Network-risks: a matrix of interdependent urban networks' failures
Les risques-réseaux : une matrice des défaillances des réseaux urbains interdépendants
Résumé
From a theoretical typology and empirical data derived from disaster events, this paper provides a matrix of cascading failures of interdependent infrastructures of energy, transport, telecommunications, water and sanitation, food systems and health services. High urbanisation has led to an expansion of networked infrastructure, whose failures are notably related to their numerous and complex interdependencies. A prior identification of these interdependencies is fundamental to prevent cascading failure risks. This paper identifies four types of interdependencies (functional, geo-spatial, procedural and societal) and examines their respective roles in the failures experienced during the 2017 hurricanes Irma and Maria, the 2001 World Trade Center attack, the 2011 Fukushima disaster, the 2011 eruption of the Icelandic volcano Eyjafjallajökull, the 2003 heat wave and the 2012 Indian blackout. A cross-network matrix is thus developed to address the following question: through which type(s) of interdependencies does the initial failure of a given infrastructure network trigger failures in interdependent networks? Our deductive approach reveals network-risks and identifies the types of interdependencies by which infrastructure networks represent a hazard sources and/or a vulnerable stake to one another. Unidirectional, reciprocal and mutual dependencies are then underlined. Accordingly, the continuous supply of urban services is thus explored within the perspective of increasing interdependencies.
À partir d’une typologie théorique et de données empiriques tirées d’évènements catastrophiques, cet article fournit une matrice des défaillances des réseaux interdépendants d’énergie, de transport, de télécommunications, d’eau et d’assainissement, d’alimentation et de santé. La forte urbanisation a entraîné une expansion des réseaux d’infrastructures critiques, dont les défaillances sont notamment dues à leurs interdépendances multiples et de plus en plus complexes. L’identification préalable des relations d’interdépendances s’avère alors primordiale pour prévenir des risques de défaillances. Cet article identifie quatre types d’interdépendances (fonctionnelles, géo-spatiales, procédurales et sociétales) et examine leurs rôles respectifs dans les défaillances recensées lors des ouragans Irma et Maria en 2017, de l’attentat du WTC (World Trade Center) en 2001, de la catastrophe de Fukushima en 2011, de l’éruption du volcan islandais Eyjafjallajökull en 2010, de la canicule de 2003 et du black-out en Inde de 2012. Ce travail aboutit à une matrice inter-réseaux urbains qui apporte des réponses à la question suivante : par quel(s) type(s) d’interdépendance(s), la défaillance initiale d’un réseau urbain entraîne-t-elle la défaillance d’autres réseaux ? Cette matrice met en évidence des risques-réseaux en identifiant les types d’interdépendances par lesquels les réseaux génèrent et subissent des défaillances. Cette démarche déductive permet de nuancer des relations de dépendances unidirectionnelles, réciproques et mutuelles. Nos résultats argumentent la criticité des infrastructures par la criticité du type d’interdépendance qui les relie. Une réflexion est ainsi menée sur la résilience territoriale et celle des réseaux dans des perspectives d’accroissement des interdépendances étudiées.
