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4 Créer un Nouveau paradigme Le renouvellement et la restructuration d’un vaste réseau de systèmes d’infrastructure existants pour aider à répondre à un éventail d’impératifs du 21e siècle constituent un défi complexe à long terme pour les États-Unis et leurs citoyens. Cependant, continuer à utiliser les mêmes processus de prise de décision, méthodes de construction et pratiques opérationnelles que ceux utilisés au 20ème siècle donnera probablement les mêmes résultats: l’augmentation des interruptions de service, l’augmentation des coûts d’exploitation et de réparation et la possibilité de défaillances catastrophiques en cascade. Pour relever les défis de ce siècle, il faut un examen fondamental des objectifs et de la valeur des systèmes d’infrastructure critiques et des processus actuels de prise de décision et d’investissement liés aux infrastructures. Bien qu’intimidant, ce réexamen peut donner lieu à un nouveau paradigme à partir duquel il est possible de développer des solutions pratiques à des problèmes complexes.INGRÉDIENTS FORA N E W PA R A D I G M Certains des ingrédients nécessaires à la création du nouveau paradigme mentionné ci-dessus sont disponibles aujourd’hui. Au workshop  » Vers des Systèmes d’Infrastructures Critiques Durables: Framing The hallenges†» réalisé en mai 2008 sous les auspices du Conseil d’administration du Conseil national de recherches sur l’infrastructure et 31

l’environnement construit, les participants ont identifié un éventail de nouvelles technologies et de nouveaux matériaux, d’initiatives en cours et d’options de financement qui peuvent fournir la base pour aller de l’avant avec de nouvelles approches de renouvellement et d’investissement des infrastructures. La recherche a permis de mettre au point des technologies permettant de surveiller la con- dition et la performance et d’améliorer la gestion des systèmes d’infrastructure; de nouveaux matériaux pour la construction et la réparation de composants d’infrastructure; de nouvelles connaissances sur la nature interdépendante des systèmes d’eau et d’eaux usées, d’énergie, de transport et de télécommunications; et des modèles pour simuler les conséquences de la détérioration des infrastructures afin que des mesures préventives puissent être prises pour éviter les défaillances. Aujourd’hui, les systèmes d’auto-diagnostic, d’auto-guérison et d’auto-réparation peuvent être conçus pour offrir une plus grande résilience, moins d’interruptions de service à long terme et des coûts de cycle de vie inférieurs (Amin et Stringer, 2008). Les bâtiments peuvent être conçus pour fournir leur propre électricité à l’aide de capteurs solaires et, dans certains cas, pour générer de l’électricité excédentaire qui peut être revendue aux compagnies d’électricité. Les éoliennes et les batteries plus puissantes peuvent augmenter d’autres sources d’énergie pour la production d’électricité sur place. Les systèmes décentralisés et les systèmes d’emballage pour le traitement de l’eau et des eaux usées offrent de nouvelles possibilités pour étendre les systèmes centralisés ou construire de nouveaux systèmes autonomes. Les nouveaux systèmes de télécommunication, tels que le maillage sans fil, peuvent être plus résilients que les systèmes actuels et peuvent aider à permettre plus de télétravail et moins de déplacements quotidiens (Doshi et al., 2007). En Europe, des trains magnétiques sont construits pour prendre l’avantage des lignes ferroviaires existantes tout en réduisant d’un tiers le coût de l’énergie nécessaire à l’alimentation du train (Toffler Associates, 2008). La recherche en cours a le potentiel de changer considérablement la façon dont les services sont fournis à l’avenir. Par exemple, les chercheurs étudient l’utilisation de piles à combustible microbiennes pour convertir des déchets complexes en électricité, en mettant l’accent sur le traitement des eaux usées ou les installations de traitement des déchets solides (Lovley, 2009). Le premier prototype est actuellement installé sur le terrain d’une brasserie, utilisant les déchets organiques de la brasserie pour produire de l’électricité. La recherche et le développement de systèmes de production d’électricité et d’eau chaude utilisant les routes asphaltées et les aires de stationnement existantes sont également en cours (WPI, 2008). Et des systèmes de traitement de l’eau qui utilisent des SYSTÈMES d’INFRASTRUCTURE CRITIQUE DURABLES ultraviolet32

le rayonnement au lieu du chlore, une substance volatile, sont en voie de développement (McClean, 2007). À ce jour, personne n’a saisi la gamme complète des technologies innovantes utilisées ou les recherches entreprises dans les universités et ailleurs. Certaines de ces technologies existantes ou émergentes peuvent fournir des percées qui pourraient conduire à de nouvelles voies de fourniture de services essentiels et changer la nature des systèmes d’infrastructure d’aujourd’hui. L’utilisation généralisée de nouvelles technologies et de nouveaux matériaux pourrait créer une infrastructure plus durable, plus fiable et plus résistante avec des impacts environnementaux plus bénins.De nombreux groupes et individus ont reconnu la nécessité de moderniser les systèmes d’infrastructures essentielles du pays et ont proposé diverses solutions. Un ensemble de documents de réflexion, de plans et de stratégies visant à réparer et à moderniser l’infrastructure dans son ensemble ou à s’équiper de systèmes spécifiques, tels que les systèmes d’approvisionnement en eau, ont déjà été développés. Aux niveaux régional, étatique et local, les organisations communautaires, gouvernementales, à but non lucratif et du secteur privé élaborent et mettent en œuvre des stratégies pour relever un ou plusieurs défis liés aux infrastructures au-delà des frontières juridictionnelles et politiques. Voici des exemples de telles initiatives : Pour la région métropolitaine de Memphis, qui comprend des portions du Tennessee, du Mississippi et de l’Arkansas ainsi que 40 villes individuelles, un cadre conceptuel intitulé Voir, par exemple, l’infrastructure de l’Amérique : Ramping Up or Crashingdown Katz et al., 2007); Nous vous invitons à consulter notre site Web pour en savoir plus sur la gestion de vos données personnelles et à consulter notre site Web pour en savoir plus sur la gestion de vos données personnelles. Pour l’infrastructure américaine de 2009 (ASCE, 2009); et la rue Principale, ce n’est Pas la rue WallStreet, Devrait Réparer l’Infrastructure en ruine (Sebelius et Stern, 2008). Voir, par exemple, Questions critiques dans les transports (TRB, 2006); The Clean Water and Drinking Water Infrastructure Gap Analysis (U.S. EPA, 2002); An EconomicStrategy for Investing in America’s Infrastructure (Deshpande et Elmendorf, 2008); Questions d’Interdépendance de la distribution d’énergie et d’eau : Meilleures pratiques et leçons apprises (U.S. EPA, 2005); Investissements futurs dans l’eau potable et les infrastructures d’eaux usées (CBO, 2002). La région est décrite comme suit: Bien que la région métropolitaine de Memphis soit composée de deux parties distinctes et géographiquement inégales en raison de l’effet du fleuve Mississippi, elle reste une unité. Deux ponts pour automobiles et deux ponts pour voitures relient la ville à travers le Mississippi. Alors que les zones urbanisées créent un NOUVEAU PARADIGME 33

Un Futur mondial stratégique a été publié avec la mission déclarée: établir fermement la région de Memphis comme une région métropolitaine dynamique, en croissance, énergique et fortement connectée à l’économie mondiale (Boyle et Associés, 2009). Le cadre aborde de nombreux aspects de l’économie de la région, ses systèmes d’infrastructures essentielles et un plan d’investissement et de gestion qui traverse explicitement les juridictions pour permettre des changements importants. Dans l’État de l’Indiana, les départements des Transports et de l’Agriculture ont entrepris une initiative conjointe pour explorer le potentiel d’améliorations majeures des infrastructures à l’échelle de l’État qui peuvent soutenir et stimuler stratégiquement la croissance économique de l’Inde (Université Purdue, 2006, p. 2). L’atelier de rêve de l’État de l’Indiana a été organisé pour identifier de nouvelles améliorations spectaculaires dans les infrastructures de transport souterrain qui répondraient aux besoins actuels et futurs. . . L’énergie, le haut débit, les Communications, l’élevage/l’agriculture, le traitement des eaux pluviales/usées et l’approvisionnement en eau douce (ibid). La coalition America 2050 est une initiative nationale visant à relever les défis de l’infrastructure, du développement économique et de l’environnement de la nation alors que nous nous préparons à ajouter environ 130 millions d’Américains supplémentaires d’ici 2050 (America 2050, 2009). L’objectif de cet effort, guidé par une coalition de planificateurs régionaux, d’universitaires et de responsables politiques, est de développer un cadre pour la croissance future de la nation qui prend en compte des tendances telles que la croissance démographique rapide et le changement démographique, le changement climatique mondial, l’augmentation du commerce extérieur et les systèmes d’infrastructure qui atteignent leur capacité. Blueprint America a été développé par des fondations à but non lucratif pour mettre en lumière les infrastructures en décomposition et négligées de l’Amérique et pour éduquer le public sur les questions liées aux infrastructures critiques et les choix politiques qui devront être faits (PBS, 2009). les deux côtés de la rivière ne sont pas contigus, ils sont très interactifs et se sont développés étroitement ensemble. Ils sont donc considérés comme faisant partie de la même région métropolitaine (Boyle et associés, 2009).34 SYSTÈMES D’INFRASTRUCTURES ESSENTIELLES DURABLES

Les documents de réflexion et les plans existants fournissent une mine d’informations détaillées sur les problèmes et les besoins en matière d’infrastructure. Les initiatives et stratégies communautaires continues constituent une source d’approches créatives et collaboratives pour le renouvellement des infrastructures qui transcendent les frontières juridictionnelles et institutionnelles. En l’absence d’une vision ou d’un concept global pour les systèmes d’infrastructure critiques, ces plans, initiatives et stratégies ont été développés indépendamment, chacun avec son propre ensemble d’objectifs.Face à des projets coûteux de renouvellement des infrastructures, des particuliers, des organisations et des collectivités ont proposé des options de financement innovatrices, notamment des partenariats public-privé (Orr, 2007), la restructuration du Fonds fiduciaire pour les autoroutes, l’augmentation des redevances d’utilisation telles que celles pour les routes à péage et les voies à péage à haute fréquentation, l’utilisation des fonds de pension publics (Sebelius et Stern, 2008), la privatisation (Anderson, 2008) et la création d’une banque nationale de l’infrastructure (Ehrlich et Stern, 2008). Rohatyn, 2008). Les mécanismes de propriété et de financement impliquent des niveaux de risque différents, impliquent des questions d’équité sociale (par exemple, l’accès aux services en fonction de la capacité de paiement de chacun) et influencent la manière dont le public valorise les services fournis. Chaque approche a des implications sociales et financières à court et à long terme, et aucune approche unique ne conviendrait à toutes les situations. Le choix de la meilleure approche pour une situation spécifique dépendrait des objectifs à atteindre.Bien que les avancées technologiques, les initiatives communautaires et les options de financement offrent la promesse de nouvelles façons d’aborder le renouvellement des infrastructures essentielles, elles ont été ponctuelles, se concentrant souvent sur un problème, un type de système ou un ensemble de solutions. En se concentrant sur des projets uniques, des technologies, des mécanismes de financement ou des objectifs étroitement définis, les efforts ad hoc risquent de gaspiller des ressources rares et d’accroître la probabilité de conséquences graves et involontaires. Un cadre est nécessaire pour créer une structure au sein de laquelle les activités, les connaissances et les technologies en cours peuvent être alignées et exploitées pour soutenir le renouvellement des infrastructures critiques et également pour aider à atteindre certains des impératifs du 21e siècle.CRÉER UN NOUVEAU PARADIGME 35

UN CADRE POUR LE DÉVELOPPEMENT DE SYSTÈMES D’INFRASTRUCTURE S U S TA I N A B L E C R I T I C A L Le but d’un cadre est de créer un environnement permettant de développer des solutions à court et à long terme à des problèmes complexes impliquant une multitude de parties prenantes. Un cadre peut fournir la structure permettant d’établir les attentes du public en matière de fiabilité, de résilience, d’efficacité et de coût des systèmes d’infrastructures critiques et peut guider les actions pour des solutions physiquement résilientes, socialement équitables, rentables et viables sur le plan environnemental. Les éléments suivants sont les composantes essentielles d’un tel cadre: Une vision large et convaincante qui inspirera les individus et les organisations à se rassembler pour aider à répondre aux impératifs du 21e siècle en renouvelant les systèmes infra-structures critiques de la nation. Une telle vision se concentrerait sur un avenir de compétitivité économique, d’indépendance énergétique, de durabilité environnementale et de qualité de vie, et non sur un héritage de détérioration du béton, de l’acier et des câbles. L’accent est mis sur la fourniture des services essentiels liés à l’eau et aux eaux usées, à l’énergie, à la mobilité et à la connectivité, contrairement à la mise à niveau des installations physiques individuelles, afin de favoriser une réflexion et des solutions innovantes. La reconnaissance des interdépendances entre les systèmes infra-structuraux critiques pour permettre la réalisation d’objectifs multiples et éviter des solutions étroitement ciblées qui pourraient bien avoir des conséquences graves et involontaires. Des approches collaboratives basées sur des systèmes pour tirer parti des ressources disponibles et fournir des solutions rentables au-delà des frontières institutionnelles et juridictionnelles. Des mesures de performance visant à assurer une plus grande transparence dans la prise de décisions en quantifiant les liens entre les investissements dans les infrastructures, la disponibilité des services essentiels et d’autres impératifs nationaux. Les Américains ont entrepris de grands défis lorsque les dirigeants ont effectivement communiqué l’importance et l’importance des questions en jeu. Le président Dwight D. Eisenhower a présenté 36 SYSTÈMES D’INFRASTRUCTURES ESSENTIELLES DURABLES

une vision de la sécurité nationale basée en partie sur la construction d’un réseau routier interétatique. Sa vision a inspiré les dirigeants des secteurs public et privé du pays à concevoir, planifier, financer et construire ce système. L’appel du président John F. Kennedy’demandant à la nation de poser un homme sur la Lune et de revenir sur Terre en toute sécurité dans la décennie des années 1960 était tout aussi inspirant. Ce défi a été relevé grâce à un effort de collaboration de scientifiques, d’ingénieurs, d’hommes d’affaires et de fonctionnaires gouvernementaux et a été soutenu par les contribuables. Les États-Unis n’ont pas actuellement de vision pour leurs systèmes d’infrastructure critiques pour guider le développement de concepts, de stratégies, d’objectifs déclarés pour leur configuration future, leur niveau de performance ou leur niveau de services. Il est peu probable que les politiques, procédures et processus décisionnels actuels entraînent le développement d’un réseau de systèmes qui répondront aux besoins sociaux, économiques et environnementaux actuels et futurs. La dernière revue initiée par le congrès sur l’état des systèmes d’infrastructures critiques de la nation s’est achevée en 1988 avec la publication de Fondations fragiles: Un rapport sur les travaux publics américains. Le rapport a trouvé des preuves convaincantes que la qualité de l’infrastructure américaine est à peine suffisante pour répondre aux exigences actuelles et insuffisante pour répondre aux exigences de la croissance économique et du développement futurs €NCPWI, 1988, p. 1). Pour moderniser les systèmes d’infrastructure, les Fondations fragiles ont recommandé une stratégie à long terme à large assise impliquant le gouvernement, le secteur privé et le public. Vingt ans plus tard, les dirigeants du gouvernement et de l’industrie n’ont pas appelé à une stratégie à long terme, collaborative et basée à l’étranger et, par conséquent, elle n’a pas été développée. Il faut maintenant une vision qui inspirera et mobilisera les dirigeants des entreprises, des communautés, des universités et des gouvernements pour s’attaquer aux problèmes liés aux systèmes d’infrastructure essentiels. Il ne devrait pas s’agir d’une vision du béton, de l’acier et des câbles, mais plutôt d’une perspective de compétitivité économique, de réduction de la dépendance vis-à-vis du pétrole importé, d’une qualité de vie élevée et d’harmonie avec l’environnement. En l’absence d’une telle vision, des initiatives ad hoc et des investissements pour des systèmes d’infrastructure critiques motivés par des forces économiques ou des catastrophes se poursuivront, mais il sera difficile de les intégrer dans une approche cohérente pour répondre aux besoins du 21e siècle.CRÉER UN NOUVEAU PARADIGME 37

Les entreprises et les citoyens s’attendent à ce que les services essentiels ” eau et eaux usées, électricité, mobilité et connectivité ” soient disponibles sans interruption. Cependant, la croissance des entreprises et de la population a déjà dépassé la capacité des systèmes existants à répondre à ces attentes, comme en témoignent la congestion des transports, la pollution de l’air et de l’eau et l’augmentation des interruptions de courant et de service. Pour que les parties prenantes comprennent pleinement ce qui est à risque et quels choix doivent être faits, le dialogue public doit être refondu comme une discussion sur la meilleure façon de fournir des services essentiels plutôt que de se concentrer actuellement sur les mérites et les lacunes des systèmes physiques individuels. Dans le cadre de cette discussion, il sera nécessaire d’élaborer des réponses à des questions telles que : Quelles sont les attentes du public à l’égard des niveaux de services à fournir par les systèmes d’infrastructures critiques? • Quelles sont leurs attentes par rapport à la résilience de ces systèmes? Quelles actions seront nécessaires pour atteindre ces objectifs ? • Combien d’argent les gens et les entreprises sont-ils prêts à investir maintenant et dans les années à venir? • Quelles alternatives sont disponibles aux pratiques traditionnelles pour fournir des services essentiels? • Quelles actions sont nécessaires pour développer des systèmes durables sur les plans physique, social, financier et environnemental ? Passer des systèmes techniques détériorés à la fourniture de services essentiels qui affectent la qualité de vie de chacun peut recentrer l’attention des parties prenantes sur la valeur ultime de ces services. Cela offrira des possibilités de réflexion plus créative, une plus grande participation d’un plus grand nombre d’intervenants et une gamme plus solide et diversifiée de solutions possibles pour la prestation de services et le renouvellement de l’infrastructure.38 SYSTÈMES D’INFRASTRUCTURES CRITIQUES DURABLES

R ecogni t ion o f i n t erdépendances A mongC ri t ic a l i n f r a s t ruc t ure S ys t S S La mise en place de systèmes d’infrastructure résilients et fiables nécessite des approches transversales et collaboratives pour permettre l’identification et l’atténuation des vulnérabilités et l’exploitation des ressources et des solutions. De telles approches sont possibles et pratiques, comme en témoignent les efforts mis en évidence plus tôt dans ce chapitre qui se produisent dans la région métropolitaine de Memphis, dans l’Indiana et dans d’autres endroits. Trouver des moyens de collaborer au-delà des frontières institutionnelles et juridiques peut aider à atteindre de multiples objectifs, tels que la réduction des émissions de gaz à effet de serre, la protection des approvisionnements en eau et la durabilité environnementale. En outre, il peut aider à éviter des solutions étroitement ciblées ayant des conséquences graves et involontaires en apportant plus d’informations et un plus grand nombre d’intervenants à la table. En tenant compte des interactions entre l’eau, les eaux usées, l’énergie, la transportation, les télécommunications et l’environnement, il devrait être possible de développer des solutions répondant à de multiples objectifs et durables pour les générations futures.Les arrangements institutionnels et les processus de prise de décisions existants entravent une réflexion efficace sur les interactions entre différents systèmes d’infrastructure, sur leur performance globale dans la prestation de services et sur les coûts d’exploitation et d’entretien de ces systèmes sur une durée de vie de 50 à 100 ans. Le fait de réorienter le dialogue public vers les services essentiels, la nature régionale des systèmes d’infrastructure et leurs interdépendances offrira des occasions de réunir des intervenants d’un éventail d’organisations liées à l’infrastructure pour discuter de questions qui transcendent les frontières institutionnelles, juridictionnelles et politiques. Dans ce contexte, ils peuvent potentiellement identifier de nouveaux moyens de tirer parti des ressources, d’optimiser les investissements et d’identifier des solutions répondant à de multiples objectifs.Bien que les systèmes d’infrastructure soient construits et exploités pour fournir des services essentiels, complexes et variés aux sociétés, leur rendement ou leur efficacité sont rarement évalués à l’aune de la création d’UN NOUVEAU PARADIGME 39

objectifs sociaux, tels que la santé et la sécurité, la rentabilité ou la fiabilité (CNRC, 1995). L’absence de mesures de performance entrave la transparence et la prise de décision efficace concernant les investissements liés aux infrastructures, car on ne sait pas clairement quels résultats peuvent être attendus ni quels résultats sont réellement obtenus par de tels investissements. Une première étape de l’élaboration d’un système efficace de mesure de la performance consiste à établir des buts et des objectifs pour les éléments à mesurer, par exemple le niveau de services à fournir par les systèmes d’infrastructures essentielles. Les données sur les niveaux actuels de ser- vice peuvent fournir une base de référence. Les investissements dans les infrastructures peuvent ensuite être mesurés par rapport au niveau de référence pour déterminer si les niveaux de services s’améliorent ou diminuent, ce qui permet de prendre les mesures appropriées. Au moins trois grandes catégories de mesures seront nécessaires pour évaluer la performance des infrastructures: efficacité, fiabilité et coût (CNRC, 1995). Diverses méthodes pourraient être utilisées pour fournir des données de performance en temps réel et des commentaires du public, y compris des capteurs et d’autres technologies de surveillance. Des informations sur le rendement facilement disponibles et transparentes pourraient entraîner des changements dans les comportements des institutions et des particuliers, modifier les perceptions de la valeur des infrastructures et conduire à une plus grande responsabilisation en ce qui concerne les résultats des investissements dans les infrastructures. Par exemple, le premier bâtiment commercial électrique à zéro net aux États-Unis a un affichage graphique dynamique dans le hall qui montre le temps réel de fonctionnement de la construction sous forme de tableau de bord et a incité les employés à économiser de l’énergie en éteignant les lumières et en prenant d’autres mesures similaires (Grabowski, 2008). Un système de mesure du rendement à objectifs multiples favoriserait une plus grande transparence dans la prise de décisions, une meilleure information pour la prise de décisions et une meilleure compréhension des liens entre l’investissement dans les infrastructures et la compétitivité économique, la qualité de vie et la qualité de l’environnement. Cela pourrait également aider à communiquer les enjeux et les risques liés aux investissements dans les infrastructures essentielles qui sont envisagés. Les mesures de performance peuvent également contribuer à établir un soutien public à long terme aux investissements dans les infrastructures parmi les citoyens, les entreprises et les organisations à but non lucratif de ses utilisateurs, définis comme un bâtiment dont la consommation énergétique nette est nulle sur une année type : c’est-à-dire que l’énergie produite moins l’énergie utilisée est égale à zéro (Grabowski, 2008).40 SYSTÈMES D’INFRASTRUCTURES ESSENTIELLES DURABLES

gouvernements et autres institutions des secteurs public et privé (CNRC, 1995).Une première étape importante dans la création d’un nouveau paradigme consiste à rassembler ceux qui ont un intérêt essentiel à répondre aux impératifs du 21e siècle et qui sont déjà impliqués dans des efforts d’infrastructure durables. Ils comprennent des propriétaires d’infrastructures, des concepteurs, des ingénieurs, des financiers, des régulateurs et des décideurs politiques, ainsi que des écologistes, des militants communautaires, des scientifiques et des chercheurs. En travaillant dans ce cadre, les experts dans ces domaines pourraient commencer à identifier une gamme complète de nouvelles approches, technologies et matériaux pour fournir les services de mobilité, de connectivité, d’eau, d’eaux usées et d’électricité afin de répondre à de multiples objectifs.Ils pourraient également identifier de nouvelles approches en matière de prise de décision, de finances, d’opérations et de processus liés à l’infrastructure. Les résultats d’un tel rassemblement pourraient servir à lancer un effort de collaboration à plus long terme pour développer une vision, des concepts et des objectifs pour les systèmes d’infrastructure critiques de la nation, puis à identifier les politiques, les pratiques et les ressources nécessaires à la mise en œuvre de la vision. Les résultats pourraient être des systèmes d’infrastructures critiques qui sont physiquement, économiquement, socialement et écologiquement viables pour les 50 prochaines années.CRÉER UN NOUVEAU PARADIGME 41