Que se passerait-il si les systèmes numériques cessaient de fonctionner ou souffraient d’une forte dégradation de leur niveau de service pendant plusieurs jours ? Est-ce que les systèmes et réseaux d’importance vitale pour le fonctionnement des territoires (eaux, énergies, transports, chaînes logistiques, paiements, télécommunications…) pourraient continuer à fonctionner même en mode dégradé ? Avec quelles conséquences pour la vie quotidienne ?
Au premier abord, cette question semble relever d’un scénario de film catastrophe ou de roman d’anticipation. Il s’agit pourtant d’une question sérieuse, en regard d’une part de l’omniprésence croissante du numérique dans nos vies quotidiennes et dans le fonctionnement des réseaux et services indispensables aux territoires, et d’autre part, en raison des fragilités spécifiques des réseaux et technologiques numériques.
L’Agence a souhaité approfondir ces questions.
Ce travail prolonge les réflexions initiées lors de la Rencontre Grand A 2018 qui ont souligné la nécessité d’approfondir les mécanismes de résilience de la grande région grenobloise en allant au-delà des approches existantes qui concernent principalement le risque d’inondation.
Les étudiants de trois masters de l’Institut d’urbanisme et de géographie alpine ont été mobilisés pour imaginer comment notre territoire pourrait faire face aux grandes menaces de l’anthropocène, liées à la fois à la crise écologique globale (réchauffement climatique, 6e extinction de la biodiversité…) et à l’épuisement des ressources non-renouvelables dans un contexte de dépendance croissante vis-à-vis des réseaux numériques et électriques.
Ce travail est encore en cours, avec un rendu prévu courant janvier 2020. Cet article constitue une première « mise en bouche » autour du volet « vulnérabilité et résilience en lien avec notre dépendance vis-à-vis des réseaux numériques et électriques ».
Le numérique, toujours plus incontournable
De façon visible : le numérique (omni)présent dans nos vies quotidiennes
Une (r)évolution a été impulsée à la fois par l’essor d’Internet et la diffusion rapide des smartphones et téléphones portables, par l’explosion d’innovations et d’usages en lien avec ces outils, mais aussi par la volonté des entreprises et administrations d’utiliser ces nouveaux canaux pour faciliter l’accès à leurs services, toucher de nouvelles cibles de clients ou d’usagers, mais aussi pour rationaliser leurs coûts et leurs implantations territoriales.
L’usage d’un ordinateur, d’un smartphone ou d’un téléphone portable est ainsi devenu quasi-indispensable pour :
Communiquer avec nos proches, s’organiser au quotidien, se donner rendez-vous, gérer des imprévus…
Travailler, trouver un travail
Consommer : e-commerce, livraisons à domicile, petites annonces, mais aussi paiement électronique en ligne…
Réaliser des démarches, dans un contexte de dématérialisation de l’accès aux services publics et à de plus en plus de services marchands : banque, assurance, fournisseurs d’énergie…
Se déplacer : accès à l’information (calculateurs d’itinéraires, alertes en temps réel), guidage (GPS) et de plus en plus, accès aux services de mobilité : réservation et paiement d’un covoiturage, d’un VTC, d’un billet de train, émergence d’applications intégrant l’accès à l’information et le paiement d’un bouquet de services de mobilité à l’échelle d’un territoire (cf. le projet de pass' mobilité à l’échelle de la métropole et de la grande région grenobloise).
S’informer, se mobiliser, rencontrer des personnes qui ont les mêmes centres d’intérêts (rôle croissant des « réseaux sociaux » dans la diffusion et l’accès à l’information, et pour les mobilisations et contestations sociales).
…
De façon invisible : le numérique indispensable à la bonne marche des réseaux et services supports du fonctionnement urbain
Les technologies liées au numérique, à l’Internet des objets et à l’intelligence artificielle sont de plus en plus présentes dans le fonctionnement quotidien des systèmes de production et d’approvisionnement en énergies et en eau potable, des systèmes de collecte et de traitement des eaux usées, dans le pilotage des systèmes de signalisation routière et des réseaux de transports publics ou encore, dans le fonctionnement quotidien des hôpitaux. Ces technologies sont également indispensables au fonctionnement du système financier (y compris pour les paiements par carte bleue et les retraits d’espèces au distributeur automatique de billets ou au guichet d’une banque). Elles sont de plus en plus présentes dans le fonctionnement des chaînes logistiques indispensables à l’approvisionnement des commerces en biens de consommation y compris alimentaires ou à la gestion des livraisons aux particuliers.
Les éléments visibles de cet iceberg sont les compteurs communiquants en cours de généralisation pour l’électricité (Linky) et le gaz (Gazpar) et, de plus en plus, pour l’eau. La partie cachée intègre notamment l’informatisation et l’automatisation des processus permettant l’ajustement en temps réel des capacités de production et de distribution d’énergie (concept de smart grid pour les réseaux électriques), la télégestion et télésurveillance des ouvrages de production et de distribution d’eau potable1 et de collecte et traitement des eaux usées, la régulation des feux de signalisation routière en temps réel, les systèmes d’aide à l’exploitation des réseaux de transports collectifs…
Le numérique, dépendance et vulnérabilité
La vulnérabilité des systèmes numériques, une menace identifiée dans la stratégie nationale de défense et de sécurité
Le « secrétariat général de la défense et de la sécurité civile » (SGDSN) - rattaché au Premier ministre - identifie 12 « secteurs d’activité d’importance vitale » (SAIV), qui font l’objet de « directives nationales de sécurité ». Dans chaque secteur, des entreprises ou établissements publics sont identifiés comme « opérateurs d’importance vitale » (OIV) et ont des obligations particulières en matière de sécurité.
La « politique de sécurité des secteurs d’activité d’importance vitale » couvre d’une part la question des risques naturels, technologiques et sanitaires et d’autre part la protection contre des actes de malveillance (terrorisme, sabotage). Dans ce cadre, depuis le « livre blanc sur la défense et la sécurité nationale » de 2008, les cyber-attaques sont identifiées comme une menace majeure, qui concerne l’ensemble des secteurs. C’est pourquoi tous les opérateurs d’importance vitale sont soumis à des obligations particulières en matière de cyber-sécurité et bénéficient d’un appui de l’Agence nationale de la sécurité des systèmes informatiques
Les points de fragilité identifiés
L’interdépendance entre réseaux numériques et réseaux électriques. Sans électricité, pas de numérique : en 2019, le numérique représenterait 5,5 % de la consommation électrique mondiale2. Et, de plus en plus, sans numérique, pas d’électricité avec le développement des systèmes de pilotage « intelligent » des réseaux et des capacités de production en lien avec la demande3.
Les logiciels et leurs interfaces avec Internet : risque de cyber-attaques.
Les infrastructures : antennes-relais, câbles et réseaux de fibre optique, serveurs, data- centers... Mais aussi lignes à hautes, moyennes et basses tensions, centrales électriques, transformateurs… Sachant que ces infrastructures sont à la fois sensibles aux évènements climatiques extrêmes, au risque d’attaques physiques et au risque de cyber-attaques (ces dernières pouvant induire des réactions en chaîne aboutissant à endommager les infrastructures physiques).
Deux hypothèses de scénarios pour préparer la résilience
L’analyse des menaces permet d’imaginer deux scénarios possibles de dégradation des réseaux numériques et électriques, ayant des implications différentes en termes de stratégie de résilience :
Une interruption totale, de type blackout, pouvant s’étaler sur une longue période, liée à un évènement ayant causé de très graves dommages aux réseaux, infrastructures et systèmes (attaque majeure, tempête solaire de grande ampleur, série d’évènements climatiques extrêmes…). Il faut alors imaginer comment se passer des réseaux électriques et numériques nationaux pendant plusieurs jours, voire plusieurs semaines ou mois, et gérer l’urgence liée à la désorganisation économique et sociale engendrée par l’interruption brutale de ces réseaux.
Une dégradation progressive du fonctionnement des réseaux, se traduisant par des coupures fréquentes ou des réductions de débit, mais aussi par des périodes plus ou moins longues de retour à la normale. Dans ce contexte, il serait possible de maintenir certains usages mais en mode dégradé. Une telle situation pourrait résulter d’un manque de moyens financiers et matériels (épuisement des ressources) pour maintenir en état tous les réseaux, ou bien de l’impossibilité de réparer totalement les infrastructures suite à une dégradation majeure de ces dernières.
À suivre...
Les étudiants du « Master of International Cooperation in Urban Planning » de l’Institut d’Urbanisme et de Géographie Alpine (IUGA) présenteront leurs travaux en janvier 2020. Ils ont identifié deux axes de réflexion pour approfondir leurs recherches :
Quelle résilience du modèle de smart city dans un contexte d’interruption ou de dégradation des réseaux numériques et électriques ? Dans ce contexte, la smart-city est-elle plus vulnérable que la ville « normale » ou dispose-t-elle au contraire de ressources spécifiques ?
Comment répondre aux besoins de base dans un contexte d’urgence liée à l’interruption totale ou partielle des réseaux numériques et électriques ?
Par ailleurs, en mars 2020 l’Agence d’urbanisme organisera une table-ronde dans le cadre du festival TransFo sur « Penser la résilience numérique de la smart city ».
1 Eaux de Grenoble Alpes, rapport d’activité 2018, page 20
2 https://www.greenit.fr/wp-content/uploads/2019/10/2019-10-GREENIT-etude_EENM-rapport-accessible.VF_.pdf, p.9
3 Lire à ce sujet un roman d’anticipation très documenté de Marc Elsberg, Black Out, Le Livre de Poche, 2016, qui décrit les conséquences possibles d’une cyber-attaque aboutissant à une interruption de plusieurs semaines de la fourniture d’électricité en Europe suite à une cyber-attaque portant sur les compteurs électriques communiquant et les logiciels de régulation de la production électrique.
4 https://lejournal.cnrs.fr/articles/meteo-solaire-tempetes-et-black-out
5 https://publications.parliament.uk/pa/cm201012/cmselect/cmdfence/1552/1552.pdf. Ce rapport souligne qu’une attaque se traduisant par l’explosion d’une bombe nucléaire en haute atmosphère peut avoir des effets similaires à ceux d’une très forte tempête solaire.