Création d’infrastructures hydrauliques et maritimes résilientes grâce à la planification adaptative

Des périodes sèches prolongées, un débit entrant réduit et la pression exercée sur les actifs existants ont fait que la résilience est passée d’une ambition future à une préoccupation opérationnelle immédiate. Ces conditions émergent dans toutes les régions exposées au climat dans le monde.

Contrairement aux perturbations du passé, les changements climatiques vont dans une direction connue. Les scientifiques ont modélisé l’élévation du niveau de la mer, alors que les projections régionales montrent où se trouve le risque croissant de sécheresse. Toutefois, le rythme et la gravité de ces événements sont plus difficiles à déterminer. En tant que planificateurs et planificatrices, notre manière d’aborder un projet a changé. Nous pouvons travailler avec plusieurs avenirs possibles, au lieu des moyennes historiques.

Le coût de la gestion de l’échec augmente déjà. Les pertes liées aux assurances causées par des phénomènes météorologiques extrêmes ne cessent d’augmenter, exerçant une pression à la fois sur les assureurs et les propriétaires d’actifs. Les répercussions économiques de grandes restrictions en matière d’approvisionnement atteignent les milliards de dollars à l’heure actuelle. Voyez par exemple les mesures qui ont dû être prises quand Le Cap a failli manquer d’eau en 2018 (article en anglais).

Les précipitations extrêmes ont diminué la qualité de l’eau brute dans les bassins hydrographiques et restreint la capacité de traitement des grandes villes. Des feux de brousse ont endommagé les bassins hydrographiques pendant plusieurs années après l’événement. Les inondations perturbent les infrastructures près des rivières et des côtes, en plus de prolonger le stress dû à la chaleur sur les systèmes électriques et mécaniques. Planifier en tenant compte d’un seul risque rate la cible, car les risques s’aggravent.

Il faudrait se poser trois questions au début de chaque plan de résilience :

1. Quelles sont les limites opérationnelles du système?
2. Si ces limites sont dépassées, quelles sont les conséquences d’une panne pour les clients, la communauté et l’économie en général?
3. Quels signaux indiquent que les limites sont sur le point d’être mises à l’épreuve?

Répondre à ces questions expose le compromis à faire. Une plus grande résilience coûte davantage au début, mais sous-investir refile la facture aux communautés plus tard.

Pendant plusieurs décennies, la planification des infrastructures était fondée sur la résolution d’un seul problème, comme une prévision de la demande ou une plage fixe du niveau de la mer. Vu que les conditions étaient plus stables, il s’agissait d’une méthode de planification efficace. Maintenant, le même actif doit assurer un rendement dans un large éventail de situations possibles.

La planification adaptative prépare l’actif pour plusieurs conditions et prévoit chaque engagement en fonction du déroulement de la situation. Elle commence par la schématisation de l’ensemble des scénarios auxquels un système peut être confronté, y compris les combinaisons extrêmes qui poussent les actifs au-delà de leurs limites actuelles.

Les premières tâches consistent à déterminer les options conceptuelles pour les solutions traditionnelles et indépendantes du climat. Les activités de préparation mettent alors à l’épreuve la viabilité à l’aide d’études de préfaisabilité et de terrain. Lorsque toutes les tâches préalables sont terminées, le projet passe à la conception détaillée, aux analyses de rentabilisation et à l’étape d’exécution. Chaque étape comporte des points de décision définis où les responsables décident quoi faire en fonction des données probantes.

Les cadres officiels, comme le Plan de sécurité de l’approvisionnement en eau du Grand Melbourne et des villes avoisinantes (page en anglais) concrétisent cette réflexion. Ces plans soulignent que les décisions liées à la résilience sont des décisions de gouvernance, influencées par les attentes en matière de service, la tolérance au risque et un financement réaliste.

Toutefois, les attentes en matière de service changent rarement, ce qui rend cette prise de décision difficile. Les communautés s’attendent à un approvisionnement fiable et à des infrastructures sécuritaires, peu importe les conditions, alors que les ports s’attendent à une exploitabilité, à la sécurité, à l’accès et à un rétablissement rapide après une perturbation.

D’un autre côté, la tolérance au risque et le financement ne se déterminent pas de la même façon. La planification adaptative n’élimine pas complètement cette tension, mais elle la met en évidence pour que les décideurs et décideuses en tiennent compte beaucoup plus facilement.

Les propriétaires et exploitants d’actifs peuvent commencer avec des mesures qui gardent la porte ouverte à d’autres options, sans trop s’engager :

1. Mettre d’abord des terres de côté. L’espace disparaît rapidement et un projet futur qui n’a pas d’espace dédié perd des années et de l’argent pour trouver la prochaine meilleure option.
2.  Ensuite, réaliser des projets pilotes et des essais, puisque les nouvelles technologies sont plus faciles à justifier lorsqu’il est possible de prouver qu’elles fonctionnent.
3. Combler l’écart de l’approvisionnement grâce à la gestion de la demande, ce qui prolonge le délai avant que les parties prenantes soient obligées d’agir.
4. Utiliser une conception modulaire qui permet aux actifs de grandir progressivement au lieu d’avoir à les reconstruire.
5. En dernier, surveiller les éléments déclencheurs. Ceux-ci relient la prochaine décision à quelque chose de mesurable au lieu de dépendre de la personne qui tient les cordes du budget cette année-là.

Les délais soulignent le besoin d’agir maintenant. Les autorisations environnementales, l’acquisition de terrains et l’obtention des permis pour les grandes infrastructures (page en anglais) prennent régulièrement de cinq à dix ans, et encore plus longtemps pour les sites difficiles à obtenir qui restent après que les terrains les plus intéressants aient été pris. Dépenser en amont sur les travaux préalables, peut-être jusqu’à cinq pour cent de la valeur éventuelle du projet, est un petit prix à payer pour se préparer à s’engager lorsque le point déclencheur est atteint.

La planification résiliente commence en ayant une idée claire de l’approvisionnement en eau global. Les sources qui dépendent des précipitations, comme les barrages, les installations au fil de l’eau et les eaux souterraines, sont habituellement peu coûteuses à exploiter, mais leur fiabilité est tributaire du climat. Cette fiabilité est menacée lorsque le débit entrant diminue ou devient plus irrégulier.

Les sources indépendantes du climat, comme le dessalement de l’eau de mer et la réutilisation de l’eau potable (page en anglais) coûtent davantage à exploiter et exigent beaucoup plus d’énergie. Toutefois, contrairement aux sources qui dépendent des précipitations, cette eau est disponible malgré une sécheresse, ce qui réduit l’exposition à l’assèchement à long terme.

Les usines de dessalement australiennes illustrent ce compromis (page en anglais). Les exploitants ont construit l’usine de dessalement de Sydney comme actif lors des sécheresses, mais l’utilisent de plus en plus souvent, en partie pour compléter l’approvisionnement lorsque la mauvaise qualité de l’eau brute limite le traitement de l’eau de surface.

L’usine de dessalement de Melbourne est restée inutilisée pendant plusieurs années, mais les exploitants l’utilisent maintenant à sa capacité totale ou presque alors qu’une période sèche recommence. Il s’agit d’actifs qui font office d’assurance, pour lesquels les exploitants paient pendant les bonnes années afin d’en profiter lors des mauvaises. Leur rentabilité provient de la prévention qu’ils offrent.

La leçon à tirer des grands programmes de dessalement et de sécurité de l’approvisionnement en eau est que les choix décisifs sont habituellement faits bien avant la construction sur la manière de cadrer le problème et de répondre aux incertitudes, sur les options à conserver et sur le moment où les responsables sont prêts à s’engager.

La même logique s’applique aux infrastructures côtières et maritimes. Les scientifiques du climat ont maintenant établi des projections raisonnables à court terme de l’élévation du niveau de la mer, particulièrement pour les trente prochaines années. Les concepteurs et conceptrices ont ainsi suffisamment de données pour prévoir les conditions futures, sans s’engager sur la voie des pires hypothèses d’aujourd’hui.

Un exemple concret de ceci est un parc côtier public qui doit composer avec des inondations causées par les marées hautes, même par temps ensoleillé. Le décret local exigeait de nouvelles infrastructures pour s’adapter à l’élévation du niveau de la mer à long terme, ce qui représentait la construction d’un mur de protection d’environ 2,4 mètres (8 pieds) de hauteur autour des installations existantes. Un mur de cette hauteur répondrait à la réglementation, mais bloquerait aussi la vue qui attire les gens à la marina et aux bâtiments historiques avoisinants.

Notre équipe de conception a choisi une autre solution : un mur structuré pour l’élévation atteinte plus tard, mais construit à environ un mètre (3,3 pieds) de hauteur pour régler le risque à court terme. Des visualisations de l’élévation actuelle et prévue ont aidé les organismes de réglementation et la communauté à accepter cette approche. Les permis et le financement ont suivi. Lorsque la surveillance démontrera que les points déclencheurs sont atteints, les exploitants du parc n’auront qu’à augmenter la hauteur du mur existant en ajoutant un bloc renforcé à l’aide de goujons au lieu de remplacer la structure au complet.

Certaines perturbations liées à des phénomènes extrêmes sont acceptables, mais le plus important est la rapidité de rétablissement du système. À certains endroits, la combinaison de solutions techniques et de systèmes naturels comme les dunes ou les mangroves appuie le rétablissement en plus de diminuer les demandes d’entretien à long terme.

Garder suffisamment d’options à portée de main pendant suffisamment longtemps, sans donner une attention égale à chacune d’entre elles pour toujours, exige une surveillance disciplinée, des travaux préparatoires en amont et des conversations honnêtes au sujet des attentes en matière de service, de la tolérance au risque et du financement. La planification adaptative n’élimine pas complètement les choix difficiles, mais elle les rend visibles suffisamment tôt pour les gérer. Le plus important est de :

• schématiser l’ensemble des scénarios possibles, y compris les combinaisons extrêmes qui poussent les actifs au-delà de leurs limites actuelles;
• commencer les travaux préparatoires en amont, puisque les approbations et la réservation de sites prennent souvent de cinq à dix ans à obtenir et que les sites intéressants disparaissent en premier;
• intégrer des points déclencheurs de surveillance dans la gouvernance pour que les décisions soient prises en fonction des données probantes et non des sentiments.

Le travail est plus facile lorsqu’il repose sur les leçons retenues des autres. Peu importe le défi, un ou une collègue en a déjà surmonté un similaire quelque part. La solution s’applique rarement telle quelle, mais le parcours, oui. C’est avec plaisir que nous entamerons une première conversation avec vous sur le sujet.