Qu'est-ce qu'un échec en cascade?

Une défaillance en cascade est une condition de systèmes interconnectés lorsque la défaillance d'une partie ou d'un composant peut entraîner une défaillance dans les zones connexes du système qui se propage au point d'une défaillance globale des systèmes. Il existe de nombreux types d'événements de défaillance en cascade qui peuvent se produire dans les systèmes naturels et artificiels, des systèmes électriques et informatiques aux systèmes politiques, économiques et écologiques. Le domaine de la recherche connue sous le nom de science de la complexité tente de définir les causes profondes de telles échecs afin de construire des garanties qui pourraient les empêcher à l'avenir.

Un type de défaillance commun mais difficile à prévoir est un point de défaillance unique, où un composant échoue et mène inexplicablement à un effet dominant, déclenchant un écran rapide de la condition à d'autres parties du système. Un exemple de cela a eu lieu en 1996 aux États-Unis, lorsqu'une ligne électrique de l'État de l'Oregon a échoué et a déclenché une défaillance massive du réseau électrique tout au longLes États-Unis occidentaux et le Canada affectant entre 4 000 000 et 10 000 000 clients. Lorsque la ligne de transmission a échoué, elle a provoqué la rupture du réseau électrique régional en îles de transmission séparées qui n'ont pas pu gérer la charge accrue, puis ont également échoué, conduisant à l'effondrement de l'ensemble du système. Une défaillance en cascade similaire s'est produite dans l'état du milieu-ouest américain de l'Ohio en 2003, ce qui a conduit à la plus grande panne électrique de l'histoire américaine.

Souvent, une défaillance en cascade implique plusieurs systèmes qui échouent en raison de l'effet de papillon, où un événement apparemment très petit s'effondre pour en produire un beaucoup plus grand. Un exemple de cela est le crash d'un avion DC-10 sur Paris, en France, en 1974, tuant tout le monde à bord. Une enquête ultérieure sur la cause de l'accident a révélé qu'une porte de cargaison n'avait pas été fixée correctement. L'homme le plus directement responsable de ce rEputly n'a pas pu lire l'anglais et n'a donc pas pu lire les instructions pour savoir comment fixer correctement la porte.

La conception technique de la porte de cargaison a permis de la fermer sans que les loquets soient complètement engagés. Alors que l'avion montait à 13 000 pieds (3 962 mètres), la pression interne a fait céder la porte, et la décompression explosive autour de la porte alors qu'elle a fait exploser les commandes hydrauliques endommagées dans la zone, ce qui a fait perdre le contrôle total de l'avion. La cause profonde d'une telle défaillance en cascade est difficile à déterminer. Il s'étend sur les régions de l'éducation, les politiques gouvernementales pour l'embauche d'immigrants, les conceptions d'ingénierie pour l'hydraulique et l'avionique et les systèmes de soutien social informel dans l'environnement de travail.

Les réseaux électriques des systèmes à haute tension sont l'exemple le plus notable des grands événements de défaillance en cascade, mais les échecs dans les grands systèmes ne sont pas rares. Des embouteillages aux accidents du marché, ou des tirs de forêtAu début avec une seule étincelle, les accidents de grand système sont souvent le résultat direct de ce qui est connu comme un événement de défaillance byzantin, où un élément d'un système échoue d'une manière inhabituelle, continuant souvent à fonctionner et à corrompre son environnement avant qu'il ne s'arrête complètement. De tels événements révèlent une condition sous-jacente de tous les systèmes complexes décrits par la théorie du chaos, qui est celui de la dépendance sensible. Chaque partie d'un système devrait se comporter dans une certaine plage de paramètres et, lorsqu'elle s'éloigne en dehors de cette plage, elle peut commencer une réaction en chaîne qui modifie le comportement de l'ensemble du système.

Le syndrome de Kessler est un exemple parmi beaucoup où la science essaie de devancer la courbe et de prédire un échec en cascade avant qu'il ne se produise. Sur la base des théories de Donald Kessler en 1978, un scientifique américain travaillant pour la National Aeronautics and Space Administration (NASA), il représente les effets de la collision des objets en orbite terrestre basse (LEO). De telles collisions au fil du tempsl Fourniter une augmentation exponentielle du nombre de petites particules dans Leo, connu sous le nom de ceinture de débris, rendant les voyages dans l'espace beaucoup plus risqués qu'auparavant. Plus de 500 000 morceaux de débris en orbite voyageant jusqu'à 17 500 miles par heure (28 164 kilomètres par heure) sont suivis en 2011 sur une base continue pour éviter de futures collisions catastrophiques. Une particule aussi petite qu'un marbre pourrait causer des dommages irréparables à un vaisseau spatial militaire ou scientifique sur l'impact, entraînant des décès possibles ou des impacts politiques et écologiques des proportions imprévues.