Résilience territoriale : du concept à l'analyse d'infrastructures critiques en montagne

Territorial resilience: from concept to mountain critical infrastructures analysis

¹ Université Grenoble Alpes, Irstea, ETNA, 38 000 Grenoble, France.
jean-marc.tacnet@irstea.fr
² Université Grenoble Alpes, Irstea, Centre de Grenoble, UR TEGR, Saint-Martin d'Hères, France
³ Irstea, UR RECOVER, Centre d'Aix-en-Provence, France
⁴ Graph-It, 56 avenue du Général Michel Bizot, F-75012 Paris, France.
eric.mermet@g-it.fr

Résumé

En montagne, les routes et les infrastructures de transport sont essentielles d'un point de vue économique, social, environnemental et sécuritaire mais également fortement exposées aux phénomènes naturels : les effets indirects dus aux pertes des fonctions de liaison assurées par ces infrastructures critiques s'avèrent très dommageables pour les territoires. Actuellement, la plupart des analyses de risque se concentrent cependant sur des études locales en considérant quasi exclusivement des aspects de vulnérabilité directe liés aux dommages causés aux personnes, biens, infrastructures. À l'échelle territoriale, d'autres techniques permettent de considérer les vulnérabilités indirectes et quantifier la vulnérabilité et la résilience territoriale. Cet article décrit puis discute tout d'abord le concept de résilience avant de proposer une méthodologie appliquée à l'analyse de territoires et de réseaux de transport.

Pour ce faire, l'analyse des propriétés structurelles des réseaux combine l'analyse spatiale et la théorie des graphes pour produire des indicateurs structurels évaluant l'importance, la criticité de sections de route mais aussi l'accessibilité de territoires dans le contexte de risques naturels. L'indicateur de centralité, par exemple, évalue le niveau d'utilisation d'une route pour accéder à tout point du territoire (une mesure de l'importance). L'évolution de l'indicateur d'éloignement moyen (topologique) quantifie la difficulté d'accès aux points du territoire sur la base des contraintes sur le réseau liées aux phénomènes naturels. GeoGraphLab (GGL) est un nouveau logiciel libre qui utilise cette méthodologie pour l'analyse d'infrastructures de réseaux. En utilisant ces techniques, les réseaux sont étudiés pour plusieurs scénarios d'exposition et de défaillance pour évaluer leur vulnérabilité et la résilience territoriale quantifiée à partir des variations relatives d'indicateurs structurels.

Abstract

In mountain areas, roads and transport infrastructures are essential from health, economic, social, and environmental and safety points of views but are also highly exposed to natural phenomena. For those critical infrastructures, remote effects due to linking function losses can be very harmful for territories. However, most approaches focus rather on local effects of phenomena and direct vulnerability of people, objects, and infrastructures. At a territorial scale, other techniques allow to consider indirect vulnerabilities and quantify territorial resilience. This paper first describes and then discusses the concept of resilience and then proposes a methodology applied to territorial and transport networks resilience analysis.

Network structural properties analysis combines spatial G.I.S analysis, graph theory and produces indicators to (e.g.) evaluate importance, criticality of road sections and also territories accessibility in the context of natural risks. Attractiveness factors on nodes and constraints on edges (physical, exposure to natural phenomena) are valuated using both multi-criteria decision-making methods and rule-based approaches. Then, structural indicators are calculated. The centrality indicator (e.g.) measures the level up to which a road is used to reach any point (somewhere an importance factor). Evolution of the average (mean) topological distance indicator shows how easy or difficult it is to reach a point on the network considering all constraints, including those related to natural phenomena, on networks. GeoGraphLab (GGL) is new improved versatile open-source software which implements this methodology for the analysis of any infrastructure network (transport, energy, and telecommunications).Using those techniques, networks are analyzed under several exposure and failure scenarios in order to assess vulnerability and territorial resilience using relative evolution of indicators.