Des chercheurs de l’Oregon State University ont développé un modèle informatique pour prédire la résilience des réseaux d’infrastructure locaux et régionaux et le temps de récupération des communautés touchées à la suite d’un tremblement de terre et d’un tsunami massifs dans la zone de subduction de Cascadia.
Le travail est important, notent les chercheurs, car certaines études prédisent une probabilité de 7 % à 11 % qu’un tremblement de terre majeur – une « rupture complète » – se produise au cours des 50 prochaines années le long de la faille offshore, qui s’étend de la Colombie-Britannique à le nord de la Californie.
La nouvelle recherche, dirigée par Dylan Sanderson, étudiant au doctorat au College of Engineering, portait sur les réseaux de transport, mais le modèle est conçu comme un cadre pour une utilisation dans d’autres types de réseaux également, tels que les réseaux d’eau et d’électricité. L’étude s’est concentrée sur 18 communautés le long de la côte de l’Oregon, d’Astoria-Warrenton à Brookings.
« Notre travail examine la connectivité des communautés de l’Oregon après » le très grand « et combien de temps il faudra au réseau de transport pour se remettre des dommages dus à un tremblement de terre et un tsunami de magnitude 9 », a déclaré le co-auteur Dan Cox, professeur de génie civil et construction à l’État de l’Oregon. « Nous examinons la connectivité sous deux angles : un indice local lié aux déplacements au sein d’une communauté et un indice régional lié au déplacement de la communauté vers d’autres emplacements. Nous montrons que sans considérations régionales, le temps de récupération peut être gravement sous-estimé. »
Les résultats de l’étude ont été publiés dans le Journal des systèmes d’infrastructure.
« Notre travail est toujours en cours, nous n’avons donc pas encore communiqué nos résultats aux communautés, mais nous prévoyons de les rencontrer dans une prochaine étape », a déclaré Cox.
La zone de subduction de Cascadia a été le site d’un séisme de magnitude estimée à 9 en 1700 et accumule des contraintes là où la plaque Juan de Fuca glisse sous la plaque nord-américaine.
La magnitude d’un tremblement de terre est mesurée sur une échelle logarithmique de 1 à 10 – chaque nombre entier représente une multiplication par 10 de l’amplitude mesurée et une multiplication par 31 de l’énergie libérée.
Le plus grand tremblement de terre enregistré était un tremblement de terre de 1960 au Chili qui mesurait 9,5. Le tremblement de terre de 2011 qui a entraîné d’importants dégâts et un rejet radioactif à la centrale nucléaire de Fukushima au Japon a été mesuré à 9,0.
Sanderson, Cox, Andre Barbosa du College of Engineering et John Bolte du College of Agricultural Sciences ont analysé les 18 communautés de l’Oregon individuellement et ensemble comme un réseau régional s’étendant sur environ 60 miles à l’est, en tenant compte de facteurs tels que les tremblements de terre, l’inondation du tsunami. profondeur et proximité des aéroports et des installations d’entretien des autoroutes et des ponts.
« Une fois que nous avons établi les indices de connectivité régionaux et locaux, nous avons examiné l’état du réseau à plusieurs échelles », a déclaré Sanderson. « Dans certains cas, la reprise régionale se produit plus rapidement que la reprise locale, comme North Bend et Coos Bay, alors que dans d’autres communautés, comme Toledo, la reprise locale est plus rapide que la régionale. »
Pour certaines communautés, telles que Rockaway Beach et Lincoln City, les reprises régionales et locales devraient se produire à peu près au même rythme, a-t-il ajouté.
« En comparant nos résultats à d’autres travaux dans lesquels le réseau régional n’a pas été pris en compte, le temps de récupération pour une seule communauté s’est avéré quatre fois plus long que prévu », a déclaré Sanderson.
Les communautés connaissant une reprise régionale rapide avaient accès à des routes identifiées comme prioritaires pour la restauration, ainsi qu’à des routes dans des zones présentant des mesures d’intensité de danger plus faibles, ont déclaré les chercheurs. Les communautés qui se sont rapidement rétablies localement l’ont fait en raison de leur accès aux installations de maintenance.
« Nous avons montré que l’ajout d’installations de maintenance supplémentaires a aidé certaines communautés, mais d’autres n’ont vu que peu ou pas d’amélioration du temps de récupération local », a déclaré Sanderson. « Les communautés plus rurales ont vu des améliorations à temps pour récupérer lorsqu’une installation de maintenance supplémentaire a été ajoutée dans la région, mais les communautés plus proches des zones métropolitaines n’ont connu qu’une amélioration minime. »
L’étude met en évidence certaines des disparités dans le taux de rétablissement des communautés côtières à la suite de grandes catastrophes et montre que davantage de travail est nécessaire pour résoudre ces problèmes, ont déclaré les auteurs.
« À court terme, le cadre peut être utilisé pour soutenir la prise de décision par différents organismes étatiques ou fédéraux, à la fois à l’échelle locale et régionale, en particulier lors de l’étude de l’impact de différentes politiques pour améliorer la résilience communautaire », a déclaré Barbosa.
Dylan Sanderson et al, Modélisation de la résilience régionale et locale des réseaux d’infrastructure suite aux perturbations dues aux aléas naturels, Journal des systèmes d’infrastructure (2022). DOI : 10.1061/%28ASCE%29IS.1943-555X.0000694#onglets