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La vulnérabilité structurelle comme outil de compréhension des mécanismes d'endommagement

Using Structural Vulnerability to Understand Damage Processes
Jean-François Gleyze et Magali Reghezza

Résumés

L'exemple du risque de crue centennale en agglomération parisienne nous rappelle que la multiplicité des aléas et la grande variété de leurs impacts sur les territoires rendent difficile la compréhension de certains risques et des vulnérabilités associées. Pour dépasser cette complexité, nous proposons de construire une grille de lecture fondée non plus sur l'aléa, mais sur les enjeux et leur vulnérabilité. En nous appuyant sur le cas des réseaux de transport, nous distinguons d'abord la vulnérabilité matérielle de la vulnérabilité fonctionnelle. Puis, en isolant la vulnérabilité structurelle, nous faisons apparaître un niveau intermédiaire essentiel pour comprendre les mécanismes en jeu dans les chaînes d'endommagement induites par l'aléa initial. Nous pouvons alors généraliser cette méthode au territoire francilien et mettre en évidence le rôle de l'organisation spatiale comme facteur de vulnérabilité structurelle. Cette analyse ouvre de nouvelles pistes pour la gestion des risques.

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Texte intégral

1Longtemps focalisée sur le contrôle de l'aléa (Veyret, Reghezza, 2005, 2006), la gestion du risque s'attache de plus en plus à réduire la vulnérabilité, quelle que soit par ailleurs la nature des aléas impliqués. Le terme de vulnérabilité, fortement polysémique, peut cependant être défini dans son acception la plus large comme la propension d'un enjeu humain, matériel, environnemental, etc. à subir un dommage : est vulnérable tout enjeu qui ne peut faire face (cope with) à l'existence et l'occurrence d'un aléa (Blaikie, 1994 ; Cutter, 1994 et 1996 ; d'Ercole et Thouret, 1996 ; Cardona, 2003).

2En pratique, les travaux sur la vulnérabilité renvoient à plusieurs fondements théoriques et méthodologiques. D'abord, la vulnérabilité reste très largement liée à l'aléa, au sens où l'enjeu est souvent considéré non pas comme « vulnérable en soi » mais « vulnérable à » tel ou tel événement. Cette approche relève plus largement de ce que p. Pigeon (Pigeon, 2005) qualifie d'« approche segmentée et spécialisée » car elle repose sur une classification du risque opérée en fonction de la nature de l'aléa.

3L'objet de la présente réflexion est de montrer que, si cette approche a fait preuve d'une réelle efficacité, elle présente plusieurs limites dans le cas de certains types de risques que nous qualifierons de « nouveaux risques », non pas parce que l'aléa qui leur a donné naissance est différent, mais parce que leur nature et leur dynamique même ont changé du fait de l'évolution des espaces et des sociétés qu'ils affectent.

4Notre propos sera alors de présenter une nouvelle grille d'analyse de la vulnérabilité, que nous élaborerons à partir de l'exemple des réseaux de transport, mais que nous souhaitons applicable et généralisable à d'autres types d'enjeux. En renversant la perspective traditionnelle qui part de l'aléa, nous proposons ici de fonder notre analyse sur l'endommagement et la vulnérabilité, en pensant celle-ci comme une propriété intrinsèque à l'enjeu étudié, sur laquelle il est possible d'agir en situation d'incertitude ou d'absence de contrôle sur l'aléa.

5Dans ces conditions, et en nous appuyant sur l'exemple « risque de crue centennale dans la métropole francilienne », nous dégagerons dans une première partie les problèmes que ces « nouveaux risques » posent aux gestionnaires. Puis, en concentrant notre réflexion sur les réseaux de transport, nous montrerons que les impacts du risque peuvent être rendus plus lisibles en dissociant les endommagements matériels et fonctionnels et en explicitant les mécanismes structurels qui les lient les uns aux autres. En reprenant l'exemple francilien, nous verrons enfin que cette méthode peut être généralisée pour permettre, in fine, d'appréhender la complexité des risques à l'échelle d'un territoire selon une approche globale.

Les gestionnaires face à de nouveaux défis : l’exemple francilien

6Certains espaces sont soumis à des aléas récurrents dont les conséquences actuelles seraient sans commune mesure avec le passé s'ils venaient à se reproduire. L'agglomération francilienne et la menace d'une crue de la Seine et de ses affluents constituent à ce titre un exemple éloquent. Une telle crue s'est déjà produite à plusieurs reprises dans le passé : l'occurrence de janvier 1910 sert aujourd'hui de référence en termes d'aléa. Pourtant, les conséquences de la crue de 1910 étaient largement en deçà de celles que l'on pourrait craindre si une telle crue se produisait aujourd'hui. D'après les études réalisées par l'Institut inter-départemental des barrages-réservoirs du bassin de la Seine (IIBRBS, 1998), le coût d'une inondation type 1910 atteindrait en effet 12 milliards d'euros, soit plus de dix fois le montant des dommages déplorés en 1910. Plus généralement, une crue centennale fait courir à l'agglomération, mais aussi au pays, « un risque de paralysie de la vie urbaine et économique » (IAURIF).

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Figure 1 : Le risque d'inondation en Île-de-France.

Figure 1 : Le risque d'inondation en Île-de-France.

Source : D'après l'Atlas des plus hautes eaux connues, DIREN, et Plan de secours zonal spécialisé inondation (PSSIZ), Préfecture de police de Paris.

8L'occurrence de cet aléa demeure inévitable, malgré les nombreux travaux effectués depuis 1910 pour tenter de le réduire (barrages-réservoirs, action sur le lit, érection de murettes de protection). L'objectif des pouvoirs publics en charge de la gestion de crise a donc été d'agir sur la vulnérabilité pour limiter ce potentiel d'endommagement. Cette entreprise a pourtant rencontré de multiples difficultés qui tiennent à la nature même du risque.

Un risque complexe

9Pour mettre en place des mesures adaptées, les gestionnaires souhaitaient connaître la vulnérabilité globale de l'agglomération. Pour ce faire, ils ont adopté une démarche analytique classique (Dauphiné, 2002) qui s'est immédiatement heurtée à la complexité du terrain étudié : l'agglomération accueille en effet une multitude d'enjeux de nature diverse, susceptibles de subir des dommages très variés.

10La superficie étudiée et la densité des enjeux présents soulèvent d'abord une difficulté que nous pouvons résumer ainsi : trop d'acteurs, trop d'enjeux, trop d'emboîtements d'échelles. Dès lors, comment recenser exhaustivement les enjeux concernés par l'inondation ? Si certains enjeux comme l'habitat, les réseaux, les entreprises, semblent évidents, d'autres sont découverts au fur et à mesure d'analyses « empiriques ». Ainsi, les responsables de la zone de défense ont-ils mis du temps à penser que le système bancaire et, en particulier, les réseaux de distribution d'argent liquide, étaient concernés. De plus, certains enjeux émergent avec l'évolution des représentations (enjeu environnemental et paysager par exemple) ou des mutations technologiques (téléphonie mobile notamment).

11Manifeste à l'échelle de l'agglomération, la complexité apparaît aussi à l'échelle de chaque enjeu qui doit être appréhendé comme un système, au sein duquel de multiples composantes possèdent chacune une vulnérabilité propre. Par exemple, dans le cas d'un opérateur de réseau comme la RATP, parler de la vulnérabilité de l'entreprise recouvre la vulnérabilité de l'infrastructure matérielle, elle-même composée d'une pluralité d'éléments (rails, tunnels, circuits électriques, etc., mais aussi les rames, les systèmes de vidéo-surveillance, etc.) qui ne sont pas sensibles à l'eau de la même façon. Ainsi en est-il des matériels électrique (faible sensibilité) et électronique (grande sensibilité) abrités par une même armoire électrique. Par ailleurs, certains éléments sont dépendants du fonctionnement d'autres enjeux, en particulier de l'approvisionnement en électricité. Par conséquent, parler de la vulnérabilité d'un enjeu peut masquer, à des échelles inférieures, un nombre considérable d'enjeux présentant chacun un degré d'exposition et une sensibilité à l'aléa qui leur sont propres.

12De plus, si nous nous plaçons à nouveau à l'échelle de l'agglomération, ou de certains sous-espaces, nous nous apercevons que la complexité est accrue par l'imbrication d'activités variées. Si nous considérons le cas du Val-de-Marne pour lequel nous disposons d'une étude approfondie (Edater, 1998), nous constatons que sont associées sur un même département des activités de production et des activités tertiaires. Ainsi, dans le cas d'activité de production liée aux PME/PMI, les dommages directs peuvent être très importants et entraîner des pertes indirectes à l'échelle de l'entreprise ; pour autant, celles-ci produiront un faible impact à l'échelle du territoire. En revanche, dans le cas des activités tertiaires, l'endommagement matériel reste faible (coût du remplacement du matériel de bureau), mais les coûts indirects liés aux interruptions d'activité et à la perte d'image, les coûts d'opportunités ou encore les éventuels coûts juridiques peuvent être très élevés. Par conséquent, deux enjeux ayant le même degré d'exposition à l'aléa subiront des formes d'endommagement très différentes.

13Enfin, les mécanismes d'endommagement sont d'autant plus complexes qu'ils s'inscrivent dans une dynamique temporelle : pour envisager la vulnérabilité globale, il convient non seulement de tenir compte de la propagation de la perturbation à l'échelle de l'enjeu mais aussi d'envisager des effets sur d'autres enjeux, sachant que ces effets ne sont pas forcément négatifs à court, moyen ou long terme. Certains acteurs ou enjeux peuvent par exemple bénéficier de la défaillance d'un concurrent ou de l'augmentation de la demande induite par la reconstruction.

14Par conséquent, la multiplicité des vulnérabilités rend très difficiles la compréhension du risque et son appréhension à l'échelle du territoire de l'agglomération.

Des chaînes de risques complexes

15Le cas francilien montre en outre que nous avons finalement affaire non pas à un risque, mais à une multitude de risques entraînés par l'aléa initial et par le jeu des dommages en chaîne. Par exemple, en perturbant la fourniture d'électricité, l'inondation entraîne en cascade l'arrêt des réseaux de transports en commun, ce qui augmente un trafic automobile déjà modifié par la fermeture de certaines voies et le rationnement de l'essence. L'impossibilité pour les employés de rejoindre leur lieu de travail induit un ralentissement ou une interruption de l'activité qui entraîne des pertes économiques pour leur entreprise et des dysfonctionnements du système économique local, régional voire national. Nous voyons avec cet exemple que les risques « secondaires » peuvent interagir :

16soit entre eux : l'interruption de la fourniture d'électricité bouleverse le fonctionnement des transports en commun, ce qui produit une congestion du trafic automobile, laquelle empêche les agents d'aller rétablir le courant ;

17soit avec des aléas externes : des aléas technologiques comme une panne des générateurs de secours ou une défaillance des systèmes informatiques en charge de la gestion aggravent les conséquences de la coupure de courant initiale.

18Ces risques en chaîne traduisent des « effets dominos » : l'expression, rappelons-le, désigne la survenance en cascade de dommages et de perturbations suite à un premier choc, au sein de l'enjeu touché, mais aussi dans son environnement (entendu au sens large d'environnement socio-économique). Ces effets dominos posent à leur tour une série de difficultés pour l'évaluation de la vulnérabilité (Provitolo, 2006). En premier lieu, comme le montre E. Michel-Kerjan, ils créent un phénomène d'ubiquité : la perturbation se manifeste en même temps dans plusieurs lieux distincts et souvent éloignés (Michel-Kerjan, 2000). Ainsi, la fermeture d'une station de métro est susceptible d'entraver le fonctionnement d'autres stations, parfois très éloignées de la station fermée. Par ailleurs, ces effets dominos induisent le déplacement de la perturbation hors de la zone inondée, de sorte que le risque se diffuse par contagion de l'échelle locale (territoire de l'aléa) à des échelles plus globales (agglomération, région, etc.). Par exemple, dans le cas de l'Île-de-France, les scenarii de crise envisagés par la Préfecture de police montrent que l'inondation entraînera pour le réseau RATP des perturbations qui se manifesteront bien au-delà de la zone inondée. De nombreuses stations, non situées dans la zone inondable - et donc non endommagées - seront fermées, contraignant les usagers à de multiples détours et à l'utilisation de modes de transport alternatifs.

Figure 2 : La diffusion de la perturbation au-delà de la zone inondée : le cas du réseau RATP. 

Figure 2 : La diffusion de la perturbation au-delà de la zone inondée : le cas du réseau RATP. 

Source : D'après données Préfecture de police, Plan de secours spécialisé inondation zonal (PSSIZ) et RATP. Cette carte montre que le réseau RATP sera inutilisable bien au-delà de la zone directement inondée.

19Finalement, le cas francilien remet en question une approche traditionnelle spécialisée en fonction de l'aléa d'origine. Cet exemple nous montre que la difficulté tient surtout dans la complexité des manifestations du risques et dans la multiplicité des perturbations induites, qui interagissent entre elles selon des mécanismes complexes tout en se diffusant au-delà de la zone d'impact initial de l'aléa.

Dépasser la complexité des risques à partir de la vulnérabilité : l’exemple des réseaux de transport

20La multiplicité des aléas et des vulnérabilités pose donc une difficulté méthodologique. Pour la résoudre, nous proposons d'inverser la perspective traditionnelle : nous allons partir non plus de l'aléa mais de l'endommagement afin de privilégier l’enjeu, sa réaction face au risque et son intégration au sein du territoire. Pour ce faire, nous nous sommes intéressés aux manifestations du risque sur les réseaux de transport.

Distinguer la vulnérabilité des infrastructures de celle des usages

21Notre démarche part d'un problème concret : l’étude des risques associés aux réseaux de transport se heurte à la difficulté d’intégrer la variété des menaces et les différentes manières dont celles-ci se manifestent.

22En envisageant le risque du point de vue de l'endommagement, et quel que soit par ailleurs le type d'aléa considéré, il apparaît que l'enjeu « réseau » présente toujours plusieurs formes d'endommagement, associées à des formes de vulnérabilités génériques, c'est-à-dire intrinsèques à l'enjeu et non plus spécifiques à l'aléa.

23Nous distinguons ainsi deux modes d’endommagement principaux, impliquant d’une part les infrastructures, et d’autre part les usages. Cette distinction rejoint les notions de « réseau-support » et de « réseau-service », introduites par Ph. Blancher (Blancher, 1998) dans le cas des réseaux techniques urbains pour décrire les réalités matérielle et fonctionnelle de ceux-ci. Tout réseau de transport peut en effet être appréhendé d'une part du point de vue de sa matérialité, d'autre part du point de vue de son rôle fonctionnel. Ainsi, si nous nous appuyons sur la typologie des éléments constitutifs d'un réseau de transport de type métro, les infrastructures et les matériels roulants sont associés à la matérialité des réseaux tandis que les valeurs liées à l’exploitation des réseaux (organisation du service, bénéfice retiré par les usagers compte-tenu de leur demande en déplacement) renvoient à leur fonctionnalité (Gleyze, 2005). L'aléa menace donc non seulement les valeurs matérielles, mais également les valeurs fonctionnelles associées aux réseaux, car, en modifiant les caractéristiques des infrastructures (réseau-support), l'occurrence de l'aléa compromet l’organisation des services offerts aux usagers (réseau-service).

24Par conséquent, enjeux matériels et valeurs fonctionnelles constituent autant d'éléments vulnérables distincts susceptibles d’être affectés directement ou indirectement par l'impact physique d’un aléa.

25Pourtant, dans la pratique, les gestionnaires analysent les risques menaçant les réseaux de transports en référence aux types d'aléas et aux degrés d’urgence que leur traitement exige. Ainsi, lorsque les aléas se manifestent de manière soudaine et rapide (séismes, crues torrentielle, attentat, accident industriel, etc.), les impacts physiques sont d’une telle intensité que les bilans mettent en avant l’endommagement matériel des infrastructures et les pertes en vies humaines. Avant même de se traduire par un chiffrage économique intégrant le temps perdu et les manques à gagner enregistrés par les activités, les aléas affectent les réseaux de transport en dévastant les infrastructures (glissement des remblais, effondrements de bâtiments sur les chaussées, destructions de ponts, etc.) et en provoquant parfois la mort de certains usagers (véhicules emportés, ruptures physiques de voies et de ponts, comme ce fut le cas lors du séisme de San Francisco en 1989 ou de l’inondation de Nîmes en 1988). Au contraire, lorsque les aléas s'inscrivent dans la durée, l'évaluation tend à prendre en compte les pertes à long terme et les coûts indirects.

26Ces exemples montrent qu'en partant de l'aléa, on a tendance à privilégier tel ou tel type d'endommagement ou à confondre entre elles des formes d'endommagements distinctes, ce qui rend finalement les conséquences du risque peu lisibles pour le gestionnaire. Ce constat revient d'ailleurs de façon récurrente dans les entretiens que nous avons pu mener sur le terrain auprès des différents acteurs (Reghezza, 2006). En distinguant systématiquement les formes d'endommagements, les conséquences de l'aléa d'origine deviennent plus claires.

Quels sont les avantages opérationnels de la distinction matériel/fonctionnel ?

27Le chiffrage des valeurs matérielles ne pose pas de problème majeur, car celles-ci peuvent être déduites en croisant le recensement des dégâts matériels identifiés et la liste des valeurs monétaires marchandes ou vénales des enjeux répartis sur le territoire (Leone et al., 1995). De plus, l’estimation des dommages matériels aux réseaux s’inscrit dans une analyse de vulnérabilité pour laquelle il s’agit d’identifier les infrastructures exposées et de décrire leurs différents niveaux d’endommagement grâce à des indicateurs qualitatifs et quantitatifs généralement appelés « taux » ou « degrés d’endommagement ». Par construction, ces taux mesurent la dégradation potentielle de la valeur matérielle des infrastructures. Ils sont classiquement évalués grâce à des modèles simulant des impacts physiques sur les réseaux, et également grâce à des retours d’expérience associant des taux d’endommagement réels aux différents modes d’endommagement observés sur les enjeux lors de phénomènes antérieurs (voir par exemple les travaux de Leone et al. (Leone et al., 1995) sur le réseau routier du Diois). Les dommages matériels potentiels sont enfin déduits du taux d’endommagement matériel en le multipliant par la valeur marchande de l'enjeu exposé : cette méthodologie est déjà largement exploitée bien au-delà du cas des réseaux de transport. On peut citer ici la grille des « coûts des dommages par catégories d'occupation du sol du MOS (mode d'occupation du sol) et par type de voirie » proposée par S. Glatron (Glatron, 1997, p. 167) ou l'étude socio-économique réalisée par l'IIBRBS en 1998 à propos des entités surfaciques dans l'agglomération parisienne (IIBRBS, 1998).

28L’évaluation des valeurs fonctionnelles menacées est en revanche beaucoup plus délicate. D’une part, d'autres impacts indirects de l'aléa (coupures de courant, d'eau, pénurie de carburant, etc.) s'ajoutent aux effets de la dégradation de l'infrastructure du réseau et brouillent la compréhension de la chaîne de risque (Provitolo, 2006). D’autre part, les phénomènes de congestion et le rallongement des trajets induits par la détérioration des réseaux provoquent des perturbations d’ampleur très variable, s’échelonnant du simple retard au retrait pur et simple de la demande en déplacement. Une première estimation des dommages potentiels consiste à attribuer des niveaux d’endommagement au fonctionnement du réseau en fonction de l’intensité de la catastrophe redoutée. Ce parallèle entre endommagement matériel et perturbations fonctionnelles repose sur le postulat selon lequel la durée d’une perturbation est généralement proportionnelle à la gravité des dommages (voir par exemple les taux proposés par Leone et al. (Leone et al., 1995) sur le réseau routier du Diois, en écho aux modes d’endommagement matériel cités plus haut).

29Au-delà des premières estimations économiques fournies par ces méthodes, des études plus poussées anticipent les dommages fonctionnels aux réseaux de transport en simulant la réorganisation du trafic sur le réseau partiellement endommagé dans le contexte précis de scenarii de référence (voir par exemple (IIBRBS, 1998) pour les crues de référence de la Seine). Les différences de parcours et les ralentissements imposés aux usagers sont traditionnellement convertis en nombre d’heures perdues. Afin de pouvoir être apprécié, ce nombre est lui-même monétarisé, c’est-à-dire converti économiquement compte tenu de coefficients multiplicateurs représentatifs des habitudes de déplacement des usagers, des modalités usuelles du trafic et du coût de l’heure perdue (cf. les coefficients utilisés par IIBRBS (IIBRBS, 1998) ou encore les grilles de correspondance proposées par le ministère de l'Environnement et du Cadre de Vie (MECV, 1980)). De cette manière, chaque scénario est évalué par le montant monétaire équivalent à l’ensemble des heures perdues par les usagers.

30La distinction entre les aspects matériels et fonctionnels de ces enjeux permet donc de détailler l’enchaînement des dommages consécutifs à l’impact physique d’un aléa, quelle que soit la nature de celui-ci.L'étude séparée des dommages matériels et fonctionnels n'est cependant qu'une première étape : pour comprendre le passage d'un type d'endommagement à l'autre et intégrer l'ensemble des formes d'endommagement dans une même analyse, il convient d’établir le lien entre endommagement infrastructurel et perturbations fonctionnelles.

Intégrer les niveaux matériel et fonctionnel grâce à un niveau « structurel » intermédiaire

31Les difficultés rencontrées pour évaluer les perturbations fonctionnelles d'un réseau de transport révèlent des insuffisances dans la description des mécanismes d'endommagement. En effet, le chiffrage des dommages fonctionnels ne fournit pas d'éléments explicites pour en comprendre les causes et établir le lien avec la vulnérabilité matérielle. Par exemple, si le nombre total d'heures perdues par les usagers suite à l'indisponibilité d'une station de métro est élevé, doit-on imputer ce coût à l'endommagement de l'infrastructure (facteur matériel) ou à une fréquentation particulièrement élevée de la station compte tenu des demandes en déplacement formulées par les usagers (facteur fonctionnel) ? Ne doit-on pas également mettre en cause une mauvaise configuration locale du réseau de métro obligeant des usagers à emprunter des détours coûteux ?

32Ce dernier facteur n'est réductible ni à l'aspect matériel, ni à l'aspect fonctionnel, mais constitue un facteur intermédiaire de vulnérabilité : la mauvaise configuration du réseau découle en effet de l'endommagement matériel de l'infrastructure et détériore en aval les conditions d'usage du réseau.

33Cette mauvaise configuration peut être assimilée à l'endommagement de l'offre relationnelle du réseau. Tout réseau peut en effet être défini comme un système permettant la mise en relation des lieux sur un territoire compte tenu des potentialités offertes par sa structure, indépendamment de tout contexte d'usage. Dans l'exemple qui nous occupe, le réseau de transport est désorganisé car sa structure est détériorée par l'endommagement matériel initial : nous définissons ainsi un endommagement structurel et une vulnérabilité « structurelle » associée. Mesurer la vulnérabilité structurelle revient alors à calculer la perte d'efficacité relationnelle du réseau.

34Pour évaluer cette perte, certaines recherches formelles effectuées dans les domaines des mathématiques et de l'informatique envisagent les réseaux comme des graphes mathématiques, et évaluent l'impact de l'indisponibilité de chacune de leurs composantes sur la taille des chemins et sur la pérennité des connexions au sein du graphe (Favaron et al., 1989 ; Bulteau, 1997 ; Holme et al., 2002). Ces travaux mettent en valeur les prédispositions topologiques du réseau à être perturbé, c'est-à-dire sa vulnérabilité en termes de connexité (prédisposition du graphe à être déconnecté) et de connectivité (seuils d'endommagement au-delà desquels certains sommets ne peuvent plus être reliés entre eux). Cette approche exclusivement topologique revient à définir l'efficacité relationnelle d'un réseau à travers le nombre de chemins existant entre ses sommets - quelle que soit par ailleurs la longueur de ceux-ci.

35Pour autant, ce critère n'est pas totalement pertinent dans les cas des réseaux de transport, car les potentialités relationnelles de ces derniers dépendent avant tout des temps de parcours. Un réseau de transport est en effet d'autant plus efficace que les temps de parcours observés sont faibles. Dans le cas du métro, l'efficacité relationnelle du réseau ne se mesure pas par le nombre de chemins possibles entre les stations (approche topologique) mais doit tenir compte des temps de parcours de chaque tronçon et des pénalités induites par les correspondances (intégration des aspects métriques et géométriques). Ces considérations rejoignent les définitions de l'efficacité des réseaux de transport proposées dans des études contextuelles en géographie des transports (Bell, 2000 ; Bell, Schmöcker, 2002 ; Chen et al., 2002 ; Jenelius et al., 2006 ; ESPON Project, 2004).

36En nous appuyant sur cette définition, nous pouvons montrer que certaines stations de ce réseau se révèlent particulièrement vulnérables d'un point de vue structurel. L'indisponibilité de la station Montparnasse a des conséquences considérables sur l'ensemble des déplacements envisageables sur le réseau (le temps moyen de ces déplacements est pénalisé de 56 secondes en moyenne, ce qui représente pour certains trajets des allongements particulièrement importants). Inversement, l'indisponibilité de la station Cluny-La Sorbonne se traduit par un endommagement structurel faible (pénalité de 5 secondes en moyenne). Dans nos travaux (Gleyze, 2005), nous montrons que les différences de vulnérabilité structurelle entre les deux stations tiennent principalement à leur différence de « centralité intermédiaire » (concept défini par L. Freeman (Freeman, 1979) pour désigner le nombre de chemins transitant usuellement par un lieu). Ainsi, la centralité intermédiaire de Montparnasse est bien plus élevée (15% de tous les chemins envisageables) que celle de Cluny-La Sorbonne (2%). Dans ces conditions, la centralité intermédiaire apparaît comme un facteur essentiel de vulnérabilité structurelle des réseaux de transport.

37Au-delà de cette première analyse, notre approche permet de mettre en évidence d'autres facteurs structurels de vulnérabilité moins évidents. À niveau équivalent de centralité intermédiaire (respectivement 13% et 15% des chemins), les stations Opéra et Montparnasse présentent par exemple des niveaux de vulnérabilité structurelle significativement différents (respectivement 25 secondes et 56 secondes). Cette singularité s'explique par un autre facteur structurel, à savoir la qualité des contournements offerts localement par la trame du réseau autour de ces stations - notion pour laquelle nous avons élaboré un indicateur spécifique (voir Gleyze, 2005, p. 425). L'enchevêtrement des lignes autour de la station Opéra offre des possibilités de contournement avantageuses (1mn14 en moyenne de temps de contournement). À l'inverse, la convergence des lignes sur la station Montparnasse induit des allongements importants des temps de parcours (7mn20 en moyenne) (cf figure 3).

Figure 3 : Structure du réseau de métro dans le voisinage local des stations Opéra et Montparnasse.

Figure 3 : Structure du réseau de métro dans le voisinage local des stations Opéra et Montparnasse.

Source : D'après RATP. L'éclatement des correspondances dans le voisinage local de la station Opéra atténue la vulnérabilité structurelle de cette station.

38Au final, la systématisation de ce type d'analyse permet de mettre en évidence des structures plus ou moins robustes, contribuant à atténuer ou au contraire à aggraver la vulnérabilité du réseau. En isolant le niveau structurel des réseaux de transport dans l'analyse de leur vulnérabilité, nous sommes en mesure d'expliciter et de quantifier les prédispositions intrinsèques des réseaux à subir une désorganisation de leur trame, suite à la destruction matérielle de leur infrastructure. Cet endommagement structurel, combiné à des facteurs d'usage, crée les conditions d'un endommagement fonctionnel important. Cette approche restitue ainsi le maillon manquant pour comprendre la complexité des mécanismes liant les dommages fonctionnels aux dommages matériels.

Vers une généralisation de la démarche

39Élaborée à partir de l'exemple des réseaux de transport, la méthode que nous venons de présenter trouve une application immédiate pour des enjeux organisés à partir d'infrastructures matérielles réticulaires (réseaux de distribution d'eau, d'énergie, réseaux techniques urbains, etc.).

40Elle s'applique plus largement à des enjeux organisés selon une structure moins explicite (par exemple une entreprise dont on distinguerait les locaux et les équipements matériels, l'organisation et le fonctionnement) (Reghezza, 2006).

41Ce faisant, nous nous plaçons dans le cadre d'une démarche analytique qui privilégie l'échelle de l'enjeu. Mais nous pouvons également nous placer à l'échelle de l'agglomération : dans ce cas, le territoire peut lui-même être considéré comme un enjeu auquel nous pouvons appliquer la grille précédemment définie.

De l'échelle d'un enjeu à celle d'un territoire : l'exemple francilien

42Il semble d'abord intéressant de conserver la distinction systématique entre endommagement matériel et endommagement fonctionnel, en posant deux niveaux de risque distincts pour l'agglomération.

43À un premier niveau, l'endommagement matériel résulte de l'impact physique direct de l'aléa crue centennale. Cet endommagement est concentré dans la zone inondée, soit par débordements directs, soit par la circulation de l'eau dans les sous-sols.

44À un second niveau, l'endommagement fonctionnel correspond aux perturbations du fonctionnement de l'agglomération, induites directement par l'endommagement matériel de certains enjeux, ou indirectement par l'endommagement fonctionnel d'autres enjeux. Par exemple, la submersion du réseau routier (endommagement matériel) entraîne la dégradation du service que celui-ci assure usuellement (endommagement fonctionnel direct). En revanche, le transport ferroviaire peut être paralysé suite à une coupure de courant sans que l'aléa initial ait eu un quelconque impact direct sur le réseau ferré (endommagement fonctionnel indirect, consécutif à l'endommagement fonctionnel du réseau électrique – cf. Rocher, 1998). Pour certains enjeux, il est par ailleurs possible que des dommages fonctionnels surviennent sans qu'il y ait eu endommagement matériel : par exemple, la RATP prévoit de fermer préventivement son réseau en cas d'inondation imminente, ceci ayant pour effet de générer des pertes d'exploitation (endommagement fonctionnel), sans que l'infrastructure - théoriquement protégée par cette fermeture - ne soit endommagée (absence d'endommagement matériel). Dans ces conditions, il apparaît que le territoire matériellement endommagé est beaucoup plus restreint que celui qui est menacé fonctionnellement.

45L'intérêt de cette distinction n'est pas purement théorique mais permet de montrer la nécessité de combiner des logiques de gestion différentes.

46Au premier niveau en effet, la formule traditionnelle « Risque = Aléa * Vulnérabilité » reste pertinente, car l'endommagement est lié à l'exposition directe à la source de danger. Les actions de protection des enjeux qui visent à réduire l'exposition, ainsi que les solutions techniques qui cherchent à augmenter la capacité de résistance physique de ces enjeux à l'eau restent les plus efficaces.

47Au second niveau en revanche, la solution du « tout-protection » devient insuffisante, surtout lorsque l'endommagement fonctionnel n'est pas directement relié à l'endommagement matériel. Dans ce contexte, il apparaît nécessaire de privilégier et de développer les plans de continuité d'activité. À ce titre, la territorialisation du risque doit dépasser la zone inondable pour pouvoir prendre en compte tous les enjeux menacés : il n'est donc plus possible de raisonner exclusivement sur l'exposition directe, à moins de négliger largement l'endommagement fonctionnel.

L’organisation spatiale comme facteur de vulnérabilité structurelle

48Pour identifier les enjeux fonctionnellement menacés, il convient d'introduire l'équivalent du niveau structurel décrit précédemment.

49Selon l'approche géographique traditionnelle du risque, la concentration spatiale des personnes et des activités constitue le facteur explicatif principal de la vulnérabilité urbaine (Chaline, Dubois-Maury, 2004). En intégrant l'espace de localisation et la distribution spatiale des enjeux, ce facteur explique assurément la vulnérabilité matérielle, mais ne résout pas la question de la diffusion des perturbations au-delà de la zone inondable. Dans le cas de l'inondation francilienne, cette diffusion peut être expliquée par l'organisation spatiale des enjeux qui sous-tend les relations que ceux-ci entretiennent les uns avec les autres. L'organisation spatiale devient alors un facteur de vulnérabilité structurelle.

50Le cas francilien est particulièrement intéressant pour appuyer cette analyse, car il offre la possibilité d'une comparaison entre 1910 et aujourd'hui. En 1910, il y avait quasi-adéquation entre le territoire de l'endommagement matériel et celui de l'endommagement fonctionnel. Nous avons vu que ce n'était plus le cas aujourd'hui. Pour autant, la mutation fondamentale depuis 1910 ne réside pas dans un changement d'aléa. Elle ne se réduit pas non plus à une évolution de l'exposition : bien que le nombre d'enjeux et leur valeur aient considérablement augmenté, cette densification n'explique pas la diffusion des perturbations. Le changement principal consiste en réalité dans la mutation des logiques d'organisation de l'espace-support, qui se traduisent par des structures géographiques différentes.

51Les logiques d'organisation de l'agglomération francilienne ont en effet profondément évolué sous l'impact de la dynamique métropolitaine : pendant longtemps, l'agglomération a fonctionné sur un modèle centre-périphérie classique puis, la métropolisation aidant, la structure de l'espace francilien s'est transformée, au point que ce schéma d'organisation est aujourd'hui complètement bouleversé. L'Atelier parisien d'urbanisme (APUR, 2004) note ainsi que « la réalité de l'agglomération, aujourd'hui, est celle d'un développement multipolaire, mettant en interrelation différentes zones dont certaines sont situées dans l'hyper-centre (Paris) et dont d'autres, et non les moindres, se trouvent dans le cœur d'agglomération et au-delà. » Le processus de concentration des fonctions métropolitaines a ainsi débouché sur l'émergence de pôles répartis en plusieurs endroits de l'agglomération : quartier Paris-Affaire, quartier de la Défense, Front de Seine, ZAC de Bercy et en périphérie, villes nouvelles, technopôle Paris-Sud, plate-forme logistique de Roissy.

52Bien que spatialement disjoints, ces pôles entretiennent des liens de dépendance forts et démontrent ainsi combien, avec l'évolution des logiques urbaines, le caractère réticulaire de l'espace a pris le pas sur la continuité physique. Or, ce caractère réticulaire constitue un facteur de propagation du sinistre au-delà du point d'impact : de même qu'un réseau de transport est un élément de diffusion des sinistres par le jeu des liaisons offertes par l'organisation de sa trame, la mise en réseau de territoires diffuse par « effet domino » les perturbations au-delà des zones inondées en direction des espaces dépendant de l'espace initialement touché.

Avantages opérationnels et conséquences théoriques de la démarche proposée

53En premier lieu, le fait de centrer l'étude sur la vulnérabilité et d'intégrer les trois niveaux matériel, structurel et fonctionnel permet d'agir en situation d'incertitude sur l'aléa et d'envisager au-delà une démarche multi-aléas. Ce schéma permet en effet de raisonner à chacun des trois niveaux décrits, indépendamment de la nature ou de l'intensité des aléas initiaux en termes de causalité, qu'on se place à l'échelle d'un enjeu ou à celle d'un territoire. Il devient ainsi possible d'étudier l'enchaînement entre endommagements structurels et endommagements matériels ou entre endommagements fonctionnels et endommagements structurels, indépendamment des événements antérieurs. Par exemple, l'étude des perturbations du métro, suite à la fermeture préventive de ses lignes en cas d'inondation, relève de l'analyse fonctionnelle, compte tenu des modifications structurelles induites par la fermeture du réseau. Dans un autre registre, l'étude de l'offre relationnelle d'un réseau routier partiellement submergé relève de l'analyse structurelle, compte tenu des modifications infrastructurelles sous-jacentes.

54Cette grille de lecture permet ensuite d'envisager une approche territorialisée dans la connaissance du risque. Dans l'exemple de l'inondation centennale en région Île-de-France, elle pose la question de la vulnérabilité matérielle, structurelle et fonctionnelle du territoire francilien, c'est-à-dire d'un espace doté d'une cohérence géographique (Propeck-Zimmermann, Saint-Gérand, 2003). La méthode proposée permet de cerner les facteurs spatiaux aggravants, comme la densification des enjeux de valeur liée à l'urbanisation (facteur de vulnérabilité matérielle) ou encore les modalités de mise en relation de lieux spatialement éloignés (facteur de vulnérabilité structurelle). Ce point de vue permet notamment d'identifier des organisations spatiales plus vulnérables que d'autres ou, tout du moins, de cerner les vulnérabilités spécifiques des différentes organisations spatiales.

55Enfin, cette lecture alternative du risque offre de nouvelles perspectives de gestion. La mise en œuvre de mesures de protection et les actions de réduction de l'exposition doivent se combiner à des plans de continuité d'activité qui passent par la prise en compte de la structure de l'enjeu. Dans une démarche fondée sur l'optimisation du rapport coût/bénéfice, ces perspectives permettent aux gestionnaires de cibler leurs actions sur tel ou tel niveau de vulnérabilité, en fonction des types d'enjeux considérés. Par exemple, si l'on adopte le point de vue de la RATP, l'endommagement matériel est rédhibitoire, car le coût de la réfection du réseau est colossal : dans ce contexte, la protection des infrastructures prime sur le service. Si l'on adopte maintenant le point de vue d'une entreprise du tertiaire supérieur (par exemple un organisme bancaire), la stratégie de gestion du risque doit tout mettre en œuvre pour assurer la continuité du service, car la destruction du matériel est infiniment moins coûteuse que les pertes fonctionnelles. Ainsi, les solutions de gestion peuvent être adaptées en fonction de la diversité des acteurs et de leur intérêt.

56Au-delà des actions spécialisées par type d'enjeu, cette approche offre enfin des opportunités nouvelles à l'échelle des territoires. Jusqu'à présent, les politiques d'aménagement aspirent à réduire l'endommagement fonctionnel en cherchant à limiter l'endommagement matériel à l'échelle de l'enjeu : dans cette logique, les plans de prévention des risques (PPR) visent à contrôler l'exposition directe par le zonage. Notre démarche propose de compléter ces actions par la prise en compte du niveau structurel et de faire appel, en conséquence, à la capacité de réorganisation spatiale de l'aménagement du territoire. Parce qu'il touche à la structure de l'espace relationnel, tout projet d'aménagement porte en germe des facteurs d'aggravation ou au contraire de limitation de la vulnérabilité. Ce positionnement ouvre ainsi un nouveau champ de recherche autour de la résilience des organisations spatiales, c'est-à-dire de leur capacité à absorber - ou à amplifier - l'impact des aléas.

Conclusion

57La démarche proposée tente de répondre aux difficultés exprimées sur le terrain par les gestionnaires. Elle repose sur un changement de perspective qui place la vulnérabilité et les enjeux au cœur de la réflexion et qui admet de fait une entrée multi-aléas. Au plan théorique, la grille de lecture peut apporter une meilleure compréhension du risque, car elle permet de dépasser la complexité et de combiner les échelles (approche par enjeu, approche globale par territoire). En se focalisant sur le fonctionnement des enjeux et en introduisant à cet effet un niveau structurel charnière entre aspects matériels et fonctionnels, nous montrons qu'il est possible d'expliciter les processus d'endommagement et la manière dont ils œuvrent à l'échelle territoriale. Au plan opérationnel, cette méthode ouvre de nouvelles pistes en distinguant trois niveaux dans l'analyse des risques : en construisant des entrées matérielles, structurelles et fonctionnelles, elle appelle des solutions de gestion alternatives et complémentaires des politiques existantes.

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Bibliographie

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Table des illustrations

Titre Figure 1 : Le risque d'inondation en Île-de-France.
Légende Source : D'après l'Atlas des plus hautes eaux connues, DIREN, et Plan de secours zonal spécialisé inondation (PSSIZ), Préfecture de police de Paris.
URL http://geocarrefour.revues.org/docannexe/image/1411/img-1.png
Fichier image/png, 65k
Titre Figure 2 : La diffusion de la perturbation au-delà de la zone inondée : le cas du réseau RATP. 
Légende Source : D'après données Préfecture de police, Plan de secours spécialisé inondation zonal (PSSIZ) et RATP. Cette carte montre que le réseau RATP sera inutilisable bien au-delà de la zone directement inondée.
URL http://geocarrefour.revues.org/docannexe/image/1411/img-2.png
Fichier image/png, 150k
Titre Figure 3 : Structure du réseau de métro dans le voisinage local des stations Opéra et Montparnasse.
Légende Source : D'après RATP. L'éclatement des correspondances dans le voisinage local de la station Opéra atténue la vulnérabilité structurelle de cette station.
URL http://geocarrefour.revues.org/docannexe/image/1411/img-3.png
Fichier image/png, 39k
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Pour citer cet article

Référence électronique

Jean-François Gleyze et Magali Reghezza, « La vulnérabilité structurelle comme outil de compréhension des mécanismes d'endommagement », Géocarrefour [En ligne], vol. 82/1-2 | 2007, mis en ligne le 01 juin 2010, consulté le 29 septembre 2016. URL : http://geocarrefour.revues.org/1411 ; DOI : 10.4000/geocarrefour.1411

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Auteurs

Jean-François Gleyze

Chargé de recherche
Institut Géographique National,
Laboratoire COGIT, Saint-Mandé, France
jean-francois.gleyze@ign.fr

Magali Reghezza

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Droits d’auteur

© Géocarrefour

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