chaque opérateur sont fondés sur l'hypothèse que les autres réseaux fonctionnent bien. Chaque opérateur raisonne comme s'il n'avait que sa propre panne à résoudre, le reste continuant à fonctionner normalement. Or, ce n'est évidemment pas le cas, au contraire (car la chute d’un réseau dégrade l’environnement des autres réseaux). La réflexion sur la «résilience » d'un opérateur, en matière de catastrophe naturelle, devrait être fondée sur une hypothèse «zéro service extérieur» : plus d'internet, plus de courant, plus de transports, plus de réseaux bancaires.

Recommandation 9 : Recommander aux opérateurs de réaliser les études de résilience en cas de crise sur une base «zéro service extérieur », c’est à dire en fonctionnement autonome par rapport aux autres réseaux. (DGPR et DG sectorielles du MEDDE en liaison avec les organismes du RST et les opérateurs de réseaux). Inscrire le thème des interdépendances entre réseaux dans les programmes d’études et de recherche ministériels, en partenariat avec les opérateurs. (CGDD/DRI, RST).

Les insuffisances de la réflexion sur les enjeux économiques de la résilience des réseaux chez les opérateurs et leurs tutelles

Préalablement à ses entretiens avec les responsables des gestionnaires et opérateurs de réseaux, la mission du CGEDD leur a adressé un questionnaire en huit points dont le point suivant, qui était systématiquement abordé au cours de l'entretien proprement
dit :

« Aspects économiques : analyse coût/bénéfices en matière de sécurité, critères de dimensionnement des ouvrages, critères d'intervention».

Elle n'a obtenu à cet égard que des réponses imprécises voire évasives, parfois au prix de relances postérieures à la réunion. La résilience des réseaux à l'égard de toute agression extérieure est perçue par l'opérateur de réseau au mieux comme une «ardente obligation» à laquelle il importe de satisfaire quel qu'en soit le coût, au pire comme une contrainte réglementaire qui s'impose à lui.

L’analyse doit distinguer le cas des infrastructures nouvelles de celui du renouvellement planifié d'infrastructures existantes ; ou encore de la mise en conformité d'installations anciennes avec une nouvelle réglementation ou norme.