Une approche holistique pour évaluer la résilience systémique des infrastructures critiques : perspectives de l’île caribéenne de Saint-Martin au lendemain de l’ouragan Irma – Saint Martin (France)

Pièces jointes

introduction

Récemment, les sujets liés aux risques naturels et aux réseaux d’infrastructures critiques (IC) ont profondément intéressé un grand nombre de chercheurs (e.g. Beckers et al., 2013 ; Francis & Bekera, 2014 ; Ouyang, 2014 ; These, 2004 ; Zhong et al., 2014). Cependant, IC est considéré comme un sujet émergent important qui est encore peu étudié (Fekete, 2020). De manière générale, CI désigne les réseaux/structures/actifs de services physiques et informatiques nécessaires au bon fonctionnement d’une entreprise et de son économie (Gordon & Dion, 2008). Les sociétés contemporaines, dites sociétés à risque (Clarke & Beck, 1994 ; Luhmann, 1996), souffrent considérablement des dysfonctionnements des réseaux IC (Pederson et al., 2006). Les dysfonctionnements peuvent être exacerbés voire générés par les interdépendances du CI (Rey, 2015). Ces derniers, répondant aux exigences de rentabilité économique (Vuillet, 2016), accroissent l’impact des aléas avec leurs aspects de propagation et d’amplification des risques (Laugé et al., 2013). Les interdépendances entre IC, qui créent un « système-de-systèmes » / « réseau-de-réseaux » (Tolone et al., 2009 ; Eusgeld et al., 2011), sont donc des moteurs assidus de risques systémiques (considérés comme internes / menaces inhérentes) (Figure 1). La défaillance d’un système peut avoir plusieurs effets en aval (effet cascade / domino) sur un ou plusieurs systèmes supplémentaires (Kotzanikolaou et al., 2013 ; Der Sarkissian et al., 2020). Comme Rinaldi, Peerenboom et Kelly (2001) l’ont largement développé, les interdépendances peuvent être physiques, géographiques, fonctionnelles, spatiales, cybernétiques et logiques, et par conséquent, les défaillances peuvent être en cascade, croissantes et de causes communes.

Afin de réduire les risques systémiques, une approche systémique est nécessaire pour atteindre la résilience du « réseau des réseaux » CI. Pour situer la justification de la résilience systémique de l’IC, une discussion conceptuelle du terme « résilience » est nécessaire. La « résilience » est un vague mot à la mode dans divers cercles politiques depuis plus d’une décennie (Heinzlef et al., 2020 ; Keating & Hanger-Kopp, 2020 ; BH Walker, 2020). L’absence d’une définition conventionnelle de la « résilience » a été reconnue internationalement lors du « Sommet Humanitaire Mondial (WHS) 2016 ». L’ambiguïté conceptuelle de ce terme réside dans le fait qu’il a parcouru un long chemin (Manyena, 2006 ; Alexander, 2013) avant d’être utilisé par les sciences du risque avec Torry en 1979 et officiellement adopté par « The United Nations International Strategy for Disaster Risk (UNISDR) » dans le Cadre d’action de Hyogo 2005-2015. Par ailleurs, la résilience est une propriété aux multiples facettes et possède de multiples fondements conceptuels qui ne peuvent être réduits à une seule lignée étymologique. Le même terme « résilience » est utilisé pour désigner des capacités systémiques diamétralement opposées dans différents domaines. Cependant, l’approche de cet article sur la résilience systémique du CI intègre des angles plus larges et permet une conceptualisation holistique de la résilience dans une perspective interdisciplinaire :

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• La résilience systémique du CI repose principalement sur des éléments spécifiques de résilience technique.
Une conceptualisation rigide de la résilience est décrite ici (Sharifi & Yamagata, 2016) et l’optimisation est un objectif principal. Cette résilience centrée sur l’équilibre fait référence à un renforcement de l’infrastructure critique (robustesse accrue) qui vise à empêcher les pannes de se produire ou, lorsque la fonctionnalité est compromise, nécessite une reprise rapide à un état antérieur à la perturbation (Coaffee, 2008 ; Coaffee et al. , 2009, 2018).

• La résilience systémique de l’IC combine également des éléments de résilience écologique ou écosystémique (Guenderson & Holling, 2002). La résilience écologique, profondément influencée par les travaux d’Herbert Simon (Grove, 2018), fait référence à la capacité de subir un choc, de faire face et de ne pas nécessairement revenir aux conditions d’équilibre d’avant la perturbation (Gordon, 1978).
La résilience fait ici référence à une capacité systémique à absorber les chocs, à s’adapter, à changer et à se transformer en perturbations imprévisibles, c’est-à-dire qu’elle permet à la perturbation de se produire et utilise l’adaptation à la perturbation (Pelling, 2010) pour améliorer le fonctionnement du système (Grimm et al. ., 2000 ; Grimm et al., 2008). L’adaptation est une question de transformation topologique (Cariolet et al., 2019b), un changement non fondamental dans la forme et la fonction d’un système qui conserve toujours son identité et son intégrité (Holling, 1973 ; Holling, 2001 ; Walker & Salt, 2006 ;
Walker et Salt, 2012 ; Grove, 2018). La résilience écologique ne permet pas l’optimisation, car un système ne peut pas être compris avec une certitude prédictive en raison de sa complexité (Simon, 1955 ; Walker & Salt, 2012). De plus, un système a plusieurs états d’équilibre qui, au lieu d’une optimisation, ne pourraient fournir que des résultats satisfaisants mais pas optimaux (Holling, 1996).

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• La résilience systémique de l’IC est affectée par la résilience économique. Cette dernière est une capacité « collective » (Dollinger, 1990). La résilience systémique de la CI suit le même principe que tous les praticiens de la CI qui collaborent, soutenus par les gouvernements, pour atteindre la résilience.

• Enfin, la résilience systémique de l’IC comprend également des aspects de résilience psychologique : pensée en termes de capacité interne à se développer selon une trajectoire normative malgré des perturbations externes (Fleming & Ledogar, 2008).

Par conséquent, en matière de résilience urbaine (Campanella, 2006 ; Comfort et al., 2010 ;
Lhomme, 2012 ; Diab, 2017) et sa propriété systémique (Cariolet et al., 2019a), la résilience systémique des CI est définie comme la capacité de plusieurs CI à fournir des opérations complètement fiables dans des environnements hostiles / mode dégradé (robustesse systémique) et à récupérer rapidement (robustesse systémique). récupération de vitesse) à un niveau de fonctionnement optimal.

Bien que la vulnérabilité systémique du CI ait été largement abordée (e.g. Hellström, 2007 ; Pitilakis et al., 2016 ; Grangeat, 2016 ; Tamima & Chouinard, 2017), la « résilience systémique » du CI a rarement été discutée dans la littérature ( par exemple Rey, 2015). Dans des études récentes, la résilience des CI a généralement été évaluée en silos et non en combinaison avec la façon dont tous les CI interagissent ensemble dans le réseau global de réseaux. Cette approche individuelle au niveau du réseau peut rendre un CI plus sensible aux défaillances en cascade (Rogers et al., 2012 ; Mostafavi, 2017 ; Helfgott, 2018). De plus, négliger le niveau systémique masque des vulnérabilités cachées, sous-estime les défaillances systémiques

(Grangeat, 2016 ; Rehak et al., 2019) et surtout sous-estime son étendue géographique et socio-économique. Les dernières revues de la littérature sur l’évaluation de la résilience des CI identifient les domaines clés où des progrès de recherche supplémentaires sont nécessaires. Ces besoins concernent, entre autres, des études complémentaires portant sur : 1) la résilience urbaine par une approche systémique (novembre 2004 ; Quenault, 2014 ; Serre & Heinzlef, 2018), 2) les « interrelations d’interopérabilité et de propagation des dommages » pour améliorer l’ensemble du système résilience (Cagno et al., 2011), 3) des cadres intégrés qui augmentent la résilience des systèmes dans leur ensemble (Hochrainer-Stigler et al., 2020), 4) plus d’un ou deux CI à la fois pour acquérir des comportements interdépendants et couvrent une échelle systémique (Pant et al., 2018), 5) des observations et des applications du monde réel contrairement aux méthodes probabilistes (Lundberg & Johansson, 2015) et 6) la résilience des IC par rapport à la communauté des opérateurs et des utilisateurs (Ouyang, 2014 ; Hosseini et al., 2016).

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En réponse aux lacunes de recherche identifiées, cet article aborde le besoin urgent d’étendre le paradigme de la performance basée sur le réseau à la couche réseau des réseaux. Par conséquent, la résilience systémique des CI est évaluée à la suite d’une analyse dynamique temporelle de la situation post-Irma avec une attention particulière pour les CI de Saint-Martin. Ces derniers sont considérés comme un réseau de réseaux qui nécessitent une évaluation de la résilience systémique. À cette fin, la modélisation de la théorie des graphes est utilisée, qui prend en compte tous les circuits intégrés ainsi que leur interconnexion. La théorie des graphes s’est révélée être une méthode précise pour évaluer spatialement la résilience des réseaux urbains interdépendants (Lhomme et al., 2013 ; Aydin et al., 2018). Plus précisément, cet article aborde la perturbation des services d’IC ​​et suit leur remise en service, considérée comme l’approche la plus pertinente socialement. L’analyse des dysfonctionnements provoqués par l’ouragan et des causes (de nature technique, organisationnelle et/ou humaine) qui le sous-tendent permettront de reconstituer les défaillances des CI. Cette approche est censée approfondir la connaissance des vulnérabilités liées aux interdépendances entre les infrastructures et ainsi faciliter l’évaluation de la résilience systémique. Les leçons tirées de l’ouragan Irma peuvent offrir des recommandations qui soulignent l’intérêt opérationnel d’étudier la résilience systémique des IC.

Les autres sections de ce document sont organisées comme suit : la section 2 présente la zone d’étude de Saint-Martin, la section 3 présente la méthodologie adoptée, la section 4 illustre et discute les résultats obtenus, et la section 5 conclut ce document en révélant les principaux apports de cette travail et proposer des perspectives de recherche.

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