Résilience climatique : piloter une stratégie d’adaptation et d’atténuation en milieu urbain grâce au BIM et au SIG
Karim Selouane
Le Diagnostic de performance résilience (DPR) constitue une solution innovante pour suivre l’efficience des stratégies d’adaptation des bâtiments et des infrastructures à toutes les étapes de leur cycle de vie. Outil de visualisation des impacts du changement climatique et d’aide à la priorisation des CAPEX/OPEX, le DPR est de plus en plus utilisé dans la construction et constitue un moyen efficace d’inscrire des investissements dans les cadres normatifs nationaux et internationaux de la résilience climatique ainsi que la taxonomie européenne.
Le dernier rapport du GIEC rappelle que le changement climatique va contribuer à augmenter, de manière significative, la fréquence, l’intensité et la vitesse de déclenchement des aléas naturels. L’ampleur des dommages causés par les catastrophes récentes, en France et dans le monde, interroge sur l’inadaptation des bâtiments, et plus généralement des infrastructures et des territoires, aux effets du changement climatique. Si les coûts d’investissement et d’exploitation (CAPEX/OPEX) constituent encore un frein pour le déploiement de stratégies d’adaptation, le coût de l’inaction ne peut plus être ignoré. Il est estimé, selon les scénarios, entre 5 et 20% du PIB mondial. En France, le coût des sinistres climatiques sur la période 2020-2050 est estimé par la Fédération Française de l’Assurance (FFA, 2021) à 143 milliards d’euros contre 69 milliards entre 1989 et 2019. Pour réduire les coûts liés à la reconstruction et à l’endommagement, il est nécessaire de mettre en œuvre des stratégies couplées et intégrées d’adaptation et d’atténuation, qui s’appuient sur des outils analytiques de suivi de l’efficience et des co-bénéfices des investissements qu’elles requièrent, face au coût de l’inaction.
C’est tout l’intérêt du Diagnostic de performance résilience (DPR), innovation développée par Resallience, bureau d’études dédié à l’adaptation des infrastructures, des territoires et des projets. Le DPR offre la possibilité de visualiser l’exposition et les vulnérabilités des infrastructures, aussi bien à l’échelle d’un bâtiment, d’une région ou bien d’un Etat, avec une quantification fine, à toutes les étapes de leur cycle de vie, des coûts d’investissement et d’exploitation consécutifs à des préconisations spécifiques pour chaque catégorie d’infrastructure (bâtiments, routes, rails, réseaux etc.).
Le DPR assemble plusieurs briques d’outils et de méthodes, dont :
- Un Système d’information géographique (SIG) des risques climatiques actuels et futurs
- Un tableau de bord pour prioriser des mesures d’adaptation et d’atténuation selon plusieurs critères et quantifier leurs coûts à court, moyen et long termes.
Un SIG pour visualiser les impacts du changement climatique et prioriser les opérations de maintenance
L’un des intérêts du DPR est qu’il est alimenté par une analyse précise des contraintes climatiques locales, stressées selon les différents scénarios et horizons temporels du GIEC. Cette analyse s’appuie sur une collecte d’informations et de données obtenues in-situ (auscultations), par l’intermédiaire de capteurs aéroportés et satellitaires, et par des sorties de modèles climatiques régionaux.
La plateforme SIG permet une visualisation 2D/3D/4D de :
- L’exposition aux aléas climatiques, déterminée à partir de l’analyse combinée de données du spatial, acquises à très haute fréquence et à très haute résolution, et de sorties de modèles climatiques, à plusieurs horizons et selon plusieurs scénarios du GIEC. Ces sorties sont corrigées par descente d’échelle et débiaisage pour prendre en compte les contraintes topographiques et d’occupation du sol.
- Les impacts cumulés des aléas climatiques actuels et futurs, sur la base d’approches méthodologiques multi-aléas. Celles-ci reposent sur des cartographies ajustées d’exposition à partir d’un suivi en temps presque réel d’événements passés ou en cours, à partir d’images satellites, et par le calcul de probabilités de combinaisons préférentielles d’aléas selon différents scénarios.
- La vulnérabilité des infrastructures et des territoires, évaluée selon leur dimension physique (désordres et endommagements) et fonctionnelle (perturbation directe ou indirecte voire arrêt des services apportés par une infrastructure ou un territoire).
Un dashboard pour prioriser et évaluer la soutenabilité de mesures d’adaptation
La deuxième brique d’outils consiste à fournir un tableau de bord analytique pour prioriser les mesures d’adaptation et d’atténuation et définir des plans d’investissement à court, moyen et long termes. Ce tableau de bord ne constitue pas une solution figée mais flexible et évolutive en fonction des besoins des utilisateurs. En revanche, son développement repose sur une méthodologie commune.
La première étape est de procéder à un diagnostic détaillé de l’infrastructure ciblée. Il est nécessaire de procéder à une décomposition hiérarchique en systèmes, sous-systèmes et composants selon ses spécificités structurelles et fonctionnelles. Une cotation des impacts du/des aléas climatiques est ensuite réalisée pour chaque composant/unité fonctionnelle selon un score allant de 1 à 3. Cette cotation peut inclure plusieurs dimensions. Par exemple, pour un bâtiment, on peut s’intéresser aux questions d’intégrité, de sécurité, de confort, de continuités d’usage etc.
Des experts sont ensuite interrogés pour pondérer la sensibilité et l’importance stratégique de chaque composant pour chaque aléa climatique ou combinaison d’aléas au regard de leurs pratiques et de leurs retours d’expérience. Il peut s’agir de responsables techniques, de décideurs politiques et économiques, d’investisseurs, de gestionnaires d’actifs. Ces valeurs pondérées permettent d’alimenter un algorithme qui va automatiser le calcul du score d’impact pondéré pour chaque composant par aléa/combinaison d’aléas. Le tableau de bord permet ainsi de visualiser ces scores unitaires ou combinés selon les choix définis par l’utilisateur.
Ce tableau de bord est ensuite enrichi de menus spécifiques selon les besoins utilisateurs : trame et résultat de contre-études à l’issue de visites de terrain ; catalogue de coûts des mesures préventives et curatives pour chaque aléa considéré ; proposition de mesures et de spécifications adaptées à l’enjeu ciblé ; analyse coût/bénéfice par rapport au coût de l’inaction ; co-bénéfices attendus d’un point de vue environnemental, social, sanitaire ; conformités avec les engagements politiques nationaux et internationaux (Accord de Paris, Objectifs de Développement Durable, cadres de normalisation de la résilience etc.).
Le DPR un outil déjà utilisé pour le suivi de stratégies d’adaptation
Le Diagnostic de performance résilience (DPR) est aujourd’hui appliqué par de nombreux décideurs publics et privés dans le cadre de leurs stratégies d’adaptation au changement climatique. Prenons le cas d’un gestionnaire d’actifs de près de 500 000 logements en France métropolitaine et ultramarine . Dans le cadre de sa stratégie d’adaptation des constructions neuves et de réhabilitation de bâtiments plus anciens, des questions d’importance demeurent autour de l’évaluation de la vulnérabilité du patrimoine, de la priorisation des travaux de maintenance à engager, des recommandations à considérer à toutes les étapes du cycle de vie et de leurs coûts associés. Un DPR a été appliqué avec une plateforme de visualisation, qui a permis de déterminer quels étaient les ensembles immobiliers les plus à risques et de prioriser les opérations annuelles de maintenance. Une soixante de bâtiments a ensuite été auscultée par l’équipe RESALLIENCE, à l’aide du tableur analytique. Les préconisations d’adaptation à court, moyen et long termes ont été accompagnées d’un plan pluriannuel d’investissement qui permet d’évaluer le bénéfice des travaux à engager en termes de performance résilience par rapport au coût de l’inaction.
Le DPR a également été validé et mis en application dans le cadre d’un territoire pilote sur une île des Caraïbes , qui a subi de plein fouet les passages de deux cyclones en 2015 et en 2017, aboutissant à une destruction de 20% des bâtiments existants et un endommagement de 80% des ouvrages ayant résisté. Un DPR a été appliqué sur l’ensemble de l’île, avec un focus sur ses infrastructures critiques. Il permet de visualiser, entre autres, des cartographies multi-aléas par l’intermédiaire d’une plateforme digitale accessible par internet. Ces cartes des risques hydroclimatiques et géomorphologiques ont été réalisées à partir de la méthode exposée plus-haut, en utilisant des imageries satellitaires, des données LiDAR, et des observations de terrain. Le tableur analytique, qui accompagne la plateforme de visualisation, a permis d’analyser près de 300 projets d’investissements résilients dans le domaine de la construction des bâtiments et de la rénovation des infrastructures critiques. A l’issue de l’étude, plusieurs projets ont été priorisés et accompagnés d’un portfolio adressé aux potentiels investisseurs visés.
Avec ses fonctions de visualisation des impacts du changement climatique et de priorisation des mesures d’adaptation dans le domaine du bâtiment et de la construction, le DPR constitue un outil d’évaluation des cadres normatifs de la résilience climatique, tel que :
- Le « cadre de définition de la résilience et de l’adaptation au changement climatique pour le cadre bâti » de l’Alliance HQE, à laquelle appartient Resallience, notamment en tant que membre du groupe de travail Résilience et Adaptation au changement climatique
- « Les dix principes de l’action pour la résilience climatique » de l’Alliance globale pour les bâtiments et la construction (Global Alliance for Building and Construction), corédigé par Resallience, l’ADEME et le Ministère de la Transition Ecologique, sous l’égide du programme des Nations Unies pour l’Environnement.
Un article signé Didier Soto, Camille Vignote, Karim Selouane et Nicolas Ziv de RESALLIENCE.
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