L’adaptation aux changements climatiques:

Perspectives d’avenir pour le Québec

Association des ingénieurs-conseils du

Québec Montréal – 10 mai 2012

www.ouranos.ca

• Développement/coordination de la R&D interdisciplinaire appliquée en CC pertinente aux décideurs du Québec

• 70 scientifiques/experts du climat à l’adaptation réunis

400+ spécialistes en réseau

• Ordinateurs SGI et 3 CRAY SX-6 pour simuler les climats régionaux

• Budget annuel de base: 4M$/an Nombreux cofinancements afin de répondre aux besoins spécifiques

• Mission: Fournir aux décideurs: - Scénarios climatiques à l’échelle régionale - Évaluer les vulnérabilités liées aux CC en support aux décisions d’adaptation

• Nov 2012: 5e Symposium Ouranos (ouvert à tous, 3 jours).

www.ouranos.ca

Une science des CC pertinente pour l’action

Comités de suivi

Comités de programme

Sous-ministres et Directeurs

Sous-ministres adjoints et Directeurs

Coordonnateurs

Experts et scientifiques Projets

sciences du climat

Projets sciences « intégratrices »

Recherche et développement

Enjeux sociétaux

Assemblée générale des membres

Conseil d’administration

Conseil scientifique

Directeur général

Communications

Administration

IT

SIMULATIONS CLIMATIQUES

ANALYSES HYDRO

CLIMATIQUES

SCÉNARIOS CLIMATIQUES

ENVIRONNEMENT NORDIQUE

RESSOURCES ÉNERGÉTIQUES

ENVIRONNEMENT MARITIME

RESSOURCES FORESTIÈRES

RESSOURCES HYDRIQUES

SCIENCES DU CLIMAT IMPACTS ET ADAPTATION

ENVIRONNEMENT BÂTI

(ENJEUX MUNICIPAUX)

ÉCOSYSTÈMES ET BIODIVERSITÉ

AGRICULTURE

SANTÉ

TOURISME

Structure de l’organisation (et implication des acteurs)

4

Un effet de serre atmosphérique naturel

Vapeur d’eau, CO2, ozone,

méthane, CFC, HFC, SF6

MARS TERRE VÉNUS

-55 oC (-56 oC)

14 oC (-18 oC)

457 oC (-21 oC)

Avec: (Sans):

Effet de serre

14,7 oC

et amplifié

Croissance soutenue des GES et des températures

CO2: 387ppm

D=50-200 ans EquiCO2= 1

Augmentation 38%

CH4: 1797ppb D=10-15 ans EquiCO2= 21

Augmentation 156%

N2O: 322ppb D=120 ans EquiCO2= 310

Augmentation 19%

Source: GIEC

- Démographie

- Dév des BRIC

- Modèle OCDE

Anomalies de temp. par rapport à 1951-1980

Source: NASA

Un réchauffement qui s’accentue depuis 40 ans

http://www.ncdc.noaa.gov/

Temp. à la surface du globe

Tendance Mondiale, GIEC 2007: +0,74C depuis 100 ans (vs +0,6C GIEC 2001)

Taux +1,3C/100ans depuis 30 ans

Muir Glacier, Alaska (US Geological Survey)

1941

2004

Grinnel Glacier, Montana (USA)

1938 2005

Fonte des glaciers

Hausse du niveau des mers

http://www.msc-smc.ec.gc.ca/ccrm/bulletin/

Tendance au Canada: environ +1,0C sur 50 ans

Un réchauffement déjà ressenti

9

Quelques tendances liées à

la température:

Hausse surtout en été et

hiver, plus variable sinon

Hausse plus marquée sur

les Tmin que les Tmax

Hiver nettement moins froid

avec plus de gel/dégel

Clairement moins

d’extrêmes de froid, plus de

chaud

Saison chaude de même

durée mais plus chaude

Hausse plus importante et

soudaine dans le Grand Nord

Yagouti et al. (2006)

Tendances observées Tendances de températures au Québec (1960 – 2003)

NE de l’Amérique du Nord selon le Modèle Circulation Générale (résultats de MCG disponible d’Environment Canada et quelques autres)

Résolution spatiale: 400 km

Simulateurs climatiques et impacts locaux?

Contour Terre-Mer Altitude

Résolution spatiale: 200 km Résolution spatiale: 100 km

Se baser sur une nouvelle génération de simulateurs

Contour Terre-Mer Altitude

NE de l’Amérique du Nord selon le Modèle Régional du Climat Présentement utilisé à Ouranos

Résolution spatiale: 45 km

Saison

Estivale

(JJA)

Changement precipitation (mm) Changement température (°C)

Changements anticipés (2041-70 vs normales 1961-90)

Saison

hivernale

(DJF)

Saison

Estivale

(JJA)

Saison

hivernale

(DJF)

Couvert de neige au sol

Projections pour les cycles gel-dégel (Sud du Québec)

Lyne Bourdages, 2011 un événement quotidien de gel-dégel est observé quand la Tmin de la journée est inférieure à 0˚C et quand la Tmax de la même journée est supérieure à 0˚C

Indicateurs de viabilité hivernale pour les infrastructures routières Indices climatiques hivernaux MRCC

Chgt moyen (2041-2070) – (1971-2000

Analogue 1961-2002 Chgt moyen [5 ans + chaudes – 5 ans + froides]

Date début période gel 13 j + tardif 7 j + tardif

Date début période dégel 11 j + hâtif 9 j + hâtif

Durée hiver - 24 j - 16 j

Somme annuelle DJG - 428.1 - 361

Nombre de cycles quotidiens gel-dégel - 6.3 + 9.6 / an

Nombre annuel d’événements de pluies hivernales

+ 0.5 / an + 0.4 / an

Quantité pluie par événement (mm) + 1.8 mm + 0.4 mm

Nombre annuel d’événements de chutes de neige

- 3.5 / an - 3.0 / an

Quantité de neige par événement (mm EE)

+ 0.6 mm EE - 0.7 mm EE

Nombre annuel d’événements de redoux hivernaux

- 0,9 / an - 0,9 / an

Cumul degrés-jours de dégel par événement de redoux

+ 0.4 - 0.4

Chaumont et Brown 2010

POPULATIONS (types de communautés;

groupes vulnérables)

Impacts indirects via les dynamiques socioéconomiques & environnementales

SOCIO-ÉCONOMIE (des ressources naturelles à

l’économie de services)

Impacts directs

ENVIRONNEMENT (naturel, aménagé, bâti)

ATMOSPHÈRE (tendances, variabilité, extrêmes)

HAUSSE DES Gaz à Effet de Serre

Adapté de Bourque et Simonet, 2008

Le climat et les CC: impacts directs et indirects

• Défaillance totale ou partielle de la structure

• Rythme d’usure de la structure

• Perte de fonctionnement optimale des systèmes

L’environnement bâti et les CC

Capacité à la conception

Facteur de sécurité

Impact du vieillissement sur la structure

Impact de l’usure non-prévue

Charges imposées

Changements d’utilisation dans le temps

Par exemple – croissance de la population

Événement météorologique sévère

Cap

acit

é

Ch

arge

Défaillance

Petits changements et défaillances catastrophiques

• Plus importants changements climatiques en valeur absolue • La dégradation du pergélisol pose des risques accrus pour les communautés

côtières isolées et les infrastructures essentielles • Accès aux ressources et mode de vie étroitement liés à l’environnement naturel • Impacts sur les écosystèmes

Les régions nordiques

Impacts pour la sécurité publique

et les urgences environnementales

Source: Environment services, XStrata – Mine Raglan

Dégradation du pergélisol dans

les endroits où le contenu en

glace dans le sol est élevé

Les régions nordiques

Augmentation des glaces mobiles Impacts pour les routes,

bâtiments et infrastructures

Augmentation de la charge de

neige pour les toits … et routes

Changements de température

et d’humidité

L’environnement côtier et l’accélération de l’érosion

Aggravation de l’érosion côtière

Modification des processus côtiers

+T°

altération solifluxion glissement

Hausse des cycles gel / dégel

Hausse de l’activité cyclonique

Période réduite d’englacement

Remontée du niveau de la mer

submersion Hausse de la force des vents et de

l’amplitude vagues

Hausse des récurrences de tempêtes

Climat passé

Climat futur

Ref: Institute for Catastrophic Loss Reduction

Ocean Drive, FL, 1926. Ocean Drive, FL, 2000.

En Floride, le nombre d’habitants a augmenté de 70% entre 1980 et

2001 et le PNB de cet état a augmenté de 130%

Exposition accrue et perception des risques

Évolution de la vulnérabilité dans zones côtières à risque

Nos rivières se dirigent vers :

•Débits beaucoup plus importants l’hiver

•Crues printanières plus hâtives

•Étiages plus sévères en été •Température de l’eau plus élevée

•Apports + importants des pluies d’automne

Vers une transformation de l’environnement naturel…

25 simulations Bassin versant Outaouais

Ouranos/Hydro-Québec Mois de l’année

Débit m

oyen s

ur

30 a

ns

24

Rivière Yamaska, St-Hyacinthe, 1996

Les risques d’inondation

25

Prise d'eau potable

Rejet de station d'épuration

Rivière des Mille-Iles

(août 2001),

Min 13m3/s dont 2,5m3/s rejets

Ville de Rosemère

Parc de la Rivière des Milles-Îles 9 août 2001 (Q = 18 m3/s)

De nouveaux risques liés aux étiages et périodes de sécheresse?

Rivière Ste-Anne, juillet 2010 Photo: Ève Guillemette

Un cycle hydrologique plus actif dans un climat plus chaud

INFRA

Rf.: Mailhot et al.

Changements

dans l’intensité,

la durée et la

fréquence de

différents

événements de

précipitations. 26

2 h

6 h

12 h

24 h Refoulements et surverses

Inondations urbaines et rurales

Érosion et glissements de terrain

Enjeux de disponibilité et de qualité de l’eau

Enjeux socio-économiques et de santé publiques

Risques accrus associés aux infrastructures vieillissantes et populations vulnérables

OLIVIER CROTEAU

La gestion des eaux de pluie en milieu urbain

Vulnérabilités •Démographie •Conditions de santé •Socio-économiques •Tissus urbain •Type de logements •Plan d’urgence •Météo, Smog…

•Vagues de chaleur et effet îlot thermique urbain

•Pollution atmosphérique •Quantité et qualité d’eau •Zoonoses

Guay (2006)

La santé et changements climatiques

Source : Lawrence Berkeley National Laboratory, 2000

Relation entre T° et mortalité

Doyon et Gosselin, Baudouin et Kozatsky

Mauvais état de santé

Mobilité physique limitée

Résistance physique et/ou morale limitée

Réseau social limité

Capacité limitée à tenir maison

Sensibilité accrue aux T extrêmes

Logement de moins bonne qualité

Capacité limitée à se relocaliser

Ressources limitées en cas de crise

Capacité limitée à s'organiser en temps de crise

Difficulté à communiquer

Source: OIT

Les populations ou groupes vulnérables

DÉCISION PLANIFICATION CONSTRUCTION CONCEPTION RÉHABILITATION ENTRETIEN

CYCLE DE VIE DE L’INFRASTRUCTURE

Avant

construction

Pendant

construction

Après

construction

OUTILS D’AIDE À LA DÉCISION

POLITIQUES TECHNOLOGIE

NORMES ET RÈGLEMENTS

SENSIBILISATION

PLUSIEURS FAÇONS D’IMPLANTER OU DE FACILITER L’ADAPTATION:

EXPERTISE, SUIVI, DONNÉES

IMPLIQUENT PLUSIEURS INDIVIDUS, COMMUNAUTÉS,

INDUSTRIES, GOUVERNEMENTS, ETC.

(i.e. tous les acteurs d’un système)

ENJEUX PROBABLES DE RÉDUCTION DES GES À CHACUNE DES ÉTAPES

(i.e. solutions d’adaptation développées avec une vision de

réduction des GES)

VULNÉRABILITÉS ACCRUES MÊME SANS CC? Ex: - Aménagements inadéquats - Vieillissement des infrastructures

L’adaptation possible tout au long du cycle de vie

Approche en fonction de la durée de vie utile

Structures Cycle de vie

Maisons/

Bâtiments

Réfections 15-20 ans

Démolition 50-100 ans

Systèmes de

gestion des eaux

de pluie / usées

Système de base 100 ans

Réfection majeure 50 ans

Composantes 25 – 50 ans

Barrages /

Eau potable

Système de base 50-100 ans

Réfection 20-30 ans

Reconstruction 50 ans

Routes &

Ponts

Chaussée 10 - 20 ans

Ponts 50 - 100 ans

Entretien annuel

Surface béton 20-25 ans

Reconstruction 50-100 ans

• Durée de vie de conception

varie.

• Durée de vie de formes

urbaines encore plus longues.

• Évaluation de la vulnérabilité

par composante.

• Sécurité / environnementaux

économiques / techniques.

• Entretien et réhabilitation

permettent une capacité

d’adaptation.

• À l’inverse, manque

d’entretien et de réhabilitation

contribuent à la vulnérabilité.

Source: Ville de Montréal

Source: Hydro Québec

32

Angleterre: stratégie pour la gestion des zones côtières: plusieurs objectifs dont décourager le développement dans des zones à risque d’érosion et expropriation systématique au delà d’un seuil prédéterminé

Bangladesh: aucune protection

Faire face à l’érosion côtière: différentes approches

Nouvelle-Orléans:

bcp de moyens…inefficaces!

Simulation de la perfomance

technique des mesures pour un

sous-bassin (Montreal) (2 ha; 60% imperméable;

utilisation du sol variée)

• Basins de biorétention

• Barils de pluie

• Toit vert

• Tranchées d’infiltration

• Dépression végétalisée

• Reconfiguration / réhabilitation des infrastructures

• Bassins de rétention

COMBINAISON DE MESURES

Pluie actuelle

Ruissellement

actuel

Pluie future

Ruissellement

futur

33

Simuler la performance technique des mesures

sans adaptation

avec adaptation

Composer avec des périodes de sécheresse

Rivière des Mille-Iles, juillet 2010 Photo: Ivanoh Demers

S3

Quartier

Bâtiment

Conurbation/bassin

Échelles

Utilisation créative des

eaux usées provenant

du système d'égouts

traité

Gestion de la pollution à

la source

Réglementation

provinciale sur la

gestion des eaux

de pluie

Pavage perméable et contrôles

à la source

Aménagement

paysager

Barils et jardins

de pluie

Stratégies d’adaptation à plusieurs échelles

Clapet anti-

refoulement

Source : METROPOLITAIN AREA

PLANNING COUNCIL (Boston area)

Adapté de Climate Change Adaptation by Design, TCPA, 2007

Protocol d’analyse de vulnérabilité CVIIP

Processus d’évaluation en 5 étapes

Outil dérivé des méthodes standards de gestion de risque

À l’intention d’ingénieurs professionels qualifiés

Exige la contribution de plusieurs experts, notamment les personnes posséedant les connaissances locales et l’expérience

Concentré sur les principes de vulnérabilité et résilience

Atténuer les risques climatiques par l’adaptation

Inondation Inondation

Inondation

Changements climatiques A

dap

tation

Analyse de vulnérabilité et atténuation des risques

Inondation Inondation

Inondation

Changements climatiques

Ad

aptatio

n

Analyse de

vulnérabilité de

l’ingénierie

Atténuation

des risques

39

• Identifier la nature et la sévérité des conséquences pour les composantes de l’infrastructures

• Optimiser une analyse d’ingénierie plus détaillée

• Identification rapide des vulnérabilités les plus évidentes

• Approche structurée et documentée pour assurée reddition de compte – principe de précaution

• Ajustements à la conception, à l’exploitation et à l’entretien

• Application aux nouvelles conceptions, à la réfection, la réhabilitation des infrastructures existantes ainsi que l’exploitation et l’entretien

• Révision et ajustement des normes, standards et pratique de l’ingénierie

Intérêt et bénéfices d’une analyse de vulnérabilités

Fiches d’information climatique pour ingénieur

Fiches d’information climatique pour ingénieur

Pour plus d’information…

www.ouranos.ca

Symposium Ouranos

19-21 novembre 2012, Montréal