Climat et résilience : comment adapter les infrastructures de transport aux risques de demain?

Intégrer l’adaptation des infrastructures dès la phase conception est devenu essentiel. Il ne s’agit pas de révolutionner les méthodes de conception mais de les faire évoluer pour prendre en compte les différents scénarios de changement climatique.

Ces scénarios dépendent d’hypothèses sur les futures émissions de gaz à effet de serre dans le monde et dans le temps. Les données historiques ne suffisent plus pour concevoir les infrastructures et anticiper des conditions futures qui s’écartent des tendances observées dans le passé : elles doivent être croisées avec les projections climatiques de scénarios validés par le GIEC, mais aussi avec la sensibilité des actifs face aux aléas climatiques. Cette anticipation dès la phase de conception est clé pour atteindre en phase exploitation les objectifs de performance et de sécurité définis.

Cette approche suppose de réunir de nombreuses expertises : climat, conception, science de la donnée, gestion des risques, infrastructure, systèmes, exploitation et maintenance. Elle permet d’intégrer la résilience comme une donnée de conception pour faire des choix éclairés.

SYSTRA a développé ses propres solutions digitales pour visualiser des données complexes et les rendre exploitables par les équipes projet et les partenaires : Climateplus et ClimateViz permettent de visualiser les conditions climatiques futures pour la première et la vulnérabilité de l’infrastructure pour la seconde, afin d’orienter l’adaptation dès la phase de conception.

Ces solutions sont mobilisées sur le projet Alto, premier projet de grande vitesse au Canada. Cette future ligne, d’une ampleur inédite pour le pays, s’étendra sur 1 000 km et reliera Québec à Toronto en moins de cinq heures (contre plus de 8 heures aujourd’hui), en passant notamment par Montréal et Ottawa.

Le futur corridor pourrait traverser un territoire potentiellement exposé à différentes conditions climatiques allant des rigueurs de l’hiver canadien aux canicules estivales, en passant par les précipitations printanières et automnales. 

Pour intégrer ces enjeux dès la conception, Climateplus mobilise 19 indicateurs climatiques, basés dans ce cas d’usage sur les données de référence spécifiques pour le Canada de climatedata.ca, et couvrant notamment les températures, les sécheresses, les précipitations liquides et solides, les jours de gel et les cycles gel-dégel. Ces données permettent d’anticiper l’évolution des conditions climatiques à différents horizons temporels, et de développer des coefficients de changement climatique afin de faire évoluer les seuils et critères de conception du projet.

Les spécialistes climat et les équipes de conception travaillent en étroite collaboration pour traduire ces projections en choix techniques. ClimateViz complètera cette démarche dans le cadre du plan d’adaptation, en croisant les projections climatiques avec les cartes des actifs de l’infrastructure afin d’identifier les zones de vulnérabilité et de prioriser les mesures d’adaptation.

Adapter une infrastructure suppose rarement une solution unique. La démarche consiste plutôt à proposer plusieurs options, puis à les comparer, les objectiver et les hiérarchiser. Face à un même risque climatique, plusieurs solutions peuvent être envisagées à différentes échelles (géographique et/ou temporelle) : protéger uniquement l’infrastructure ferroviaire ou routière concernée, élargir la protection à un territoire plus vaste, gérer les situations d’urgence, puis proposer des solutions à plus ou moins long terme.

L’ingénierie apporte ici une valeur décisive : transformer l’adaptation à un aléa climatique en solutions concrètes, en évaluant leurs effets, leurs coûts, leurs bénéfices, leurs contraintes de mise en œuvre et les acteurs susceptibles de les financer. En comparant ces solutions en fonction des critères définis avec les décideurs, nous leur permettons de faire des choix éclairés pour choisir la meilleure réponse répondant à leurs besoins.

Le cas de Sharjah, aux Émirats arabes unis, illustre cette approche à plusieurs niveaux : une première gestion d’urgence, puis une stratégie d’adaptation plus pérenne. En avril 2024, les Émirats arabes unis ont connu des pluies historiques. L’équivalent d’un an et demi à deux ans de précipitations moyennes s’est abattu en une seule journée. À Sharjah, les inondations ont touché des zones particulièrement sensibles, notamment autour d’un édifice officiel et à proximité d’une zone caractérisée par une géomorphologie concave traversée par une autoroute et une ligne ferroviaire.

Dans ce secteur, un wadi, cours d’eau temporaire typique des régions arides, avait été fortement contraint par l’urbanisation et certains aménagements agricoles qui limitaient l’écoulement naturel de l’eau. Lors de l’événement, la rupture d’une digue naturelle (dune) a provoqué la sortie du wadi de son lit. Une partie des écoulements s’est alors déviée et reportée vers les points bas, entraînant une montée des eaux de 3,5 à 4 m, avec des niveaux atteignant localement près d’un mètre au-dessus de la ligne ferroviaire.

SYSTRA a été sollicité par Etihad Rail pour établir un diagnostic rapide de la situation et aider à définir les actions immédiates nécessaires à la remise en service de la ligne ferroviaire et de l’autoroute. Cette première réponse a mobilisé des investigations de terrain, l’analyse de données satellitaires, des calculs hydrauliques et une reconstitution du fonctionnement hydraulique du site. Elle a permis de comprendre l’origine des inondations, de renforcer les protections naturelles et de réduire le risque de répétition immédiate de l’événement.

SYSTRA a ensuite étudié plusieurs scénarios d’adaptation. La comparaison a intégré des critères techniques, économiques et territoriaux : coût, niveau de protection apporté, surface protégée, impact sur les développements futurs et répartition possible du financement entre les acteurs bénéficiant de la solution. Une modélisation hydraulique 2D, fondée sur des données de pluie extrême mises à jour, a permis d’estimer les zones protégées par chaque scénario.

La solution retenue combine la consolidation temporaire du wadi par une digue, la création à plus long terme d’un chenal de 9 km et l’ajout de vingt ponceaux sous les deux autoroutes traversant le lit du cours d’eau afin d’augmenter sa transparence hydraulique. Elle protège la ligne ferroviaire, l’autoroute, l’édifice officiel, les villages proches et les futurs développements du territoire. En élargissant le périmètre des bénéfices, elle facilite aussi le partage des coûts entre plusieurs financeurs, notamment l’autorité locale de transport, la municipalité, l’autorité chargée de l’exploitation et de la gestion du réseau ferroviaire et le gouvernement fédéral.

Le projet dépasse ainsi la seule logique de réparation : il transforme un retour d’expérience de crise en adaptation territoriale.

Les investisseurs publics, les bailleurs internationaux et les institutions financières demandent de plus en plus aux porteurs de projet de démontrer que les risques climatiques ont été identifiés, évalués et intégrés aux choix de conception. Pour les maîtres d’ouvrage, la résilience doit donc pouvoir être documentée, justifiée et suivie dans le temps.

Le projet du Tunnel Euralpin Lyon Turin (TELT) en offre une illustration. En 2024, la Commission européenne a attribué 700 millions d’euros de subvention au projet de ligne à grande vitesse entre Lyon et Turin, dont le coût est estimé à plus de 11 milliards d’euros, dans le cadre du programme Connecting Europe Facility. La démonstration de la prise en compte du changement climatique dans la conception de la future infrastructure figurait parmi les critères d’attribution.

Cette exigence repose notamment sur une approche de l’adaptation en deux temps : une première phase d’analyse de vulnérabilité, qui croise la sensibilité des actifs et leur exposition aux aléas ; et une seconde phase qui formalise le plan d’adaptation. L’objectif est d’assurer la prise en compte du changement climatique sur l’ensemble du cycle de vie de l’infrastructure : planification, conception, construction, exploitation, maintenance et démantèlement.

SYSTRA a mobilisé Climateplus, sa solution digitale interne basée ici sur des données de référence du programme européen Copernicus, pour décrire l’évolution des conditions climatiques futures sur le périmètre du projet. Les analyses ont été conduites selon deux scénarios de changement climatique du GIEC, RCP 4.5 (modéré) et RCP 8.5 (élevé), et sur sept indicateurs climatiques. Elles ont notamment montré que les précipitations maximales journalières pourraient évoluer de façon très différente selon les secteurs du tracé : quasi stables à l’horizon 2080-2099 sur certaines zones françaises, elles pourraient augmenter de plus de 10 % côté italien.

Ces projections ont été croisées avec les données climatiques historiques et l’expertise des équipes infrastructure afin d’évaluer la fréquence des événements extrêmes et leurs conséquences potentielles, en fonction de la sensibilité des actifs. Ce travail a permis d’identifier des mesures d’adaptation ciblées selon les aléas : conception bioclimatique et isolation thermique pour limiter les effets des chaleurs extrêmes dans les bâtiments ; surveillance météo et gestion de la végétation pour réduire les risques de départ de feu ; modélisation de crue centennale et surélévation des voies dans les zones exposées aux inondations ; dispositifs de protection contre les chutes de blocs, suivi des pentes, drainage et renforcement des secteurs exposés aux coulées de boue.

L’adaptation au changement climatique doit accompagner tout le cycle de vie d’un projet, y compris la phase chantier. Dans les environnements fortement exposés, les travaux eux-mêmes peuvent créer ou aggraver des vulnérabilités : instabilité de talus, mauvaise gestion des matériaux excavés, ruissellement concentré, érosion, perturbation des écoulements naturels. L’enjeu consiste alors à protéger la future infrastructure, tout en sécurisant le chantier, les populations riveraines et les milieux environnants.

Dans l’État de l’Himachal Pradesh, en Inde, SYSTRA intervient en appui au pilotage (Project Management Consultant) d’un programme de modernisation du réseau routier financé par la Banque mondiale. La route concernée est longue d’environ 90 km au sein d’un réseau de 650 km emprunté par près d’un million de personnes. Située dans la région de l’Himalaya, elle traverse une zone particulièrement exposée aux événements climatiques extrêmes, notamment pendant la saison des pluies : fortes précipitations, glissements de terrain et instabilité des talus causent des interruptions fréquentes de la circulation.

Le projet vise à élargir l’axe routier d’une à deux voies, tout en le maintenant en service. Dans ces territoires de montagne, la route joue un rôle essentiel pour l’accès aux services, aux activités économiques et aux communautés isolées. Cette contrainte renforce les enjeux de sécurité, de continuité de service et d’accessibilité pour les populations locales. Elle requiert aussi une attention particulière aux sites de construction, qui doivent être stabilisés et réhabilités au fur et à mesure de l’avancement. Un épisode de pluies torrentielles de type ”cloudburst” a d’ailleurs provoqué des dommages importants sur le chantier, rappelant que l’adaptation s’applique autant à la phase de construction qu’à la phase d’exploitation de l’infrastructure finale.

Le financement par la Banque mondiale s’accompagne d’un cadre exigeant, à travers un Environmental and Social Management Framework et des audits réguliers dédiés au suivi des mesures de résilience climatique. Dans ce dispositif, SYSTRA joue un rôle central d’interface entre le client, les entreprises et le bailleur. Les équipes ont développé des services sur mesure : évaluation de la vulnérabilité de la conception aux fortes pluies et aux glissements de terrain, formation des équipes du constructeur, règles de contrôle périodique, suivi terrain et mobilisation d’outils digitaux pour renforcer la maîtrise des risques en exploitation.

Les mesures mises en œuvre combinent des solutions grises, c’est-à-dire des ouvrages techniques réalisés principalement avec des matériaux comme du béton, de l’acier ou de l’asphalte, et des solutions fondées sur la nature, qui s’appuient sur les sols, la végétation et des matériaux biosourcés pour stabiliser les terrains et limiter l’érosion. Plus de 350 ponceaux ont ainsi été mis en place pour améliorer l’écoulement des eaux. En complément, SYSTRA a produit un cadre d’application intégrant 18 types de solutions fondées sur la nature, depuis les fascines vivantes, palissades végétales, lits de branchages, murs en bambou ou géotextiles en jute, jusqu’aux plantations d’herbacées, arbres et arbustes.

Cette approche contribue à renforcer la performance de la route pendant la saison des pluies, à améliorer la continuité de service et à soutenir le développement économique local en garantissant une meilleure accessibilité des territoires.