Les façons cachées dont la chaleur extrême perturbe les infrastructures
Les températures caniculaires pèsent encore davantage sur un système d’infrastructures déjà en difficulté dans une grande partie des États-Unis, d’une manière que les gens apprennent encore à reconnaître.
Les infrastructures aux États-Unis sont mises à mal par la crise climatique. Parmi les exemples les plus frappants, on peut citer Des pluies torrentielles transforment la ville de New York entrées de métro dans les cascades, record Les températures froides provoquent la fermeture du réseau électrique du Texas et la montée du niveau de l’océan Pacifique qui ronge les routes côtières.
La chaleur extrême laisse également des traces plus subtiles sur l’environnement bâti. Les routes, les lignes électriques, les réseaux de transport et les hôpitaux sont endommagés. Pour certains types d’infrastructures, les chercheurs commencent tout juste à comprendre les effets de la chaleur.
« La chaleur elle-même est un danger invisible », explique Sara Meerow, urbaniste à l’université d’État de l’Arizona. « Comparé aux inondations, aux ouragans et aux incendies de forêt, on ne voit pas immédiatement les conséquences. Mais elles sont là. »
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Problèmes d’infrastructures dus à la chaleur Les inondations peuvent survenir non seulement dans des endroits comme l’Arizona, où les températures peuvent être brutales, mais aussi dans des endroits traditionnellement plus frais comme le Nord-Ouest Pacifique, où les températures sont plus élevées que jamais. Cela s’explique par le fait que les infrastructures locales n’ont pas été conçues pour résister à un climat changeant. Ce n’est pas la température absolue qui compte autant que la mesure dans laquelle la température dépasse les attentes des ingénieurs lors de la construction de l’infrastructure.
Par exemple, les routes des États-Unis sont construites avec différentes recettes d’asphalte, en fonction des conditions climatiques. Quelle que soit la recette, lorsqu’une route est confrontée à des températures plus élevées que celles qu’elle peut supporter, l’asphalte se ramollit. Les véhicules lourds peuvent alors s’enfoncer dans l’asphalte comme s’il s’agissait de boue, laissant derrière eux des ornières ; l’asphalte surchauffé peut également se fissurer.
De nombreuses perturbations thermiques sont dues à des réalités physiques impitoyables, comme le fait que la plupart des matériaux se dilatent lorsqu’ils sont chauffés. « Il n’est pas nécessaire d’être ingénieur pour savoir que lorsque les matériaux sont soumis à des variations de température, ils se déforment », explique Alessandro Rotta Loria, ingénieur en architecture à l’université Northwestern.
Le pont de la Troisième Avenue à New York est resté ouvert en raison des températures élevées le 8 juillet 2024 ; les ouvriers ont pulvérisé un jet d’eau sur le pont pour tenter de faire baisser sa température.
Selçuk Acar/Anadolu via Getty Images
Les rails de train surchauffés peuvent se tordre et les ponts peuvent se déformer ou perdre leur capacité à fonctionner comme ils le devraient. Par exemple, un pont tournant de New York est resté bloqué en position ouverte le mois dernier. Les compagnies aériennes sont en difficulté car il est plus difficile pour les avions de générer de la portance dans un air plus raréfié et elles ont besoin de pistes supplémentaires. Elles sont également plus susceptibles de rencontrer des turbulences.
Certaines infrastructures peuvent être affectées par des problèmes complexes. Les lignes électriques à pleine capacité peuvent s’affaisser en cas de forte chaleur, ce qui constitue un risque d’incendie si le fil touche un arbre ou un autre obstacle. Pour réduire ce risque, les gestionnaires de réseau réduisent la quantité d’énergie qui circule dans les lignes. Les centrales au charbon et nucléaires s’appuient sur des mécanismes de sécurité qui utilisent de l’eau pour maintenir les systèmes au frais. Mais par temps chaud, cette eau est beaucoup plus chaude au départ et ne peut pas absorber autant de chaleur, ce qui oblige les gestionnaires à ralentir la production d’énergie pour assurer la sécurité du système.
« La chaleur rend en réalité plus difficile pour les centrales électriques de fournir l’électricité qu’elles pourraient fournir un jour normal », explique Kristina Dahl, climatologue à l’Union of Concerned Scientists. « Il est difficile pour les centrales de faire face à la charge moyenne lorsqu’il fait extrêmement chaud, simplement en raison de la façon dont fonctionnent les centrales et les lignes électriques. » Dans le même temps, la demande en énergie monte en flèche parce que les gens dépendent de l’électricité climatisation gourmande en énergie pour rester à l’abri de la chaleur.
Les hôpitaux sont relativement protégés physiquement mais peuvent toujours signaler chaleur extrème. Le temps chaud peut envoyer plus de personnes à l’hôpital pour des problèmes tels que coup de chaleur, asthme et maladies cardiovasculaireset la violence interpersonnelle augmente également avec la température, tout cela en plus du taux habituel de fractures osseuses et d’autres urgences.
L’eau potable circulant dans des canalisations souterraines sous une chaleur extrême peut atteindre des températures bien supérieures à la température maximale de 25 degrés Celsius recommandée par l’Organisation mondiale de la santé pour limiter les possibilités de prolifération des microbes, explique Kirin Emlet Furst, ingénieur environnemental à l’université George Mason. Les chercheurs tentent de comprendre les dangers de la chaleur pour les infrastructures hydrauliques et si elle augmente la lixiviation de métal, de plastique ou des deux dans l’eau du robinet.
Les recherches de Rotta Loria portent sur les îlots de chaleur urbains souterrains, qui sont des zones de chaleur souterraines créées par la chaleur et l’énergie perdues par les bâtiments, les infrastructures souterraines et d’autres constructions. C’est cette chaleur qui rend les réseaux de métro souterrains si chauds en été ; de plus, les trains qui passent des voies aériennes aux tunnels poussent l’air chaud devant eux, réchauffant encore davantage le système. Les bâtiments et autres infrastructures exposés à la chaleur souterraine peuvent être plus vulnérables à des dommages de faible intensité qui nécessitent des réparations coûteuses.
Dans tous les types d’infrastructures, la chaleur peut être à l’origine de problèmes que les chercheurs n’ont pas encore tout à fait identifiés, car ils sont moins distinctifs qu’un avion cloué au sol ou une salle d’urgence bondée. La chaleur accélère généralement l’usure et, par conséquent, les coûts de réparation. « Lorsque ces vagues de chaleur surviennent en été, les pannes ont tendance à être beaucoup plus fréquentes que lorsque les températures sont plus douces », explique Mikhail Chester, ingénieur civil à l’université d’État de l’Arizona. Les responsables peuvent être amenés à mettre les systèmes hors service pour éviter de graves problèmes. « La simple menace d’une panne suffit à compromettre le service », explique M. Chester.
Même sans la crise climatique, les infrastructures vieillissantes du pays souffrent d’un manque d’entretien et d’une forte demande, explique Janey Camp, ingénieure civile à l’Université de Memphis. « Nous avons construit quelque chose en pensant qu’il nous faudrait une piscine pour enfants, mais en réalité, nous avons besoin d’une piscine olympique », explique-t-elle. « Et nous n’avons pas investi dans la croissance de la piscine pour enfants. »
Alors que la crise climatique continue de se développer et que les infrastructures continuent de vieillir, les villes des États-Unis devront investir dans l’entretien et la modernisation des systèmes qui sous-tendent notre vie quotidienne. « Ces infrastructures cachées sont le cœur d’une communauté », explique Dev Niyogi, climatologue urbain à l’Université du Texas à Austin. « C’est lorsque nous n’y avons pas accès que nous en connaissons la valeur. »
