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14-11-2019

Les changements climatiques laissent présager une aggravation des inondations au Québec. Sommes-nous en mesure de prédire et de prévenir ces débordements extrêmes?

Philippe Gachon est professeur et titulaire de la Chaire de recherche UQAM sur les risques hydrométéorologiques liés aux changements climatiques. Image: UQAM

Deux ans à peine après les inondations de 2017, les flots de la rivière des Outaouais ont de nouveau envahi les rues de Rigaud le printemps dernier. La municipalité avait connu le même sort en 1974 et 1976. Néanmoins, les récentes crues l’inquiètent. Après les évènements de 2017, elle a fait appel à Philippe Gachon, professeur et titulaire de la Chaire de recherche UQAM sur les risques hydrométéorologiques liés aux changements climatiques, pour qu’il détermine les causes de ces débordements et les risques à venir.

Son équipe a étudié les images captées par le satellite RADARSAT-2 lors de la montée des eaux. En 2017, la crue avait non seulement empiété sur des zones dont la probabilité d’être inondées n’était que de un pour cent, mais elle les avait largement dépassées à deux reprises. Alors que le rapport faisant état de ce constat était toujours en rédaction, la crue de 2019 s’est étendue au-delà de leurs limites pendant plus de 42 jours consécutifs. « Heureusement, on a eu la chance de ne pas avoir autant de pluie qu’au printemps 2017, autrement l’inondation aurait été catastrophique », observe Philippe Gachon.

Pourtant, les dommages ont été considérables. Pour la seule crue printanière de 2019, 127 millions de dollars ont été versés au Québec en indemnités, selon le Bureau d’assurance du Canada. Dans l’ensemble du sud de la province, plus de 10 000 personnes ont dû quitter leur domicile.

Une hausse des températures en hiver ne viendra-t-elle pas, à long terme, diminuer l’accumulation de neige, dont la fonte rapide au printemps est responsable de tels évènements ? « La nature est beaucoup plus complexe », rétorque Philippe Gachon.

Ainsi, les averses de pluie et de neige successives, qui caractérisent désormais nos hivers, tendent à former des « lames de glace » imperméables à l’intérieur du couvert neigeux. « Il est tout à fait possible que ce phénomène facilite le passage de l’eau de la fonte directement dans la rivière », soulève Michel Baraër, professeur au Département de génie de la construction de l’École de technologie supérieure (ÉTS).

Pour comprendre les facteurs qui déterminent si l’eau percole dans le sol ou ruisselle plutôt vers les cours d’eau, il manque de données. Bien que son rôle crucial dans les crues printanières soit reconnu, « on ne sait pas grand-chose sur la neige dans le sud du Québec », remarque le spécialiste en hydrologie des régions froides.

Afin de remédier à la situation, il a installé baromètres, pluviomètres, capteurs d’humidité et lysimètres à neige dans un bassin versant expérimental de 10 km2 à Sainte-Marthe, dans la MRC de Vaudreuil-Soulanges. On y trouve même un GMON, un appareil conçu par Hydro-Québec qui déduit la quantité d’eau présente dans la neige. L’ensemble de ces instruments enregistre une foule de données en temps réel afin d’améliorer les connaissances sur la transformation de la neige une fois atterrie sur nos sols. À terme, les découvertes à Sainte-Marthe permettront d’élaborer des modèles plus fiables pour prévoir l’effet des nouvelles conditions climatiques.

De son côté, l’équipe de Philippe Gachon travaille à partir d’un logiciel d’Environnement Canada utilisé pour les prévisions météorologiques à court et moyen terme. Elle cherche à en créer une version pour prédire, sur de longues échéances, l’influence des futures perturbations à des endroits précis du territoire tout en observant les dynamiques à l’œuvre dans les bassins hydrographiques de l’Ontario, du Québec et des Maritimes.

Cette version est actuellement testée à rebours sur les années 2017 et 2019. « Cela permet à la fois de la valider et de comprendre comment les séquences météorologiques de pluie, de neige, des températures se sont produites et de quelle façon elles sont responsables de l’intensité et de la durée des crues », explique Philippe Gachon.

Nouvelles vagues

Il y a la fonte des neiges, mais il ne faut pas oublier la réduction du couvert de glace dans l’estuaire et le golfe du Saint-Laurent durant la saison froide. La disparition de cette barrière naturelle expose davantage les rives aux vagues lors de tempêtes hivernales. Le professeur Pascal Bernatchez, titulaire de la Chaire de recherche en géoscience côtière à l’Université du Québec à Rimouski (UQAR), étudie depuis longtemps l’effet de ce phénomène sur l’érosion des côtes. Il se penche désormais sur ses conséquences quant aux risques d’inondation des berges.

Avec le ministère de la Sécurité publique, son équipe a déployé un réseau d’instruments pour mesurer les vagues et le niveau de la mer en continu. Elle a ensuite mis à l’épreuve un modèle de simulation numérique. « C’était l’outil qui manquait pour vraiment réaliser une cartographie des risques d’inondation côtière », indique Pascal Bernatchez.

À cette fin, un guide devrait être remis au ministère et aux municipalités d’ici le printemps. « Une des solutions, c’est l’aménagement du territoire, insiste-t-il. Dans un premier temps, il faut effectuer un zonage des secteurs les plus à risque pour réduire les constructions à ces endroits. » Question d’éviter que des routes et des bâtiments se fassent happer par le Saint-Laurent.

Image: Shutterstock

Peur dans la pluie

En milieu urbain, on conçoit déjà des infrastructures de manière à absorber les averses extrêmes, dont la fréquence devrait se décupler dans les prochaines années. « Les nouvelles tendances visent surtout à garder l’eau sur place plutôt que d’essayer de l’évacuer le plus tôt possible avec des tuyaux toujours plus gros », signale Sophie Duchesne, professeure en hydrologie et infrastructures urbaines à l’Institut national de la recherche scientifique (INRS).

Cette approche évite une surcharge trop rapide des égouts ou d’un cours d’eau et les débordements qui y sont associés. La Ville de Québec, par exemple, impose dans de nouveaux lotissements un double drainage. Lors de pluies diluviennes, l’aménagement peut orienter le ruissellement vers une aire de jeu dotée d’une dépression. L’eau s’y accumule temporairement, un petit trou ne la laissant s’évacuer dans le reste du réseau que petit à petit.

Bientôt, ce flux pourrait s’ajuster automatiquement selon l’intensité des précipitations. Dans un article publié par la chercheuse en octobre 2019 dans le Journal of Hydrology, son équipe dévoilait un système de prédiction et de commande en temps réel pour la gestion des bassins d’eaux pluviales. Avec un radar, il est déjà possible de prévoir les précipitations qui s’y déverseront. « À partir de cela, on a conçu des algorithmes d’optimisation qui déterminent la quantité d’eau à faire sortir pour réduire l’effet sur le cours d’eau et les zones urbaines un peu plus en aval. »

À l’aide de simulations, l’équipe a testé l’efficacité de l’algorithme dans le contexte d’épisodes de pluie déjà enregistrés et de pluies torrentielles amplifiées pour reproduire les conditions extrêmes anticipées dans les années à venir. Sophie Duchesne imagine un système qui relâcherait de façon automatique le débit adéquat pour éviter des débordements dans le bassin d’eaux pluviales comme dans la canalisation à laquelle ce dernier est raccordé.

Dans d’autres cas, il suffit de laisser la nature agir. Maxime Boivin, professeur à l’Université du Québec à Chicoutimi (UQAC), tente de restaurer des rivières afin qu’elles retrouvent leur débit d’autrefois. Dans la région du Saguenay−Lac-Saint-Jean, plusieurs cours d’eau sont bordés d’aménagements rectilignes qui avaient pour objectif de favoriser la drave ou de réparer les dégâts du déluge du Saguenay de 1996. Ces constructions ont toutefois accéléré le courant et accentué les dangers d’inondation. « Si l’on permet à un cours d’eau de produire et de transporter des sédiments, il fera des méandres qui ralentiront sa vitesse », explique l’hydrogéomorphologue.

L’accumulation naturelle de bois aura le même effet bénéfique. Si celle-ci crée un chenal secondaire, les branches et les troncs diminuent parfois les risques de débordement en divisant l’écoulement. Or, le bois est souvent retiré de l’eau sans plus de considération. Voilà pourquoi, en 2019, Maxime Boivin a supervisé la rédaction d’un guide d’analyse du bois en rivière, un outil pour aider les MRC, les villes et les gouvernements à décider quand celui-ci doit être enlevé ou maintenu. « Les gens ont une perception négative de l’érosion des berges, des embâcles de bois ou des sédiments dans les cours d’eau, déplore le chercheur. Ils sont parfois vus comme des débris ou des déchets. » C’est donc notre manière de vivre avec les rivières qui doit être revue.

Car la réponse aux inondations dépasse largement l’hydrologie et touche à une foule d’enjeux, ne serait-ce qu’en raison de leurs répercussions sur la santé psychologique des sinistrés.

Philippe Gachon en est bien conscient. Il a pris la tête en décembre 2018 du Réseau Inondations intersectoriel du Québec, qui regroupe près de 120 chercheurs. Il souhaite l’engagement de tous les acteurs concernés pour réduire les risques de désastre, améliorer les systèmes d’alerte et imaginer des solutions pour rendre notre société plus résiliente à long terme. « Nous avons besoin de travailler ensemble, surtout après les inondations de 2019, qui nous ont rappelé à quel point nous ne sommes pas préparés. »

Le Québec en 2050

«Les modèles nous indiquent qu’on aura à la fois plus de sécheresses et plus d’inondations. Cela semble contre-intuitif, mais il faut comprendre que c’est la distribution des précipitations dans le temps qui se modifiera. Pendant de longues périodes, il ne pleuvra pas. Dans l’atmosphère plus chaude, la vapeur d’eau s’accumulera de façon accrue, puis toute l’eau nous tombera sur la tête d’un seul coup. C’est pourquoi on prévoit que les inondations augmenteront − avec les problèmes de débordement que cela implique.

« De son côté, le niveau moyen de la mer montera d’environ 15 cm. À première vue, c’est bien peu, mais ces 15 cm s’ajouteront à la diminution du couvert de glace sur le Saint- Laurent et à la possibilité de tempêtes plus violentes. Cette combinaison de facteurs accélère l’érosion côtière. Le phénomène est déjà bien visible le long du Bas-Saint-Laurent et de la péninsule gaspésienne. Si la tendance actuelle se poursuit, la route 132 sera déplacée plus haut à l’intérieur des terres. »

René Laprise, professeur à l’UQAM

Un dossier spécial réalisé en collaboration avec le réseau de l’Université du Québec.

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