Nouvelle chaire sur les Risques et la Résilience des Systèmes Complexes.

Le 15 décembre 2020, était inaugurée la chaire « Risques et Résilience des Systèmes Complexes ». Jean-Paul Chabard, directeur scientifique de la R&D d’EDF (un de ses partenaires) nous en dit plus sur sa genèse et ses ambitions.

– Si vous deviez, pour commencer, rappeler les circonstances qui ont présidé à la création de cette nouvelle chaire ?

En réalité, cette chaire n’est pas à proprement parler nouvelle, qu’on la considère au regard de sa thématique de recherche ou du partenariat sur lequel elle repose. Elle s’inscrit dans le prolongement de celle créée en 2009 par EDF en partenariat avec Centrale Paris et Supélec (deux grandes écoles qui ont depuis fusionné à l’occasion du projet Paris-Saclay), autour des défis posés par la transition énergétique aux sciences des systèmes.

– Pourquoi ces deux écoles ?

Parce que la première était réputée dans le domaine énergétique, la seconde dans le génie électrique. Elles étaient donc toutes désignées pour travailler avec nous sur les systèmes complexes et traiter particulièrement des questions de sureté de fonctionnement qui se posent vis-à-vis de nos installations, que ce soit nos centrales de production d’électricité, en particulier nos centrales nucléaires, ou le système électrique pris dans son ensemble.
Le contexte était en outre plus que favorable à un partenariat avec ces deux écoles : en 2008, avait été lancé le programme Campus, à l’initiative de Valérie Pécresse, qui portait en germe la création de l’Université Paris-Saclay à laquelle elles devaient participer, la première, Centrale, devant rejoindre le plateau de Saclay à proximité immédiate de Supélec, tandis que nous-mêmes avions acté le transfert de plusieurs de nos équipes de recherche sur ce même plateau. A l’époque, le Directeur de Centrale, Hervé Biausser, et le Directeur général de Supélec, Alain Bravo, ont alors eu l’intuition d’initier le rapprochement de leurs établissements respectifs en vue d’une fusion. Une stratégie que leur participation commune à une chaire ne pouvait que conforter. Il est important de rappeler aussi que ces deux écoles forment des ingénieurs dont les talents et les compétences intéressent fortement EDF au titre de ses recrutements.

– Que recouvrent exactement les systèmes complexes ? Qu’entendez-vous par là ?

Du point de vue de la chaire, il s’agit de macro-systèmes industriels voire de très grands systèmes socio-techniques. Le système électrique en fournit un exemple. Aujourd’hui totalement interconnecté au plan européen, il est lui-même un système de systèmes voire de systèmes de systèmes de systèmes. Soit une organisation en poupées russes. La complexité de sa gestion au plan de la sureté s’en trouve décuplée. Il faut s’assurer que la défaillance d’un maillon de la chaîne ne remette pas en cause le fonctionnement de l’ensemble du système. Telle était donc la problématique sur lequel nous voulions travailler dans le cadre, déjà, de la précédente chaire. Intitulée « Sciences des Systèmes et Défis Énergétiques », elle avait vocation à traiter des risques que faisaient courir au système énergétique la transition vers un monde moins carboné. Déjà à l’époque, nous avions l’ambition d’aller vers un couplage du système de production classique d’électricité, d’origine nucléaire et hydraulique, avec d’autres, à base d’énergies renouvelables (solaire et éolien), a priori moins facilement pilotables du fait de la variabilité de celles-ci. Autrement dit, il s’agissait de réfléchir à la manière de les insérer dans un réseau déjà existant, centralisé, de manière sûre et pérenne. Le sujet n’en était pas moins ouvert y compris sur la manière de procéder.

– Comment avez-vous procédé, justement ?

Dans un premier temps, nous avons mis en place une équipe commune entre notre R&D et les laboratoires les plus directement concernés des deux écoles, et cherché quelqu’un à même d’incarner la chaire au titre de titulaire. Nous avons donc prospecté jusqu’à ce que le nom d’Enrico Zio s’impose : professeur au Politecnico di Milano (Italie), c’est un spécialiste de la sûreté de fonctionnement de systèmes industriels. Il a accepté de relever le défi, moyennant la possibilité de pouvoir poursuivre ses activités d’enseignement, ce que nous avons bien sûr accepté. Il a rejoint la chaire au début 2010 et, assez rapidement, il a réussi à monter une équipe, les moyens mis à disposition par la chaire lui ayant permis de recruter des professeurs associés et de lancer de premières thèses. Il a su également trouver d’autres sources de financement au travers de bourses européennes ou de l’Académie chinoise des sciences, ce qui a permis d’étoffer encore les effectifs de la chaire – au total, une douzaine de chercheurs ont été recrutés.
La chaire avait été créée initialement pour une durée de cinq ans (une échéance normale pour ce type de dispositif). Mais au vu de la dynamique qu’elle était parvenue à enclencher, nous l’avons renouvelée une première fois, toujours avec Enrico Zio à sa tête. Son équipe s’était très vite positionnée au premier plan sur la scène internationale. Au total, plus d’une centaine d’articles ont été publiés dans des revues scientifiques internationales et une vingtaine de thèses soutenues. A la fin de son second quinquennat, Enrico Zio a cependant souhaité partir vers d’autres horizons.

– Aviez-vous alors songé à renoncer à poursuivre votre collaboration avec CentraleSupélec ?

Non, la question ne s’est pas posée en ces termes. Le fait que la fusion entre les deux écoles soit devenue une réalité et que nos équipes de recherche puissent désormais travailler dans une grande proximité géographique rendait plus que pertinent le principe d’une chair (entretemps Centrale et nous-mêmes avions rejoint le plateau de part et d’autre de la N118).
La question était plutôt de savoir si nous continuions sur la même thématique ou si nous tentions de l’élargir. En fait, il est assez rapidement apparu que le système électrique était soumis à des contraintes supplémentaires, liées notamment à la transition numérique, qui, dans la perspective des smart grids, le rend plus interdépendant d’autres systèmes, de télécommunications en l’occurrence. De manière plus générale, force était de constater que les systèmes industriels ne cessent d’évoluer et de se complexifier, en combinant notamment des réseaux électriques, de transport et de télécoms. Aussi sommes-nous convenus de la nécessité de nous ouvrir à des partenaires incarnant d’autres réseaux que le réseau électrique : le réseau ferroviaire, à travers la SNCF, et le réseau des télécoms, à travers Orange. Soit des opérateurs qui rencontrent des problématiques similaires aux nôtres, en étant avec nous dans un rapport non pas de concurrence, mais d’interdépendance [en illustration : les liens d’interaction entre le réseau de transport ferroviaire français (en bleu), son réseau d’alimentation électrique interne (en vert) et le réseau électrique externe (en rouge) pour une modélisation de la résilience croisée de ces infrastructures critiques*].
Quant à la résilience, nous souhaitons l’envisager à l’échelle du système interconnecté que forment ces différents réseaux. De fait, en tant qu’opérateur électricien, il faut désormais envisager des situations de crise dans lesquelles ce n’est plus seulement un maillon de notre propre système qui est perturbé, mais les réseaux dont notre système est plus que jamais tributaire pour son bon fonctionnement.

– Comment envisagez-vous le fonctionnement de cette chaire ?

Comme pour la chaire précédente, les travaux seront réalisés sur cinq ans, avec cette fois pour titulaire, une femme : Anne Barros, Professeure au laboratoire Génie Industriel de CentraleSupélec. Son équipe est déjà constituée de trois permanents expérimentés (elle-même, professeure des universités, accompagnée par deux maîtres de conférences), ce qui permet d’encadrer plusieurs doctorants. Elle privilégiera trois axes de travail : la modélisation des systèmes complexes, l’analyse des risques auxquels ils sont soumis et l’optimisation de leur résilience [en illustration : les relations d’interdépendances entre les diverses infrastructures critiques pour une entreprise comme EDF*].

– Cette notion de résilience a fait florès (elle a été d’ailleurs l’objet d’un colloque à Cerisy dont les actes viennent d’être publiés sous le titre Villes et territoires résilients). Que dites-vous à ceux qui pourraient penser que vous cédez à une mode (quand bien même c’est une notion ancienne, empruntée à la mécanique…) ?

Le propre des sciences de l’ingénieur est de concevoir des systèmes qui doivent continuer à fonctionner en totalité ou en partie, quand le cadre initial vient à évoluer de manière volontaire ou involontaire. C’est dire si la résilience est une notion qui leur est familière. Naturellement, la crise est la situation archétypale dans laquelle elle s’éprouve. Il faut alors s’assurer qu’un minimum de fonctions vitales soient à même d’être remplies. Parmi les scénarios qu’il nous faut envisager, il y a par exemple celui d’une nouvelle crue comme celle que Paris a connue en 1910, sachant qu’il s’agirait d’assurer la résilience de systèmes autrement plus complexes et interconnectés. Dans cette éventualité, il faudra en effet veiller tout à la fois au bon fonctionnement des réseaux électriques, des réseaux de transports et des réseaux de télécommunications.

– A propos de crises, je pensais que vous citeriez, en guise d’exemple, celle que nous traversons au plan sanitaire avec la pandémie du Covid-19…

Il est clair que ce contexte-ci montre bien l’importance de cette notion de résilience. Si elle a mis en évidence un certain nombre de fragilités de notre société, elle en a aussi révélé une certaine résilience au regard de fonctions clés – dans le cas d’EDF, nous avons continué à produire de l’électricité, sans avoir eu à procéder à des coupures.
Cela étant dit, le risque pandémique ne doit pas nous faire oublier d’autres risques majeurs. Je pense bien sûr aux risques relatifs au climat. Le changement climatique n’est plus devant nous, il est à l’œuvre et nous en mesurons déjà de multiples effets. Et encore ce changement n’est-il que le reflet des émissions des gaz à effet de serre du passé : même si nous stoppions net toute émission à l’échelle de la planète (hypothèse hautement improbable), ce changement se poursuivrait encore pendant plus d’une centaine d’années, du fait de l’inertie du système climatique. On sait que des événements climatiques extrêmes vont devenir plus fréquents, avec de surcroît des intensités plus élevées. Enfin, il y a un risque dont on parle désormais beaucoup et qui a été très probablement renforcé par le recours plus massif au digital auquel on a été contraint du fait du confinement, je veux parler du risque « cyber ». Crise sanitaire, réchauffement climatique, attaques cyber, voilà trois types de risques, qui depuis au moins une dizaine d’années sont devenus plus prégnants.

– Autant de crises qui soulignent s’il en était besoin combien la sûreté des systèmes complexes est tributaire d’un facteur humain : pour qu’ils soient résilients, encore faut-il que les hommes et les femmes qui en assurent leur gestion soient eux-mêmes en état de le faire… Dès lors, cela ne milite-t-il pas pour un dialogue accru entre sciences de l’ingénieur et les sciences humaines et sociales ?

Heureusement que nous n’avons pas attendu l’année 2020 pour nous préoccuper des facteurs humains au sein de la R&D d’EDF ! Cela fait des années que plusieurs de nos chercheurs travaillent notamment sur la manière dont les équipes à la manœuvre sur le terrain, dans nos centrales de production, font face à des aléas, en dehors des plages standards de fonctionnement, avec tout le stress qui peut en résulter. Leurs travaux contribuent à renforcer la résilience aussi bien humaine qu’organisationnelle. Et naturellement, ces dimensions sont au cœur des problématiques traitées par notre nouvelle chaire, comme de la précédente.

– Un mot encore sur ce dispositif de la chaire, dont le principe n’est pas forcément connu du grand public. Pourtant, il permet de créer les conditions d’une recherche entre des académiques et de grandes entreprises, entre recherche théorique et recherche opérationnelle. En quoi une chaire se révèle-t-elle encore plus adaptée dans un monde qu’on appréhende comme étant de plus en plus incertain ?

Le dispositif a ceci d’intéressant qu’il permet de donner les moyens à une équipe académique de travailler sur des problématiques scientifiques alimentées par des enjeux industriels. En effet, l’équipe de chercheurs de la chaire est en interaction régulière avec des ingénieurs et chercheurs des grandes entreprises partenaires. Je ne conçois donc pas que celles-ci soutiennent une chaire sans y contribuer en termes de contenu, en assumant d’orienter des recherches de façon à ce qu’elles produisent des résultats, qui soient utiles à l’ensemble des partenaires. De ce point de vue, la première chaire a été une réussite : Enrico Zio a su l’animer de façon à favoriser les interactions entre le monde académique et le monde industriel dans une logique gagnant-gagnant. Avec l’arrivée de nouveaux partenaires industriels comme SNCF et ORANGE et la prise en main de la nouvelle chaire par Anne Barros, tout indique que cette dynamique va encore s’amplifier.

– Je ne peux clore cet entretien sans saisir l’opportunité de recueillir votre réaction à l’annonce de la place occupée par l’Université Paris-Saclay dans l’édition 2020 du classement de Shanghai…

En tant que directeur du projet de création de l’EDF Lab Paris-Saclay au cœur du campus de Paris Saclay, que j’ai porté de 2008 à 2016, je ne peux que me réjouir de ce résultat. Après tout, si nous avions pris la décision en 2008 de lancer ce projet, c’était bien avec la conviction que Paris-Saclay deviendrait le premier campus de France en termes de recherche et d’innovation. Je ne peux donc qu’être extrêmement heureux de voir que l’Université Paris-Saclay occupe une telle place, dès l’édition 2020 de ce classement, en plus de celles des classements thématiques (pour mémoire, elle a été classée 1re en mathématiques, 9e en physique). Des résultats parfaitement alignés sur la vision que nous défendions et sur les espoirs que nous placions dans la création de Paris-Saclay. Et pourquoi ne pas le dire ? La R&D d’EDF est fière d’être un acteur majeur de ce campus d’exception.

En illustration de cet entretien : la table ronde organisée le 15 décembre 2020 à l’occasion de l’inauguration de la chaire RRSC. De haut en bas et de gauche à droite : Muriel Hautemulle, EDF, Directrice Ressources Humaines de la Direction du Parc Nucléaire et Thermique ; Carole Desnost, SNCF, Directrice Innovation & Recherche ; Bernard Yannou, CentraleSupélec, Directeur du Laboratoire de Génie industriel ; Philippe Dufourcq, CentraleSupélec, Directeur général adjoint.

* Image tirée des travaux de la thèse d’Andrea Bellè, « Prévention contre les attaques externes sur les infrastructures critiques », réalisés dans le cadre de la chaire RRSC.

Sylvain Allemand

Journaliste