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Sciences par Pablo Servigne

Quand les réseaux s’effondrent

Electricité, Internet, écosystèmes… Certains réseaux sont fragiles et s’effondrent brutalement. D’autres, au contraire, sont résilients.


normalityrelief/flickr

Nous avons vu dans notre chronique précédente (Imagine n° 123, p. 44-45) que de nombreux réseaux possédaient des structures et des caractéristiques similaires (le réseau Internet, les réseaux électriques, les réseaux sociaux, les réseaux de protéines dans les cellules, etc.).
Cela nous concerne pour deux raisons. Primo, la plupart de ces réseaux sont vitaux pour les habitants du monde moderne.
Une grave défaillance sur le réseau électrique, par exemple, ou sur le réseau des communications, des transports ou de l’approvisionnement en eau potable, peut causer des perturbations sociales, sanitaires et politiques majeures.
Secundo, il arrive parfois que ces réseaux s’effondrent brusquement. Ainsi, le 10 août 1996, à la canicule qui a frappé l’Oregon (Etats-Unis), s’est ajoutée une demande anormalement élevée d’électricité, ce qui a provoqué la chute de poteaux électriques et l’arrêt d’une centrale électrique.
La demande s’est alors reportée sur les centrales voisines, qui se sont aussitôt arrêtées par surchauffe, provoquant par effet domino un gigantesque black out dans onze États américains. Une même situation est apparue en 2003 dans le nord-est des États-Unis et le sud du Canada (le plus grand black out de l’histoire américaine), ou en 2005 après l’ouragan Katrina.
Ces défaillances en cascade ont été récemment modélisées par des physiciens, et les découvertes sont plutôt contre-intuitives.

Trop de réseau tue le réseau
La première chose à avoir en tête, c’est que la vulnérabilité d’un réseau dépend de sa structure. Très schématiquement, un réseau composé de quelques points hyper connectés sera très efficace (les flux passent bien et arrivent à destination rapidement), mais il sera très vulnérable aux altérations (si un hyper-nœud est défaillant, il s’effondre).
Au contraire, un réseau où tous les nœuds se répartissent le même nombre de liens sera très résilient (car il y a plusieurs routes pour aller d’un point à un autre), mais assez peu (...)

=> Lire l’intégralité de cet article dans notre magazine.

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