Skip to content

GCRI · Infrastructures critiques

Ingénierie des systèmes pour les infrastructures

systèmes engineering treats infrastructure as a system of systems with requirements, interfaces and life cycles. In this field it defines what services must deliver under stress, traces those requirements to assets and interfaces, and verifies them.

01Registre

Systems engineering for infrastructure on the record.

Fiche de la méthodeMéthode STIM
  1. Méthodesystèmes engineering
  2. Données3 inputs
  3. Page canoniqueCommons STIM
02Candidature

What systems engineering does here.

systèmes engineering is an interdisciplinary approach to designing and managing complex systems over their life cycle. It focuses on requirements, interfaces and interactions so that the whole performs as intended. In infrastructures critiques and cities and built environment, systems engineering exposes interfaces where failures propagate between components and organisations. It supports designing interconnected infrastructure with explicit dependency management. The canonical description is on les STEM Commons.

Resilience requirements

Service levels under defined hazards, such as hours of supply to hospitals during a grid outage, are written as verifiable requirements for designers and operators.

Interface mapping

Interfaces between infrastructure systems, such as power feeds to pumping stations, are documented with their owners and failure modes.

Verification across the life cycle

Requirements are verified at design review, at commissioning and in operation, through tests, inspections and exercises run with the operator.

03Géographie

Exposition des infrastructures en Europe occidentale.

Lumières nocturnes, densité de population et eaux de crue sur l'Europe occidentale, d'après NASA GIBS. Chaque couche porte sa propre date.

La carte interactive requiert JavaScript ; la liste des couches et les sources figurent ci-dessous.

Couches 3

Exposition des infrastructures, pour cette page

À propos de cette couche
Preuves
Observé
Sources
VIIRS Black Marble (VNP46A2) (NASA LAADS DAAC)
Fournisseur
NASA LAADS DAAC
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
quotidien ; radiance satellitaire, corrigée de la lumière lunaire et de l'atmosphère
Les plus récents à la construction
2026-10-12
Résolution
grille d'environ 500 m
Incertitude
Radiance nocturne satellitaire pour la date indiquée ; les lumières sont un indicateur indirect de la consommation d'électricité et des pannes, et non une mesure de l'approvisionnement ou de l'accès.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Estimé
Sources
Gridded Population of the World v4.11 (NASA SEDAC (CIESIN, Université Columbia))
Fournisseur
NASA SEDAC (CIESIN, Université Columbia)
Licence
CC BY 4.0
Millésime
null ; estimation fondée sur le recensement, statique (2020)
Résolution
grille d'environ 1 km
Incertitude
Estimation fondée sur le recensement du nombre d'habitants par kilomètre carré en 2020, présentée comme contexte d'exposition ; ce n'est pas un décompte des personnes touchées par un aléa.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Observé (les nuages laissent des lacunes)
Sources
Produit VIIRS d'inondation mondiale (NASA LANCE)
Fournisseur
NASA LANCE
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
quotidien ; détection satellitaire ; les nuages laissent des lacunes
Les plus récents à la construction
2026-10-14
Résolution
grille d'environ 250 m
Incertitude
Détection satellitaire ; les nuages laissent des lacunes. Raster satellitaire ou de modèle tel que le fournisseur le publie. Les nuages, les lacunes de fauchée et les erreurs de restitution laissent des lacunes et du bruit ; les valeurs sont des indicateurs, et non des mesures en un lieu donné.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Observé
Sources
VIIRS NOAA-20, réflectance corrigée (NASA LANCE)
Fournisseur
NASA LANCE
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
quotidien ; image satellitaire
Les plus récents à la construction
2026-10-14
Résolution
grille d'environ 250 m
Incertitude
Image satellitaire. Raster satellitaire ou de modèle tel que le fournisseur le publie. Les nuages, les lacunes de fauchée et les erreurs de restitution laissent des lacunes et du bruit ; les valeurs sont des indicateurs, et non des mesures en un lieu donné.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Modélisé (dernière année publiée par GIBS)
Sources
MODIS Terra et Aqua, occupation du sol (MCD12Q1) (NASA LP DAAC)
Fournisseur
NASA LP DAAC
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
annuel ; classification satellitaire ; dernière année publiée par GIBS
Les plus récents à la construction
2024-01-01
Résolution
grille d'environ 500 m
Incertitude
Classes d'occupation du sol par satellite pour l'année indiquée, y compris les terres cultivées ; une classification comportant des erreurs connues, et non un registre des exploitations agricoles.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct
À propos de cette couche
Preuves
Observé (les nuages laissent des lacunes)
Sources
MODIS Terra EVI (NASA LANCE)
Fournisseur
NASA LANCE
Licence
Données ouvertes de la NASA
Millésime
quotidien ; indice satellitaire ; les nuages laissent des lacunes
Les plus récents à la construction
2026-10-13
Résolution
grille d'environ 250 m
Incertitude
Indice de végétation par satellite sur les 8 jours précédant la date indiquée, un indicateur de l'état des habitats ; ce n'est pas une mesure des espèces ni de la biodiversité.
Accessible par
gibs.earthdata.nasa.gov, uniquement après que vous avez autorisé la carte en direct

Dernière version disponible

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © contributeurs d'OpenStreetMap (ODbL) · Natural Earth

Chargement des dernières images de la NASA.

Faites glisser pour déplacer. Ctrl ou ⌘ et défilement, pincement ou boutons pour zoomer ; survolez pour lire les valeurs sous le pointeur ; la réinitialisation ramène à la région.

Exposition des infrastructures, cadrée sur l'Europe occidentale.Produits satellitaires et de modèles tels que la NASA les publie, chacun avec sa propre date. Ce sont des indicateurs, non des évaluations d'un lieu quelconque.

Données : NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © contributeurs d'OpenStreetMap · Natural Earth · NASA EONET · U.S. Geological Survey · NASA JPL OPERA DIST-ALERTSources et licences

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Données ouvertes de la NASA
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Données ouvertes de la NASA
  • Lumières nocturnes VIIRS Black Marble, NASA Goddard Space Flight Center ; distribuées par le NASA Level-1 and Atmosphere Archive and Distribution System (LAADS DAAC) ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). Sous licence CC BY 4.0. Couleurs redessinées à partir de la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque présentées (modifié). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
  • Produits VIIRS en quasi-temps réel (inondation, température de surface terrestre, couverture neigeuse, réflectance corrigée), NASA LANCE ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • Produits terrestres MODIS (indices de végétation, production primaire brute, occupation du sol), NASA LP DAAC et LANCE ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • ASTER GDEM est un produit du METI et de la NASA (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC) ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Citer comme : NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. Données ouvertes de la NASA
  • Réalisé avec Natural Earth. Données cartographiques vectorielles et matricielles libres sur naturalearthdata.com. Domaine public
  • © Contributeurs d'OpenStreetMap (ODbL), via NASA GIBS (côtes, frontières, routes et noms de lieux). Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées en cellules hexagonales lorsqu'elles sont affichées (modifié). ODbL
  • Blue Marble, NASA Earth Observatory ; imagerie via NASA GIBS. Couleurs redessinées d'après la palette publiée ; valeurs moyennées dans des cellules hexagonales lorsque affichées (modifié). Données ouvertes de la NASA
  • Contexte sur le globe et la carte plane : côtes, frontières, routes et toponymes issus des couches de référence NASA GIBS (données OpenStreetMap, ODbL, © contributeurs d'OpenStreetMap) ; imagerie Blue Marble comme fond facultatif ; relief 3D et lecture de l'altitude à partir de l'indice de couleur d'altitude ASTER GDEM (classes de 5 m à 200 m, exagérées pour la lisibilité). Les frontières sont tracées telles que publiées et n'impliquent aucune position sur un territoire.
  • Événements en direct : suivi des événements naturels de l'Observatoire de la Terre de la NASA (EONET) ; les événements sont indicatifs et conservent les liens de leur source d'origine.
  • En direct : les événements NASA EONET sont indicatifs et ne constituent pas des alertes officielles.
  • En direct : U.S. Geological Survey. Les événements sont indicatifs et ne constituent pas des alertes d'autorités.
  • Observed (EO): NASA JPL OPERA DIST-ALERT (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Prévision du débit des cours d'eau sur 30 jours, avec fourchette (GloFAS via Open-Meteo) : contient des informations modifiées du service de gestion des urgences Copernicus 2026 ; ne constitue pas une alerte de crue.
  • Données météorologiques d'Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
  • Les couches facultatives (12 sources dans la liste des couches : en direct, prévision, observées et contexte) affichent le crédit de leur fournisseur sur la carte et ici lorsqu'elles sont activées ; les prévisions sont des sorties de modèles et les indices dérivés sont des estimations.

Couches et dates

  • Lumières nocturnes, quotidien : VIIRS Black Marble (VNP46A2), NASA LAADS DAAC · 12 oct. 2026
  • Densité de population, 2020 : Population : CIESIN, Columbia University, Gridded Population of the World v4.11 (2018), NASA SEDAC, CC BY 4.0 · statique
  • Eaux de crue, composite sur 3 jours : VIIRS Global Flood Product, NASA LANCE · 14 oct. 2026
  • Couleurs naturelles : réflectance corrigée VIIRS NOAA-20, NASA LANCE · 13 oct. 2026
  • Type de couverture terrestre (IGBP), annuel : MODIS Terra and Aqua land cover (MCD12Q1), NASA LP DAAC · 2024
  • Indice de végétation amélioré, glissant sur 8 jours : MODIS Terra EVI, NASA LANCE · 13 oct. 2026

04Données

Ce que consomme la méthode.

Datasets and records used by systèmes engineering on this platform, with the role each plays and the label its values carry. Sources are listed in le registre des sources.

DonnéesRôleÉtiquette
Service level agreements and standardsRequirementsDÉCLARÉ
Interface control documentsSystem boundariesDÉCLARÉ
Commissioning and test recordsVérificationOBSERVÉ
05Simulateur

Une cascade à travers des réseaux interdépendants.

A empreinte d'aléa met hors service les actifs colocalisés dans chaque couche ; la fragmentation, la dépendance entre couches et la surcharge des survivants propagent ensuite la défaillance. La vue 3D sépare les couches en profondeur. Modèle pédagogique aux valeurs illustratives déclarées, pas une prévision. La carte de cette page montre l'Europe de l'Ouest ; le modèle lui-même n'est lié à aucun lieu.

Commandes

Actifs par couche
18
Emprise de l'aléa
8 % de la superficie
Actifs qui dépendent d'une autre couche
60%
Capacité de réserve (tolérance)
30%

Relevés

Actifs touchés par l'aléa
19%
Actifs encore en fonctionnement
31%
Amplification des dommages initiaux
3.7 times
Étapes jusqu'au règlement
3
Chiffres, méthodes et sources
ÉtapeTransport en fonctionnement (%)Fonctionnement de l'alimentation (%)Télécoms opérationnelles (%)
0838378
1567239
2565022
3502222

Méthodes

  1. Réseaux interdépendants Buldyrev and others (2010), Catastrophic cascade of failures in interdependent networks, Nature 464
  2. Cascades de surcharge Motter and Lai (2002), Physical Review E 66
  3. Charge d'intermédiarité Brandes (2001), Journal of Mathematical Sociology 25
  4. Réseaux multicouches Kivela and others (2014), Journal of Complex Networks 2
  5. Interdépendances des infrastructures Rinaldi, Peerenboom and Kelly (2001), IEEE Control Systems 21(6)
  6. Éventail d'incertitude (Monte Carlo sur les paramètres) Spiegelhalter, Pearson et Short (2011), Visualising uncertainty about the future, Science 333
  7. Sensibilité un facteur à la fois (tornade) Saltelli and others (2008), Global Sensitivity Analysis: The Primer, Wiley

Données

The model runs on the teaching values set by the controls. To calibrate it for a place, read it against these admitted layers and series, which this page’s map can draw:

  • Routes principales Natural Earth
  • Chemins de fer Natural Earth
  • Ports maritimes Natural Earth
  • Aéroports Natural Earth
  • Étendues urbaines Natural Earth
  • Lumières nocturnes ce soir, coupures (bande jour/nuit VIIRS) NASA/NOAA VIIRS (Suomi NPP) · registre nasa.gibs.context-live-layers
  • Événements naturels (NASA EONET) NASA EONET · registre nasa.eonet.events
Une cascade à travers des réseaux interdépendants. Modèle pédagogique illustratif : il fonctionne avec les valeurs fixées par les commandes, et non avec des données mesurées. Méthodes : réseaux interdépendants (Buldyrev et al. (2010), Catastrophic cascade of failures in interdependent networks, Nature 464) ; cascades de surcharge (Motter et Lai (2002), Physical Review E 66) ; charge d'intermédiarité (Brandes (2001), Journal of Mathematical Sociology 25).
06Validation

Comment les résultats sont vérifiés.

Each requirement is traced to verification evidence from analysis, inspection, demonstration or test. Independent reviews check completeness at life cycle gates.

VérifierComment c'est fait
Requirement traceabilityEach requirement is traced to design elements and tests
Interface ownershipEvery interface has a named owner on both sides
Operational verificationRequirements are re-verified after major changes

Emergent behaviour in open or socio-technical systems may not be captured by requirements. Rigid processes can slow adaptation to change.

07Simulateur de jumeau et de cascade

Model systems engineering for infrastructure as a system. Run the cascade.

Assembled from the Nexus Standards area profile Infrastructures critiques et entités critiques: the hazards it names, the systèmes and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full Constructeur de systèmes.

Aléas

  • Rupture de barrage
  • Crue fluviale (déclenché en aval)
  • Crue éclair (déclenché en aval)
  • Déplacements massifs (déclenchés en aval)
  • Panne d'électricité généralisée (déclenchée en aval)
  • Déficit d'approvisionnement en eau (déclenché en aval)

Commandes

  • NS-0 Constitution et principes
  • NS-3 UNI des enregistrements de risque (grammaire, table de correspondance héritée, autorité d'attribution)
  • NS-9 UNI contextuels (déploiements, instances, instances de programme)
  • NS-10 Politiques et clauses (obligations lisibles par machine : définition, caractère contraignant, évaluation et application)
  • NS-11 Vérification et suivi (éléments probants, attestations, observation de la conformité zero trust)
  • NRS-H61 Famille d'aléas : défaillance en cascade (NHS-1 sys.cascade)
  • NRS-H94 Famille d'aléas : événements cyber systémiques (NHS-1 cyber.systemic-cyber)
  • NRS-H107 Famille d'aléas : concentration et monoculture de l'infrastructure numérique (NHS-1 tech.digital-concentration)
  • NRS-K31 Profil de pack de domaine : résilience nationale cyber (DOMAIN-031)
  • NRS-K36 Profil de pack de domaine : infrastructures critiques (DOMAIN-036)
  • NRS-K48 Profil de pack de domaine : résilience du système financier (DOMAIN-048)

Observation

  • OpenStreetMap planet and replication (listed for reference)
  • Global Power Plant Database (listed for reference)
  • NASA Black Marble night-time lights (VNP46) (listed for reference)
  • Global Human Settlement Layer (listed for reference)
  • Dommages aux infrastructures critiques attribués aux catastrophes
  • Number of disruptions to basic services attributed to disasters
  • Proportion of the rural population who live within 2 km of an all-season road

Géographie d'exemple

  • Europe: 113 hexagonal cells
  • Lumières nocturnes de ce soir, pannes (VIIRS Day/Night Band), NASA GIBS
  • Eaux de surface à travers les nuages, 30 m (radar OPERA DSWx-S1), NASA GIBS
  • Intensité des précipitations, dernière demi-heure (IMERG), NASA GIBS
  • Humidité du sol en surface (SMAP), NASA GIBS
08Liens

Thèmes qui s'appuient sur cette méthode.

09Risque et réponse

Risques couplés, réponse appliquée.

Les secteurs touchés par l' inondation urbaine et l'intensité de leurs interdépendances : ce qu'une étude doit observer et modéliser conjointement.

Choisir un contexte

ARisque couplé dans six secteurs6 / 15 relations

Secteurs · Inondation urbaineTension

Illustratif : une cascade pédagogique sur des valeurs pédagogiques, et non des mesures.
BRéponse appliquée dans six piliers11 / 18 transmissions

Piliers · Inondation urbaineKPI

Applications illustratives ; les valeurs sont des repères publiés, cités dans la restitution.

Dans ce contexteDépendance ou transfert ; plus le trait est épais, plus le lien est fortHors de ce contexte

Contexte

Inondation urbaine

Les rues inondées mettent hors service à la fois les postes électriques, les stations de pompage et l'accès aux cliniques ; l'eau potable s'arrête quand l'électricité s'arrête.

W · E · I · F · H · B

Risque

Secteurs
4 sur 6
Relations
6 sur 15
Couplage
0.46 part du total

Survolez un angle, une ligne ou une rangée pour le suivre des deux côtés.

Voie

Appliqué à l'inondation urbaine

L · F · U · S · R · A

Réponse

Piliers
5 sur 6
Transmissions
11 sur 18
Boucles
8 clos

Valeur attendue

Ce qui est en jeu
390 Md$au moins une année de coûts de perturbation des infrastructures pour les ménages et les entreprises des pays à revenu faible et intermédiaireBanque mondiale, Lifelines, 2019
Rendement de la résilience
4 : 1rapport avantages-coûtsBanque mondiale, Lifelines, 2019
Pertes évitées
30%less damage with 24 hours’ warning of a storm or vague de chaleurCommission mondiale sur l'adaptation, Adapt Now, 2019

Survolez un pilier, une ligne ou une rangée pour lire comment il est appliqué.

A : une cascade pédagogique (choc 0,6, gain 0,35, quatre tours) appliquée à des valeurs pédagogiques pour une ville-région type, et non à des mesures. B : applications illustratives et indicateur clé dont chaque pilier répond ; les valeurs sont des références publiées et citées, non des prévisions. Événements en cours : NASA EONET, en direct.

10Intendance

Qui tient à jour la méthode.

Science des systèmes et modélisation stewards systèmes engineering for the Consortium and reviews how it is applied across platforms.

11Méthodes et preuves

How systems engineering for infrastructure is modelled, measured and tested.

Le modèle, ses hypothèses, ses données et son incertitude, sous la forme qu'un scientifique ou un ingénieur vérifierait. Les structures suivent des méthodes publiées. Les valeurs représentées sont illustratives, ce ne sont pas des résultats.

Modèle de système

The couplings between the systems in systems engineering for infrastructure: signs of influence, a reinforcing and a balancing loop, and cross-links where stress jumps.

++−+Infrastructures critiquesVillesCommunautésÉconomieR renforçanteB équilibrage
Causal loop diagram from the page’s systems; signs show the direction of influence. Illustrative structure for a system dynamics or network model, not estimated couplings.
Principes directeurs FAIR · GO FAIR et FORCE11W3C PROV · World Wide Web ConsortiumOrientations sur le traitement cohérent des incertitudes · GIECCEOS Analysis Ready Data · Comité sur les satellites d'observation de la Terre
13Questions

Questions et réponses.

What are the limits of systems engineering in this field?
Emergent behaviour in open or socio-technical systems may not be captured by requirements. Rigid processes can slow adaptation to change.
Comment les résultats sont-ils vérifiés ?
Each requirement is traced to verification evidence from analysis, inspection, demonstration or test. Independent reviews check completeness at life cycle gates.
Les valeurs de cette page sont-elles réelles ?
The data names, roles and checks are real descriptions of practice. The canvas shows a design of the method’s use, not a run; no result is reported here.
Où d'autre cette méthode est-elle appliquée ?
Le page canonique de la méthode liste toutes les plateformes qui l'appliquent.
RapportsContribuer

Apportez des éléments de preuve depuis cette page.

Rapports is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

GCRIInfrastructures critiquesSystèmes stratégiquesScénarios et tests de résistance
Infrastructures critiques

Apportez une méthode, un jeu de données ou une question.

L'information et les demandes sont ouvertes dès aujourd'hui. Une demande reçoit une référence et indique l'étape suivante ; candidatures, paiements, allocations de calcul et inscriptions n'ouvrent que lorsque l'équipe, les conditions et la capacité d'examen existent.