1Depuis 2007, la moitié de la population mondiale vit en milieu urbain (UN-Habitat, 2007). Le taux de croissance équivaut à la construction d’une nouvelle ville d’un million d’habitants par semaine (www.floodresiliencegroup.org, 2009). Face à cela, les aléas naturels créent en ville des dégâts humains et matériels très importants, le coût financier des dégâts est en pleine croissance et différents systèmes assurantiels se transforment afin de maintenir leurs équilibres.

3Nous faisons l’hypothèse que la résilience, définie comme la persistance des relations à l’intérieur d’un système, peut permettre de dépasser les méthodes actuelles et participer ainsi à une amélioration du management des risques en génie urbain. La mesure de la résilience correspond à l’évaluation de la capacité de ce système à absorber et intégrer les changements de ses composants (Holling, 1973). Les systèmes évoluant de manière permanente, ils ne sont pas caractérisés par un état d’équilibre, mais par une stabilité générale qui est celle du maintien de leur fonctionnement. Ainsi, lorsqu’une perturbation apparait, soit le système est capable de l’intégrer avec un nombre de perturbations qui ne remet pas en cause sa viabilité, soit le système n’en est pas capable et il est alors détérioré à plus ou moins long terme par le changement de sa structure (Sanders, 1992). La résilience suggère une position proactive du système envers le risque, les caractéristiques internes du système urbain lui donnent les outils d’une analyse de risque tournée vers l’action et lui permettent de réagir face au risque (Pelling, 2003). Au-delà des objectifs de diminution des conséquences d’une perturbation, certains auteurs considèrent la perturbation du système comme une opportunité pour l’aménagement urbain (Pasche and Geisler, 2005). La capacité de réaction, mais également les capacités d’adaptation et d’absorption, apparaissent alors comme centrales pour qualifier un système de résilient et envisager le risque au sein de systèmes dynamiques (Serre, 2011).

4Si des expériences et des méthodes appliquées à des systèmes techniques ont développé des démarches résilientes qui questionnent les stratégies habituelles de gestion des risques, ces démarches restent spécifiques et il n’existe pas actuellement de cadre commun permettant l’analyse des stratégies proposées. L’objet de cet article exploratoire est de concevoir un modèle qui propose une conceptualisation commune permettant d’orienter l’analyse des stratégies de résilience et de construire un cadre de référence pour la médiation, l’échange, la description de ces stratégies. Les paramètres principaux sont identifiés à partir de la présentation d’expériences et de méthodes relatives à la gestion du risque inondation et qui s’inscrivent dans une démarche de résilience appliquée à des systèmes techniques urbains.

Développement urbain et risque inondation.

7La situation économique, urbaine, climatique et de fragilité croissante de la société face aux risques naturels, exposent la nécessité de développer de nouvelles stratégies de gestion du risque inondation. Ces nouvelles stratégies devront permettre d’anticiper des scénarios d’inondation que les modèles probabilistes jugent actuellement comme extrêmes ou rares (Zevenbergen et al., 2011).

Importance des systèmes techniques urbains dans la gestion des risques.

8Si le développement urbain doit privilégier la compacité, la dépendance croissante des villes aux systèmes techniques urbains implique des formes d’urbanisation particulières donnant lieu à l’apparition dans le champ de l’urbanisme du terme « réticulaire » (Dupuy, 1991). Spatialement la ville contemporaine ne présente plus une continuité fonctionnelle. La ville s’appuie fortement sur les systèmes techniques urbains qui créent une organisation spatiale du territoire. La réalité invisible des connexions aux services urbains oriente, sans la contraindre totalement, le développement urbain de la ville visible. Les systèmes techniques peuvent être définis par le service rendu, l’organisation (aspects fonctionnels) et l’infrastructure qui représentent les aspects physiques, le matériel, les moyens nécessaires à la réalisation du service (Blancher, 1998). Ainsi, les transports en commun, les systèmes de distribution d’électricité, de gaz, de téléphonie, de fibre optique, de chauffage urbain, de gestion des déchets sont des systèmes techniques. Ces systèmes techniques sont généralement qualifiés de complexes du fait de leurs relations d’interdépendance (Toubin et al., 2012).

9L’analyse des retours d’expériences de villes ayant subi des dommages lors d’inondations montre à la fois une dépendance du fonctionnement urbain à ses systèmes techniques et une diffusion des effets de l’inondation via ces mêmes systèmes. L’étude des systèmes techniques urbains sous contraintes montre qu’ils sont vulnérables intrinsèquement et amplificateurs de vulnérabilité du territoire lorsqu’ils ne peuvent pas assurer leur mission de service (Felts, 2005 ; Vigneron et al., 2006).

10La ville fortement dépendante des systèmes techniques donne à ces systèmes techniques une grande importance dans la diffusion du risque. Pour améliorer la résilience des villes, les systèmes techniques ont déjà été identifiés comme stratégiques (Lhomme et al., 2010). Ils se comportent à la fois comme des propagateurs de dysfonctionnement par leur extension géographique et par leurs interdépendances alors qu’ils sont en même temps essentiels à la reconstruction (Felts, 2005). Ils constituent sont « le système nerveux » de la ville dans lequel la moindre défaillance peut avoir des conséquences en cascade sur le fonctionnement urbain (Robert et Morabito, 2009).

11Pour caractériser les services les plus indispensables, il est fait appel à la notion de systèmes techniques dits vitaux, essentiels ou critiques (Robert et Morabito, 2009 ; Barthélémy et al., 2011).

12L’analyse du comportement des systèmes techniques urbains renvoie vers deux notions importantes et liées :

• la notion d’infrastructure critique (essentielle, vitale) : une infrastructure peut être définie comme un ensemble d’installations assurant des services nécessaires au fonctionnement de la ville (ASCE, 2009). Ces infrastructures sont jugées critiques si leur dysfonctionnement menace la sécurité, l’économie, le mode de vie et la santé publique d’une ville, d’une région voire même d’un état. Ces infrastructures critiques ont la spécificité de dépasser les frontières géographiques, politiques, culturelles et organisationnelles (Boin and McConnell, 2007) ;

• la notion d’interdépendance des systèmes : la plupart de ces infrastructures critiques interagissent. Or, ces interactions sont souvent complexes et méconnues, car elles dépassent les frontières du système en question. L’analyse des interdépendances requiert de changer d’échelle pour analyser les composants d’un système (échelle fine), puis les relations entre les systèmes (échelle plus large). Différents travaux d’évaluation de la vulnérabilité des infrastructures critiques sont mobilisables (Petit, 2009). Les plus représentatifs sont certainement ceux de Benoit Robert (2009a, 2009 b). Ses travaux illustrent notamment, à partir de cas réels sur la ville de Montréal, les défaillances en chaine produites par un arrêt momentané d’une partie d’un système technique (Robert and Hémon, 2012).

La résilience fonctionnelle comme capacité à maintenir le service des infrastructures critiques.

13Pour le management des risques en génie urbain différentes méthodes permettant d’évaluer la fiabilité d’un système technique et d’une infrastructure critique ont été testées. Les méthodologies développées ont pour double objectif l’étude des interrelations de ces infrastructures fortement interdépendantes et les liens de dépendance avec le territoire. Il existe des méthodes d’analyse de risque physique, statistique (mathématique) par dire d’expert, ou encore issues de la Sûreté de Fonctionnement (UNIT, 2011). Comme les approches physiques, la Sûreté de Fonctionnement est une méthode interne, c’est-à-dire qu’elle repose sur une connaissance profonde du fonctionnement du système étudié (Serre et al., 2008). La modélisation physique des processus continus ou discrets de dégradation du système repose sur la prise en compte d’équations régissant les phénomènes internes. La modélisation par la Sûreté de Fonctionnement repose sur le principe de la modélisation fonctionnelle, et consiste à déterminer les interactions entre les composants d’un système et son environnement, de façon à établir de manière formelle les liens entre les défaillances des fonctions, leurs causes et leurs effets (Gervais et al., 2011).

14L’utilisation de ces méthodes pour analyser des scénarios de défaillance et modéliser des processus d’interdépendance entre systèmes complexes donne des résultats pertinents. Cependant, ces méthodes s’appliquent généralement à des systèmes complexes, et non à des systèmes de systèmes complexes, c’est-à-dire des systèmes fortement interdépendants. Il est possible, en utilisant une combinaison de méthodes issues de la Sureté de Fonctionnement, de modéliser des scénarios de défaillance pour des systèmes de systèmes complexes en analysant chaque système plus ou moins indépendamment les uns des autres (Lhomme et al., 2011). Dans un premier temps, le principe est de considérer les différentes infrastructures comme faisant partie d’un seul et même système. Une analyse fonctionnelle générale externe est alors produite. Ce n’est que dans un deuxième temps qu’une analyse fonctionnelle interne est réalisée pour chaque infrastructure critique et que les méthodes de sureté de fonctionnement sont appliquées. À travers des travaux récents (Serre, 2011) cette méthode laisse entrevoir des perspectives intéressantes. Dans ces travaux, l’Analyse des Modes de Défaillance et de leurs Effets (AMDE) est choisie pour étudier les modes de défaillance, car elle permet une analyse exhaustive de ceux-ci. C’est une méthode inductive d’analyse des défaillances potentielles d’un système. Elle considère chacun des composants du système et analyse ses modes de défaillance. Elle repose sur le recensement systématique et l’évaluation des risques potentiels d’erreurs susceptibles de se produire à toutes les phases de réalisation d’un système. Depuis la fin des années 90, l’AMDE a été adaptée dans différents domaines du génie civil (Serre et al., 2007). Elle aboutit à l’élaboration d’un tableau, lequel, pour chaque composant, établit les causes et les effets de la perturbation du composant.

La résilience corrélative comme propension à adapter le besoin à la capacité de service.

16Au-delà de la difficulté de fiabiliser des systèmes complexes, l’incertitude des prévisions couplée à la rareté des événements, peut impliquer des objectifs d’adaptation difficilement supportables du point de vue des investissements nécessaires. La difficulté à mobiliser des financements pour des événements rares et incertains se traduit généralement par une sous-adaptation qui entraine des coûts importants en cas de crise. Pourtant, d’autres approches non issues de la Sureté de Fonctionnement apparaissent et renouvellent la manière de penser la gestion des risques pour des systèmes techniques. Ces approches partent de l’identification et l’analyse des stratégies d’adaptation au changement climatique. Différentes méthodes commencent à être utilisées dans la pratique pour soutenir une mise en œuvre axée sur la résilience. La plus intéressante, car elle dépasse le constat pour donner des orientations opérationnelles, est la méthode dite Adaptation Tipping Points –ATP - (Kwadijk et al., 2010). Cette méthode a été appliquée à l’étude de cas d’un système technique existant (assainissement pluvial) à Wielwijk dans la banlieue de Dordrecht (Pays-Bas) (Gersonius, 2012). Dans un premier temps, la méthode évalue les stratégies prévues de gestion des risques afin d’identifier si elles continueront d’être efficaces dans des conditions futures plus exigeantes. La méthode des Adaptation Tipping Points permet d’exprimer d’une part le moment où l’ampleur du changement climatique sera telle que les stratégies deviendront inopérantes et d’autre part le rôle et les fonctions du système considéré ainsi que le niveau de dégradation acceptable. À la sortie de cette étape sont identifiés les Adaptation Tipping Points. Si la performance du système technique devient inacceptable, alors il faut changer de stratégie et prendre des mesures d’adaptation. À ce moment, différentes options d’adaptation structurelle et non structurelle doivent être proposées et évaluées.

17L’engagement avec toutes les parties prenantes est alors nécessaire pour sélectionner une stratégie adaptative réaliste et acceptable. La mise en œuvre de cette stratégie doit modifier la nature et le calendrier des ATP critiques. Si les stratégies efficaces sont trop coûteuses ou ne sont pas acceptables pour la société et pour l’environnement, il convient de retravailler sur le niveau de risque acceptable afin de le faire évoluer.

18La partie itérative nécessaire à la mise en place de solutions réalistes et partagées exprime une inversion de l’approche classique de gestion des risques. En effet, la partie la plus innovante de cette méthode de l’ATP ne réside pas tant dans l’établissement d’un lien entre les conditions limites du système technique, l’évolution d’un aléa et les dépendances d’usage de ce système technique, que dans l’évolution du niveau d’acceptabilité. Par l’ATP s’exprime la recherche de la liaison entre le risque de baisse ou d’arrêt d’un service porté par un système technique et l’acceptabilité de cette baisse. Il y a la reconnaissance que le service et l’usage forment un ensemble, dont les parties se correspondent mutuellement. Aucune de ces parties ne peut changer sans que les autres changent aussi : la résilience du système technique est possible lorsque la corrélation entre service et usage reste acceptable à tous les temps du risque.

La résilience territoriale comme disposition à mobiliser un territoire d’absorption

20Xynthia fut causée par une dépression météorologique avec des vents violents de l’ordre de 160 km/h qui ont frappé l’Europe entre le 26 février et le 1^er mars 2010. Cet événement concomitant à une marée haute (coefficient 102) engendra des inondations, notamment dans divers espaces littoraux français situés en Charente-Maritime, en Vendée et dans les Côtes-d’Armor. Le bilan humain fut lourd, 65 morts en Europe, dont 53 en France. Les côtes françaises subirent des dommages importants avec un cout estimé à 457 M€ de dépenses publiques et 690 M€ pour les assurances (Migaud et Bertrand, 2012).

23La résilience territoriale exprime la capacité pour des conditions locales ou territoires locaux à mobiliser des conditions générales ou territoires plus larges. Ce lien de solidarité entre les échelles est aussi un facteur important de résilience qui s’exprime généralement dans les dimensions d’absorption et de récupération de la résilience.

Construire un modèle conceptuel de résilience appliqué au génie urbain.

24La résilience, concept emprunté à d’autres disciplines (Lhomme et al., 2010), inscrit le management des risques dans une approche dynamique, portée vers l’adaptation. Ce concept peut marquer une rupture dans la gestion des risques en génie urbain. En effet, la gestion actuelle s’appuie essentiellement sur une vision statique relevant généralement de la Sureté de Fonctionnement alors qu’il est nécessaire désormais d’évoluer vers de l’intégration d’éléments comme l’organisation territoriale et l’intégration de l’acceptabilité des dysfonctionnements. Ainsi, les différentes recherches que nous avons menées majoritairement sur le thème de la résilience de la ville face au risque inondation montrent que pour le génie urbain, le concept de résilience associe trois critères complémentaires : la résilience fonctionnelle, la résilience corrélative et la résilience territoriale. Cette connaissance issue d’analyse de méthodes et d’expériences diverses se représente schématiquement sous la forme d’un modèle conceptuel (Figure 2. Modèle conceptuel de résilience appliqué au génie urbain).

25Un modèle est une abstraction qui simplifie le système réel étudié (Coquillard et Hill, 1997). Le modèle conceptuel construit la représentation de la démarche de résilience en génie urbain d’un point de vue général. Cette dernière est issue du travail des auteurs de cet article et résume la structure synthétique d’une connaissance construite à partir de nombreuses sources souvent liées à un risque particulier, celui de l’inondation en milieu urbain.

26Le modèle conceptuel proposé ici comprend à la fois le système technique étudié, la dépendance urbaine à ce système, et l’organisation territoriale. Il renseigne sur les méthodes ou principes permettant de parvenir à un résultat et fournit donc un cadre conceptuel pour la mise en place d’une stratégie de résilience. Il ne définit pas les technologies ou les actions nécessaires à la mise en œuvre de la stratégie établie, car celles-ci sont contextuelles et évolutives, mais il permet de représenter la structure synthétique de la résilience en génie urbain.

27Un tel modèle a plusieurs finalités :

• il vise à véhiculer une conceptualisation commune à travers laquelle il est possible de concevoir des références pour la médiation, l’échange, la description ;

• il peut aider à construire un cadre d’analyse de la pertinence des règles existantes ;

• il contribue à orienter des stratégies de résilience.

28Ce modèle, construit à partir de l’étude de la résilience des systèmes techniques en milieu urbain, le rend spécifique au génie urbain. Même si les termes de résilience fonctionnelle et de résilience territoriale peuvent apparaitre dans d’autres domaines, l’utilisation de ce modèle conceptuel en dehors du génie urbain ne peut se faire sans des études spécifiques qui montreraient sa validité et sa pertinence. Sa portée en génie urbain peut cependant dépasser le risque particulier qu’est l’inondation. La construction du modèle conceptuel et l’analyse de la résilience des systèmes techniques réalisés dans cet article ne se fondent pas sur le mode de dégradation spécifique de l’inondation. Les éléments exposés ci-dessus restent valides pour des risques qui s’appliquent à des espaces importants provoquant une agression sur des portions importantes d’un réseau tels que séismes, tempêtes, mouvements de terrain, avalanches, risques technologiques, etc. Ce modèle nécessiterait d’être confronté à d’autres types de risques comme sècheresse prolongée, feux de forêt, terrorisme, invasion d’insectes, transport de matière dangereuse, épidémie, etc.

Conclusion

29Il est difficile aujourd’hui de travailler sur l’application du concept de résilience en aménagement urbain, car il se traduit essentiellement dans la conception de bâtiments dits résilients. Lorsqu’une approche dite « résiliente » s’applique aux systèmes techniques elle est généralement très restrictive et se traduit par de la fiabilisation, et par la mise en place d’objectifs de continuité de service. Une des causes de l’appauvrissement du concept de résilience appliqué aux systèmes techniques est certainement liée à la gouvernance qui isole le développement et la gestion de chacun des systèmes techniques. Le génie urbain considère au contraire les relations unissant les systèmes techniques avec la morphologie urbaine et les acteurs. La résilience prend alors une autre dimension et devient simultanément :

• synonyme de fiabilisation des infrastructures critiques, généralement opposée au concept de vulnérabilité ;

• synonyme d’une gestion intégrée des ressources et des capacités d’adaptation mobilisables pendant la crise pour pallier aux dysfonctionnements des services habituels ;

• synonyme de la capacité à adapter le besoin de service à la possibilité des systèmes techniques à le satisfaire ;

• synonyme de récupération et de rebond suite à l’événement.

30Pour remplir ces objectifs, la résilience doit alors intervenir à travers des mesures appliquées à plusieurs échelles spatiales et temporelles (Serre et al, 2012). L’enjeu est de préparer la ville existante face aux risques et de concevoir les nouveaux quartiers et le développement urbain en l’adaptant aux risques futurs. Se préparer au risque et rechercher la résilience sans l’aide d’un modèle conceptuel est faisable : les nombreux acteurs de la gestion des risques le prouvent quotidiennement. Toutefois se préparer au risque ne signifie pas seulement la mise en œuvre de mesures de prévention, il faut pouvoir analyser quels seront les actes les plus appropriés et savoir quelle attitude adopter dans un contexte de crise et de post-crise. Le modèle conceptuel aide à structurer les réflexions des acteurs et à cibler ou orienter les actions prioritaires. Il ne détermine pas de solutions standard, la diversité des critères affichés dans le modèle, la pluralité et la mixité des réponses possibles s’accordent avec l’objectif donné de respecter le contexte technique, urbain, territorial. Ce modèle conceptuel s’intègre dans le changement de paradigme de la gestion des risques qui prône de ne plus uniquement lutter contre l’aléa, mais plutôt de vivre avec celui-ci en réduisant les impacts négatifs (Pasche et Geisler, 2005). Il décrit une conception de la résilience en génie urbain et peut ainsi contribuer à en définir sa pratique.

31Pour la mise en œuvre des actions, la rénovation et le renouvellement des bâtiments et espaces publics doivent donner une occasion de reconsidérer l’existant et de construire des stratégies de résilience. Une partie des stratégies peut être réalisée en synergie avec les cycles de maintenance des systèmes techniques, de modification et de renouvellement urbain (Zevenbergen C., 2007 ; Veerbeek et al, 2010). La résilience a un coût, cependant si l’adaptation s’intègre dans des dynamiques urbaines, des études montrent qu’il parait alors extrêmement réduit à moyen terme (Van de Ven et al, 2011).