Le rapport international le plus récent sur le changement climatique dresse un tableau des perturbations de la société à moins qu'il n'y ait des réductions drastiques et rapides des émissions de gaz à effet de serre.

Bien qu'il soit encore tôt, certaines villes et municipalités commencent à reconnaître que les conditions passées ne peuvent plus servir d'indicateurs raisonnables pour l'avenir.

Cela est particulièrement vrai pour les infrastructures du pays. Autoroutes, les installations de traitement de l'eau et le réseau électrique sont de plus en plus exposés aux phénomènes météorologiques extrêmes et aux autres effets du changement climatique.

Le problème est que la plupart des projets d'infrastructure, y compris le plan de revitalisation des infrastructures de l'administration Trump, ignorent généralement les risques du changement climatique.

Dans nos travaux de recherche sur la durabilité et les infrastructures, nous encourageons et commençons à nous orienter vers la conception de systèmes d'infrastructure créés par l'homme en gardant à l'esprit l'adaptabilité.

Concevoir pour le passé

Les systèmes d'infrastructure sont la première ligne de défense contre les inondations, Chauffer, feux de forêt, ouragans et autres catastrophes. Les urbanistes et les citoyens partent souvent du principe que ce qui est construit aujourd'hui continuera de fonctionner face à ces aléas, permettant aux services de continuer et de nous protéger comme ils l'ont fait dans le passé. Mais ces systèmes sont conçus sur la base d'histoires d'événements extrêmes.

Pompes, par exemple, sont dimensionnés en fonction des événements de précipitations historiques. Les lignes de transmission sont conçues dans les limites de la puissance qu'elles peuvent déplacer tout en maintenant des conditions de fonctionnement sûres par rapport à la température de l'air. Les ponts sont conçus pour pouvoir supporter certains débits dans les rivières qu'ils traversent. L'infrastructure et l'environnement sont intimement liés.

Maintenant, cependant, le pays dépasse plus fréquemment ces conditions historiques et devrait connaître des événements météorologiques extrêmes plus fréquents et plus intenses. Dit autrement, à cause du changement climatique, les systèmes naturels évoluent désormais plus rapidement que les infrastructures.

Comment les systèmes d'infrastructure peuvent-ils s'adapter ? Examinons d'abord les raisons pour lesquelles les systèmes d'infrastructure échouent à l'extrême :

• Le danger dépasse les tolérances de conception. Ce fut le cas des inondations de l'Interstate 10 à Phoenix à l'automne 2014, où l'intensité des précipitations dépassait les conditions de conception.
• Pendant ces périodes, il y a moins de capacité supplémentaire dans le système :en cas de problème, il y a moins d'options pour gérer le facteur de stress, comme le réacheminement des flux, que ce soit de l'eau, l'électricité ou même la circulation.
• Nous exigeons souvent le maximum de nos infrastructures lors d'événements extrêmes, pousser les systèmes à un moment où il y a peu de capacité supplémentaire.

Le changement progressif pose également de sérieux problèmes, en partie parce qu'il n'y a pas d'événement distinctif qui stimule un appel à l'action. Ce type de situation peut être particulièrement gênant dans le contexte des retards de maintenance et des insuffisances budgétaires qui affligent actuellement de nombreux systèmes d'infrastructure. Les villes et les villages seront-ils endormis dans la complaisance pour découvrir que leurs infrastructures de longue durée ne fonctionnent plus comme elles le devraient ?

Actuellement, la valeur par défaut semble être d'obtenir un financement pour construire plus de ce que nous avons eu au cours du siècle dernier. Mais les gestionnaires d'infrastructure devraient prendre du recul et se demander ce que nos systèmes d'infrastructure doivent faire pour nous à l'avenir.

Agile et flexible par conception

Des approches fondamentalement nouvelles sont nécessaires pour relever les défis non seulement du changement climatique, mais aussi des technologies de rupture.

Il s'agit notamment de l'intégration croissante des technologies de l'information et de la communication, ce qui augmente le risque de cyberattaques. D'autres technologies émergentes incluent les véhicules autonomes et les drones ainsi que les énergies renouvelables intermittentes et le stockage par batterie à la place des systèmes d'alimentation conventionnels. Aussi, Les technologies connectées numériquement modifient fondamentalement la cognition des individus sur le monde qui nous entoure :réfléchissez à la façon dont nos appareils mobiles peuvent désormais nous rediriger d'une manière que nous ne comprenons pas entièrement en fonction de notre propre comportement de voyage et du trafic dans une région.

Pourtant, nos paradigmes actuels de conception d'infrastructure mettent l'accent sur de grands systèmes centralisés destinés à durer des décennies et capables de résister aux dangers environnementaux à un niveau de risque présélectionné. Le problème est que le niveau de risque est désormais incertain car le climat change, parfois d'une manière qui n'est pas très bien comprise. En tant que tel, les prévisions d'événements extrêmes peuvent être un peu ou bien pires.

Face à cette incertitude, l'agilité et la flexibilité doivent être au cœur de la conception de notre infrastructure. Dans notre recherche, nous avons vu comment un certain nombre de villes ont déjà adopté des principes pour faire avancer ces objectifs, et les avantages qu'ils procurent.

A Kuala Lampur, les tunnels de circulation sont capables de passer à la gestion des eaux pluviales lors d'épisodes de précipitations intenses, un exemple de multifonctionnalité.

Partout aux États-Unis, les technologies des smartphones axées sur les citoyens commencent à fournir des informations en temps réel. Par exemple, le projet CrowdHydrology utilise des données sur les inondations soumises par les citoyens que les capteurs conventionnels limités ne peuvent pas collecter.

Concepteurs et gestionnaires d'infrastructure dans un certain nombre de sites aux États-Unis, dont New York, Portland, Miami et le sud-est de la Floride, et Chicago, sont maintenant tenus de planifier cet avenir incertain - un processus appelé feuille de route. Par exemple, Miami a développé un plan de 500 millions de dollars pour moderniser l'infrastructure, y compris l'installation d'une nouvelle capacité de pompage et l'élévation des routes pour protéger les propriétés en bord de mer à risque.

Ces compétences s'alignent sur la réflexion basée sur la résilience et éloignent le pays de nos approches par défaut consistant simplement à construire plus grand, plus fort ou plus redondant.

Planification de l'incertitude

Parce qu'il y a maintenant plus d'incertitude en ce qui concerne les dangers, la résilience plutôt que le risque devrait être au cœur de la conception et de l'exploitation des infrastructures à l'avenir. La résilience signifie que les systèmes peuvent résister à des événements météorologiques extrêmes et revenir rapidement en service.

Cela signifie que les planificateurs d'infrastructure ne peuvent pas simplement modifier leur paramètre de conception - par exemple, bâtiment pour résister à un 1, événement de 000 ans au lieu d'un événement de 100 ans. Même si nous pouvions prédire avec précision quels devraient être ces nouveaux niveaux de risque pour le siècle à venir, est-ce techniquement, financièrement ou politiquement faisable pour construire ces systèmes plus robustes ?

C'est pourquoi il faut des approches basées sur la résilience qui mettent l'accent sur la capacité d'adaptation. Les approches conventionnelles mettent l'accent sur la robustesse, comme la construction d'une digue capable de résister à une certaine élévation du niveau de la mer. Ces approches sont nécessaires, mais étant donné l'incertitude du risque, nous avons besoin d'autres stratégies dans notre arsenal.

Par exemple, fournir des services d'infrastructure par des moyens alternatifs lorsque notre infrastructure principale échoue, comme le déploiement de micro-réseaux avant les ouragans. Ou, les planificateurs peuvent concevoir des systèmes d'infrastructure de telle sorte qu'en cas de défaillance, les conséquences sur la vie humaine et l'économie sont minimisées.

Il s'agit d'une pratique récemment mise en œuvre aux Pays-Bas, où les rivières du delta du Rhin sont autorisées à être inondées, mais les gens ne sont pas autorisés à vivre dans la plaine inondable et les agriculteurs sont indemnisés lorsque leurs récoltes sont perdues.

L'incertitude est la nouvelle norme, et la fiabilité dépend de l'infrastructure de positionnement pour fonctionner et s'adapter à cette incertitude. Si le pays continue de s'engager à construire l'infrastructure du siècle dernier, nous pouvons continuer à nous attendre à des défaillances de ces systèmes critiques et aux pertes qui les accompagnent.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.