Mesures d’exploitation et de construction pour garantir la résilience des infrastructures ferroviaires au changement climatique

Le chemin de fer représente un mode de transport économe en énergie avec un impact environnemental relativement faible, ce qui favorise le transport ferroviaire dans la mise en œuvre de la stratégie de transport neutre à long terme en carbone. Cela est également lié au potentiel du rail pour atténuer les changements climatiques, car la croissance du transport ferroviaire entraînerait une réduction des émissions de gaz à effet de serre. Cependant, ce potentiel ne peut être réalisé que si les chemins de fer sont adaptés pour résister aux impacts liés au changement climatique.

L’une des vulnérabilités les plus critiques du système de transport ferroviaire est la faible flexibilité de l’infrastructure et de l’exploitation en cas de perturbations. Le système de transport ferroviaire dépend également d’autres types d’infrastructures. Par exemple, les perturbations de l’alimentation électrique causées par des phénomènes météorologiques extrêmes influencent directement la fonctionnalité du système de transport ferroviaire. En raison de la longue durée de vie de l’infrastructure ferroviaire, qui devrait fonctionner à pleine capacité pendant plus de 50 ans (et même plus, pour certaines installations), il convient d’intégrer les aspects liés au changement climatique dans le processus de planification, de conception et de gestion à long terme des chemins de fer. La vision du rapport Rail Adapt Report (UIC, 2017) considère le processus d’adaptation des chemins de fer dans le cadre du scénario de développement habituel, de sorte que le coût de l’adaptation n’a qu’un impact marginal de la performance financière d’une compagnie de chemin de fer.

Les risques liés au changement climatique pour l’industrie ferroviaire ont été décrits en détail par le projet ARISCC (Adaptation de l’infrastructure ferroviaire au changement climatique), mis en œuvre par le consortium dirigé par l’UIC (Union internationale des chemins de fer). Les résultats de l’ARISCC comprennent des cartes des dangers naturels et le document d’orientation sur la gestion intégrée des dangers naturels sur les chemins de fer. Les effets recensés du changement climatique sur les chemins de fer peuvent être distingués en trois catégories principales, chacune nécessitant des ensembles spécifiques de mesures d’adaptation:

• Les phénomènes météorologiques extrêmes, tels que les fortes pluies (et les inondations associées), la vitesse élevée des vents, les tempêtes, les cyclones, les conditions météorologiques hivernales extrêmes, etc. Selon l’ examen 2011 de la résilience des transports de Defra, les infrastructures et la résilience opérationnelle devraient être développées, en particulier en utilisant des itinéraires de redondance et de redirection du réseau disponibles, et devraient être complétées par des systèmes efficaces pour rétablir les services et les itinéraires dans des conditions normales. La communication avec les parties prenantes afin de minimiser l’impact des perturbations sur les personnes et les entreprises est également essentielle.
• Des événements lents ayant un impact progressif sur le transport ferroviaire, comme l’augmentation de la température de l’air ou l’élévation du niveau de la mer. La réponse à l’adaptation devrait être mise en œuvre dans le cadre des stratégies de développement des transports à long terme.
• D’autres risques naturels provoqués par le changement climatique, notamment les glissements de terrain, les chutes de roches, les avalanches, la diminution de la stabilité des digues, etc. Les mesures de protection structurelle combinées à l’évaluation de la vulnérabilité et aux systèmes de réduction des risques de catastrophe répondraient adéquatement à ces défis.

LeGuide pour l’amélioration de la résilience du transport ferroviaire européen dans les événements météorologiques extrêmes, produit par le projet MOWE-IT, divise les réponses aux phénomènes météorologiques extrêmes en mesures de planification à long terme, mesures à prendre immédiatement avant l’événement et mesures de rétablissement. Le guide sur lerail urbain, le changement climatique et la résilience, élaboré par l’Union internationale des transports publics (UITP), met l’accent sur les mesures d’adaptation visant à prévenir et à restaurer les dommages causés par les aléas climatiques sur des sous-systèmes individuels de chemins de fer urbains, tels que: alimentation électrique, voies, matériel roulant, stations, tunnels, passages à niveau et installations d’entretien. Les principales recommandations formulées par ces ressources sont les suivantes:

• Intégrer les projections des changements climatiques dans la conception et la capacité du drainage pour faire face à la fréquence et à l’ampleur des inondations prévues. Au Royaume-Uni, par exemple, les normes de drainage incluent des quotas pour l’impact du climat futur dans la conception des actifs ferroviaires: pour le drainage ferroviaire neuf et remédié, on ajoute une augmentation de 20 % du débit estimé.
• Améliorer la résilience du vent des mâts caténaires et garder les zones proches des pistes et des caténaires exemptes d’objets dangereux. Même si de nombreuses défaillances d’exploitation sont causées par des arbres tombés sur des voies ferrées ou des caténaires, la végétation est souvent utilisée comme zone tampon pour le bruit et la pollution le long des voies ferrées et aussi pour protéger la voie contre l’isolation directe. Il convient donc de privilégier les mesures écosystémiques visant à accroître la résilience au vent (par exemple, les arbres capables de résister à des vitesses élevées de vent).
• Installer des capacités de secours et d’urgence pour les systèmes de sécurité et d’exploitation (camions de passage, commutateurs, fonctionnement sur la voie opposée) pour sauvegarder la capacité affectée par les conditions météorologiques extrêmes.
• Élaborer des stratégies visant à réduire au minimum l’impact des défaillances opérationnelles causées par des conditions météorologiques extrêmes (horaires spéciaux, modèles de réacheminement) et à remplacer les services si nécessaire (transport par autobus, etc.).
• Fournir des informations en temps réel aux passagers et maintenir la communication avec les institutions importantes

L’augmentation de la température peut ne pas être considérée comme un problème majeur pour le transport ferroviaire dans les régions qui sont déjà confrontées à de telles conditions (sud de l’Europe); toutefois, en Europe du Nord, il convient d’accroître la résilience face aux températures estivales élevées. Le gonflement des rails, l’augmentation du risque d’incendies de végétation, l’installation de systèmes de refroidissement et d’autres systèmes pour le confort des passagers sont des préoccupations liées à la chaleur dans le futur système de transport ferroviaire. Les réponses d’adaptation respectives devraient combiner des solutions techniques (par exemple, une résistance accrue à la chaleur des interrupteurs et du système de sécurité), des mesures basées sur l’écosystème (par exemple, protection de la végétation contre le soleil direct) et des systèmes de surveillance et d’alerte précoce.

Un autre aspect de la vulnérabilité du rail repose sur la réduction de la stabilité du sol provoquée par les impacts du changement climatique, comme les fortes précipitations ou les fluctuations de température. L’apparition de glissements de terrain, de chutes rocheuses ou d’avalanches, touchant principalement des zones montagneuses, impose la nécessité de mettre en œuvre des mesures de protection structurelle, telles que les digues et les digues. Ces mesures peuvent présenter de multiples avantages, car elles peuvent également protéger les colonies ou d’autres infrastructures telles que les routes ou les réseaux d’approvisionnement en énergie. Étant donné que la mise en œuvre de mesures structurelles pour l’ensemble du système ferroviaire des pays de montagne n’est souvent pas réalisable tant pour des raisons économiques que pour des aspects de la protection de la nature et du paysage, il est fortement nécessaire de prendre des mesures supplémentaires (non structurelles) de réduction des risques, telles que la mise en place de systèmes d’alerte précoce, la réorientation du trafic, etc., mentionnée ci-dessus.

Catégories du GIEC

Structurel et physique: ingénierie et environnement bâti, Structurel et physique: options technologiques

Participation des parties prenantes

La mise en œuvre de mesures visant à accroître la résilience du transport ferroviaire est normalement gérée par des entreprises ferroviaires, comme par exemple OBB en Autriche ou DB en Allemagne. Ces acteurs sont soutenus par des administrations publiques opérant au niveau régional, national ou même européen (par exemple, la DG MOVE de la CE), qui fournit un soutien législatif, administratif et financier aux activités d’adaptation. La mise en œuvre technique des mesures est réalisée par des entreprises de conception et de construction spécialisées dans le transport. Toutes ces parties prenantes sont soutenues par des instituts de recherche et des consultants fournissant une évaluation de la vulnérabilité, la hiérarchisation des mesures, des études de faisabilité et une analyse coûts-avantages. Les acteurs fournissant des systèmes de prévision météorologique et d’alerte précoce ( par exemple, ZAMG en Autriche) sont également des parties prenantes importantes à associer.

Facteurs de réussite et facteurs limitants

En raison de la longue durée de vie de l’infrastructure ferroviaire, la mise en œuvre de mesures d’adaptation s’inscrit dans le processus global de développement et/ou de modernisation des chemins de fer. Plus généralement, il devrait être intégré dans les stratégies de transport à long terme, au sein desquelles le rail devrait jouer un rôle important. Cela peut garantir la disponibilité des ressources financières nécessaires. Outre le manque de fonds, d’autres facteurs susceptibles d’entraver le développement et l’adaptation des chemins de fer sont liés à d’éventuels conflits avec les objectifs de protection de l’environnement, principalement liés à la fragmentation du paysage, ainsi qu’à d’éventuels conflits avec les communautés locales préoccupées par l’augmentation de la pollution sonore et de l’occupation des terres.

Les mesures d’adaptation les plus avantageuses sont celles qui offrent des synergies avec d’autres mesures qui apportent des avantages supplémentaires, par exemple en contribuant à l’atténuation du changement climatique, en favorisant le développement durable et en améliorant la protection de la biodiversité. Dans cette perspective, des solutions fondées sur la nature pourraient être utilisées pour adapter le système ferroviaire de diverses manières. Certains arbres résistent à des vitesses de vent plus élevées que d’autres, de petits cours d’eau sinueux pourraient mieux tamponner des niveaux d’eau élevés que les systèmes de drainage artificiels et la sélection d’une végétation appropriée pour le corridor ferroviaire pourrait réduire le risque d’incendie.

Les mesures qui agissent de manière contre-productive du point de vue environnemental ne devraient pas être envisagées, sauf si la réglementation en matière de sécurité l’exige. Par exemple, l’utilisation accrue des systèmes de climatisation pour refroidir les espaces intérieurs devrait être limitée autant que possible pour limiter la production aux émissions de gaz à effet de serre. Des mesures visant à réduire la vulnérabilité à la chute d’arbres par la mise en place de corridors ferroviaires plus larges pourraient être contre-productives pour d’autres objectifs. Un corridor plus large peut entraîner des différences de température plus importantes dans la zone de la voie, ce qui pourrait remettre en cause les objectifs futurs visant à réduire la vulnérabilité aux incendies ou au flambage ferroviaire, à moins que ces problèmes ne soient résolus.

Coûts et bénéfices

Le principal avantage des mesures d’adaptation est l’infrastructure et l’exploitation ferroviaires résilientes au changement climatique, assurant la connectivité du réseau de transport ayant des incidences sur la prospérité économique et le bien-être. En outre, les avantages auxiliaires des mesures d’adaptation sont la contribution au développement durable et à l’atténuation du changement climatique (le passage du mode de transport vers le rail entraîne une diminution des émissions de gaz à effet de serre). D’autres synergies et avantages communs des mesures d’adaptation au-delà du domaine de l’environnement sont également souhaitables. Par exemple, les mesures de protection structurelle peuvent, outre la protection des voies ferrées, protéger également les colonies ou d’autres infrastructures telles que les routes ou l’approvisionnement en énergie.

Les coûts varient constamment en fonction des mesures sélectionnées, de leur conception spécifique, de l’ampleur de l’application, des conditions spécifiques de la localité où les mesures sont mises en œuvre, des défis climatiques abordés et de nombreux autres facteurs. Les coûts sont principalement pris en charge par la compagnie de chemin de fer; le cofinancement peut être assuré par le budget public, les instruments financiers européens et d’autres sources.

Aspects légaux

Le transport international ferroviaire est régi par plusieurs conventions intergouvernementales et, au sein de l’Union européenne, par plusieurs règlements et directives de l’UE. Le principal document stratégique de l’UE pertinent pour l’adaptation des transports au changement climatique est le livre blanc sur les transports intitulé « Feuille de route pour un espace européen unique des transports — Vers un système de transport compétitif et économe en ressources».

Temps de mise en œuvre

Le temps habituellement nécessaire à la mise en œuvre des mesures techniques est de plusieurs années (environ 2 à 5 ans). Toutefois, la mise en œuvre des mesures opérationnelles doit être rapide et réagir rapidement aux perturbations causées par des événements extrêmes. La fourniture de systèmes de prévision météorologique et d’alerte rapide est continue.

Durée de vie

La durée de vie des mesures techniques devrait être conforme à la durée de vie de l’infrastructure ferroviaire elle-même, qui est de plusieurs décennies.

Sites Internet:

Références: