Exploration d'une méthode d'évaluation de la vulnérabilité des systèmes essentiels d'une région face aux extrêmes météorologiques dans un contexte de changements climatiques

Depuis la fin du XXe siècle, les conséquences des changements climatiques ont de plus en plus d'impact sur nos sociétés modernes, ainsi que sur les systèmes essentiels – transport, électricité, télécommunications, eau potable – présents sur leurs territoires. Montée du niveau des océans, réchauffement global des températures et multiplication des phénomènes climatiques extrêmes sont autant d'exemples de menaces qui pèsent sur les communautés humaines et qui font de l'étude de leur vulnérabilité un enjeu majeur du XXIe siècle. L'objectif des travaux du présent mémoire est d'explorer, sur le principe des systèmes experts, une méthodologie d'évaluation de la vulnérabilité capable de faire appel à la fois aux connaissances des experts en changements climatiques et à celles des spécialistes en systèmes essentiels. Cette méthodologie permet d'intégrer et combiner plusieurs caractéristiques relatives aux équipements et infrastructures de ces systèmes, à la géographie de la région à l'étude mais aussi aux aléas climatiques à court et long terme présents sur le territoire. Cette évaluation de la vulnérabilité s'appuie sur une notion de sensibilité qui consiste en une caractérisation du degré d'exposition de l'équipement à différents facteurs climatiques, en fonction de paramètres aggravants reliés à la géographie de la région. Une notion de criticité des équipements des systèmes experts est aussi considérée. Elle est évaluée selon l'importance de l'équipement au sein du réseau mais aussi sur d'autres paramètres propres à son implantation sur le territoire. Enfin, une cartographie du profil de vulnérabilité de la région aux différents facteurs climatiques est réalisée à partir de ces évaluations. La méthodologie a ainsi été appliquée sur un territoire fictif afin de dresser des exemples des profils de vulnérabilité aux impacts des changements climatiques à l'échelle d'une région, donnant ainsi aux décideurs un moyen pour identifier les éventuels points faibles afin de prioriser les actions à entreprendre, notamment par l'intermédiaire des cartes de vulnérabilité.Des exemples d'analyses spécifiques pour aider les décideurs à prévoir les effets directs de mesures d'adaptation (comme la mise en place de plans d'entretiens), ou encore à anticiper l'évolution de la vulnérabilité avec le vieillissement de l'équipement ou des modifications dans le temps de conditions climatiques, sont également montrés.

Abstract

Since the end of the 20th century, the consequences of climate changes have been having more and more impact on today's societies and on the critical systems – transportation, electrical power, telecommunications, drinking water – that belongs to their area. The rise of the level of the oceans, the global warming and the increase of the number of extreme climatic events can be seen as examples of threats jeopardizing human communities and making the evaluation of their vulnerability one of the biggest stakes of this 21st century. The main goal of this thesis is to explore an expert system-based method for the evaluation of vulnerability which should be able to combine the knowledge of both experts on climate changes and on critical systems. This methodology can integrate and combine several characteristics of the facilities and the infrastructures belonging to these systems, of the regional geography, and also of the various unknown local climatic conditions which can be short or long-term. This assessment of vulnerability is based on a notion of sensibility, which consists in a characterization of the way a facility can be exposed to several climatic factors. This degree of exposition depends on aggravating parameters linked to the geography of the area. Then, a notion of the criticality of the critical systems facilities is also taken into account. It can be assessed according to the importance of the facility within its network and to other parameters peculiar to its setting up in the area. Finally a mapping of the vulnerability profile to the several climatic factors of the area can be carried out from these assessments. The methodology has been applied on a fictitious area in order to generate examples of vulnerability profiles to region-scaled impacts of climate changes, thus giving the decision-makers a way to identify potential weak points and to prioritize the actions to undertake, particularly through the vulnerability maps. Other examples of specific analyses helping decision-makers to foresee the direct effects of adaptation measures (as the setting-up of maintenance plans), or to anticipate the evolution of vulnerability along with the ageing of the facility and the alterations of the climate conditions over time will be showed.