La méthode crée a comme contrainte d’évaluer la vulnérabilité et la résilience face à des scénarios détaillés (instances de scénarios appelées vignettes), identifiés par les opérateurs de réseaux d’eau (contexte du projet RESIWATER). Cette approche ne doit donc pas être interprétée comme une analyse globale de vulnérabilité et de résilience détachée d’un scénario
de crise. Des lors que les scénarios sont détaillés, cela signifie que l’exposition est une notion déterministe dans cette méthode : les infrastructures sont exposées ou non au scénario détaillé (emprise de l’inondation, acte de malveillance localisé, etc.). Pour rappel du chapitre 2, les notions de vulnérabilité et de résilience sont définies comme deux notions complémentaires.
La vulnérabilité est une mesure de l’évolution passive du système technique, et correspond à la perte de service mesurée suite aux dommages physiques et fonctionnels des infrastructures.
La résilience est vue, elle, comme la réaction active du système face à sa vulnérabilité.
Un réseau technique peut être décomposé de façon simplifiée en une partie technique et une couche organisationnelle de gestion du réseau (Figure 62). Les consommateurs, les ressources et l’environnement de ses infrastructures constituent l’extérieur du système.
Figure 62 : Découpe simplifiée du système sociotechnique
Les infrastructures correspondent à des installations qui remplissent au moins une fonction (produire, distribuer, stocker, etc.). Il peut exister plusieurs instances d’infrastructure par fonction (Figure 62). De même une installation peut assurer plusieurs fonctions. Cette installation peut être elle-même décomposée en composants, mais cette échelle d’analyse n’est pas explicitement utilisée.
Nous avons choisi de définir trois états du système, en se basant sur les exigences règlementaires et contractuelles des réseaux en termes de service (qualité et quantité).
· Normal, où le niveau de performance P est au-dessus du seuil contractuel Pnormal, et qui correspond à la capacité de gestion des incidents quotidiens du réseau
· Dégradé, où le niveau de service est en-dessous du seuil contractuel Pnormal, mais le service n’est pas encore considéré comme défaillant à Pdéfaillant, c’est-à-dire que les capacités du système ne sont pas encore dépassées et qu’il n’est pas encore nécessaire de déclencher des plans d’urgence nécessitant une intervention d’un organisme extérieur.
· Défaillant, où le niveau de service est inférieur à Pdéfaillant et où les plans d’urgence ont été enclenchés, nécessitant l’aide d’une institution extérieure (crise).
Un niveau de performance peut être évalué par la pression, le débit, la qualité de l’eau (concentration de polluants) pour un réseau d’eau. Un niveau de performance évolue en fonction du temps et des décisions prises.
Figure 63 : Les phases d’évolution du système. Gauche : Description d’après [Robert, 2010] et droite : vue du graphique performance/temps
Pour l’analyse de vulnérabilité, le réseau d’eau sera étudié dans une approche inductive (bottom-up) à deux échelles : celles des infrastructures, puis celle du système technique en entier. On applique tout d’abord à chaque infrastructure une analyse systémique. En effet une infrastructure a une réalité matérielle et des rôles fonctionnels à remplir (services). Elle utilise pour cela des ressources support comme l’électricité ou les télécommunications. Deux types de vulnérabilité seront considérés pour les infrastructures : une vulnérabilité physique directe des infrastructures exposées à la menace, et une vulnérabilité fonctionnelle qui correspond à la perte de ressource support (électricité ou télécommunication) par effet cascade du scénario initial. Le résultat de cette première approche sera une liste d’infrastructures défaillantes. Puis, à l’échelle du système, on calcule une vulnérabilité globale sur la base de la modélisation hydraulique du fonctionnement du réseau (en qualité et quantité d’eau) compte-tenu de la liste des infrastructures défaillantes. La vulnérabilité globale correspond à la défaillance du service (quantité ou qualité) en un point du réseau à la fin de la phase passive d’évolution du système (qui est aussi le début de la réaction du système). C’est-à-dire qu’elle mesure la capacité du système à éviter cette situation de vulnérabilité, soit en ayant des infrastructures moins vulnérables (physiquement ou fonctionnellement), soit en ayant une structure topologique capable d’absorber de façon passive la défaillance des infrastructures listées précédemment, soit en réagissant plus vite et en entrant plus rapidement dans la phase de réaction pour empêcher une défaillance de service. Pour chaque évènement initiateur étudié (vignette), on mesure la vulnérabilité du système sur une échelle allant de 1 à 3, 1 correspondant à une faible vulnérabilité et 3 à un système très vulnérable. Enfin, il faut ajouter à cela une vulnérabilité externe au système, qui correspond à la quantification des conséquences de l’interruption de service. Celle-ci n’est pas détaillée ici car elle renvoie à l’évaluation des conséquences d’une rupture de service, point abordé dans le chapitre 3.
Figure 64 : Enchaînement des vulnérabilités et échelles d’analyse
La résilience, phase active de réponse du système, est analysée sur la base des trois capacités retenues dans le chapitre 2 : la capacité d’absorption, la capacité d’adaptation, et la capacité de réparation. Comme expliqué précédemment, la capacité d’absorption correspond à l’opposé de la vulnérabilité globale. La capacité d’adaptation correspond à la réponse mise en place dans l’urgence pour empêcher ou limiter la détérioration du service en qualité et en quantité. Elle correspond à la préparation de l’organisation, mais aussi à la disponibilité des ressources nécessaires à la réaction et également à sa rapidité de détection du problème et de mise en place des mesures. En effet, c’est bien quand ces mesures sont mises en place et qu’elles commencent à être effectives que l’évolution du système arrête d’être passive et devient influencée par la réaction du système. Un quatrième aspect correspond à l’efficacité des mesures d’urgence (palliatives). Il s’agit de ramener dans un temps acceptable un service de distribution à un niveau dégradé mais non défaillant. Enfin la capacité de réparation correspond à la capacité au long terme de se remettre du scénario initial dans un délai et un coût acceptables avec une performance de service au moins aussi grande que celle initialement atteinte. Il est important de souligner qu’il existe deux façons de mesurer la résilience : a priori, en estimant la capacité de réaction du système, et a posteriori, en mesurant sur une courbe de performance constatée l’évolution du système. La méthode propose d’évaluer les deux aspects. Pour chaque capacité de résilience, la méthode propose un classement allant de 1 à 3, avec 1 une très faible résilience et 3 une bonne capacité de résilience.
Les concepts précédents ont été expliqués de façon générale. Il s’agit maintenant de les illustrer sur un cas simple, afin d’introduire le questionnaire qui permettra aux opérateurs d’appliquer cette méthodologie d’évaluation. L’application de cette méthode sur le réseau d’eau fictif de Saint-Nazaire (section 3.5) est présentée en Annexe 6.