Résilience des infrastructures et systèmes interconnectés - Scénario de démonstration "périphérique de Nantes"

Les inondations sont fréquentes sur le périphérique de Nantes. Pour y faire face, l'exploitant est obligé de dévier les véhicules sur les réseaux adjacents. Ces inondations sur le périphérique de Nantes constituent l’un des cas d’application du projet RESIIST (RESIlience des Infrastructures et Systèmes inTerconnectés). Le scénario afférent sera utilisé pour expérimenter les méthodes et les outils devant permettre in fine d’évaluer en continu la résilience de l’infrastructure. Il est issu d’une analyse empirique des événements passés, fondée sur des statistiques des données de trafic, et de la modélisation des informations. Dans un premier temps, l’analyse des événements susceptibles d’avoir un impact direct ou indirect sur la disponibilité et la fiabilité de l’infrastructure a montré que les Heures de Pointe du Matin (HPM) et les Heures de Pointe du Soir (HPS) sont la cause principale d’une résilience non linéaire de l’infrastructure : son niveau de disponibilité et de fiabilité sont variables dans la journée et dans la semaine. En revanche, les inondations conduisent à une indisponibilité totale. Plusieurs événements en sont la cause : principalement la crue du Gesvres mais aussi les précipitations et la saturation des sols. Le nombre d’échantillons ne permet cependant pas de dire quelle est la part effective de chaque facteur. Le risque d’inondation semble aussi renforcé par la hauteur de l’Erdre qui peut limiter ou favoriser les possibilités d’écoulement du Gesvres. Cependant, c’est un facteur compliqué à évaluer car il est conditionné par la crue de l’Erdre, l’écluse et le niveau de la Loire, lui-même conditionné par la marée et la crue de la Loire. Dans un deuxième temps, des indicateurs sont proposés pour caractériser la résilience de l’infrastructure. Les vitesses (km/h) constituent un bon indicateur des congestions récurrentes mais les débits (véhicules/h) constituent un meilleur indicateur dans le cas des fermetures. La concentration (véhicules/km) est celui qui peut s’adapter aux deux cas. Grâce à ces trois indicateurs, il est possible d’identifier quand, combien de temps et avec quelle intensité le niveau de performance du périphérique est diminué. De façon générale, le fonctionnement théorique « normal » du périphérique est mauvais aux HPM et HPS les jours ouvrés, selon une intensité variable en fonction du sens de circulation et des stations de comptage, et bon les week-ends. Lorsque se produisent les inondations, le périphérique est totalement indisponible dans le sens extérieur de circulation de la porte de Sainte Luce à la porte de la Chapelle et à la station Anjou, il a un niveau de fonctionnement compris entre 75 et 80 % de son niveau « normal ». C’est le même constat dans le sens 1 de circulation mais son fonctionnement est estimé entre 10 à 20 % de son niveau « normal » à la station de Carquefou et entre 50 à 60 % à la station Anjou. Dans un troisième temps, pour mesurer l’impact des défauts de résilience du périphérique sur les réseaux adjacents de Nantes métropole et de Cofiroute, une comparaison a été effectuée entre le fonctionnement théorique « normal » et le fonctionnement perturbé lors des inondations. L’augmentation du trafic sur les réseaux adjacents est symétrique dans le temps de la baisse du trafic sur le périphérique. Cependant, étant plus faible, il existe forcément un éparpillement des usagers hors itinéraires de déviation. Par ailleurs, le débit sur le réseau de Nantes métropole est négatif aux heures de pointe en semaine par rapport à « la normale », jusqu’à -30%. Ce qui signifie que la fermeture du périphérique conduit à une forte dégradation de la résilience du territoire. Enfin, dans un quatrième temps, toutes les données recueillies et analysées ont été intégrées dans deux types de modèles : des modèles « statiques » en langage Archimate pour décrire les éléments constitutifs du système et des modèles « dynamiques » en langage BPMN pour décrire le comportement de ces composants. Grâce à la modélisation, les interactions entre les composantes du système ont pu être définies, ainsi que les règles métier qui entraînent des modifications du comportement du système. RESIIST peut contribuer à améliorer la résilience des infrastructures critiques en permettant aux parties prenantes de suivre en permanence les données du contexte, de les interpréter, d'en déduire les risques de perturbation sur les infrastructures et le territoire et de bénéficier de propositions de solutions adaptées et correspondant à leurs critères de décision. Plus modestement, ce scénario pourrait également servir de support aux discussions sur les travaux concernant le périphérique et les protocoles de gestion de crise. In fine, les outils développés contribueront à améliorer la disponibilité, la sécurité et la fiabilité de cette infrastructure, de manière à renforcer sa résilience, y compris en cas d’évènements climatiques ou autres imprévus non planifiés.