Comme le montre la crise de l'électricité au Texas, notre infrastructure est vulnérable aux conditions météorologiques extrêmes

AP Photo/David J. Phillip

Le jour de la Saint-Valentin, une rare bouffée d'air arctique s'est propagée dans le centre des États-Unis et au Texas, y faisant chuter les températures à un chiffre et provoquant presque l'effondrement du réseau électrique de l'État. Un État connu pour ses ressources énergétiques abondantes a connu des défaillances généralisées des systèmes de gaz naturel et d'électricité qui ont laissé plus de quatre millions de Texans sans électricité pendant des jours.

La cause immédiate de La panne du réseau du Texas est maintenant bien comprise. Les températures glaciales ont poussé la demande d'électricité à un nouveau record hivernal qui a même dépassé le scénario de demande extrême envisagé par l'opérateur du réseau électrique de l'État, l'Electric Reliability Council of Texas, ou ERCOT. Puis des dizaines de centrales au gaz naturel et quelques éoliennes s'est rapidement déconnecté , plongeant le réseau texan dans la crise. Pour éviter que tout le réseau ne tombe en panne, ERCOT a ordonné aux services publics de déclencher des coupures de courant d'urgence et de déconnecter des millions de clients.

Les scientifiques travaillent toujours pour déterminer si le réchauffement rapide de l'Arctique est à l'origine pannes plus fréquentes du vortex polaire, qui a précipité le gel du Texas. Mais nous savons que le changement climatique rend les conditions météorologiques extrêmes telles que les vagues de chaleur, les sécheresses, les incendies de forêt et les inondations plus fréquentes et plus graves. N'importe lequel de ces événements peut pousser notre infrastructure critique au point de rupture, comme cela s'est produit au Texas. Comment pouvons-nous nous préparer ?

La résilience climatique nécessitera investissement pouvant atteindre 100 milliards de dollars par an dans le monde dans nos infrastructures et nos collectivités. Mais une planification minutieuse peut aider nos ressources limitées à aller plus loin.

Rétrospectivement, les problèmes du Texas offrent plusieurs leçons clés sur la manière de rendre les infrastructures essentielles et les communautés vulnérables du monde entier plus résistantes aux extrêmes climatiques.

Évaluer les risques futurs

Tout d'abord, il convient de noter que la panne du réseau à elle seule n'a pas entraîné les souffrances intenses et les pertes de vie auxquelles les résidents du Texas ont été confrontés.

Les puits de gaz naturel et les conduites de collecte ont également gelé, réduisant de moitié la production de gaz et l'approvisionnement des pipelines et des centrales électriques de l'État alors que la demande montait en flèche. Ailleurs, les stations d'épuration ont perdu de l'électricité et les conduites gelées ont fait perdre de la pression aux réseaux de distribution d'eau. Les routes gelées ont empêché les résidents de se déplacer en toute sécurité.

Construire une infrastructure résiliente signifie prêter une attention particulière aux événements extrêmes qui peuvent écraser de grandes parties du système en même temps.

Les connexions entre ces systèmes d'infrastructure maintiennent les lumières allumées et les robinets coulent dans les bons moments, mais peuvent aggraver les échecs lorsque les choses tournent mal.

Les conditions météorologiques extrêmes ont également tendance à provoquer la défaillance simultanée de plusieurs parties de systèmes critiques. Ces types de pannes simultanées sont beaucoup plus probables qu'on ne le pense. Si 10 centrales électriques ont chacune 10 % de chances de tomber en panne mais que ces probabilités sont toutes indépendantes, la probabilité qu'elles tombent toutes en panne simultanément est infinitésimale (0,00000001 %).

Une chance de 1% que 10 centrales électriques échouent toutes en même temps est beaucoup plus inquiétante. Ainsi, la construction d'infrastructures résilientes signifie porter une attention particulière aux événements extrêmes qui peuvent écraser de grandes parties du système en même temps, qu'il s'agisse d'une tempête hivernale, d'un incendie de forêt, d'un ouragan ou d'une inondation.

Enfin, les pires impacts humains de toute défaillance d'infrastructure ne proviennent pas de la panne elle-même. Ils proviennent de l'exposition à des températures glaciales, d'un manque d'eau potable à boire, de la diminution des approvisionnements alimentaires et de la peur que l'aide ne vienne pas assez tôt. Ainsi, l'ampleur de la souffrance est déterminée non seulement par l'ampleur de la défaillance de l'infrastructure, mais aussi par la capacité de chaque communauté à affronter la tempête.

Les communautés historiquement marginalisées ont généralement le moins de ressources pour se protéger contre les coûts humains des défaillances des infrastructures. Au Texas, les personnes sans abri étaient les plus susceptibles d'être exposées à des températures glaciales. Les refuges, limités par les exigences de distanciation sociale, capacité rapidement atteinte . De nombreux quartiers populaires ont été parmi les premiers à subir des coupures de courant . Et les personnes de couleur sont représentées de manière disproportionnée dans les deux groupes au Texas.

À la lumière de ce qui s'est passé au Texas et de la menace persistante du changement climatique partout, comment les communautés peuvent-elles renforcer leurs ressources locales et leurs systèmes critiques pour empêcher que la même chose ne se reproduise là où elles vivent ?

La résilience de demain commence maintenant

Nous devrions commencer par les maillons les plus faibles de notre infrastructure. Les systèmes énergétiques peuvent et doivent être rendus résistants aux conditions météorologiques extrêmes. Des éoliennes fonctionnent en Antarctique, des usines à gaz en Alberta et des puits de gaz en Alaska. L'intempérisation peut être coûteuse, mais les étapes les plus abordables, telles que l'hivernage des éoliennes ou l'utilisation de traçage thermique et d'isolation pour empêcher les capteurs de pression de geler dans les centrales au gaz naturel ou nucléaires, peuvent en valoir la peine.

Décider combien investir pour réduire l'impact d'événements rares est un calcul délicat, mais il doit dépendre non seulement de la probabilité d'un événement, mais de la gravité de ses conséquences.

Dans le même temps, nous ne pouvons jamais protéger chaque centimètre de notre infrastructure contre l'éventail complet des catastrophes possibles. Nous devons donc également diversifier l'approvisionnement en ressources critiques telles que l'électricité dans la mesure du possible. Les centrales électriques au gaz naturel, qui représentent les deux tiers de la capacité de production du Texas, ont été le contributeur le plus important pour combler les pénuries là-bas. Si le réseau a un mélange de sources de production à différents endroits, dont chacun est sensible à différents types d'extrêmes, il sera plus résistant à tout événement unique.

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À l'avenir, toute nouvelle infrastructure dans laquelle nous investissons doit être préparée non seulement au climat d'aujourd'hui, mais aussi au climat que nous aurons dans les décennies à venir. Pour chaque mise à niveau que nous effectuons, nous devons décider quelle plage d'extrêmes climatiques elle doit être capable de supporter et reconnaître que le passé n'est plus un guide sûr pour les extrêmes futurs.

Pour des choses comme les pipelines, qui coûtent cher à mettre à niveau une fois qu'ils sont dans le sol mais relativement peu coûteux à climatiser au départ, les nouveaux projets doivent planifier le pire des scénarios en fonction des projections climatiques sur leur durée de vie prévue.

Pour les composants qui sont plus faciles à remplacer ou à moderniser, ou pour les changements opérationnels tels que la modification des opérations de réservoir dans les barrages hydroélectriques, nous pouvons adopter une approche attentiste. Dans ces cas, nous pouvons dépenser moins pour les mises à niveau maintenant, mais nous devrions quand même mettre en place des processus aujourd'hui qui nous permettront de les faire quand il deviendra clair qu'ils sont nécessaires. Une préparation et une adaptation intelligentes peuvent réduire le coût de résilience.

Notre planification ne peut pas non plus se terminer par un durcissement physique de nos systèmes. Quelles que soient les améliorations que nous apportons au réseau électrique, nous devons également être préparés à la réalité qu'il échouera à nouveau à un moment donné.

Le passé n'est plus un guide sûr pour les extrêmes futurs.

La préparation nécessite une comptabilité approfondie de toutes les raisons possibles des pannes des réseaux électriques et d'autres systèmes vitaux. Pour chaque raison, nous devons déterminer comment la combinaison de pannes simultanées pourrait affecter d'autres systèmes d'infrastructure et communautés. Une panne de réseau aura des effets différents selon qu'elle est provoquée par un froid extrême ou une chaleur extrême. Il n'y a pas de solution unique.

Par temps froid, la préparation signifie dépenser de l'argent pour protéger les maisons contre les intempéries afin que les gens puissent rester au chaud. Cela signifie isoler et remplacer les conduites d'eau pour résister au froid. Cela signifie faire des plans pour ouvrir des centres de réchauffement et distribuer de l'eau en bouteille. Cela signifie fournir un transport d'urgence aux personnes qui dépendent de l'électricité pour des traitements médicaux comme l'oxygène, et avoir une stratégie pour atteindre et aider les sans-abri. Et cela doit commencer par les communautés les plus vulnérables, qui ont le plus à perdre.

La résilience ne se limite pas à se préparer aux catastrophes. C'est une opportunité d'investir dans nos communautés pour le beau temps comme pour le mauvais temps. L'adaptation au climat a un prix élevé, mais elle peut rendre nos villes plus vivables, notre eau plus propre et nos maisons plus sûres. Le coût de l'inaction - en dollars et en vies - est bien plus élevé.

Sarah Flecher est professeur adjoint à l'Université de Stanford. Elle étudie les ressources en eau, la planification des infrastructures et l'adaptation au climat. Elle tweete à @SFletcherH2O .

Jesse Jenkins est professeur adjoint à l'Université de Princeton. Il étudie l'ingénierie et la politique des systèmes énergétiques à grande échelle et tweete à @JesseJenkins .

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