Pendant l'ouragan Katrina et d'autres violentes tempêtes qui ont frappé la Nouvelle-Orléans, des pannes de courant, les inondations et les dommages causés par le vent se sont combinés pour couper les gens de l'eau potable, nourriture, soins médicaux, abri, prescriptions et autres services vitaux.

Dans un projet d'un an, des chercheurs des laboratoires nationaux de Sandia et de Los Alamos se sont associés à la ville de la Nouvelle-Orléans pour analyser les moyens d'accroître la résilience des communautés et d'améliorer la disponibilité des services vitaux essentiels pendant et après des phénomènes météorologiques violents.

L'équipe a utilisé des scénarios d'ouragan historiques pour modéliser la façon dont les tempêtes provoquent des inondations localisées, perturber le système électrique et couper certaines parties de la communauté des services essentiels. Les chercheurs de Sandia ont ensuite développé un outil pour analyser et identifier les grappes existantes d'entreprises et de ressources communautaires dans des zones moins sujettes aux inondations, telles que les stations-service, les épiceries et les pharmacies qui pourraient être équipées de micro-réseaux pour renforcer la résilience.

Un micro-réseau est une zone d'infrastructure électrique renforcée qui relie plusieurs bâtiments via un système de production d'électricité localisée et de contrôle automatique, assurer l'accès à l'électricité pour ces bâtiments même si la majeure partie du réseau électrique d'une ville tombe en panne. Sandia appelle ces hubs de microgrid « nœuds de résilience » car ils améliorent la disponibilité des services essentiels pour les voisins proches en permettant une meilleure adaptation, réponse et récupération des perturbations du réseau électrique.

« Je dirais que dans la grande majorité des cas, la rupture de la prestation de services pendant et après des phénomènes météorologiques violents peut être attribuée à des inondations localisées et à une perte d'alimentation électrique, " Robert Jeffers, un scientifique des systèmes de Sandia, mentionné. "Quand tu trouveras comment garder le courant, vous activez également tous les autres services que les installations pourraient fournir."

Le principal objectif de résilience communautaire de la ville de la Nouvelle-Orléans, soumis à une tempête majeure, est de fournir en toute sécurité aux citoyens des services d'infrastructure essentiels aussi rapidement et de manière fiable que possible. Le nombre de personnes n'ayant pas accès aux services essentiels est devenu la mesure de la résilience que l'équipe de recherche a utilisée pour évaluer les améliorations potentielles de la résilience du réseau.

Le projet a été financé par le consortium de laboratoires de modernisation du réseau du ministère de l'Énergie. Le GMLC a été créé en tant que partenariat stratégique entre le DOE et les laboratoires nationaux pour réunir des experts de premier plan, les technologies, et des ressources pour collaborer à l'objectif de modernisation du réseau national. Il s'agit de l'un des principaux éléments de l'Initiative de modernisation du réseau du Ministère, un effort global pour aider à façonner l'avenir du réseau électrique national.

La ville de la Nouvelle-Orléans a été le principal partenaire pour définir la résilience communautaire dans ce projet, et un soutien supplémentaire et une expertise en la matière sont venus de 100 villes résilientes. 100 Resilient Cities a été créé par la Fondation Rockefeller il y a cinq ans lors de l'année du centenaire de la fondation. Ce projet est l'un des nombreux projets 100 Resilient Cities à travers le monde dans le but d'améliorer la résilience urbaine.

Des informations ont également été obtenues auprès d'Entergy New Orleans, le Sewerage and Water Board de la Nouvelle-Orléans et le U.S. Army Corps of Engineers.

Application des données historiques sur les tempêtes pour modéliser les impacts futurs

Jeffers a déclaré que l'équipe avait commencé par demander ce qui constituerait un scénario de tempête aux pires conséquences pour la Nouvelle-Orléans. Lorsque les chercheurs ont posé cette question aux responsables de la ville et des services publics, une vision spécifique a émergé :un ouragan de catégorie 2 ou de faible niveau de catégorie 3, qui n'a pas été considéré comme suffisamment important pour une évacuation obligatoire ou qui finit par être plus important que prévu, touche terre à la Nouvelle-Orléans et s'arrête sur la ville. Dans ce scénario hypothétique, la tempête déverse 20 à 25 pouces de pluie pendant une période de 24 heures et les pompes d'assèchement dans toute la ville fonctionnent à une fraction de leur capacité maximale pendant le premier jour de la tempête. Dans un tel scénario, il a dit, de nombreux résidents seraient déplacés en raison des inondations et des pannes de courant prolongées dans toute la ville et n'auraient pas accès aux services de base.

Les chercheurs ont utilisé deux trajectoires d'ouragan historiques qui présentent des conditions aux conséquences dévastatrices pour l'analyse et la modélisation :l'ouragan Katrina et une tempête sans nom de 1947. La tempête de 1947 a été choisie car elle s'est approchée de la Nouvelle-Orléans par le sud-est et a remonté le fleuve Mississippi, où se trouvent les infrastructures critiques.

Les chercheurs ont simulé ces tempêtes en utilisant leurs trajectoires réelles, puis ont modélisé leur impact à différentes intensités, vitesses et quantités de précipitations. Sur la base de ces simulations, ils ont modélisé l'impact des tempêtes sur la performance des infrastructures critiques et des services vitaux associés. Les modèles ont pris en compte les récentes améliorations de la résilience mises en œuvre par la ville de la Nouvelle-Orléans, le corps du génie de l'armée, Entergy et entreprises privées après l'ouragan Katrina.

Sur la base des données de modélisation des tempêtes et de la sortie de l'outil, Jeffers a déclaré que les chercheurs avaient développé de nouveaux algorithmes pour identifier les emplacements possibles où un nœud de résilience ou des stratégies alternatives de modernisation du réseau auraient un impact considérable sur l'amélioration de l'accès de la communauté aux services essentiels pendant et après une perturbation majeure du réseau électrique.

La ville et d'autres parties prenantes utilisent l'analyse pour soutenir l'examen de la technologie des micro-réseaux dans un district de résilience.