Les réseaux d’infrastructures sont confrontés à des menaces nouvelles ou aggravées liées à l’évolution du climat. Les inondations, les tempêtes, l’érosion côtière et d’autres risques naturels sont de plus en plus fréquents et extrêmes, et ce sont souvent les communautés les plus vulnérables qui en subissent les conséquences les plus importantes.
Le réseau mondial de câbles sous-marins qui sous-tend l’internet ne fait pas exception à la règle. Les risques climatiques représentent une menace croissante mais mal comprise pour les >1,6 million de kilomètres de câbles de télécommunications sous-marins qui traversent les océans. Ces câbles, qui ne sont généralement pas plus larges qu’un tuyau d’arrosage, sont les artères critiques de plus de 99 % du trafic international de données numériques, y compris l’internet, et transportent des billions de dollars de transactions financières par jour.
L’évolution de la fréquence, du rythme, de l’ampleur et de la nature des risques climatiques dépendra de l’ampleur et du calendrier de la réduction des émissions mondiales de combustibles fossiles. Des recherches sur différents scénarios d’émissions de gaz à effet de serre ont été lancées afin d’étudier comment le changement climatique futur pourrait affecter les câbles sous-marins et leurs stations d’atterrissage à terre.
Les pannes d’origine climatique se produisent dès maintenant
L’élévation du niveau de la mer devrait avoir l’impact le plus direct et le plus immédiat sur les infrastructures sous-marines, notamment les stations d’atterrissage. Nombre d’entre eux sont construits à proximité des côtes, et certains ne sont pas beaucoup plus élevés que le niveau actuel de la mer. Les prévisions concernant les émissions faibles et élevées (figure 1) montrent que l’élévation du niveau de la mer pourrait être comprise entre 300 et 500 mm.
Les effets du changement climatique seront probablement complexes et affecteront différemment les différentes régions (tableau 1).
| Processus/activité | Effets du changement climatique | Impacts potentiels pour les câbles sous-marins ou les stations d’atterrissage | Emplacements prévus pour les impacts les plus significatifs (Hotspots) |
|---|---|---|---|
| Élévation du niveau de la mer | Un modèle général d’élévation du niveau de la mer (jusqu’à 20 mm/an) dans le monde entier en réponse à la fonte de la couverture glaciaire et au réchauffement de l’océan. | Inondation des centres de données, des centrales électriques, des stations d’atterrissage et des câbles terrestres. | Les zones où l’élévation du niveau de la mer est la plus importante sont les îles du Pacifique central et méridional, les Philippines, l’Indonésie, le Japon, l’ouest des Caraïbes, le golfe du Mexique et le nord-ouest de l’Australie. |
| Marées de tempête | L’effet de l’élévation du niveau de la mer signifie que les hauteurs des marées de tempête seront plus importantes à l’avenir. Le changement climatique et l’élévation du niveau de la mer sont susceptibles d’accroître la fréquence et l’ampleur des événements extrêmes liés au niveau de la mer. | Impacts directs des tempêtes sur les infrastructures construites, notamment l’affouillement et l’abrasion des câbles, l’ébranlement des stations d’atterrissage et les couvertures des trous d’évacuation des eaux de la plage. Les ondes de tempête peuvent atteindre jusqu’à 9 m au-dessus de la normale. | Europe du Nord-Ouest, Amérique du Nord et du Sud à haute latitude, États-Unis d’Amérique (E), Afrique (E), Bangladesh, Taïwan, golfe du Mexique, Australie (NO). |
| Cyclones tropicaux et extra-tropicaux | Augmentation globale de l’intensité moyenne des cyclones et des vitesses de surface, mais le schéma est géographiquement variable. Un déplacement général des trajectoires des cyclones vers les pôles. Inondations côtières dues aux précipitations et aux ondes de tempête. | Amélioration de l’affouillement et de l’abrasion. Il provoque également des ruptures de pente qui forment des courants de turbidité susceptibles d’endommager les câbles. L’augmentation des tempêtes et de la hauteur des vagues réduit les fenêtres de travail pour les études, les installations et les réparations en mer, ce qui réduit les délais et les coûts de réalisation des projets. | Modèle global complexe. Une augmentation des tempêtes extra-tropicales est prévue dans l’Atlantique Nord-Est et le Pacifique Nord. Une activité accrue des cyclones tropicaux est attendue dans le Pacifique Nord-Ouest et Sud, l’Atlantique central et l’océan Indien. |
| L’érosion côtière et le régime de transport des sédiments du fond marin | Tendance mondiale au recul du trait de côte en raison de la dynamique ambiante du trait de côte et de l’élévation du niveau de la mer. Une augmentation générale des courants à proximité du lit et de la mobilité des sédiments due aux changements globaux de la fréquence et de la durée des tempêtes, de la vitesse du vent et de la hauteur des vagues. | Exposer, suspendre et abîmer des câbles précédemment enfouis, en sapant les infrastructures côtières, y compris l’extrémité du rivage, les couvertures des trous de service de la plage et les routes de transport avant. | Géographiquement répandu, mais les points chauds comprennent l’Amérique du Nord centrale et orientale, l’Amérique centrale, le sud-est de l’Amérique du Sud, l’Europe centrale, l’Afrique orientale et occidentale, l’Asie du Sud, l’Australie septentrionale, le Pacifique et les Caraïbes, avec des valeurs médianes de >100 m de recul côtier d’ici à 2100. |
| Courants océaniques | L’intensité, la localisation, la direction et le calendrier des courants océaniques peuvent changer en raison de l’élévation du niveau de la mer et des modifications de la température et de la salinité de l’océan, ainsi que de la circulation forcée par le vent. | Impact sur l’arpentage, la pose de câbles et la maintenance. L’augmentation de la mobilité des sédiments ou de l’affouillement autour des câbles entraîne une abrasion et une fatigue due à la suspension. | L’accélération de la circulation océanique est plus marquée dans les océans tropicaux, en particulier dans l’océan Pacifique tropical. Augmentation et modification des courants dans l’océan Austral. |
| Temps au large | Les tempêtes changent et deviennent plus intenses dans certaines régions. Selon les scénarios d’émissions élevées, la hauteur et la période des vagues devraient changer de 5 à 15 % et la direction de 5 à 15 degrés. | Impact sur l’arpentage, la pose de câbles et la maintenance. Diminution des fenêtres météorologiques optimales antérieures. | Les augmentations les plus importantes de la hauteur significative des vagues dans l’océan Austral et l’océan Pacifique tropical E sont dues à l’augmentation des houles de l’océan Austral qui atteignent les tropiques et au déplacement vers les pôles de la ceinture de cyclones tropicaux. |
| Inondations fluviales | Le réchauffement du climat augmente généralement le risque d’inondations, les événements d’une durée de 1/100 ans pouvant se reproduire sur des périodes beaucoup plus courtes. | Inondation des installations terrestres. Déclenchement de ruptures de pente et de flux de sédiments en mer pouvant rompre plusieurs câbles (très probablement là où les rivières se jettent dans des canyons sous-marins). | La fréquence des inondations devrait augmenter de manière significative dans de nombreuses régions, en particulier en Asie du Sud-Est, en Inde, en Afrique de l’Est et du Sud-Ouest et dans une grande partie de l’Amérique du Sud (à l’exception de l’extrême sud), y compris au Royaume-Uni, en Irlande, en France et dans le sud-ouest des États-Unis. |
| Glissements de terrain sous-marins | Les glissements de terrain sous-marins peuvent devenir plus probables dans les régions où les apports en sédiments augmentent et où les facteurs de déclenchement sont plus importants. | Les charges sédimentaires cycliques du plateau et des pentes déclenchent des ruptures de pentes et des flux de sédiments en mer qui peuvent rompre plusieurs câbles. | Au large des rivières où l’apport de sédiments est accru (par exemple, en Afrique de l’Est, dans le fleuve Congo, en Asie du Sud-Est) ou lorsque des tempêtes sont susceptibles de se déclencher (par exemple, dans les Caraïbes, en Asie du Sud-Est, dans le Pacifique Sud). |
| Glace de mer arctique et icebergs | Les crêtes de pression et la glace côtière s’accumulent. L’érosion côtière. Icebergs vêlés. Amélioration du débit des rivières. | Les quilles sous-marines des icebergs affouillent les fonds marins et endommagent les câbles. La réduction de la couverture glaciaire et l’augmentation des tempêtes exposent la côte à l’érosion, tandis que les carambolages peuvent affecter les infrastructures côtières. Cotation du plateau et de la pente supérieure. L’augmentation du débit des rivières dans l’océan Arctique peut accroître le risque de courants de turbidité. | De 1979 à 2018, la glace de mer a probablement diminué pour tous les mois, et cette tendance devrait se poursuivre. Les données recueillies entre 1900 et 2008 montrent que le déversement d’icebergs à l’est du Groenland est très variable, les taux les plus élevés ayant été enregistrés dans les années 1990. |
| Déplacer les zones de pêche en raison de l’évolution de l’océan | Le réchauffement climatique, l’acidification des océans et la surpêche poussent les stocks vers de nouveaux habitats qui sont souvent plus frais en raison d’une latitude plus élevée et d’une plus grande profondeur. | Le déplacement des stocks de poissons peut créer de nouveaux conflits entre les utilisateurs des fonds marins et endommager les câbles non armés et non enterrés par les engins de pêche. | Les quilles sous-marines des icebergs affouillent les fonds marins et endommagent les câbles. La réduction de la couverture glaciaire et l’augmentation des tempêtes exposent la côte à l’érosion, tandis que les carambolages peuvent affecter les infrastructures côtières. Cotation de l’étagère et de la partie supérieure de la pente. L’augmentation du débit des rivières dans l’océan Arctique peut accroître le risque de courants de turbidité. |
| De nouvelles routes maritimes grâce à l’évolution des conditions | Le réchauffement des océans et la fonte des glaces ouvriront des routes maritimes auparavant couvertes de glace. | Les nouvelles routes maritimes croisent les couloirs de câbles existants, ce qui augmente le risque d’endommager les câbles des fonds marins en raison de l’ancrage. D’autres activités (par exemple, l’extraction de ressources) peuvent devoir être prises en compte. | Les parties de l’Arctique précédemment recouvertes de glace. |
Nous constatons déjà l’impact de certains de ces effets climatiques. Par exemple :
- L’élévation du niveau de la mer est déjà ressentie de manière aiguë par les petites îles de faible altitude du Pacifique Sud, augmentant la probabilité d’inondation des stations d’atterrissage par les ondes de tempête.
- La fréquence et l’ampleur des inondations fluviales s’accélèrent dans de nombreux endroits, augmentant la probabilité de flux de sédiments offshore qui ont endommagé plusieurs câbles sous-marins au large de l’Afrique de l’Ouest au cours des quatre dernières années.
- L’océan Atlantique connaît des tempêtes plus importantes, ce qui contribue à couper les connexions Internet.
- L’intensité des tempêtes tropicales semble augmenter dans les Caraïbes, avec des dommages importants aux câbles et aux stations d’atterrissage.
- Le vêlage des icebergs a endommagé des câbles en Alaska, entraînant une perte importante de temps de connexion avant réparation.
Enseignements et renforcement de la résilience pour l’avenir
L’émergence de ces risques climatiques n’est pas une nouveauté pour l’industrie des câbles sous-marins. Le Comité international de protection des câbles a publié une déclaration de position sur le changement climatique en 2020 et s’est exprimé lors d’une réunion consultative des Nations unies :
“Il est essentiel que l’élévation du niveau de la mer et le changement climatique soient pris en compte dans la planification des futures routes et stations d’atterrissage, ainsi que dans l’évaluation des risques posés aux systèmes existants”.
Étant donné que la durée de vie d’un système de câbles sous-marins est généralement de 25 ans, il est essentiel de planifier à l’avance, notamment pour comprendre comment les risques peuvent évoluer et mettre en œuvre des mesures d’atténuation pour se prémunir contre leurs effets néfastes.
Ces mesures comprennent
- Augmenter le blindage et la protection par câble aux extrémités du littoral où l’érosion s’aggrave ;
- Éviter les zones de basse altitude pour les points d’atterrissage et les stations d’atterrissage des câbles ;
- Collecte de connaissances locales à partir de visites sur le terrain concernant les conditions environnementales et l’impact des événements historiques
- Incorporation de la modélisation océanique et des données scientifiques dans les évaluations préliminaires de la planification des itinéraires.
Selon une présentation récente du comité international de protection des câbles, malgré l’évolution des conditions océaniques, le nombre de réparations de câbles s’est maintenu à environ 200 par an en moyenne au cours des dix dernières années, alors que la longueur totale des câbles en service a augmenté de plus de 600 000 km.
Le nombre de défauts par unité de longueur diminue (figure 2), ce qui confirme la tendance à long terme d’une résilience accrue des systèmes de câbles sous-marins. Cela témoigne de la capacité de l’industrie des câbles sous-marins à tirer des leçons des cas antérieurs d’endommagement des câbles, à améliorer l’acheminement et la conception des câbles, ainsi qu’à commander et à écouter les études scientifiques qui fournissent une base de données essentielle pour éclairer la prise de décision.
Le changement climatique offre également des opportunités inattendues, telles que l’ouverture de nouvelles routes qui étaient auparavant couvertes par la glace de mer.
Toutefois, de nombreuses incertitudes subsistent. Les progrès futurs en matière d’observation et de modélisation des océans sont nécessaires pour améliorer notre compréhension de la manière, du lieu et du moment où le changement climatique affectera l’océan. Cela peut aider le secteur à évaluer et à s’adapter aux risques émergents et changeants et à continuer à renforcer la résilience du réseau mondial.
Lisez notre récente étude pour en savoir plus sur les risques climatiques pour les câbles sous-marins.
Collaborateurs : Isobel Yeo et Lucy Bricheno
Michael Clare est chercheur en sciences océaniques au National Oceanography Centre au Royaume-Uni. Les recherches de son équipe, qui collabore étroitement avec le Comité international de protection des câbles, se concentrent sur les risques naturels et les menaces qu’ils font peser sur les infrastructures des fonds marins et les communautés côtières.
Les opinions exprimées par les auteurs de ce blog sont les leurs et ne reflètent pas nécessairement celles de l’Internet Society.