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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
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