Quelle est la différence entre une conception adaptative et une conception résiliente?

La conception adaptative permet de modifier les infrastructures lorsque les conditions évoluent. Au lieu de se fier à une seule prévision à long terme, elle intègre de la flexibilité à l’actif ou au système pour pouvoir l’ajuster au fil du temps. Cet aspect est utile dans le cas des changements climatiques, mais le même principe s’applique à une hausse de la demande, à un changement de la réglementation, de la technologie ou des attentes de la communauté, ou encore à des incertitudes à long terme.

Par exemple, une digue peut être conçue en sachant qu’elle ne suffira plus dans les 20 à 30 prochaines années. Au lieu de la construire en fonction d’une prévision future dès le départ, la digue est bâtie de façon à répondre aux conditions actuelles, mais avec la capacité d’en augmenter la hauteur au même rythme que l’élévation du niveau de la mer.

Cette approche diffère de la conception « robuste » traditionnelle, qui vise à résister aux phénomènes météorologiques extrêmes prévus à long terme. Elle permet d’atténuer les perturbations, mais manque de flexibilité et dépend d’hypothèses au sujet des futures conditions qui entraînent un certain niveau d’incertitude.

Une conception adaptative efficace :

• préserve les futures options lorsque les conditions sont incertaines;
• permet de mettre à niveau les actifs ou les systèmes sans avoir à recommencer à zéro;
• se sert de la surveillance, de points de décision et de niveaux de déclenchement pour guider les futures actions.

Dans la conception résiliente, on comprend qu’une infrastructure puisse faire l’objet de perturbations, de dommages ou de contraintes, mais on s’assure que la fonction essentielle de l’infrastructure soit conservée ou rétablie suffisamment rapidement. Au lieu de tenter de prévenir toutes les conséquences possibles, la conception se concentre sur la réaction, le rétablissement et la continuité des services.

Les systèmes naturels présentent un exemple concret. Les environnements côtiers, comme les forêts de mangroves et les dunes, absorbent les impacts comme les marées de tempête et l’érosion, puis se régénèrent au fil du temps. Dans certains cas, ces systèmes offrent des résultats plus résilients qu’une infrastructure fixe, puisqu’ils peuvent s’adapter et se rétablir après une perturbation.

Une conception résiliente efficace prévoit :

• la continuité de la fonction essentielle pendant ou après une perturbation;
• un niveau défini et acceptable de dommages ou d’incidence sur les services;
• des délais de rétablissement de service après une perturbation.

La conception résiliente reconnaît que l’élimination complète du risque est souvent impossible. Elle définit plutôt un niveau acceptable d’impact et accorde la priorité à la continuité des services, à un rétablissement rapide et à une capacité de poursuite des activités sous contrainte.

Les changements climatiques complexifient la conception des infrastructures, car ils rendent les conditions futures à la fois plus difficiles et moins prévisibles. On construit habituellement des infrastructures pour qu’elles durent plusieurs décennies, mais les changements climatiques signifient que les conditions auxquelles celles-ci sont confrontées changeront au cours de leur durée de vie.

Les principaux enjeux pour les infrastructures sont notamment :

• l’élévation du niveau de la mer, qui augmente la pression sur les actifs côtiers au fil du temps;
• des inondations et des tempêtes causant plus fréquemment des dommages, ce qui réduit le rendement et l’accès, même sans catastrophe importante;
• l’érosion et l’instabilité du sol, qui affaiblissent les fondations et les terres avoisinantes;
• l’élévation des eaux souterraines, qui menace les infrastructures souterraines et augmente la corrosion;
• l’incertitude des projections, ce qui complique la conception unique d’une condition future fixe.

À court terme, l’élévation du niveau de la mer exerce une pression immense sur les infrastructures. Mondialement, si l’augmentation de la température se limite à 1,5 degré Celsius, il faut s’attendre à une élévation moyenne du niveau de la mer d’environ 44 cm (1,4 pi) d’ici 2100 (page en anglais).

Aux États-Unis, toutefois, la vitesse de l’élévation du niveau de la mer local est supérieure à la moyenne mondiale en raison de processus qui affectent les terres, comme l’érosion et le pompage de pétrole et d’eau souterraine. Certains modèles prévoient une élévation moyenne du niveau de la mer de 2,2 m (7,2 pi) d’ici 2100 (page en anglais).

De plus, le niveau de l’eau souterraine augmente souvent en même temps que celui de la mer, influencé par la géomorphologie locale. Dans les secteurs ayant des aquifères libres et peu profonds, cette élévation mène parfois à l’intrusion d’eau salée, mobilise les contaminants sous la surface et expose les infrastructures à des conditions corrosives, posant un risque à la fois pour les actifs et les ressources d’eau douce.

Ces contraintes climatiques ne créent pas une nouvelle catégorie de problèmes de conception. Elles complexifient plutôt un des problèmes existants. Les propriétaires d’infrastructures ont toujours dû composer avec les incertitudes, les perturbations et l’évolution des exigences. Les changements climatiques ne font qu’augmenter l’ampleur et le rythme de cet enjeu, ce qui rend la conception adaptative et résiliente plus importante.

Les voies adaptatives (lien vers une classe de maître en anglais) sont une manière de planifier par étapes les décisions liées aux infrastructures pour que les actifs et les systèmes réagissent aux conditions changeantes au fil du temps, plutôt que de dépendre d’une seule conception fixe dès le départ. Elles sont importantes, car les futurs risques et exigences sont rarement connus avec certitude. Les risques climatiques, comme l’élévation du niveau de la mer, les inondations et les changements liés aux eaux souterraines, sont des exemples de premier plan, mais la même logique s’applique à la croissance de la demande, aux attentes en matière de service, à la réglementation, à la technologie et à l’abordabilité.

Concrètement, les voies adaptatives aident les organisations à décider quand agir, quoi surveiller et comment se préparer pour la prochaine mise à niveau avant que les dispositions actuelles ne soient plus efficaces. Cette approche est importante pour les propriétaires d’infrastructures confrontés à des répercussions opérationnelles, à des temps d’arrêt plus fréquents, à un accès réduit, à une augmentation des coûts d’entretien, à la corrosion et à un déclin du rendement de leurs actifs. Toutes ces répercussions peuvent entraîner des conséquences financières, comme l’augmentation des coûts d’assurance, de plus grandes dépenses d’exploitation et une perte de revenus.

La flexibilité des voies adaptatives permet de s’adapter aux futures augmentations de l’élévation, en conservant de l’espace pour les prochains ouvrages, prévoyant des barrières anti-inondation ou l’agrandissement de systèmes de pompage, se servant d’une protection modulaire qui peut être mise à niveau lorsque le financement et le niveau de risque changent, et conservant ainsi des options à long délai de mise en œuvre avant qu’elles soient absolument nécessaires.

La planification de l’approvisionnement en eau illustre bien ce point. Une ville ne sait probablement pas avec exactitude le moment où elle aura besoin d’une nouvelle source indépendante du climat ni l’ampleur de cette source. Toutefois, des options comme le dessalement et la réutilisation de l’eau potable ont de longs délais de mise en œuvre et ne se créent pas instantanément lorsqu’une sécheresse, des contraintes liées à la croissance ou une panne du système surviennent. La conception adaptative signifie alors de faire avancer suffisamment le travail en amont pour conserver ces options pour le futur, sans nécessairement s’engager à investir pleinement dans celles-ci dès le premier jour.

Pour le dessalement, une conception adaptative pourrait signifier de protéger le site, les corridors de prise d’eau et d’exutoire, la stratégie d’alimentation, la configuration de l’usine et le processus d’approbation nécessaires à une expansion future. Le premier investissement pourrait être pour une petite usine, mais qui devrait être conçue de manière à pouvoir ajouter des trains de procédés, une capacité de pompage, des systèmes chimiques et une infrastructure électrique plus tard, sans avoir à recommencer.

Pour la réutilisation de l’eau potable, une conception adaptative pourrait commencer encore plus tôt. Cette voie pourrait inclure une caractérisation de la source d’eau, le contrôle de la source et des matières résiduelles industrielles, les essais pilotes, les essais de traitement avancé, les systèmes de surveillance, le développement réglementaire et la mobilisation communautaire. Ces étapes conservent la possibilité d’intégrer de l’eau recyclée et purifiée au réseau d’eau potable à l’avenir, sans présumer que la communauté, l’organisme de réglementation ou le système seront prêts immédiatement à une mise en œuvre complète.

Dans les deux cas, la décision adaptative n’est pas seulement d’opter entre construire maintenant ou plus tard. C’est plutôt de décider des mesures à prendre maintenant pour qu’une future option reste possible sur le plan technique, commercial, environnemental et social lorsqu’elle sera nécessaire.

Un exemple de cela est la conception d’une digue pour le Matheson Hammock Park dans la péninsule de Floride, où un règlement exigeait que toutes les infrastructures côtières comportent un ouvrage longitudinal de 2,4 m (8 pi). Au lieu de traiter cette obligation comme un état final fixe, la conception a consisté à envisager comment la digue pourrait réagir aux futurs changements, comme :

• le potentiel d’augmenter sa hauteur à l’avenir, sans la remplacer complètement;
• les changements possibles liés à l’élévation du niveau de la mer, à l’intensité des tempêtes et aux périodes de récurrence au fil du temps;
• les futures attentes réglementaires et des parties prenantes.

La conception s’est servie de trois vannes de décharge pour conserver un accès opérationnel sans modifier les rampes d’accès existantes côté ville. Elle proposait également des changements aux structures côté ville et aux raccordements côté eau pour qu’il soit possible d’adapter plus facilement l’actif en cas de changement des conditions.

Le même principe s’applique à différents secteurs. Qu’il s’agisse d’un défi lié à l’inondation des côtes, à la sécurité de l’approvisionnement en eau, à la résilience face aux sécheresses ou à l’évolution de la demande de services, la conception adaptative et résiliente offre des outils pratiques pour prendre des décisions en cas d’incertitude : protéger la fonction essentielle, surveiller les conditions importantes et assurer la disponibilité de la prochaine option viable.