L adaptation aux changements climatiques: Perspectives d avenir pour le Québec. Association des ingénieurs-conseils du

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1 L adaptation aux changements climatiques: Perspectives d avenir pour le Québec Association des ingénieurs-conseils du Québec Montréal 10 mai 2012

2 Une science des CC pertinente pour l action 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).

3 Structure de l organisation (et implication des acteurs) Assemblée générale des membres Sous-ministres et Directeurs Conseil scientifique Conseil d administration Sous-ministres adjoints et Directeurs Directeur général Administration IT Communications SIMULATIONS CLIMATIQUES ANALYSES HYDRO CLIMATIQUES SCIENCES DU CLIMAT Projets sciences du climat SCÉNARIOS CLIMATIQUES ENVIRONNEMENT NORDIQUE RESSOURCES ÉNERGÉTIQUES ENVIRONNEMENT MARITIME RESSOURCES FORESTIÈRES RESSOURCES HYDRIQUES Recherche et développement Enjeux sociétaux IMPACTS ET ADAPTATION ENVIRONNEMENT BÂTI (ENJEUX MUNICIPAUX) ÉCOSYSTÈMES ET BIODIVERSITÉ AGRICULTURE SANTÉ TOURISME Projets sciences «intégratrices» Coordonnateurs Comités de programme Experts et scientifiques Comités de suivi

4 Un effet de serre atmosphérique naturel et amplifié Vapeur d eau, CO 2, ozone, méthane, CFC, HFC, SF6 MARS TERRE VÉNUS Effet de serre Avec: (Sans): -55 o C (-56 o C) 14 o C (-18 o C) 14,7 o C 457 o C (-21 o C) 4

5 Croissance soutenue des GES et des températures CO2: 387ppm D= ans EquiCO2= 1 Augmentation 38% CH4: 1797ppb D=10-15 ans EquiCO2= 21 Augmentation 156% - Démographie - Dév des BRIC - Modèle OCDE N2O: 322ppb D=120 ans EquiCO2= 310 Augmentation 19% Source: GIEC

6 Un réchauffement qui s accentue depuis 40 ans Temp. à la surface du globe Anomalies de temp. par rapport à Tendance Mondiale, GIEC 2007: +0,74C depuis 100 ans (vs +0,6C GIEC 2001) Taux +1,3C/100ans depuis 30 ans Source: NASA

7 Fonte des glaciers Grinnel Glacier, Montana (USA) Hausse du niveau des mers 2004 Muir Glacier, Alaska (US Geological Survey)

8 Un réchauffement déjà ressenti Tendance au Canada: environ +1,0C sur 50 ans

9 Tendances de températures au Québec ( ) Tendances observées 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 Yagouti et al. (2006) 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 9

10 Simulateurs climatiques et impacts locaux? 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 Contour Terre-Mer Altitude

11 Se baser sur une nouvelle génération de simulateurs NE de l Amérique du Nord selon le Modèle Régional du Climat Présentement utilisé à Ouranos Résolution spatiale: km Contour Terre-Mer Altitude

12 Changements anticipés ( vs normales ) Saison Estivale (JJA) Saison Estivale (JJA) Saison hivernale (DJF) Saison hivernale (DJF) Changement precipitation (mm) Changement température ( C)

13 Couvert de neige au sol

14 Projections pour les cycles gel-dégel (Sud du Québec) 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 Lyne Bourdages, 2011

15 Indicateurs de viabilité hivernale pour les infrastructures routières Indices climatiques hivernaux MRCC Chgt moyen ( ) ( 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 Nombre de cycles quotidiens gel-dégel / an Analogue Chgt moyen [5 ans + chaudes 5 ans + froides] Nombre annuel d événements de pluies hivernales / an / an Quantité pluie par événement (mm) mm mm Nombre annuel d événements de chutes de neige Quantité de neige par événement (mm EE) Nombre annuel d événements de redoux hivernaux Cumul degrés-jours de dégel par événement de redoux / an / an mm EE mm EE - 0,9 / an - 0,9 / an Chaumont et Brown 2010

16 Le climat et les CC: impacts directs et indirects HAUSSE DES Gaz à Effet de Serre ATMOSPHÈRE (tendances, variabilité, extrêmes) Impacts directs ENVIRONNEMENT (naturel, aménagé, bâti) POPULATIONS (types de communautés; groupes vulnérables) Impacts indirects via les dynamiques socioéconomiques & environnementales SOCIO-ÉCONOMIE (des ressources naturelles à l économie de services) Adapté de Bourque et Simonet, 2008

17 L environnement bâti et les CC Défaillance totale ou partielle de la structure Rythme d usure de la structure Perte de fonctionnement optimale des systèmes

18 Petits changements et défaillances catastrophiques Capacité Charge Défaillance 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

19 Les régions nordiques 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 Impacts pour la sécurité publique et les urgences environnementales Dégradation du pergélisol dans les endroits où le contenu en glace dans le sol est élevé Source: Environment services, XStrata Mine Raglan

20 Les régions nordiques Impacts pour les routes, bâtiments et infrastructures Augmentation des glaces mobiles Augmentation de la charge de neige pour les toits et routes Changements de température et d humidité

21 L environnement côtier et l accélération de l érosion Climat passé Climat futur Remontée du niveau de la mer Période réduite d englacement Hausse des cycles gel / dégel Hausse de l activité cyclonique +T Modification des processus côtiers submersion altération solifluxion glissement Hausse de la force des vents et de l amplitude vagues Hausse des récurrences de tempêtes Aggravation de l érosion côtière

22 Ref: Institute for Catastrophic Loss Reduction Évolution de la vulnérabilité dans zones côtières à risque Exposition accrue et perception des risques Ocean Drive, FL, Ocean Drive, FL, En Floride, le nombre d habitants a augmenté de 70% entre 1980 et 2001 et le PNB de cet état a augmenté de 130%

23 Débit moyen sur 30 ans Vers une transformation de l environnement naturel 25 simulations Bassin versant Outaouais 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 Mois de l année Ouranos/Hydro-Québec

24 Les risques d inondation Rivière Yamaska, St-Hyacinthe,

25 De nouveaux risques liés aux étiages et périodes de sécheresse? Rivière des Mille-Iles (août 2001), Min 13m 3 /s dont 2,5m 3 /s rejets Rejet de station d'épuration Prise d'eau potable Ville de Rosemère Parc de la Rivière des Milles-Îles 9 août 2001 (Q = 18 m 3 /s) 25 Rivière Ste-Anne, juillet 2010 Photo: Ève Guillemette

26 Un cycle hydrologique plus actif dans un climat plus ch Changements dans l intensité, la durée et la fréquence de différents événements de précipitations. INFRA Rf.: Mailhot et al. 26

27 La gestion des eaux de pluie en milieu urbain 24 h 12 h 6 h 2 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

28 Vagues de chaleur et effet îlot thermique urbain Pollution atmosphérique Quantité et qualité d eau Zoonoses La santé et changements climatiques Vulnérabilités Démographie Conditions de santé Socio-économiques Tissus urbain Type de logements Plan d urgence Météo, Smog Source : Lawrence Berkeley National Laboratory, 2000 Relation entre T et mortalité Guay (2006) Doyon et Gosselin, Baudouin et Kozatsky

29 Les populations ou groupes vulnérables Source: OIT 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

30 L adaptation possible tout au long du cycle de vie Avant construction CYCLE DE VIE DE L INFRASTRUCTURE Pendant construction Après construction DÉCISION PLANIFICATION CONCEPTION CONSTRUCTION ENTRETIEN RÉHABILITATION VULNÉRABILITÉS ACCRUES MÊME SANS CC? Ex: - Aménagements inadéquats - Vieillissement des infrastructures PLUSIEURS FAÇONS D IMPLANTER OU DE FACILITER L ADAPTATION: SENSIBILISATION POLITIQUES NORMES ET RÈGLEMENTS OUTILS D AIDE À LA DÉCISION TECHNOLOGIE 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)

31 Approche en fonction de la durée de vie utile Structures Maisons/ Bâtiments Systèmes de gestion des eaux de pluie / usées Barrages / Eau potable Routes & Ponts Cycle de vie Réfections ans Démolition ans Système de base 100 ans Réfection majeure 50 ans Composantes ans Système de base ans Réfection ans Reconstruction 50 ans Chaussée ans Ponts ans Entretien annuel Surface béton ans Reconstruction 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.

32 Faire face à l érosion côtière: différentes approches 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 Nouvelle-Orléans: bcp de moyens inefficaces! Bangladesh: aucune protection 32

33 Simuler la performance technique des mesures 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 COMBINAISON DE MESURES Tranchées d infiltration Dépression végétalisée Reconfiguration / réhabilitation des infrastructures Bassins de rétention Pluie actuelle Ruissellement actuel sans adaptation avec adaptation Pluie future Ruissellement futur 33

34 Composer avec des périodes de sécheresse Rivière des Mille-Iles, juillet 2010 Photo: Ivanoh Demers

35 Stratégies d adaptation à plusieurs échelles Échelles Conurbation/bassin Quartier Bâtiment 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 Aménagement paysager S3 Pavage perméable et contrôles à la source Barils et jardins de pluie Clapet antirefoulement Source : METROPOLITAIN AREA PLANNING COUNCIL (Boston area) Adapté de Climate Change Adaptation by Design, TCPA, 2007

36 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

37 Atténuer les risques climatiques par l adaptation Inondation Changements climatiques Inondation Adaptation Inondation

38 Analyse de vulnérabilité et atténuation des risques Inondation Changements climatiques Inondation Analyse de vulnérabilité de l ingénierie Adaptation Atténuation des risques Inondation

39 Intérêt et bénéfices d une analyse de vulnérabilités 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 39

40 Fiches d information climatique pour ingénieur

41 Fiches d information climatique pour ingénieur

42 Pour plus d information Symposium Ouranos novembre 2012, Montréal