Études de cas sur les changements climatiques dans la cartographie des zones inondables

Sommaire

L’objectif du présent document est d’aider les spécialistes à concevoir et à réaliser une évaluation des changements climatiques pour la cartographie des aléas d’inondation, ainsi que de mettre en valeur les travaux effectués par les professionnels de la cartographie des zones inondables à travers le pays afin d’intégrer les changements climatiques dans les études d’aléas d’inondation. Le document présente un cadre souple permettant d’évaluer la prise en compte des changements climatiques dans la cartographie des aléas d’inondation, même si de nouveaux renseignements sont constamment disponibles.

Le présent guide s’appuie sur les documents connexes de la série « Guides d’orientation fédéraux sur la cartographie des zones inondables », sur des recherches en cours et sur l’expertise d’Environnement et Changement climatique Canada (ECCC) et du Programme d’identification et de cartographie des aléas d’inondation (PICAI), ainsi que sur l’expérience des experts en cartographie des zones inondables à travers le Canada. Les spécialistes sont encouragés à appliquer et à adapter le cadre d’évaluation en fonction des objectifs de leur projet, des facteurs locaux influençant les aléas d’inondation et des données disponibles pour la zone d’étude.

La section 1.0 présente les différents types d’incertitude et leur pertinence dans le contexte des changements climatiques, et décrit la façon dont une approche adaptative de la compréhension des aléas d’inondation peut contribuer à renforcer la résilience à long terme des communautés.

La section 2.0 présente le cadre d’évaluation, que les spécialistes peuvent adapter aux conditions locales propres à chaque site. Ce cadre est composé de quatre principes directeurs et d’un processus opérationnel en cinq étapes. La section fournit également des exemples, des scénarios et des considérations particulières à prendre en compte lors de la conception des évaluations.

La section 3.0 présente des études de cas illustrant les différentes approches en matière d’évaluation du climat ainsi que les évolutions récentes des pratiques locales à travers le Canada.

L’Annexe A présente des ressources pertinentes liées à la cartographie des zones inondables au Canada

Table des matières

• Sommaire
  • Table des matières
  • Liste des figures
  • Liste des tableaux
• Remerciements
• Avis
• Contexte
• Cadre fédéral de la cartographie des zones inondables
• Série « Guides d’orientation fédéraux sur la cartographie des zones inondables »
• Résumé des guides d’orientation
• Liste d’acronymes
• 1.0 Introduction
• 1.1 Objectif
• 1.2 Incertitude profonde liée aux changements climatiques
• 1.3 Comment utiliser le présent guide
• 2.0 Cadre d’évaluation
  • 2.1 Principes directeurs
  • 2.2 Processus d’évaluation
    • 2.2.1 Description du projet
    • 2.2.2 Examen du contexte
    • 2.2.3 Modèle conceptuel
    • 2.2.4 Analyse
    • 2.2.5 Recommandation
  • 2.3 Considérations particulières
  • 2.4 Conclusion
• 3.0 Études de cas
  • 3.1 Nahanni Butte : Cartographie des aléas d’inondation
  • 3.2 District régional de Comox Valley : Cartographie des aléas d’inondation côtière
  • 3.3 Lac Cowichan : Cartographie des zones inondables pour les lignes de rivage et le niveau des lacs
  • 3.4 Kootenay-Boundary : Cartographie des zones inondables
  • 3.5 Nation Nisg̱a’a : Cartographie des aléas d’inondation dans le bassin fluvial
  • 3.6 Crique Rat : Cartographie des zones inondables riveraines
  • 3.7 Conservation Halton : Cartographie des aléas d’inondation pour les cours d’eau locaux
  • 3.8 Région de Durham : Cartographie des aléas d’inondation pour les routes et les traverses riveraines
  • 3.9 Ruisseau Mimico : Cartographie des aléas d’inondation liés à l’érosion
  • 3.10 Bassin versant principal de la rivière Gaspereau : Cartographie municipale des lignes de crue
  • 3.11 Rivières Sissiboo et Bear de la Nouvelle-Écosse : Cartographie des lignes de crue des principaux bassins versants
  • 3.12 Île-du-Prince-Édouard : Projet de cartographie des inondations pluviales
  • 3.13 Terre-Neuve-et-Labrador : Étude de cartographie des risques d’inondation liés aux changements climatiques
• 4.0 Références
• Annexe A : Ressources recommandées

Liste des figures

• Figure 1. Cadre de la cartographie des zones inondables.
• Figure 2. Principes directeurs pour l’évaluation du climat.
• Figure 3. Le triangle du risque, dans lequel le risque est le produit de l’aléa, de l’exposition et de la vulnérabilité (United Nations Office for Disaster Risk Reduction [UNDRR], 2015). L’aléa est qualifié d’« aléa dynamique » en raison de l’évolution des aléas d’inondation liés aux changements climatiques.
• Figure 4. Modèle conceptuel des impacts des changements climatiques sur le débit de pointe dans un système fluvial en plaine boisée.
• Figure 5. Modèle conceptuel des impacts des changements climatiques sur le débit de pointe dans un bassin versant montagneux soumis à des épisodes de pluie sur neige.
• Figure 6. Modèle conceptuel des impacts des changements climatiques sur le débit de pointe sur un système lacustre de grande envergure.
• Figure 7. Résultats de l’analyse fréquentielle des crues par blocs de 30 ans sur une série temporelle simulée d’un modèle climatique pour la rivière de Lillooet près de Pemberton, en Colombie-Britannique. PR = période de retour. Source des données : Pacific Climate Impacts Consortium.
• Figure 8. Résultats de l’analyse fréquentielle non stationnaire des crues sur une série temporelle simulée d’un modèle climatique pour la rivière de Lillooet près de Pemberton, en Colombie-Britannique. PR = période de retour. Source des données : Pacific Climate Impacts Consortium.
• Figure 9. Organigramme de processus d’évaluation des aléas d’inondation basée sur des modèles climatiques et hydrologiques. Adapté de l’étude d’Associated Engineering (2021b).
• Figure 10. Lieux des études de cas.
• Figure 11. Emplacement du projet Nahanni Butte.
• Figure 12. Résultats de l’analyse de sensibilité pour les conditions fraîches et humides (rivière South Nahanni).
• Figure 13. Résultats de l’analyse de sensibilité pour les conditions fraîches et humides (rivière Liard).
• Figure 14. Emplacement du projet du district régional de Comox Valley.
• Figure 15. Analyse des zones côtières.
• Figure 16. Processus d’analyse des rivières.
• Figure 17. Exemple de carte réglementée des zones inondables du DRCV.
• Figure 18. Emplacement du projet du lac Cowichan.
• Figure 19. Bassins versants du lac Cowichan et de la rivière Cowichan.
• Figure 20. Moyenne des débits entrants saisonniers modélisés du lac Cowichan pour le climat passé et futur.
• Figure 21. Échantillon de niveaux du lac simulés pour le déversoir existant et le déversoir surélevé proposé.
• Figure 22. Changement horizontal projeté de l’emplacement de la limite naturelle avec le rehaussement proposé du déversoir.
• Figure 23. Emplacement du projet Kootenay-Boundary.
• Figure 24. Bassin versant de la rivière Kettle et zone d’étude de Rock Creek à Midway.
• Figure 25. Régime hydrologique de Kettle River at Ferry (08NN013).
• Figure 26. Changement du débit de pointe annuel (débit journalier moyen) au fil du temps à partir du modèle hydrologique Raven élaboré par AE (2021) pour Kettle River near Ferry (RHC 08NN013) représenté sous la forme d’un histogramme bidimensionnel.
• Figure 27. Changement du débit de pointe selon le jour de l’année au fil du temps à partir du modèle hydrologique Raven élaboré par AE (2021) pour Kettle River near Ferry (08NN013) représenté sous la forme d’un histogramme bidimensionnel.
• Figure 28. Emplacement du projet de la Nation Nisg̱a’a.
• Figure 29. Limite du bassin de la rivière Nass.
• Figure 30. Précipitations mensuelles par année pour les périodes historiques, du milieu et de la fin du siècle.
• Figure 31. Équivalent en eau de la neige mensuel par intervalle d’altitude pour les conditions historiques, du milieu et de la fin du siècle.
• Figure 32. Graphique des débits de pointe annuels pour les périodes historiques, du milieu et de la fin du siècle, montrant une transition des débits de pointe historiquement dominés par les crues printanières vers des débits de pointe hivernaux à l’avenir.
• Figure 33. Emplacement du projet du Crique Rat.
• Figure 34. Emplacement de la jauge du ruisseau Rat, à l’ouest-sud-ouest de Drayton Valley, en Alberta.
• Figure 35. Montée du niveau du ruisseau Rat avant la perte de transmission des données.
• Figure 36. Analyse fréquentielle des crues.
• Figure 37. Modèle conceptuel illustrant les changements dans les facteurs qui contribuent aux débits de pointe dans le bassin versant du ruisseau Rat.
• Figure 38. Variation du débit maximal annuel pour plusieurs périodes de retour (Dibike et al., 2019).
• Figure 39. Zone inondée à la suite d’un événement centennal (à gauche), zone inondée à la suite d’un événement centennal ajusté à 20 % en fonction des changements climatiques (au milieu), et zone inondée à la suite du débit de 580 m3/s (à droite).
• Figure 40. Emplacement du projet de Conservation Halton.
• Figure 41. Zone d’étude et sous-bassins versants.
• Figure 42. Emplacement du projet dans la région de Durham.
• Figure 43. Traverses dans le bassin versant de la baie Frenchman’s pour les conditions climatiques existantes.
• Figure 44. Traverses dans le bassin versant de la baie Frenchman’s pour les conditions climatiques existantes et futures.
• Figure 45. Emplacement du projet Ruisseau Mimico.
• Figure 46. Volume d’écoulement fluvial mensuel de récurrence de 5 ans, trois scénarios d’émissions de GES et deux horizons temporels.
• Figure 47. Augmentation moyenne des températures estivales de l’Ontario pour quatre scénarios RCP, de 1981 à 2100.
• Figure 48. Débits de pointe simulés du ruisseau Mimico pour des averse de projet et averses historiques.
• Figure 49. Emplacement du projet du bassin versant principal de la rivière Gaspereau.
• Figure 50. Emplacement du projet des rivières Sissiboo et Bear en Nouvelle-Écosse.
• Figure 51. Zone d’étude des rivières Sissiboo et Bear.
• Figure 52. Lignes de crue au Haight Brook, dans la péninsule de Digby, le long de la route 217 dans les conditions actuelles [PDA de 5 % en bleu et de 1 % en rouge].
• Figure 53. Cartographie de la profondeur des inondations riveraines avec une PDA de 1 % au village de Weymouth, conditions actuelles.
• Figure 54. Cartographie de la vitesse des inondations riveraines avec une PDA de 1 % au village de Weymouth, conditions actuelles.
• Figure 55. Cartographie des aléas d’inondation riveraine avec une PDA de 1 % à la rivière Bear, conditions actuelles (m x m/s).
• Figure 56. Emplacement du projet à l'Île-du-Prince-Édouard.
• Figure 57. Un exemple de représentation de ponceaux à Charlottetown et les résultats des essais montrant le passage de l’eau sous les ponceaux.
• Figure 58. Une comparaison des cartes d’inondation pluviale de période de retour de 100 ans le long de l’autoroute à Summerside dans les mêmes conditions climatiques actuelles pour le modèle à l’échelle de l’île et le modèle municipal.
• Figure 59. Une comparaison des cartes d’inondation pluviale de période de retour de 100 ans dans le centre-ville de Charlottetown dans les mêmes conditions climatiques futures pour le modèle à l’échelle de l’île et le modèle municipal.
• Figure 60. Emplacement du projet à Terre-Neuve-et-Labrador.
• Figure 61. Élévation projetée du niveau de la mer pour la région de Placentia.
• Figure 62. Élévation projetée du niveau de la mer pour la région de Carbonear.

Liste des tableaux

• Tableau 1. Cadre d’évaluation : Résumé des étapes et des tâches.
• Tableau 2. Scénarios sur les changements climatiques.
• Tableau 3. Scénarios de changements climatiques sélectionnés pour la cartographie des aléas d’inondation
• Tableau 4. Résumé des effets potentiels sur le littoral.
• Tableau 5. Ajustement des débits de conception estimés pour tenir compte des changements climatiques Kettle River near Ferry.
• Tableau 6. Résumé des scénarios utilisés pour produire les cartes d’inondation.
• Tableau 7. Cartographie de la vitesse des inondations riveraines avec une PDA de 1 % au village de Weymouth, conditions actuelles.
• Tableau 8. Huit scénarios pour la conception d’événements pluvieux.

Remerciements

La série « Guides d’orientation fédéraux sur la cartographie des zones inondables » a été développée sous la direction du Comité fédéral de la cartographie des zones inondables, un partenariat entre Sécurité publique Canada (SPC), Ressources naturelles Canada (RNCan), Environnement et Changement climatique Canada (ECCC), le Conseil national de recherches du Canada (CNRC), Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC), le ministère de la Défense nationale (MDN), Infrastructure Canada (INFC), Services aux Autochtones Canada (SAC) ainsi que Relations Couronne-Autochtones et Affaires du Nord Canada (RCAANC). Un groupe de travail technique sur la cartographie des zones inondables formé en 2015 et composé d’intervenants provenant des gouvernements fédéraux, provinciaux et territoriaux, ainsi que du secteur privé et du milieu universitaire, a également apporté une contribution précieuse à l’élaboration des documents de la série « Guides d’orientation fédéraux sur la cartographie des zones inondables ». Les représentants des gouvernements provinciaux et territoriaux ont également fourni des commentaires essentiels à l’élaboration de cette publication.

Les documents de la série « Guides d’orientation fédéraux sur la cartographie des zones inondables » visent à soutenir les organismes municipaux, provinciaux et territoriaux ainsi que les communautés autochtones qui travaillent sur la cartographie des aléas d’inondation. Il est reconnu que la gestion des inondations au Canada est réglementée à l’échelle provinciale et territoriale, et que ces derniers se réservent le droit d’élaborer des lignes directrices propres à leurs administrations.

En plus des auteurs d’ECCC et de Scribe Technical, des commentaires utiles sur le présent guide ont été fournis par les partenaires provinciaux et territoriaux du Programme d’Identification et de Cartographie des Aléas d’Inondation (PICAI), par le personnel de RNCan et de Sécurité publique Canada, ainsi que par les ingénieurs-conseils ayant contribué à la section des études de cas.

Avis

Exonération de responsabilité

Le présent document technique a été publié par Sa Majesté le Roi du chef du Canada, représenté par Ressources naturelles Canada (RNCan). Aucune garantie ni déclaration, expresse ou implicite, prévue par la loi ou autre, ne s’applique ni n’est faite par RNCan à l’égard du document, de son efficacité, de son exactitude ou de son intégralité. RNCan n’assume aucune responsabilité à l’égard des pertes ou dommages, directs ou indirects, subis à la suite de l’utilisation du document, y compris la perte de profits, la perte de revenus ou de gains, ou les réclamations de tiers. En aucun cas, RNCan ne pourra être tenu responsable de quelque perte que ce soit résultant d’erreurs, d’imprécisions ou d’omissions dans ce document. RNCan n’assume aucune obligation ni responsabilité en matière contractuelle, délictuelle ou autre, y compris en cas de négligence.

Renseignements supplémentaires

Pour plus de renseignements concernant ce document, veuillez communiquer avec le Centre canadien de cartographie et d’observation de la Terre de Ressources naturelles Canada à l’adresse suivante : geoinfo@nrcan-rncan.gc.ca.

Contexte

Une collectivité atteint un niveau élevé de résilience lorsque les risques auxquels elle est exposée sont gérés de façon proactive, qu’elle est adéquatement préparée aux catastrophes connues et potentielles et qu’elle démontre sa capacité à se rétablir après de tels événements. Pour devenir résiliente, une collectivité doit d’abord, par l’intermédiaire de ses planificateurs, comprendre les risques et s’assurer de sa capacité à les gérer.

Les inondations sont des aléas naturels fréquents au Canada et représentent la plus grande part des coûts de rétablissement après une catastrophe sur une base annuelle. L’atténuation des risques d’inondation est essentielle pour renforcer la résilience des collectivités touchées. En investissant de manière proactive dans des mesures d’atténuation des risques d’inondation, une collectivité peut améliorer sa croissance et sa prospérité futures, tout en réduisant les coûts importants en rétablissement après sinistre, les pertes de productivité, les pertes économiques, la destruction de patrimoine culturel sans valeur marchande, les dommages environnementaux, ainsi que les blessures et les pertes de vie.

Les inondations correspondent à la submersion temporaire par l’eau de terres normalement sèches. Elles peuvent survenir dans les zones côtières et lacustres, le long des cours d’eau, en raison d’obstructions de l’écoulement des cours d’eau, notamment les embâcles de glace, de la défaillance d’ouvrages d’ingénierie tels que les barrages, de précipitations extrêmes, de la fonte rapide de la neige, de la glace ou des glaciers, de caractéristiques de drainage déficientes, de niveaux élevés des eaux souterraines, ainsi que d’autres sources.

La cartographie des zones inondables, qui permet de délimiter avec précision les aléas d’inondation, y compris ceux influencés par des conditions futures liées au développement anticipé ou aux changements climatiques projetés, constitue le préalable aux mesures d’atténuation et représente la première étape pour accroître la résilience des collectivités face aux inondations. La mise en place d’une approche nationale de la cartographie des zones inondables facilitera l’adoption de bonnes pratiques communes à l’échelle du pays et favorisera le partage et l’utilisation des informations sur les aléas d’inondation. La prise en compte des coûts des dommages et de la vulnérabilité des infrastructures en fonction de la probabilité des aléas permet d’estimer les risques d’inondation, améliorant ainsi la base sur laquelle peuvent s’appuyer les efforts futurs d’atténuation des risques d’inondation.

Cadre fédéral de la cartographie des zones inondables

Le cadre fédéral de la cartographie des zones inondables comprend tous les éléments du processus d’atténuation des inondations, depuis l’identification des aléas d’inondation jusqu’à la mise en œuvre des mesures d’atténuation. La Figure 1 illustre la relation entre ces différentes composantes.

Série « Guides d’orientation fédéraux sur la cartographie des zones inondables »

Les documents suivants ont pour objectif d’informer toute personne ou organisation impliquée dans la gestion des inondations au Canada :

1. Cadre fédéral de la cartographie des zones inondables
2. Guide d’orientation fédéral sur l’identification des aléas d’inondation et l’établissement des priorités
3. Guide d’orientation fédéral sur l’acquisition de données par lidar aéroporté
4. Études de cas sur les changements climatiques en cartographie des zones inondables
5. Procédures hydrologiques et hydrauliques fédérales pour la délimitation des zones inondables
6. Évaluation des aléas d’inondation côtière pour une analyse basée sur le risque sur les côtes marines du Canada
7. Guide d’orientation fédéral en géomatique pour la cartographie des zones inondables
8. Guide d’orientation fédéral pour l’évaluation des risques d’inondation
9. Guide d’orientation fédéral pour l’estimation des dommages causés aux bâtiments et aux infrastructures par les inondations
10. Guide d’orientation fédéral sur l’aménagement du territoire en zones à risque d’inondation
11. Bibliographie des meilleures pratiques et des références pour l’atténuation des inondations

Résumé des guides d’orientation

1. Cadre fédéral de la cartographie des zones inondables

Ce document met en contexte la cartographie des zones inondables au Canada, décrit la vision et les principes directeurs en matière d’inondation, et présente la série « Guides d’orientation fédéraux sur la cartographie des zones inondables ». Il fournit un résumé de chacun des documents de la série et explique comment chaque document s’inscrit dans le cadre global, y compris sa place dans le cycle de la cartographie des zones inondables.

2. Guide d’orientation fédéral sur l’identification des aléas d’inondation et l’établissement des priorités

Ce document décrit les méthodes permettant de déterminer les zones devant faire l’objet d’une cartographie des aléas d’inondation et de définir l’ordre de priorité des projets de cartographie.

3. Guide d’orientation fédéral sur l’acquisition de données par lidar aéroporté

Ce document constitue une ressource pour l’acquisition de données altimétriques de base à partir de données par lidar aéroporté recueillies à l’échelle du Canada. Le guide fournit des spécifications techniques aux ministères fédéraux, provinciaux et territoriaux, ainsi qu’aux particuliers et aux organisations au Canada ayant besoin de renseignements pour comprendre et planifier l’acquisition de données par lidar aéroporté.

4. Études de cas sur les changements climatiques en cartographie des zones inondables

Cet ensemble de documents décrit des projets réalisés partout au Canada, dans lesquelles les changements climatiques ont été intégrés au processus de cartographie des zones inondables. Il fournit un cadre pour concevoir une évaluation climatique et des exemples dont les spécialistes peuvent s’inspirer et tirer des enseignements des expériences d’autres acteurs. Il complète également les informations et ressources relatives aux changements climatiques incluses dans le document Procédures hydrologiques et hydrauliques fédérales pour la délimitation des zones inondables.

5. Procédures hydrologiques et hydrauliques fédérales pour la délimitation des zones inondables

Ce document fournit des conseils aux organismes municipaux, provinciaux et territoriaux, ainsi qu’aux communautés autochtones qui travaillent à la production de cartes des aléas d’inondation. Il fournit des informations techniques sur les types d’inondations fluviales et lacustres, les pratiques générales, les procédures d’analyses hydrologiques et hydrauliques, les méthodes d’intégration des changements climatiques, ainsi que les bonnes pratiques en matière de rapports.

6. Évaluation des aléas d’inondation côtière pour une analyse basée sur le risque sur les côtes marines du Canada

Ce document fournit des conseils sur les méthodologies d’évaluation des aléas d’inondation côtière à l’aide d’approches fondées sur les risques.

7. Guide d’orientation fédéral en géomatique pour la cartographie des zones inondables

Ce document contient des informations sur les différents types de cartes d’inondation et précise les caractéristiques techniques à considérer lors de l’acquisition, de la gestion et de la diffusion de ces cartes et de leurs données géospatiales associées.

8. Guide d’orientation fédéral pour l’évaluation des risques d’inondation

Ce document fournit des orientations techniques pour la réalisation d’évaluations des risques d’inondation au Canada.

9. Guide d’orientation fédéral pour l’estimation des dommages causés aux bâtiments et aux infrastructures par les inondations

Ce document fournit des orientations sur l’évaluation des pertes économiques potentielles liées aux inondations, en mettant l’accent sur les bâtiments et les infrastructures.

10. Guide d’orientation fédéral sur l’aménagement du territoire en zones à risque d’inondation

Ce document fournit des conseils aux professionnels qui dirigent et soutiennent des processus et méthodologies fondés sur le risque, en vue de planifier l’aménagement du territoire dans les zones exposées aux inondations.

11. Bibliographie des meilleures pratiques et des références pour l’atténuation des inondations

Ce document ressemble des références et études de cas canadiennes et internationales portant sur l’hydrologie et l’hydraulique, les changements climatiques, l’évaluation des risques et la cartographie des zones inondables. Il vise à fournir une liste consolidée de documents de référence destinée à servir de ressources supplémentaires aux spécialistes impliqués dans la cartographie des zones inondables.

Liste d’acronymes

AAFCC

Accords d’aide financière en cas de catastrophe

AFC

Analyse fréquentielle des crues

AFRC

Analyse fréquentielle régionale des crues

CMIP

Projet d’inter comparaison de modèles couplés

CNRC

Conseil national de recherches du Canada

ECCC

Environnement et Changement climatique Canada

GES

Gaz à effet de serre

GIEC

Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat

HEC-RAS

Système d’analyse des rivières du Hydrologic Engineering Center

IDF

Intensité-durée-fréquence

MCR

Modèle climatique régional

MST

Modèles du système Terrestre

PDA

Probabilité de dépassement annuel

PICAI

Programme d’identification et de cartographie des aléas d’inondation

PNAC

Programme national d’atténuation des catastrophes

PR

Période de retour

PRR

Potentiel de réduction des risques

RHC

Relevés hydrologiques du Canada

RNCan

Ressources naturelles Canada

SHN

Services hydrologiques nationaux

SP

Sécurité publique Canada

UNESCO

Organisation des Nations Unies pour l’éducation, la science et la culture

VEG

Valeur extrême généralisée

ZÉ

Zone d’étude

1.0 Introduction

Les changements climatiques sont attribuables à l’augmentation continue des concentrations de dioxyde de carbone (CO₂ et d’autres GES) dans l’atmosphère depuis la révolution industrielle, ce qui entraîne une hausse des températures à l’échelle mondiale ainsi qu’une intensification des événements météorologiques extrêmes. Les changements climatiques ont déjà des répercussions sur la vie au Canada et continueront d’en avoir à l’avenir, même en cas de réductions importantes et immédiates des émissions mondiales de CO₂ (Calvin et al., 2023). Un effet notable est l’augmentation des dommages associés aux aléas naturels, notamment la fréquence et la gravité des inondations (Sécurité publique Canada, 2018).

Le Programme d’identification et de cartographie des aléas d’inondation (PICAI) du gouvernement du Canada constitue l’une des réponses à cet enjeu. La prévision et la cartographie des changements potentiels des aléas d’inondation dans le futur permettront d’accroître l’efficacité et la durée de pertinence des cartes produites dans le cadre du PICAI pour les utilisateurs. Les gouvernements provinciaux et territoriaux, les urbanistes, les gestionnaires des mesures d’urgence, ainsi que d’autres intervenants, pourront utiliser ces cartes pour mieux se préparer en visualisant les impacts potentiels des inondations sur les populations et les infrastructures jusqu’à la fin du XXIe siècle.

Bien que l’importance de produire des cartes des aléas d’inondation en tenant compte des effets des changements climatiques soit évidente, les méthodes pour y parvenir le sont moins. Au Canada, l’hydrologie, et donc les inondations, est régie par des interactions complexes et non linéaires entre l’atmosphère, la surface terrestre et la cryosphère. Les résultats issus des MST fournissent des informations précieuses sur le climat futur, mais ne donnent pas directement d’information sur les inondations. Un post-traitement des données issues des MST, ou leur intégration dans un modèle hydrologique, est souvent nécessaire pour évaluer les changements futurs en matière d’inondation.

De plus, la compréhension des processus à l’origine des inondations dans une région donnée ainsi que des effets potentiels des changements climatiques sur ces processus, est essentielle pour prévoir les aléas d’inondation futurs. Par exemple, lorsque des inondations sont causées par l’accumulation et la fonte des neiges, les aléas d’inondation n’augmentent pas nécessairement avec la hausse des températures. Une diminution du couvert neigeux peut compenser l’augmentation du taux de fonte des neiges, de sorte que le risque d’inondation peut en réalité diminuer. Dans certains cas, un point de basculement peut être atteint, où l’aléa d’inondation augmente pendant plusieurs années avant de diminuer. Par ailleurs, la taille du bassin versant a une incidence sur les aléas d’inondation : deux cours d’eau situés à proximité peuvent présenter des bassins versants très différents et, par conséquent, être soumis à des conditions hydroclimatiques distinctes.

Au-delà des considérations physiques, des enjeux statistiques compliquent également notre capacité à caractériser les aléas d’inondation. Les changements climatiques ont réduit la fiabilité des observations passées pour représenter les conditions actuelles et futures. En termes simples, on ne peut plus supposer que le passé est représentatif de l’avenir. En termes statistiques, cela représente la « non-stationnarité » (Milly et al., 2008). L’analyse fréquentielle des crues traditionnelle repose sur cette hypothèse de stationnarité pour estimer les débits de conception, qui alimentent ensuite les modèles hydrauliques et les cartes des aléas d’inondation. Lorsque cette hypothèse n’est plus valide, il devient nécessaire de recourir à de nouveaux outils et approches^{Note de bas de page 1}. Le présent document présente certains de ces outils, et la section sur les études de cas illustre leur application dans différents contextes au Canada.

1.1 Objectif

L’objectif du présent guide est d’aider les spécialistes à élaborer et à réaliser une évaluation climatique pour la cartographie des zones inondables. Faisant partie de la série « Guides d’orientation fédéraux sur la cartographie des zones inondables », ce guide est axé sur la cartographie des aléas d’inondation au Canada; il peut toutefois être utile pour un large éventail de projets liés à l’eau pour lesquels les aléas d’inondation constituent un enjeu.

Dans ce contexte, le terme « spécialistes » désigne les ingénieurs hydrotechniques et civils, les géoscientifiques et les hydrologues. Il n’est pas attendu des spécialistes qu’ils possèdent des connaissances climatologiques avancées (par exemple, une compréhension du fonctionnement interne des MST ou des différentes méthodes de descente d’échelle des modèles climatiques et météorologiques). Toutefois, ce type de connaissances peut être requis dans certains cas; et le présent guide aidera les spécialistes à déterminer dans quelles situations elles sont nécessaires.

Dans le contexte de la cartographie des aléas d’inondation et d’autres projets hydrotechniques liés aux inondations, l’expression « effets du climat sur un projet » désigne généralement l’impact des changements climatiques sur les conditions hydrologiques à l’origine des inondations. Étant donné que la plupart des études sur les aléas d’inondation reposent sur des débits ou des niveaux d’eau de conception (par exemple, une crue de période de retour de 200 ans, soit une probabilité de dépassement annuel de 0,5 %), le guide met l’accent sur les approches permettant d’estimer l’évolution de ces débits et niveaux de conception du présent vers le futur.

1.2 Incertitude profonde liée aux changements climatiques

Les Procédures hydrologiques et hydrauliques fédérales pour la délimitation des zones inondables (Ressources naturelles Canada, 2025b) classent les incertitudes en quatre types.

• Incertitude naturelle ou intrinsèque : due au caractère aléatoire et inhérent des processus naturels, qui varie dans le temps et l’espace. Cette incertitude naturelle est difficile à réduire et à quantifier, car les données sont non reproductibles.
• Incertitude des données : due aux erreurs de mesure, aux erreurs d’instrumentation, aux incohérences et à la non-homogénéité des données, au traitement des données et à la représentativité insuffisante des données dans le temps et l’espace. Cette incertitude peut être réduite grâce à des mesures de meilleure qualité ou plus nombreuses.
• Incertitude liée aux calculs : due à l’incapacité d’une technique ou d’un modèle mathématique à représenter avec précision le comportement réel du monde naturel, par ce que la technique ou le modèle est mal ou partiellement spécifié, ou par ce que le phénomène modélisé présente des instabilités et des non-linéarités non reflétées par les approches de modélisation.
• Incertitude des paramètres : découlant d’une évaluation imprécise des valeurs des paramètres dans les données d’essai ou de calibration, en raison d’un nombre limité d’observations et de l’imprécision statistique.

L’incertitude entourant le climat futur de notre planète englobe, dans une certaine mesure, tous ces types d’incertitude. Marchau et al. (2019) qualifient cette situation d’« incertitude profonde ». Bien que la trajectoire actuelle soit relativement claire, il est impossible de savoir précisément quels efforts la société déploiera (ou non) pour réduire les émissions de GES au cours du prochain siècle. C’est pourquoi les résultats des modèles climatiques sont généralement présentés sous forme des « scénarios » plutôt que de « prévisions ». Les climatologues du monde entier ont élaboré un éventail de futurs possibles décrivant les trajectoires que pourrait emprunter la société et les émissions de gaz à effet de serre (GES) qui en découleraient. Une série de MST développés indépendamment (également à l’échelle mondiale) utilise ensuite les scénarios d’émissions de GES comme données d’entrée pour prévoir la réponse climatique. La combinaison des scénarios de GES et des MST produit un « ensemble » de scénarios climatiques. Cet ensemble de résultats de modélisation est utile pour explorer à quoi pourrait ressembler notre avenir. Toutefois, il n’est pas encore possible d’attribuer des probabilités fiables à ces scénarios afin de déterminer lesquels sont les plus susceptibles de se produire.

Il est également possible que des événements totalement imprévus surviennent avant 2100. Marchau (2019) a qualifié ces événements de « cygnes noirs ». Dans le contexte des changements climatiques, il s’agit d’événements imprévisibles avant leur occurrence, mais ayant un impact significatif sur le climat mondial. Des exemples passés incluent la révolution industrielle, les supervolcans et les impacts d’astéroïdes. Notre capacité limitée à prédire ces événements, combinée à l’incertitude sur les actions futures de la société affectant le climat, fait des changements climatiques une source d’incertitude profonde. Même avec davantage de connaissances, de nombreux avenirs plausibles restent possibles, dont beaucoup n’ont pas encore été envisagés.

Heureusement, l’incertitude profonde ne signifie pas qu’il est impossible de se préparer à l’avenir. Il est nécessaire d’adopter une approche agile et flexible (c’est-à-dire une approche « adaptative ») pour cartographier des aléas d’inondation et renforcer la résilience des collectivités face aux inondations :

Accepter l’incertitude future et être prêts à s’adapter : Il est impossible de connaître parfaitement l’avenir. Certaines choses que nous croyons acquises aujourd’hui pourraient se révéler incorrectes, et c’est acceptable. En planifiant en tenant compte de l’incertitude, nous pouvons être mieux préparés à ajuster notre approche au besoin.

Réévaluer régulièrement : Les effets des changements climatiques sur les aléas d’inondation ne peuvent être évalués une seule fois puis considérés comme définitifs. Une réévaluation périodique (par exemple tous les 5 à 10 ans, ou à la suite d’un événement majeur) permet de déterminer si des ajustements sont nécessaires.

Pour obtenir davantage d’informations sur les approches adaptatives appliquées aux aléas d’inondation (au-delà de la cartographie), consulter Ebbwater (2023).

1.3 Comment utiliser le présent guide

Ce guide propose aux spécialistes une approche d’évaluation des impacts des changements climatiques, adaptable aux conditions locales spécifiques. Le cadre d’évaluation présenté à la section 2.0 est conçu pour être adapté en fonction de l’objectif d’un projet, la disponibilité des informations et les compétences et connaissances des spécialistes. La section 2.0 présente quatre principes directeurs et fournit une démarche concrète en cinq étapes. Elle comprend également des exemples, des scénarios et des considérations particulières dont les spécialistes doivent tenir compte lors de la conception de leurs propres évaluations.

Le présent guide met également en évidence les travaux des spécialistes de la cartographie des zones inondables à travers le Canada. Les études de cas présentées à la section 3.0 illustrent les différentes approches d’évaluation climatique et les développements récents dans les pratiques locales dans 13 juridictions à travers le pays.

2.0 Cadre d’évaluation

Cette section présente le cadre d’évaluation recommandé pour les spécialistes souhaitant intégrer les considérations liées aux changements climatiques dans la cartographie des aléas d’inondation à l’échelle des études d’ingénierie. Elle comprend :

• Quatre principes directeurs visant à orienter l’ensemble des étapes du processus de développement (section 2.1)
• Cinq (5) étapes d’évaluation, accompagnées d’exemples et de scénarios (section 2.2)
• Considérations particulières à prendre en compte lors de la formulation des recommandations (section 2.3).

2.1 Principes directeurs

Les quatre principes directeurs (Figure 2) présentés dans cette section visent à aider les spécialistes à :

1. Planifier une évaluation climatique adaptée aux projets
2. Formuler des recommandations appropriées dans un contexte d’incertitude profonde liée aux les changements climatiques.

Chaque principe peut s’appliquer à plusieurs étapes du processus. Les spécialistes doivent en tenir compte tout au long de celui-ci.

Assurer la proportionnalité

L’évaluation climatique doit être proportionnelle au projet hydrotechnique. Tous les projets ne requièrent pas le même niveau d’effort, en raison des contraintes de temps et de budget, mais aussi parce que les risques liés à la surestimation ou à la sous-estimation des impacts des changements climatiques sur les inondations varient selon le projet (voir le principe « Se concentrer sur les principales vulnérabilités » pour plus de détails).

Dans la pratique : une règle générale consiste à maintenir une proportion relativement constante de l’effort consacré à l’évaluation climatique, quelle que soit l’ampleur du projet. Par exemple, consacrer une année à l’élaboration d’un modèle hydrologique et à la production d’un ensemble de simulations peut être approprié pour la cartographie des inondations dans une zone urbaine densément peuplée. En revanche, une telle approche est excessive pour dimensionner un ponceau sur un chemin forestier. Dans ce cas, une analyse documentaire plus simplifiée et une compréhension conceptuelle (réalisées en quelques jours) sont plus appropriées.

Il importe également de tenir compte du risque proportionnel, car les conséquences d’erreur peuvent varier considérablement. Par exemple, si une sous-estimation des impacts climatiques présente un risque important pour les personnes et les biens, cela indique clairement qu’il est justifié de consacrer davantage de temps (et une part importante du budget du projet) à l’évaluation climatique, ou de recommander des augmentations très prudentes (c.-à-d. importantes) des débits de crue futurs. Pour en savoir plus sur les risques, voir le principe « Se concentrer sur les principales vulnérabilités ».

Commencer avec prudence et affiner

Une évaluation climatique simplifiée devrait privilégier des recommandations conservatrices (par exemple, des augmentations plus importantes des débits de conception), tandis qu’une évaluation du climat plus détaillée devrait justifier dans quelle mesure ces recommandations peuvent être réduites. Le fait de commencer par des recommandations conservatrices et de les affiner permet également d’adapter l’évaluation (et les recommandations qui en découlent) aux spécificités du projet.

Dans la pratique : Dans certains cas, il pourrait être plus facile, et finalement moins coûteux, de se préparer à des augmentations importantes des débits de pointe en surestimant les effets du climat. Par exemple, dans une zone non aménagée, supposer une forte augmentation des débits de pointe et cartographier une zone inondable très conservatrice (c’est-à-dire étendue) afin de limiter l’aménagement peut constituer une approche appropriée. Les développements futurs seraient ainsi maintenus à l’extérieur de cette zone inondable.

À l’inverse, dans le cas d’une grande zone urbaine déjà habitée, une surestimation importante des aléas d’inondation pourrait avoir des conséquences majeures. Il est alors pertinent de consacrer des efforts significatifs à justifier des augmentations plus faibles (voire nulles) des inondations prévues dans une zone d’ici 2100. Par ailleurs, les coûts associés à la construction d’infrastructures de protection ou au déplacement de populations dans un tel scénario pourraient dépasser ceux d’une évaluation climatique détaillée.

Se concentrer sur les principales vulnérabilités

Se concentrer sur les principales vulnérabilités permet aux spécialistes de maintenir une approche axée sur le risque. Cette perspective est essentielle, puisque les aléas d’inondation constituent un facteur clé du risque d’inondation, aux côtés de l’exposition et de la vulnérabilité (Figure 3).

Bien que le danger soit censé constituer un volet indépendant du triangle du risque, il est inapproprié de négliger le risque dans des situations caractérisées par une forte incertitude. Étant donné qu’un éventail de futurs possibles peut se produire, les spécialistes doivent orienter leurs recommandations sur l’exposition et les principales vulnérabilités propres à un projet considéré. Cela implique de raisonner en termes de résultats possibles, puis de remonter à partir de ceux-ci afin d’évaluer la plausibilité d’issues fortement conséquentes susceptibles de se produire dans le futur. Cette approche est souvent appelée approche « ascendante » (Kucharski et al., 2024). Le fait de considérer cette approche, au moins sur le plan conceptuel, constitue un complément utile à l’approche plus classique consistant à partir de l’état actuel pour projeter le futur (approche « descendante »).

Dans la pratique : La préparation aux inondations repose généralement sur l’hypothèse que celles-ci surviennent à une période précise de l’année, correspondant à la « saison des inondations ». Dans l’ouest du Canada, cela se produit souvent pendant la crue nivale printanière liée à la fonte des neiges. Dans d’autres régions du pays, cela peut se produire pendant la saison des orages estivale. Si des inondations commencent à se produire en dehors de la période attendue, cela peut entraîner des conséquences plus importantes qu’une augmentation marginale de l’ampleur d’une inondation qui se produit toujours pendant la saison habituelle des crues. Tous les systèmes standard de préparation mis en place (par exemple, mobilisation accrue du personnel d’astreinte, abaissement préventif du niveau des barrages pour le stockage des crues) ne seraient pas disponibles. Il est donc possible qu’un site de projet soit plus vulnérable aux changements du moment d’occurrence des inondations qu’aux changements liés à leur ampleur. Une compréhension détaillée de l’emplacement et des processus d’inondation est nécessaire pour comprendre ce type de vulnérabilité.

Établir plusieurs lignes de preuve

Idéalement, une évaluation climatique est basée sur plusieurs approches permettant d’aboutir à des recommandations appropriées. Dans la mesure du possible, les spécialistes devraient évaluer les impacts climatiques sur un projet selon différentes méthodes (par exemple analyse documentaire, modèle conceptuel ou analyse des résultats d’un modèle hydrologique) qui, prises individuellement et collectivement, convergent vers les mêmes recommandations. Cela renforcerait la confiance et accroîtrait la crédibilité aux recommandations.

Les différentes méthodes ne convergent pas toujours vers les mêmes résultats. Tout en accordant plus d’importance aux approches les plus avancées (par exemple, en privilégiant les résultats d’un modèle hydrologique plutôt qu’à un simple transfert à partir d’une courbe intensité-durée-fréquence [IDF] des précipitations), les spécialistes devraient tenir compte des trois principes précédents et se poser la question suivante : « quel est le risque de se tromper? » Dans ce contexte, se tromper signifie soit être excessivement conservateur, soit ne pas l’être suffisamment. Une analyse de sensibilité, dans laquelle différentes projections de changements climatiques sont intégrées afin d’évaluer leurs effets sur l’étendue des inondations, constitue une approche utile pour visualiser les impacts réels sur la cartographie des zones inondables.

Dans la pratique : Cette approche est également appliquée de façon numérique et est généralement décrite comme un « ensemble de modèles » (par exemple, voir le Coupled Model Intercomparison Project [CMIP], utilisé dans les rapports du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat [GIEC]). Des modèles climatiques développés de manière indépendante sont évalués collectivement sous forme d’ensemble, et les résultats combinés de cet ensemble servent à formuler des recommandations globales.

2.2 Processus d’évaluation

La présente section a pour but d’aider les spécialistes à comprendre les impacts potentiels des changements climatiques sur leurs projets hydrotechniques. L’approche recommandée peut être adaptée aux conditions et aux spécificités de chaque projet. Les quatre principes énoncés dans la section précédente doivent être pris en compte tout au long du processus en cinq étapes présentées au Tableau 1. Les cas particuliers où ces principes s’appliquent sont précisés dans chaque section.

Tableau 1. Cadre d’évaluation : Résumé des étapes et des tâches.

Étape	Tâches principales
1. Description du projet	Définir la zone d’intérêt. Définir le but et les objectifs du projet. Décrire le ou les bassins versants. Définir les processus générateurs des inondations.
2. Examen du contexte	Procéder à une analyse documentaire. Collaborer avec des experts locaux, le cas échéant. Recenser les données disponibles.
3. Modèle conceptuel	Décrire le niveau de compréhension du système. Utiliser le modèle conceptuel pour orienter l’analyse.
4. Analyse	Concevoir une analyse adaptée à l’ampleur du projet. Réaliser l’analyse des différentes options. Considérations particulière
5. Recommandation	Résumer les étapes 1 à 4. Fournir le facteur de sécurité tenant compte du climat, sous la forme d’une valeur ou d’une plage de valeurs. Considérations particulière

2.2.1 Description du projet

Résumé des tâches principales

1. Définir la zone d’intérêt.
2. Définir le but et les objectifs du projet.
3. Décrire le ou les bassins versants.
4. Définir les processus générateurs des inondations.

Aperçu

L’élaboration d’une description complète du projet constitue la première étape essentielle du processus d’évaluation. Elle permet aux spécialistes de structurer leur compréhension des mécanismes d’inondation au site et démontre que l’équipe d’évaluation des aléas d’inondation dispose des connaissances de base nécessaires pour évaluer efficacement les impacts climatiques sur la zone d’intérêt.

i) Définir la zone d’intérêt

La description du projet devrait comprendre une description détaillée de la zone d’intérêt. Cette dernière correspond à la zone dans laquelle le projet est entrepris et, par extension, la zone pour laquelle les aléas d’inondation doivent être définis. Dans le cadre d’un projet de cartographie des zones inondables, il peut s’agir d’une ville ou d’un village, ou plus précisément de certains tronçons d’une rivière ou de portions du littoral. La définition de la zone d’intérêt devrait comprendre une description de haut niveau des risques liés au projet (personnes, biens ou infrastructures vulnérables, etc.).

ii) Définir le but et les objectifs du projet

Le projet peut être entrepris pour diverses raisons, notamment la production de cartes réglementaires des zones inondables, la conception des structures d’évacuation des inondations ou de protection, ou encore d’autres objectifs. Il est probable que le but, les objectifs et la zone d’intérêt aient été en grande partie définis par le client du projet plutôt que par le spécialiste.

Le spécialiste devrait formuler un énoncé concis des objectifs et de la zone d’intérêt, définissant les raisons sous-jacentes du projet, et les garder à l’esprit tout au long de l’évaluation climatique. Le but du projet devrait également inclure une définition des risques associés à une surestimation ou une sous-estimation des impacts des changements climatiques sur les inondations dans le cadre du projet. La prise en compte de ces risques contribue à orienter l’analyse appropriée.

iii) Décrire le ou les bassins versants

L’échelle du ou des bassins versants influençant la zone d’intérêt est un facteur essentiel à la compréhension des processus d’inondation. Dans les grands systèmes fluviaux, les conditions météorologiques et climatique au niveau de la zone d’intérêt peuvent jouer un rôle relativement mineur dans les inondations locales, car les conditions météorologiques en amont dans les bassins versants (ou d’autres zones génératrices de ruissellement), constituant souvent le facteur dominant des crues en aval.

Par exemple, dans le cadre de la cartographie des zones inondables à proximité de Saskatoon, en Saskatchewan, les processus hydrologiques de la rivière Saskatchewan Sud diffèrent considérablement de ceux des ruisseaux locaux qui s’y jettent ou des dépressions humides.

Outre l’échelle, la physiographie du bassin versant (altitude, morphologie des rivières, etc.), ainsi que le climat, la végétation et l’occupation du sol peuvent tous influencer les débits de pointe et devraient être compris et décrits.

iv) Définir les processus générateurs des inondations

Il est attendu que les spécialistes possèdent (ou développent) une compréhension des processus qui causent les inondations dans la zone d’intérêt. La description du projet devrait inclure une analyse détaillée des mécanismes par lesquels les inondations peuvent se produire au site. La compréhension des mécanismes d’inondation qui touchent la zone d’intérêt est essentielle pour créer des modèles fiables (conceptuels ou numériques), cerner les aléas d’inondation et concevoir des mesures efficaces de prévention des inondations.

Le Canada est un grand pays caractérisé par une grande diversité de climats et reliefs, où l’on observe un large éventail de processus générateurs des inondations. Pour un aperçu des types d’inondations au Canada, se reporter à Watt et al. (1989) et ainsi qu’au chapitre 6 du Canada’s Changing Climate. Voici quelques exemples de processus d’inondation susceptibles de se produire :

• Les fortes précipitations peuvent entraîner un ruissellement de surface rapide, dépassant la capacité des systèmes de drainage et provoquant des inondations indépendantes du réseau hydrographique principal (appelées « inondations pluviales »).
• Les zones côtières et les régions situées à proximité de vastes étendues d’eau sont exposées aux ondes de tempête et aux niveaux d’eau élevés lors d’événements météorologiques extrêmes, entraînant l’inondation des zones riveraines adjacentes.
• L’élévation du niveau de la mer (ENM) peut entraîner des inondations côtières.
• Dans les régions froides, une hausse soudaine des températures peut provoquer une fonte rapide des neiges (que ce soit lors de la crue printanière ou en plein hiver), ce qui a pour effet d’augmenter l’écoulement des rivières et de contribuer aux inondations.
• Les embâcles dans les rivières peuvent créer des barrières temporaires à l’écoulement, entraînant des inondations en amont.
• Des périodes prolongées de pluie ou de fonte des neiges peuvent entraîner la montée des eaux souterraines, saturant le sol et provoquant des inondations de surface lorsque la capacité de rétention du sol est dépassée.

2.2.2 Examen du contexte

Résumé des tâches principales

1. Procéder à une analyse documentaire.
2. Collaborer avec des experts locaux, le cas échéant.
3. Recenser les données disponibles.

Aperçu

L’examen du contexte consiste à effectuer une revue de la littérature, à collaborer avec des experts locaux et des résidents afin d’approfondir la compréhension de la zone d’étude, et à recenser les données hydroclimatiques disponibles.

i) Procéder à une analyse documentaire

Il est important d’examiner les travaux déjà réalisés dans la zone d’intérêt, qui peuvent varier considérablement d’une région à l’autre. Pour les grands cours d’eau bien étudiés, comme le fleuve Fraser en Colombie-Britannique ou la rivière Rouge au Manitoba, de nombreux articles de revues publiés et des études techniques sont susceptibles d’être disponibles. Toutefois, cela peut ne pas être le cas pour les bassins versants plus petits ou moins étudiés.

La documentation pertinente peut inclure :

• des articles scientifiques ou techniques publiés dans des revues spécialisées;
• des rapports produits par des firmes d’ingénierie;
• des documents d’information publiés par les gouvernements provinciaux ou fédéraux;
• des articles de journaux ou de magazines d’actualité;
• des travaux de recherche universitaire (thèses de doctorat, etc.);
• des projets antérieurs sur les inondations documentées dans la couche des événements historiques d’inondation du PICAI.

La recherche devrait mettre l’accent sur l’apprentissage des processus d’inondation dominants (exemples dans la section précédente) qui ont entraîné des inondations par le passé. Plusieurs processus peuvent être à l’origine d’inondations au même emplacement; dans ce cas, il importe d’évaluer tous les processus de génération des inondations.

ii) Collaborer avec des experts locaux, le cas échéant

Bien que les articles de journaux scientifiques et les études fournissent des renseignements précieux, ils peuvent ne pas être directement applicables à une zone d’intérêt particulière. L’intégration des connaissances locales (c’est-à-dire celles d’experts de la région ou de résidents de longue date) peut renforcer la compréhension de la zone d’étude et s’avère cruciale lorsque les données et les recherches existantes sont limitées, voire inexistantes.

iii) Recenser les données disponibles

Les observations hydroclimatiques, y compris les données météorologiques et de débit des cours d’eau, sont fondamentales pour comprendre les conditions actuelles d’une région. Les projections climatiques sont également importantes pour anticiper les changements futurs, et les modèles hydrologiques existants peuvent constituer un bon point de départ. Les projections de l’intensité des précipitations, souvent disponibles à travers diverses sources de données, sont utiles pour comprendre les risques d’inondation.

Outre ces facteurs hydroclimatiques, il importe de prendre en compte d’autres changements futurs dans le bassin versant (par exemple, le développement urbain, l’exploitation forestière et l’érosion fluviale ou côtière). Bien qu’il ne soit pas toujours possible de les quantifier, ils peuvent avoir une incidence importante sur le bassin versant et doivent être pris en compte, et il importe de les prendre en compte pour développer une compréhension globale de l’évolution du contexte environnemental de la zone. Selon l’emplacement du projet, les facteurs géomorphologiques peuvent être influencés par les changements climatiques devraient également être pris en considération. Pour de plus amples renseignements sur les considérations géomorphologiques dans la cartographie des zones inondables, voir le bulletin technique de Ressources naturelles Canada (2025b).

Pour les données clés, voir ce qui suit :

• Données climatiques historiques : Portail des données climatiques historiques
• Données sur le niveau d’eau et le débit : Portail des données sur le niveau d’eau et le débit
• Projections climatiques : donneesclimatiques.ca
• Projections de l’intensité des précipitations : donneesclimatiques.ca
• Données de sortie de modèle hydroclimatique :
  • Pôle d’analyse et de visualisation de l’information climatique et scientifique : Ouranos
  • Pacific Climate Impacts Consortium (PCIC)
  • Portail Ontario Climate Change Data Portal
  • Atlas hydroclimatique du Québec méridional

2.2.3 Modèle conceptuel

Résumé des tâches principales

1. Décrire le niveau de compréhension du système.
2. Utiliser le modèle conceptuel pour orienter l’analyse.

Aperçu

La troisième étape du processus d’évaluation consiste à élaborer un modèle conceptuel de la manière dont les changements climatiques sont susceptibles d’affecter la zone d’intérêt.

i) Décrire le niveau de compréhension du système

Un modèle conceptuel permet aux spécialistes de recenser et de représenter schématiquement, à un niveau global, l’ensemble des forces potentielles de changement. L’objectif est de développer une compréhension qualitative de référence des processus générateurs des inondations et des impacts climatiques sur ces processus. Cette étape essentielle oriente l’analyse quantitative à réaliser. Le plus souvent, le modèle conceptuel est représenté sous la forme d’un diagramme de type organigramme illustrant les intrants et extrants de la zone d’intérêt, tels que les conditions météorologiques, la neige, le vent et les débits fluviaux. Il met en évidence les principaux mécanismes par lesquels les processus de génération des inondations fonctionnent actuellement et pourraient évoluer à l’avenir.

La compréhension de ce système et la capacité à représenter le modèle conceptuel sont acquises aux étapes 1 et 2 de l’évaluation climatique.

ii) Utiliser le modèle conceptuel pour orienter l’analyse

Si le modèle conceptuel indique un système relativement simple, une analyse quantitative simplifiée peut être suffisante. À l’inverse, un modèle conceptuel complexe suggère qu’une analyse multifacette est probablement nécessaire afin d’examiner les interactions et les effets relatifs des différents processus influençant sur le système.

La compréhension de référence issue du modèle conceptuel peut également servir de « point de contrôle de plausibilité » pour l’analyse quantitative ultérieure, permettant d’identifier et d’examiner des résultats inattendus de l’analyse. Si la compréhension générale tirée du modèle conceptuel et les résultats de l’analyse quantitative sont incohérents, il est possible que les spécialistes n’aient pas pris en compte certains effets potentiels des changements climatiques dans le modèle conceptuel, ou que l’analyse quantitative ne capture pas entièrement les impacts climatiques les plus critiques sur la zone d’intérêt. Dans les deux cas, un écart indique qu’une réévaluation du processus est nécessaire.

Les modèles conceptuels sont destinés à guider les spécialistes dans leur prise de décision et leurs recommandations. Les spécialistes doivent élaborer leur modèle de la manière la plus appropriée à leur projet spécifique et ne pas se limiter à une approche particulière (voir l’étude de cas 3.6). Par ailleurs, un modèle conceptuel n’a pas nécessairement un caractère statique. Les spécialistes doivent réviser et mettre à jour leur « modèle mental » des inondations au sein d’un système au fur et à mesure qu’ils acquièrent de nouvelles connaissances que des informations supplémentaires sont collectées et que les changements climatiques progressent.

La présente section fournit des exemples de modèles conceptuels simples pour trois types de contextes :

• Un système fluvial en plaine boisée
• Un bassin versant montagneux soumis à des épisodes de pluie sur neige
• Un système lacustre de grande envergure.

Il convient que les illustrations de ces exemples ont été améliorées avec l’aide d’un graphiste professionnel; toutefois, cela n’est pas nécessaire dans la pratique. Les spécialistes élaborant les modèles doivent utiliser la méthode qu’ils jugent la plus efficace pour représenter schématiquement leur modèle conceptuel de la zone d’intérêt.

Modèle conceptuel 1 : système fluvial en plaine boisée

Dans un système fluvial en plaine boisée, tel que la région de Benchlands en Alberta (Alberta Geological Survey, 2021), les changements climatiques devraient entraîner une augmentation à la fois de la température de l’air et des précipitations (Shrestha et al., 2017).

Les précipitations qui tombaient traditionnellement sous forme de neige sont susceptibles de se transformer en pluie. Bien que l’effet exact (ainsi que le moment de son apparition) sur le débit des cours d’eau demeure incertain, des changements dans la fréquence et l’ampleur des événements importants sont attendus. De plus, les épisodes de pluie sur neige pourraient devenir plus fréquents, en particulier aux premiers stades du réchauffement, lorsqu’un couvert neigeux important est encore présent (Dibike et al., 2019). Avec l’augmentation de la température, une hausse de la demande évaporative atmosphérique est attendue (Pike et al., 2010), ce qui réduira la disponibilité en eau dans le bassin versant durant les périodes chaudes de l’année. Par ailleurs, la perte potentielle du couvert arboré dans le bassin, due aux feux de forêt et au déboisement, pourrait réduire l’interception des précipitations par la végétation, entraînant ainsi une augmentation du ruissellement vers le cours d’eau (Nasirzadehdizaji et Akyuz, 2022).

Le modèle conceptuel indique que le système dans son ensemble présente une probabilité globale accrue d’inondations en raison des changements climatiques. S’il est nécessaire de traduire cette compréhension qualitative en valeurs quantitatives, le recours à une modélisation hydrologique est requis.

Modèle conceptuel 2 : Bassin versant montagneux soumis à des épisodes de pluie sur neige

Un modèle conceptuel des impacts climatiques sur un bassin versant montagneux susceptible d’être soumis à des inondations associées aux rivières atmosphériques (par exemple, dans la chaîne Côtière de la Colombie-Britannique) est présenté à la Figure 5.

Les précipitations de forte intensité devraient devenir plus fréquentes (Kharin et al., 2007), entraînant une augmentation du ruissellement vers les cours d’eau. De plus, les rivières atmosphériques devraient apporter des précipitations nettement accrues dans les régions montagneuses (Rhoades et al., 2020). Une augmentation des températures de l’air devrait réduire les chutes de neige annuelles moyennes à l’échelle du bassin versant, en particulier aux altitudes plus élevées; ces précipitations devraient plutôt se produire sous forme de pluie (Musselman et al., 2018). Cet effet devrait entraîner une augmentation de la fréquence des épisodes de pluie sur neige.

Ces impacts devraient accroitre la probabilité globale d’événements de débits de pointe importants et d’inondations. Les effets des précipitations de longue durée, de l’humidité élevée et des vents forts sur les débits de pointe dans le bassin versant demeurent incertains, mais pourraient contribuer à une variabilité hydrologique accrue. Dans l’ensemble, le système présente une probabilité accrue d’inondation en raison des changements climatiques, et indique qualitativement une augmentation plus marquée que celle illustrée à la Figure 4. Par ailleurs, une diminution des chutes de neige jusqu’à des niveaux presque nuls pourrait entraîner une transition d’un régime d’inondations principalement lié à la neige vers un régime dominé par les précipitations pluviales.

Modèle conceptuel 3 : Système lacustre de grande envergure

Les changements climatiques devraient intensifier les régimes de vent (Eichelberger et al., 2008), entraînant une augmentation des effets des vagues sur les lacs (Figure 6).

Cela devrait entraîner une augmentation des ondes de tempête, faisant monter le niveau de l’eau le long des rives, ce qui pourrait accroître les impacts sur les zones riveraines, entraîner l’inondation des infrastructures présentes et provoquer l’érosion des rives. Avec l’augmentation des vents, l’évaporation sur le lac devrait également augmenter (Woolway et al., 2020), ce qui pourrait entraîner une baisse du niveau d’eau et une légère réduction des risques d’inondation. Toutefois, l’augmentation des ondes de tempête devrait l’emporter sur celle de l’évaporation, ce qui se traduira par une probabilité globale accrue d’inondation (Seglenieks et Temgoua, 2022).

2.2.4 Analyse

Résumé des tâches principales

1. Concevoir une analyse adaptée à l’ampleur du projet.
2. Réaliser l’analyse des différentes options.

L’étape d’analyse de l’évaluation débute par la vérification que le niveau d’analyse est proportionnel à l’ampleur du projet, ainsi que par la compilation des données historiques sur le climat et les débits. Le spécialiste procède ensuite aux analyses des modèles climatiques et hydrologiques et, au besoin, à l’élaboration et à l’utilisation d’un modèle (par exemple, voir les études de cas 3.5 et cas 3.9).

Il existe déjà de nombreuses études sur les aspects techniques des sorties des modèles climatiques, de la réduction d’échelle climatique et du couplage des modèles hydrologiques avec les sorties des modèles climatiques. Pour une introduction technique aux changements climatiques et aux aléas d’inondation au Canada, voir le rapport technique de Khaliq (2019).

i) Concevoir une analyse adaptée à l’ampleur du projet

Bien que les trois premières étapes du cadre d’évaluation climatique soient communes à l’ensemble des projets, le niveau d’effort requis pour l’analyse peut varier considérablement. Cela s’explique par des contraintes logistiques de base, telles que le temps ou le budget disponibles pour réaliser les travaux, mais également par les besoins spécifiques du projet et les informations disponibles. L’analyse technique réalisée peut donc varier considérablement, allant de l’application des modifications des débits de conception issues de la revue de la littérature, dans les cas le plus simples, jusqu’à l’élaboration et à l’exploitation d’un modèle hydrologique ou climatique sur mesure dans les cas les plus complexes, en passant par toute une gamme d’approches intermédiaires.

Comme l’indique la section 2.1, il est recommandé de suivre le principe directeur consistant à commencer de manière conservatrice et à affiner l’analyse par la suite. Dans certains cas, il peut être plus simple d’adopter des hypothèses prudentes concernant les impacts climatiques sur les inondations, c’est-à-dire de supposer une augmentation importante des débits de pointe ou des niveaux d’eau dans la zone d’intérêt et de concevoir en conséquence. Dans d’autres situations, où il n’est pas souhaitable de surestimer les impacts du changement climatique, il est pertinent de consacrer davantage de temps et d’efforts à l’élaboration d’une estimation plus précise et potentiellement moins extrême des ajustements à apporter à la crue de conception (ou à son niveau).

Il est sans doute évident qu’une évaluation climatique diffère considérablement selon qu’il s’agit d’évaluer l’aléa d’inondation pour une ville d’un million d’habitants ou de concevoir des ponceaux pour un simple chemin forestier. Dans le premier cas, le nombre de personnes exposées aux risques est nettement plus élevé, et le niveau d’effort global à consacrer au projet est donc beaucoup plus important. Plus un projet est de grande envergure et plus ses répercussions potentielles sont importantes, plus le principe des multiples lignes de preuve prend de l’importance. L’utilisation de plusieurs méthodes d’analyse renforce la crédibilité des conclusions ou des recommandations issues de l’analyse.

ii) Réaliser l’analyse des différentes options

Les analyses techniques recommandées pour évaluer les impacts climatiques sur les aléas d’inondation peuvent généralement être regroupées en trois catégories :

1. Transfert direct des projections des modèles climatiques aux impacts des inondations Utilisation des sorties des modèles disponibles
2. Modèle conçu spécialement pour la zone d’intérêt concernée.

Comme il n’y a pas d'observations futures, l’analyse des impacts climatiques sur les inondations repose principalement sur l’utilisation et l’évaluation de modèles. Les modèles peuvent inclure des MST et des MCR, mais également des modèles hydrologiques, des modèles de routage pour les niveaux de lacs, ainsi que des modèles de vagues et d’ondes de tempête pour les rivages lacustres.

Dans l’idéal, les sorties du modèle hydrologique local (ou du modèle d’aléas d’inondation approprié), alimentées par des sorties de modèles climatiques, sont déjà disponibles pour l’emplacement précis d’un projet. C’est le cas pour certaines régions du Canada : plusieurs centres régionaux de modélisation climatique disposent de sorties de modèles hydrologiques que les utilisateurs finaux peuvent télécharger et traiter ultérieurement pour leur zone d’intérêt.

Lorsque ces sorties de modèles ne sont pas disponibles ou ne présentent pas un niveau de détail approprié pour une zone d’intérêt, d’autres approches doivent être envisagées. La simplicité ou la complexité de ces approches dépend des besoins, du budget et des risques du projet (voir la section 2.1).

La section suivante présente une description conceptuelle de trois des catégories d’analyse les plus courantes.

Option A : Transfert direct des projections des modèles climatiques aux impacts des inondations

Dans certaines situations, il peut être approprié d’appliquer directement les résultats issus des MST ou MCR afin d’estimer les changements des conditions d’inondation. Cette catégorie d’évaluation n’est applicable que lorsque les variables fournies par les ESM ou les RCM sont directement corrélées aux changements potentiels des inondations et lorsqu’un seul type d’aléa d’inondation est présent (voir le modèle conceptuel élaboré à l’étape 3 du processus d’évaluation). Les applications appropriées de cette approche comprennent notamment :

• L’utilisation des changements projetés des courbes IDF pour déduire directement les variations des débits de pointe. Cette approche peut être pertinente dans les petits bassins versants urbanisés où les débits de pointe et le ruissellement sont directement, ou presque directement, corrélés aux précipitations. Les spécialistes peuvent également intégrer les variations des courbes IDF dans des méthodes de calcul des eaux pluviales, telles que la méthode rationnelle, ou dans des modèles hydrologiques simplifiés fondés sur des événements. La méthode recommandée par ECCC pour l’évaluation des impacts climatiques sur les courbes IDF est décrite par le Centre canadien des services climatiques.
• L' utilisation directe des estimations d’élévation du niveau de la mer pour un site côtier donné (voir l’étude de cas 3.1).
• L’application directe des changements futurs de la vitesse du vent dans les calculs de déferlement des vagues ou de surcote de tempête. Pour plus d’information, consulter le document Évaluation des aléas d’inondation côtière pour une analyse basée sur le risque sur les côtes marines du Canada (section 5.6).

Cette approche de transfert direct n’est pas appropriée dans les cas où il existe des relations non linéaires entre les variables climatiques et les inondations, ou lorsque plusieurs aléas d’inondation affectent la même zone d’intérêt (situation qui devrait être identifiée lors de l’élaboration du modèle conceptuel). C’est le cas dans de nombreuses régions du Canada, où l’hydrologie en régions froides et l’abondance des eaux douces de surface compliquent les processus de génération des inondations. L’accumulation et la fonte de la neige, avec la complexité supplémentaire associée aux épisodes de pluie sur neige, créent des réponses non linéaires des inondations aux changements climatiques. Les processus liés à la présence de la glace dans les cours d’eau peuvent compliquer encore davantage la réponse aux inondations. De plus, les sols gelés et le pergélisol, ainsi que les zones présentant plusieurs aléas d’inondation, comme la confluence de deux rivières ou à l’endroit les zones où une rivière rejoint un lac, ajoutent des niveaux de complexité supplémentaires au processus.

Option B : Utilisation des données de sortie des modèles disponibles

Lorsque l’option A n’est pas appropriée, le recours à un modèle est nécessaire. Le modèle approprié n’est pas toujours le même; il peut s’agir de modèles hydrologiques, de modèles de glace fluviale ainsi que de modèles hydrauliques ou hydrodynamiques alimentés par des sorties de MST mises à l’échelle. Les aspects techniques de ces modèles dépassent la portée du présent guide, mais ont été abordés dans un autre document (Khaliq, 2019). Les spécialistes devraient utiliser le modèle conceptuel des effets des changements climatiques sur les inondations afin de déterminer quand ces interactions complexes sont présentes, et s’appuyer sur les recherches documentaires et les connaissances de base pour orienter leur analyse (étape 2 du processus d’évaluation) pour vérifier si des résultats de la modélisation existent déjà pour la zone d’intérêt, ou si des résultats applicables provenant d’un site similaire à proximité peuvent être utilisés pour la zone d’intérêt.

Les questions que les spécialistes devraient se poser pour déterminer s’il est approprié d’utiliser les sorties de modèles développés par d’autres pour leur zone d’intérêt sont les suivantes :

• Le modèle représente-t-il tous les aléas d’inondation identifiés dans le modèle conceptuel?
• Si le modèle n’a pas été directement développé spécifiquement pour la zone d’intérêt, la zone pour laquelle il a été développé :
  • Présente-t-elle des aléas d’inondation très semblables?
  • Présente-t-elle un climat très semblable?
  • Présente-t-elle une échelle géographique très semblable?
• Le modèle est-il basé sur un échantillon complet et récent des sorties de modèles climatiques et de scénarios d’émissions (différents MST et profils socioéconomiques partagés)? Il s’agit de sorties d’ensemble, pour lesquelles plusieurs séries chronologiques sont produites pour couvrir la même période.

La disponibilité des sorties des modèles hydrologiques intégrant des projections climatiques est variable à travers le Canada et s’accroît rapidement. La pertinence de ces modèles disponibles doit encore être évaluée pour le projet considéré. Les modèles hydrologiques (ou autres) ne sont pas toujours adaptés aux mêmes usages; il est nécessaire d’évaluer leur pertinence pour les études d’inondations avant leur utilisation. Les sources potentielles que les spécialistes peuvent consulter comprennent les suivantes :

• Pacific Climate Impacts Consortium
• Pôle d’analyse et de visualisation de l’information climatique et scientifique (PAVICS)
• Atlas hydroclimatique du Québec méridional
• Sorties de modèles issues de la recherche universitaire en hydrologie et en hydraulique dans la zone d’intérêt
• Ententes de partage de données entre les consultants en hydrotechnique travaillant dans la même région.

Ces sources sont en constante évolution, notamment les sorties de modèles d’ECCC ainsi que les initiatives lancées dans le cadre du Programme d’identification et de cartographie des aléas d’inondation (PICAI) et de la Stratégie nationale d’adaptation – Canada.ca.

Si des sorties de modèle appropriées sont disponibles pour la zone d’intérêt, un traitement ultérieur important est néanmoins requis pour appliquer les résultats du modèle à un projet. Dans le cas de l’utilisation des sorties de modèles hydrologiques forcés par des données climatiques pour ajuster les débits de conception futurs d’un cours d’eau, les étapes suivantes sont généralement nécessaires :

1. Calculer les débits de conception actuels à partir des observations de débit (par exemple, à partir des données de RHC1F1F^{Note de bas de page 2}). Voir le bulletin technique de RNCan (2025b) pour de plus amples renseignements.
2. Extraire les débits maximaux (annuels ou autres) à partir de l’ensemble des sorties de modèle, séparément par MST et scénario d’émissions, à la zone d’intérêt.
3. Effectuer une analyse fréquentielle des sorties d’ensemble de modèles climatiques, pour chaque série chronologique distincte, afin d’évaluer les changements entre les périodes actuelle et future. L’analyse fréquentielle des sorties de modèles peut être effectuée de la manière suivante :
   • Comparaison de périodes « pseudo-stationnaires » plus courtes (par exemple, une analyse fréquentielle réalisée sur des périodes d’observation de 30 ans; Figure 7). Des analyses fréquentielles glissantes (par exemple, sur une fenêtre mobile de X années) ont également été proposées (Kharin et Zwiers, 2005);
   • Analyse fréquentielle non stationnaire : plusieurs approches sont possibles. La Figure 8 présente les résultats d’une approche utilisant l’année comme covariable pour les paramètres de position et d’échelle de la distribution des VEG, à l’aide du paquet « extRemes » (Gilleland et Katz, 2016) du logiciel statistique R. D’autres approches incluent celles de Vidrio-Sahagún et al. (2023, 2024) (avec des logiciels libres et ouverts), de Villarini et al. (2009) et d’El Adlouni et al. (2007).
4. Résumer les changements entre les périodes actuelle et future pour tous les ensembles futurs. Prendre en compte les changements entre la période actuelle et la fin des sorties du modèle (par exemple, 2100 avec la génération actuelle des MST), mais également les changements qui surviennent au cours des périodes intermédiaires, comme les changements décennaux.
5. Appliquer les modifications issues des analyses fréquentielles modélisées aux débits de conception calculés à l’aide des observations. Cette étape est nécessaire, car il est peu probable que les données de sortie du modèle correspondent parfaitement aux observations sur la période actuelle de chevauchement. Deux options sont possibles :
   • Correction du biais dans les sorties du modèle pour correspondre aux observations historiques avant l’AFC. Cette opération doit être effectuée avant le calcul de l’étape 3.
   • Dans une approche plus simple, la variation en pourcentage des débits de conception modélisés (du présent vers le futur) peut être appliquée aux débits de conception observés.

Option C : Modèle conçu spécialement pour la zone d’intérêt concernée

Bien que les sorties de modèles hydroclimatiques soient de plus en plus disponibles au Canada, il existe encore de nombreuses situations dans lesquelles aucun modèle n’est disponible ou dans lesquelles les sorties de modèles disponibles ne conviennent pas à un projet particulier. La marche à suivre dans ces cas doit être guidée par le principe de conception d’une analyse proportionnelle au projet (voir la section 2.1).

Pour les projets de petite envergure, la meilleure approche peut consister à combiner l’analyse documentaire et la compréhension qualitative pour recommander des modifications qui tiennent compte des effets des changements climatiques sur les inondations, dans une optique de prudence accrue. Le chapitre 8 du bulletin technique de RNCan (2025b) présente certaines options de méthodes simplifiées d’estimation des ondes de tempête dans les situations d’inondation lacustre. Toutefois, dans le cas de très grands projets, la surconception est moins envisageable, et il est plus approprié de concevoir et de bâtir un modèle expressément pour le projet.

Lorsqu’un modèle conçu spécialement est nécessaire, des efforts de planification sont requis dès la phase initiale de détermination de la portée du projet. Une expertise technique en matière de modélisation hydrologique, de climatologie, d’effets de la glace, d’effets des vagues et d’autres domaines spécialisés, doit être disponible pour le projet, et le budget ainsi que l’échéancier doivent être ajustés en conséquence.

Les détails et l’expertise nécessaires à l’élaboration d’un modèle hydrologique spécifique dépassent le cadre des présentes lignes directrices. En suivant l’exemple de l’option 2 (ci-dessus), les étapes pour élaborer un modèle hydroclimatique personnalisé afin de tenir compte des impacts climatiques sur les inondations dans un système fluvial sont les suivantes :

1. Configurer un modèle hydrologique approprié pour le bassin versant concerné.
2. Calibrer le modèle pour la période historique à l’aide d’observations (par exemple, les conditions météorologiques et les données hydrométriques).
3. Réduire l’échelle (ou obtenir des données à échelle réduite des sorties du MST de manière qu’elles correspondent statistiquement aux observations météorologiques historiques sur la période historique.
4. Exécuter le modèle calibré en utilisant les sorties du modèle climatique à échelle réduite.
5. Traiter les sorties du modèle de la même façon que dans l’option 2 (ci-dessus).

Pour ce niveau d’analyse « maximal », la Figure 9 illustre le moment auquel l’élaboration de modèles hydrologiques personnalisés et la modélisation de scénarios climatiques peuvent s’intégrer au flux de production complet de la cartographie des aléas d’inondation ainsi que la manière de les intégrer.

Non recommandé : extrapolation

Une approche non recommandée de l’analyse quantitative du climat est l’analyse des tendances des observations. Bien que l’évaluation des tendances constitue une partie pertinente de l’évaluation des données utilisées afin de générer les débits de conception actuels, il y a de nombreuses raisons pour lesquelles il n’est pas approprié d’extrapoler ces tendances dans le futur :

• Le principe de la non-stationnarité due aux changements climatiques s’applique également aux tendances. Ce n’est pas parce qu’une tendance s’est produite dans le passé que l’on peut supposer qu’elle se poursuivra.
• De nombreux processus non linéaires fondés sur des seuils sont reliés aux impacts climatiques et aux aléas d’inondation. L’extrapolation d’une tendance historique relative aux aléas d’inondation dans le futur ne tient pas compte de toutes ces interactions complexes.
• Il est facile de confondre la variabilité naturelle avec les changements climatiques. Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles les données hydrométriques peuvent présenter une tendance, comme les facteurs géomorphologiques fluviaux ayant une influence sur le chenal d’un cours d’eau, les changements dans l’occupation des sols, les changements dans la gestion de l’eau et la variabilité climatique à court terme (par exemple, l’oscillation décennale du Pacifique, l’oscillation australe El Niño).
• Les périodes de relevés de nombreuses stations hydrométriques sont trop courtes pour fournir des résultats d’analyse des tendances avec une confiance suffisante pour conclure que ces dernières sont dues aux effets des changements climatiques. La Figure 7 illustre la façon dont une période de relevés de 30 ans est souvent considérée comme suffisamment courte pour être qualifiée de « pseudo-stationnaire » et analysée comme s’il s’agissait d’une période de relevés stationnaire. Pourtant, la plupart des jauges de RHC ont des séries de débits de pointe publiées sur une période inférieure à 30 ans. Dans la version du 16 janvier 2026 de la base de données HYDAT, la durée médiane de la période des relevés des débits de pointe annuels instantanés des jauges de RHC (actives ou désaffectées) n’était que de 20 ans.

2.2.5 Recommandation

Résumé des tâches principales

1. Faire une synthèse des étapes précédentes.
2. Fournir le facteur de sécurité tenant compte du climat sous la forme d’une valeur ou d’une plage de valeurs.

Aperçu

L’étape 5 consiste à faire une synthèse des étapes 1 à 4 et à présenter le résultat sous la forme d’une valeur ou d’une plage de valeurs indiquant dans quelle mesure les changements climatiques influeront sur les débits de pointe dans la zone d’intérêt. Des considérations particulières pour cette étape sont présentées à la section 2.3.

i) Faire une synthèse des étapes précédentes

La phase des recommandations constitue une synthèse des quatre étapes précédentes afin de présenter la meilleure approche pour l’estimation du débit de conception (ou du niveau d’eau) pour une zone d’intérêt précise. Les spécialistes doivent utiliser tous les résultats pour formuler la recommandation la plus appropriée, compte tenu de la compréhension des impacts climatiques et des besoins de l’étude.

ii) Fournir le facteur de sécurité tenant compte du climat sous la forme d’une valeur ou d’une plage de valeurs

Cette dernière étape exige principalement la prise en compte des principes clés de l’évaluation, en particulier les principes 3 (se concentrer sur les principales vulnérabilités) et 4 (établir plusieurs sources de données probantes), afin de présenter le résultat sous la forme d’une valeur ou d’une plage de valeurs indiquant dans quelle mesure les changements climatiques influeront sur les débits de pointe dans la zone d’intérêt. Par exemple, « il est recommandé d’augmenter le débit de conception à récurrence de 200 ans de XX % pour tenir compte de l’augmentation des aléas d’inondation due aux changements climatiques ».

Idéalement, aux étapes 3 et 4 (modèle conceptuel et analyse), les spécialistes ont exploré quelques manières différentes d’envisager les impacts climatiques sur la zone d’intérêt (par exemple, le modèle conceptuel s’est appuyé sur une analyse documentaire, et l’évaluation a intégré les données de sortie des modèles climatiques et hydrologiques). Dans le meilleur des cas, ces approches mènent toutes à des résultats futurs semblables pour le site du projet. Si c’est le cas, les recommandations sur la manière d’ajuster les débits ou les niveaux de conception à l’avenir devraient être assez simples.

Lorsque les résultats des différentes analyses ne concordent pas, il est essentiel de se concentrer sur les principales vulnérabilités. Dans ces situations, les recommandations doivent se concentrer sur les résultats et les effets les plus critiques pour le projet précis, et les résultats sont mieux présentés sous forme de plage de valeurs.

Si une analyse indique qu’un aléa d’inondation est stable et une autre indique une augmentation de cet aléa, et qu’il s’agit de méthodes tout aussi fiables l’une que l’autre, une approche prudente en ingénierie consisterait à recommander de planifier une augmentation des aléas d’inondation. Il y a généralement moins d’inconvénients à prévoir une augmentation des inondations qui ne se produisent pas qu’il n’y en a pour la situation inverse. Il peut cependant y avoir une limite à la prudence dans les recommandations, par exemple lorsque des changements majeurs touchant une zone inondable habitée sont impliqués. Dans ces cas, une analyse plus approfondie (soit à l’aide de nouveaux modèles, soit par une évaluation indépendante) peut être justifiée.

2.3 Considérations particulières

Les considérations particulières suivantes doivent être prises en compte, en particulier lors des étapes 4 et 5 du processus d’évaluation.

A. Impacts climatiques maximaux sur les inondations avant 2100 ou diminution des débits de pointe

Les recommandations relatives à la modification des débits de conception ou des niveaux des lacs doivent toujours être basées sur les aléas les plus élevés à partir d’aujourd’hui jusqu’à la fin de l’analyse. Les spécialistes peuvent supposer que ces aléas les plus élevés se produisent au cours de la dernière année d’une projection climatique (2100 dans la plupart des cas2F2F^{Note de bas de page 3}), mais ce n’est pas toujours le cas.

Les projets comportant des analyses détaillées des sorties des modèles peuvent indiquer que les aléas d’inondation devraient augmenter pendant quelques décennies avant de diminuer. Cela peut être le cas dans les systèmes dominés par la fonte des neiges, où l’augmentation du taux de fonte accroît les aléas d’inondation pendant un certain temps, mais est finalement dépassée par la diminution du couvert neigeux. Les recommandations doivent être basées sur le moment où les aléas sont les plus élevés. Il nous faut vivre jusqu’en 2050 pour atteindre 2100; si les aléas d’inondation sont plus élevés en 2050, les recommandations de conception choisies doivent donc en tenir compte.

En outre, les aléas d’inondation peuvent diminuer pour certains cours d’eau au Canada. Par exemple, un bassin versant où il n’y aura plus de neige ne connaîtra plus de crue printanière. Si tous les autres processus restent inchangés, il serait possible de recommander qu’il n’y ait aucun changement aux débits de conception pour tenir compte du climat. Toutefois, les spécialistes doivent tenir compte des principes 2 et 4. Les exigences en matière de preuve sont plus strictes dans le cas d’un ajustement mineur pour tenir compte des changements climatiques, et plusieurs sources de données devraient appuyer la conclusion selon laquelle aucun changement n’est nécessaire.

Une réduction des débits de conception pour tenir compte des changements climatiques ne doit jamais être recommandée; il est essentiel de se préparer aux inondations dès aujourd’hui.

B. Changements dans le type d’inondation dominant

Le changement de la saison ou du type d’inondation dominants est une situation particulièrement difficile à anticiper. Par exemple, au lieu d’une augmentation monotone des aléas d’inondation au printemps, ceux-ci peuvent évoluer d’une crue printanière à une inondation hivernale due à une tempête de pluie. Ce type de changement nécessite vraisemblablement une modélisation hydrologique rigoureuse et sophistiquée fondée sur la physique ainsi qu’une compréhension conceptuelle détaillée du système.

Outre les difficultés liées aux prévisions, ce type de changement présente d’importantes difficultés logistiques. Les municipalités et les autres gouvernements se préparent aux inondations en connaissant le moment approximatif de l’année où elles peuvent se produire. Si la saison des inondations change, une réorganisation de l’intervention en cas d’inondation sera nécessaire et sera plus difficile à gérer si elle n’est pas planifiée (voir l’étude de cas 3.4). Ainsi, une augmentation modélisée de 15 % de la crue bicentennale, par exemple, est beaucoup plus problématique si l’on s’attend également à ce qu’elle se produise au cours d’une autre saison. Dans ces cas, les recommandations devraient aller au-delà des chiffres et décrire également la façon dont le moment de survenue des inondations pourrait changer.

C. Les scénarios de carbone les plus pessimistes ne se traduisent pas toujours par les pires inondations

On estime généralement que les scénarios de carbone les plus pessimistes (c’est-à-dire ceux qui prévoient le réchauffement le plus important) entraîneront les augmentations les plus marquées du risque d’inondation. C’est généralement le cas, mais ce n’est pas toujours vrai. Lorsque les scénarios climatiques « modérés » entraînent une diminution de l’accumulation de neige, mais que les scénarios de carbone « sévères » entraînent une perte complète du couvert neigeux dans un bassin versant, la modélisation hydrologique peut indiquer un aléa d’inondation plus élevé dans le cas d’un scénario modéré. Cette possibilité devrait être prise en compte lors de la phase d’élaboration du modèle conceptuel et évaluée (au moyen de l’analyse de multiples scénarios de carbone) durant l’analyse, dans la mesure du possible.

2.4 Conclusion

Le processus d’évaluation décrit dans la présente section vise à orienter, plutôt qu’à prescrire, la manière dont les spécialistes peuvent intégrer les considérations relatives aux changements climatiques dans les projets locaux de cartographie des aléas d’inondation. Les spécialistes sont encouragés à effectuer des ajustements en fonction de l’objectif de leur projet, de la disponibilité des renseignements, de leurs compétences et de leurs connaissances.

Les études de cas présentées à la section 3.0 illustrent les approches récentes en matière d’évaluation du climat et l’évolution récente des pratiques locales à travers le pays.

3.0 Études de cas

Le cadre d’évaluation climatique présenté dans la section précédente a démontré qu’une approche uniforme de l’évaluation des inondations en contexte climatique n’est pas applicable. L’évaluation devrait être spécifiquement adaptée à chaque projet. Les études de cas présentées dans cette section reflètent les avancées en ingénierie relatives à l’intégration des effets du climat dans les évaluations des aléas d’inondation à travers le Canada.

Des spécialistes de partout au Canada ont contribué à ce guide en faisant part de leurs approches, de leurs solutions et de leurs expériences.^{Note de bas de page 4} Bien qu’elles aient été réalisées avant la publication du cadre d’évaluation climatique, les études de cas présentées couvrent une variété de communautés et d’aléas d’inondation qui leur sont propres, un ensemble de produits et de méthodes de cartographie, et une variété de résultats.

3.1 Nahanni Butte : Cartographie des aléas d’inondation

Profil de la communauté

Nahanni Butte, traditionnellement connue sous le nom de la Bande des Dénés Nahʔą Dehé, est une petite communauté autochtone éloignée située dans le sud-ouest des Territoires du Nord-Ouest. La communauté est située dans la région du Dehcho, en aval de la réserve de parc national Nahanni, un site du patrimoine mondial de l’UNESCO.

Nahanni Butte est située sur une terrasse fluviale relativement plate sur la rive sud de la rivière South Nahanni, près de sa confluence avec la rivière Liard. La zone de drainage totale dans la communauté est d’environ 264 900 km². Dans cette zone, le bassin versant de la rivière South Nahanni (36 000 km²) est un affluent clé. Le bassin versant est un bassin montagneux et boisé dans les monts Mackenzie, et la communauté elle-même est située sur le bord est des montagnes.

Aléas d’inondation locaux

La communauté est susceptible de subir des inondations riveraines en eau libre, ce qui constitue une distinction essentielle par rapport à la plupart des autres communautés des Territoires du Nord-Ouest, qui sont confrontées à des risques d’inondation causés par des embâcles. Les principaux facteurs d’inondation sont les fortes précipitations dans le bassin montagneux de la rivière South Nahanni, en particulier lorsqu’elles coïncident avec la fonte d’un important couvert neigeux à la fin du printemps.

Les hauts niveaux d’eau de la rivière Liard principale peuvent exacerber ces événements en créant un effet de remous qui nuit à l’écoulement de la rivière South Nahanni. L’inondation la plus importante enregistrée au cours des dernières années s’est produite en juin 2012.

Objectif

L’objectif de cette étude était d’élaborer des cartes des aléas d’inondation pour Nahanni Butte afin de soutenir l’aménagement futur du territoire, la préparation aux situations d’urgence et la résilience climatique. L’étude s’est concentrée sur la modélisation de l’étendue des inondations pour de multiples scénarios d’inondations en eau libre. Ces scénarios comprenaient ce qui suit :

• Inondation observée en 2012
• Inondation avec une PDA de 1 % (crue centennale)
• Inondation avec une PDA de 0,5 % (crue bicentennale)
• Deux scénarios climatiques futurs.

Méthodologie

Une évaluation hydrotechnique complète a été réalisée, en commençant par un examen du contexte et une campagne de terrain, suivis d’une modélisation hydrologique et hydraulique. La campagne de terrain a été entreprise pour obtenir des renseignements bathymétriques et topographiques à jour, et pour identifier les marques des hautes eaux sur la base des observations de la communauté et des souvenirs de l’inondation de 2012. Le levé bathymétrique a été effectué à l’aide d’un sondeur mono impulsion monté sur un bateau pour couvrir 15 km de la rivière Liard et 10 km de la rivière South Nahanni. Le levé bathymétrique a permis de saisir les chenaux en tresses de la zone, et le levé topographique a été réalisé à l’aide d’un drone pour saisir les berges et les bancs de sable émergés qu’il n’était pas possible de relever à l’aide du bateau. Par la suite, une chronologie des inondations a été élaborée pour l’inondation de juin 2012 afin de mieux comprendre la dynamique et les facteurs ayant mené à l’événement. La modélisation hydrologique a ensuite été réalisée à l’aide du modèle Raven (Craig et al., 2020) afin de cibler les hydrogrammes à inclure dans le modèle 2D HEC-RAS (système d’analyse des rivières du Hydrologic Engineering Center). L’étendue, la vitesse et la profondeur des inondations résultantes ont été utilisées pour élaborer des cartes d’inondation et des cartes des aléas d’inondation.

Modélisation hydrologique

La modélisation hydrologique était basée sur un modèle Raven publié, élaboré et calibré à l’origine pour le bassin de la rivière Liard. Pour différents composants du projet, Dillon s’est associé à Heron Hydrologic, qui a réalisé la modélisation Raven. Après la calibration et l’inclusion de données hydrométriques et météorologiques actualisées, le modèle a été utilisé pour simuler le débit journalier continu sur des périodes historiques et futures. La zone de drainage totale du modèle était d’environ 264 900 km², englobant les bassins versants de la rivière South Nahanni et de la rivière Liard. L’analyse fréquentielle régionale des crues (AFRC) a également servi à déterminer l’ampleur des inondations à l’aide des données recueillies par les jauges dans un rayon de 150 km, car aucune jauge hydrométrique n’avait recueilli suffisamment de données à Nahanni Butte. Cette modélisation a permis l’extraction des débits de pointe pour cinq scénarios :

• Inondation historique de 2012 : le débit de pointe de l’inondation de 2012 a été obtenu à partir des données de sortie du modèle Raven simulé, car aucune station hydrométrique n’existait dans la communauté lors de cet événement.
• Inondations avec une PDA de 1 % (crue centennale) et de 0,5 % (crue bicentennale) : les débits de pointe ont été estimés à l’aide d’une analyse fréquentielle des crues (AFC) basée sur les séries chronologiques des débits historiques simulés à partir du modèle Raven. Ceux-ci ont été comparés aux débits de pointe estimés à l’aide de l’AFRC. Étant donné que les résultats de l’AFRC ont indiqué des débits de pointe plus élevés que ceux dérivés de l’AFC du modèle Raven, les résultats de l’ARFC ont été sélectionnés en vue de leur utilisation dans le modèle hydraulique.

Deux scénarios de changements climatiques : Les débits de pointe ont été estimés à l’aide d’une AFC sur des séries chronologiques de débits prévisionnels simulées à partir du modèle Raven, en fonction des données de forçage des scénarios de changements climatiques respectifs. Les détails du processus de sélection des scénarios de changements climatiques sont décrits dans la section suivante. Pour chacun des scénarios, la forme de l’hydrogramme à l’échelle journalière a été basée sur l’hydrogramme de l’inondation historique de 2012 et mise à l’échelle en fonction de leurs débits de pointe respectifs par rapport à l’inondation de 2012. Les hydrogrammes ont été utilisés comme conditions limites en amont sur les rivières South Nahanni et Liard pour le modèle hydraulique.

Les ensembles de données sur les changements climatiques ont été obtenus auprès d’ECCC et sont basés sur un ensemble de 26 modèles à échelle statistiquement réduite de la CMIP6 (phase 6 du Projet de comparaison de modèles couplés). Les jeux de données de l’ensemble de modèles ont fait l’objet d’une réduction d’échelle à l’aide de la méthode de réduction d’échelle statistique multivariées de CanDCS-M6. Les jeux de données à échelle réduite couvrent la période de 1950 à 2100.

Deux scénarios de changements climatiques, SSP2-4.5 (représentant un scénario d’émissions modérées) et SSP5-8.5 (représentant un scénario d’émissions élevées), ont été choisis pour la modélisation et la cartographie après l’examen des résultats de la modélisation initiale. Pour l’ensemble de modèles, les centiles des projections de températures et de précipitations ont été utilisés pour résumer l’éventail des résultats de l’ensemble multi-modèles comme suit :

• Conditions fraîches et humides : Température au 25^e centile et précipitations au 75^e centile (représentées ici par T25P75)
• Conditions médianes : Température au 50^e centile et précipitations du 50^e centile (représentées ici par T50P50)
• Conditions fraîches et humides extrêmes : Température au 5^e centile et précipitations au 95^e centile (représentées ici par T5P95).

Les modèles utilisés dans l’évaluation hydrologique des changements climatiques sont résumés dans le Tableau 2.

Tableau 2. Scénarios sur les changements climatiques.

Nom du scénario	Scénario de trajectoire d’émissions	Modèle	Période de modélisation	Centile de température	Centile de précipitations
Émissions modérées – Conditions médianes	SSP2-4.5	Ensemble	2022-2100	50	50
Émissions modérées – Conditions fraîches et humides	SSP2-4.5	Ensemble	2022-2100	25	75
Émissions modérées – Conditions fraîches et humides extrêmes	SSP2-4.5	Ensemble	2022-2100	5	95
Émissions élevées – Conditions médianes	SSP5-8.5	Ensemble	2022-2100	50	50
Émissions élevées – Conditions fraîches et humides	SSP5-8.5	Ensemble	2022-2100	25	75
Émissions élevées – Conditions fraîches et humides extrêmes	SSP5-8.5	Ensemble	2022-2100	5	95

Le résultat de l’évaluation hydrologique pour chaque scénario consistait en une série chronologique continue des débits dans les rivières South Nahanni et Liard de 2022 à 2100. Sur la base des résultats obtenus, les conditions médianes (T50P50) semblent sous-estimer les débits d’environ un ordre de grandeur. La condition extrême fraîche et humide (T5P95) s’est avérée trop conservatrice et a indiqué des débits de pointe environ deux fois supérieurs aux estimations historiques. L’analyse de sensibilité aux changements climatiques a démontré que les scénarios de conditions fraîches et humides (T25P75) sont les plus représentatifs d’une augmentation des débits journaliers maximaux, tout en demeurant plausibles, pour les deux rivières. Cela suggère un potentiel d’augmentation du couvert neigeux et des débits de pointe annuels à l’avenir.

Une fois le scénario des conditions fraîches et humides retenu, il est nécessaire de traduire les résultats continus en cartes des aléas d’inondation en comprenant la relation statistique des débits de pointe annuels projetés. Pour tenir compte de la non-stationnarité inhérente aux résultats des changements climatiques, l’examen des résultats a été effectué en trois segments :

• Futur proche (2022-2050)
• Milieu du siècle (2050-2075)
• Fin du siècle (2075-2100).

Deux combinaisons des conditions suivantes ont été sélectionnées dans l’analyse de sensibilité pour représenter les scénarios de changements climatiques :

• Probabilité de dépassement annuel : par exemple, 1 % (1/100 ans) ou 0,5 % (1/200 ans)
• Scénario d’émissions : par exemple, SSP2-4.5 ou SSP5-8.5
• Période : par exemple, 2022-2050, 2051-2075 ou 2076-2100.

Les débits de pointe correspondants pour chacun des scénarios de conditions fraîches et humides sont présentés aux Figure 12 et Figure 13 pour les rivières South Nahanni et Liard, respectivement. Il convient de noter que l’axe vertical a été ajusté afin de mieux illustrer la variabilité entre les scénarios.

Les figures présentent les débits de pointe historiques issus de l’AFRC et les débits de pointe futurs issus de l’AFC pour l’analyse de sensibilité aux changements climatiques. Dans la rivière Liard (Figure 13), le débit de pointe semble augmenter à mesure que les changements climatiques progressent, tandis que les débits de la rivière South Nahanni (Figure 12) semblent se stabiliser ou diminuer en réponse aux changements climatiques.

Les deux scénarios de changements climatiques ont été sélectionnés en consultation avec le gouvernement des Territoires du Nord-Ouest, ECCC et RNCan, et sur la base des considérations suivantes :

• Probabilité de dépassement annuel : L’évaluation hydraulique des conditions historiques a indiqué qu’une inondation se produirait lors des crues historiques avec une PDA de 1 % et de 0,5 %, et que la différence entre l’étendue des deux événements était mineure. Par conséquent, les scénarios de changements climatiques avec une PDA de 0,5 % ont été retenus. Ce choix permet d’harmoniser les résultats de cette étude avec les initiatives externes (par exemple, l’AAFCC, qui utilise la période de récurrence de 200 ans).
• Scénarios d’émissions : Les scénarios de changements climatiques SSP2-5.5 et SSP5-8.5 ont été sélectionnés pour représenter respectivement un scénario d’émissions modérées et un scénario d’émissions extrêmes.
• Période : La période du futur proche (2022 à 2050) a été choisie afin de créer la cartographie des aléas d’inondation dans le cadre des scénarios de changements climatiques, car cela est plus utile à court terme aux fins de planification.

Les deux scénarios sélectionnés pour la cartographie des zones inondables dans des conditions de changements climatiques sont résumés au Tableau 3. Par souci de clarté, ils seront désignés dans les sections suivantes par le scénario de trajectoire d’émissions approprié afin de les différencier.

Tableau 3. Scénarios de changements climatiques sélectionnés pour la cartographie des aléas d’inondation

Nom du scénario d’inondation	PDA (%)	Nom du scénario de changements climatiques	Scénario de trajectoire d’émissions	Modèle	Période de modélisation	Centile de température et précipitations
Scénario 1 : Changements climatiques à l’horizon 2050, SSP2-4.5	0,5	Émissions modérées – Conditions fraîches et humides	SSP2-4.5	Ensemble	2022-2050	T25P75
Scénario 2 : Changements climatiques à l’horizon 2050, SSP5-8.5	0,5	Émissions élevées – Conditions fraîches et humides	SSP5-8.5	Ensemble	2022-2050	T25P75

Les résultats indiquent que les changements climatiques affecteront les rivières South Nahanni et Liard de façon différente; les débits modélisés sur la rivière South Nahanni devraient diminuer et ceux sur la rivière Liard devraient augmenter. Les résultats statistiques du futur proche pour la PDA de 0,5 % (crue bicentennale) ont été choisis pour les scénarios SSP2-4.5 et SSP5-8.5.

Modélisation hydraulique

Un modèle HEC-RAS bidimensionnel (2D) a été élaboré en utilisant des données de terrain et de levés bathymétriques dérivés du lidar pour les rivières Liard et South Nahanni. Le modèle 2D a intégré les hydrogrammes journaliers du modèle Raven comme conditions limites en amont sur les rivières Liard et South Nahanni. Les conditions limites en aval ont été utilisées comme mécanisme de calibration pour ajuster les niveaux d’inondation avec les lignes des hautes eaux relevées lors de la crue de 2012. Le modèle hydraulique calibré a généré des matrices de profondeur, de vitesse d’écoulement et de niveau d’eau pour chacun des scénarios modélisés.

Résultats

Le projet a permis de produire un ensemble de cartes détaillées de crues et d‘aléas d’inondation permettant d’appuyer l’aménagement du territoire par la communauté et la planification des mesures d’urgence. L’inondation record de 2012 a été cartographiée, et quatre cartes des aléas d’inondation ont été produites :

• Inondation historique avec une PDA de 1 % (crue centennale)
• Inondation historique avec une PDA de 0,5 % (crue bicentennale)
• Scénario de changements climatiques 1 (T25P75) avec une PDA de 0,5 % (crue bicentennale) – SSP2-4.5 pour la période 2022 à 2050
• Scénario de changements climatiques 2 (T25P75) avec une PDA de 0,5 % (crue bicentennale) – SSP5-8.5 pour la période 2022 à 2050.

Les cartes des aléas d’inondation définissent les zones de chenal d’écoulement et les zones inondables, le chenal d’écoulement étant principalement déterminé par des profondeurs d’eau supérieures à 1 m et des vitesses d’écoulement supérieures à 1 m/s. En raison de la topographie ondulée de la communauté, les profondeurs d’inondation varient considérablement dans l’ensemble de la zone, et peu d’endroits devraient rester en dehors de la zone inondable.

Conclusion

L’étude de Nahanni Butte s’est appuyée sur la modélisation hydrologique Raven actualisée et la modélisation hydraulique 2D HEC-RAS, soutenues par des levés de terrain et des données bathymétriques, pour simuler des scénarios d’inondations, y compris des scénarios historiques (crue de 2012), des inondations avec une PDA de 1 % et de 0,5 % (crues centennale et bicentennale), ainsi que des scénarios de changements climatiques futurs.

L’analyse des changements climatiques s’est appuyée sur des ensembles de données de CMIP6 à échelle réduite, et l’évaluation de deux scénarios d’émissions (SSP2-4.5 et SSP5-8.5) a été réalisée à l’aide d’une combinaison de centiles de température et de précipitations (T25P75). Les scénarios de changements climatiques avec une PDA de 0,5 % (crue bicentennale) pour la période du futur proche (2022 à 2050) ont été retenus comme scénario de planification prudent.

Cinq cartes d’inondation ont été élaborées, dont deux quantifient les changements prévus en fonction des scénarios de changements climatiques. Les cartes d’inondation définitives ont été envoyées à la communauté à la fin du projet.

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3.2 District régional de Comox Valley : Cartographie des aléas d’inondation côtière

Profil de la communauté

Le district régional de Comox Valley (DRCV) couvre une superficie de 1 725 km² sur la côte est de l’île de Vancouver, en Colombie-Britannique (CB). Elle comprend les communautés constituées de la ville de Comox, de la ville de Courtenay, du village de Cumberland, et de nombreuses communautés plus petites non constituées. C’est la terre ancestrale de la Première Nation K’omoks, qui possède des terres de réserve dans le havre de Comox, adjacent au DRCV.

Le DRCV est situé sur environ 150 km de littoral le long du détroit de Géorgie, dans la mer des Salish, et comprend les réseaux fluviaux des rivières Oyster et Courtenay, ainsi que de nombreux cours d’eau plus petits. La plupart des quelque 67 000 habitants vivent près du détroit ou de ces réseaux fluviaux.

Aléas d’inondation locaux

Les zones côtières et fluviales du DRCV ont toujours connu des inondations. La gravité des inondations devrait augmenter en raison des conditions futures liées aux changements climatiques. Ce projet était la première étape d’un processus pluriannuel visant à comprendre les aléas d’inondation et à s’y préparer.

Pour créer divers produits de cartographie illustrant l’exposition actuelle et future aux inondations, l’entreprise Kerr Wood Leidal Associates (KWLA) a réalisé une analyse détaillée et une modélisation des aléas d’inondation côtière et des risques liés aux cours d’eau. KWLA a examiné en parallèle les conditions d’inondation des zones côtières et fluviales afin de mieux comprendre la façon dont les niveaux d’eau dans les zones côtières peuvent influencer la dynamique des inondations fluviales.

Objectif

KWLA a produit des cartes d’inondation avec un ensemble de documents techniques décrivant l’approche en matière de modélisation et de cartographie, y compris :

• les bases géographiques à l’échelle régionale qui ont fourni la plateforme pour la modélisation et la cartographie du projet;
• les cartes des zones inondables réglementées montrant l’étendue de l’inondation pour un événement pluviohydrologique extrême dans un ensemble précis de conditions climatiques futures, comme le recommandent les lignes directrices établies (événement pluviohydrologique avec une PDA de 0,5 % et une élévation du niveau de la mer de 1 m) (voir la Figure 12);
• des données cartographiques numériques, comprenant les niveaux d’eau, les profondeurs d’eau et la vitesse d’écoulement maximale, l’évaluation des aléas d’inondation, les hauteurs de vagues maximales dans la zone inondable côtière, les zones de planification de l’élévation du niveau de la mer et les marges de recul pour différents événements pluviohydrologiques avec une PDA tenant compte des changements climatiques.

Le DRCV utilise les produits de cartographie pour orienter la gestion de l’utilisation des terres dans les zones inondables, l’évaluation des risques, la planification des mesures d’urgence et la mobilisation de la communauté. Par exemple, les cartes des zones inondables réglementées ont servi à créer un outil de communication et de sensibilisation du public, soit une application Web de cartographie sur le site Web du DRCV.

Méthodologie

KWLA a élaboré les produits de cartographie des zones inondables conformément aux lignes directrices établies, y compris :

• les lignes directrices provinciales de la CB sur la gestion de l’utilisation des terres dans les zones à risque d’inondation (Flood Hazard Area Land Use Management Guidelines) (PDF, 1.9 Mo, en anglais seulement)(2018) (“BC provincial guidelines”);
• le Cadre fédéral de la cartographie des zones inondables (PDF, 499Ko) (Ressources Naturelles Canada et Sécurité Publique Canada, 2018), y compris les lignes directrices pertinentes;
• les Engineers and Geoscientists BC Flood Mapping Guidelines (PDF, 5.9 Mo, en anglais seulement) (2017); et
• les lignes directrices et spécifications pour la cartographie des zones inondables du Conseil du bassin du Fraser (2004).

Pour l’analyse, KWLA a pris en compte les niveaux et profondeurs des inondations pour un large éventail d’événements pluviohydrologiques, allant d’une PDA de 0,2 % (événement de tempête ayant une période de retour de 500 ans) à une PDA de 10 % (événement de tempête ayant une période de retour de 10 ans), en tenant compte des changements climatiques à la fois pour le niveau de la mer et les débits fluviaux.

Processus d’analyse côtière

KWLA a estimé les niveaux d’inondation côtière et les marges de recul en appliquant la méthode probabiliste recommandée par les lignes directrices provinciales de la Colombie-Britannique (Figure 15). Les niveaux statiques extrêmes de l’eau de mer, incluant les marées et les ondes de tempête, ont été déterminés à partir de l’analyse des données historiques de niveaux d’eau recueillies dans le détroit de Géorgie et le DRCV.

KWLA a intégré les projections de changements climatiques aux analyses d’inondation côtière en tenant compte de l’élévation du niveau de la mer. Un éventail de scénarios, allant des conditions actuelles jusqu’à une élévation relative de 2,0 m, a été évalué. Une élévation du niveau de la mer de 1,0 m a été retenue pour la cartographie règlementaire des zones inondables, conformément aux lignes directrices provinciales de la Colombie-Britannique. Des ajustements liés à l’intensité et à la fréquence des tempêtes de vent ont été envisagés, mais n’ont pas été appliqués, la littérature scientifique sur le sujet étant encore en évolution et ne présentant pas de consensus à ce jour (la plupart des études indiquent peu de changements à proximité de l’île de Vancouver).

KWLA a utilisé un modèle bidimensionnel d’ondes spectrales en eaux profondes, à haute résolution, pour estimer les conditions de vague dans la mer des Salish. Les tempêtes de vent provenant de chaque direction cardinale ont été modélisées à l’aide de champs de vent à variation spatiale et temporelle, générés à partir de données issues d’événements de tempête historiques. Pour alimenter le modèle de vagues, les vitesses du vent associées à chaque événement ont été mises à l’échelle à des valeurs extrêmes.

Pour la modélisation des vagues en zone côtière, KWLA a adopté une approche unidimensionnelle « basée sur des transects » en utilisant son logiciel personnalisé SHORLAX pour l’analyse régionale à haute résolution de l’effet des vagues. L’ensemble du littoral du DRCV a été divisé en 233 transects, sélectionnés de manière à représenter les caractéristiques de la « zone » côtière environnante en termes de topographie, de bathymétrie et d’exposition aux vagues. À chaque transect, le modèle SHORLAX a été appliqué avec les niveaux d’eau et les conditions de vagues du modèle bidimensionnel d’ondes spectrales en eaux profondes, et la remontée des vagues a été calculée pour chaque scénario de tempête. Les effets secondaires de l’élévation du niveau de la mer ont été pris en compte dans ces simulations, car en eaux plus profondes, les vagues peuvent se propager plus loin vers le littoral avant de se déferler, ce qui se traduit par une remontée des vagues plus importante.

À chaque transect, l’influence des marées, des ondes de tempête, des effets des vagues, du soulèvement ou de l’affaissement local du sol, de l’élévation du niveau de la mer et de la revanche a été combinée pour estimer le niveau des inondations et les marges de recul. Les niveaux des inondations ont été convertis en cartes bidimensionnelles en supposant que le niveau des inondations est uniforme dans une zone côtière donnée.

Processus d’analyse des rivières

KWLA a conçu l’hydrologie des crues pour chaque système fluvial sur la base de l’analyse des données historiques de fréquence des inondations, des lignes directrices disponibles et des projections issues de la modélisation climatique. KWLA a appliqué un facteur de +15 % au débit de pointe de crue de projet pour tenir compte des effets projetés des changements climatiques sur les crues de pointe à moyen terme (2050) et à la fin du siècle (2100). Un facteur de +30 % a été appliqué au débit de pointe de crue de projet afin de tenir compte des effets des changements climatiques projetés sur les crues de pointe pour le siècle prochain (vers 2200) (Figure 16).

KWLA a réalisé la modélisation hydrologique et hydraulique des systèmes fluviaux des rivières Oyster et Courtenay. Des approches unidimensionnelles et bidimensionnelles ont été utilisées pour simuler et estimer les niveaux d’eau, les profondeurs d’inondation et les vitesses d’écoulement le long des chenaux fluviaux et dans les zones inondables, pour un éventail d’intensités de crues fluviales et de scénarios d’impacts des changements climatiques. Pour s’assurer de prendre en compte tous les scénarios d’inondation, les ouvrages de protection actuels et projetés ont été intégrés, ainsi que des scénarios de rupture potentielle de digue.

Conclusion

Un exemple de cartes réglementaires des zones inondables issues de ce processus est présenté ci-dessous (Figure 17). Les principales conclusions de cette étude de cartographie des zones inondables sont les suivantes :

• Les inondations côtières devraient toucher une faible portion des terres du DRCV, soit 1,1 % dans les conditions actuelles et 1,3 % d’ici 2100.
• Plusieurs communautés et zones agricoles situées dans des zones côtières de faible altitude ont été aménagées et sont exposées aux inondations côtières liées aux tempêtes extrêmes, tant dans les conditions actuelles que futures.
• L’élévation du niveau de la mer devrait augmenter l’étendue des inondations ainsi que la superficie totale des terres inondées dans le DRCV. Toutefois, cette augmentation demeure modérée par rapport aux inondations importantes attendues dans les zones basses en conditions actuelles (2 300 ha dans les conditions actuelles contre 2 576 ha d’ici 2100).
• Les niveaux d’eau maximaux augmenteront dans les scénarios futurs de changements climatiques. Un événement côtier avec une PDA de 0,5 % aujourd’hui correspond à des niveaux similaires à ceux d’un événement avec une PDA de 10 % combiné à une élévation du niveau de la mer de 0,5 m.
• Sur la rivière Oyster, les propriétés situées en zones basses dans la partie amont de la vallée fluviale confinée sont exposées aux inondations dans les conditions climatiques actuelles et futures. L’endiguement existant réduit l’exposition dans les secteurs aval, mais celle-ci devient nettement plus importante en cas de rupture de digue.
• Lors des événements majeurs, l’étendue des inondations et les profondeurs d’eau dans la partie aval de la zone inondable du système fluvial de la rivière Courtenay, au sud-est de la route 19A, sont principalement influencées par les niveaux d’eau côtiers. Avec l’élévation du niveau de la mer, ces niveaux côtiers deviendront également le principal facteur de contrôle des événements plus fréquents et de moindre intensité.

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3.3 Lac Cowichan : Cartographie des zones inondables pour les lignes de rivage et le niveau des lacs

Profil de la communauté

Le lac Cowichan est le deuxième plus grand lac de l’île de Vancouver, en Colombie-Britannique, avec une superficie d’environ 62 km². Il constitue la source de la rivière Cowichan, une rivière du patrimoine canadien reconnue à l’échelle nationale, qui s’écoule sur 47 km à travers la vallée de Cowichan jusqu’à l’océan, à la baie de Cowichan (Figure 19).

Aléas d’inondation locaux

Le lac Cowichan s’écoule dans la rivière Cowichan par un système de déversoir et de vannes de régulation du débit. Construit dans les années 1950, ce système retient l’eau dans le lac pendant la saison des pluies du printemps et capte la fonte des neiges printanière pour maintenir les débits de base estivaux dans la rivière en aval. Cela permet de soutenir l’habitat d’importantes espèces de saumon, de préserver la santé écologique du réseau fluvial et d’alimenter les prélèvements d’eau de l’usine de pâte à papier de Crofton.

Le système gère le niveau du lac afin de maintenir les débits de la rivière au-dessus des objectifs réglementaires et environnementaux établis. Depuis les années 1960, on observe une diminution progressive des apports au lac à la fin du printemps et en été (de juin à septembre), et les changements climatiques devraient accentuer cette tendance à l’avenir, rendant de plus en plus difficile l’atteinte des débits cibles pendant les mois secs de l’été.

La rénovation du déversoir afin de favoriser l’adaptation climatique de la rivière Cowichan fait l’objet de discussions depuis les années 1990. La proposition actuelle consiste à stocker davantage d’eau pendant la saison des pluies du printemps en rehaussant le déversoir et en amorçant plus tôt la régularisation des débits afin de soutenir l’approvisionnement en eau de la rivière pendant les mois secs de l’été. Le déversoir et les vannes seraient relevés de 0,7 m, mais les vannes ne seraient exploitées qu’au printemps et en été, laissant les débits et les niveaux du lac non régulés à l’automne et en hiver. Par conséquent, l’amplitude globale des niveaux d’eau du lac resterait largement inchangée, tandis que le moment correspondant à l’atteinte des bas et hauts niveaux d’eau serait modifié. Cette approche est examinée en détail ci-dessous.

Objectif

L’objectif de ce projet était de présenter une évaluation détaillée des effets potentiels de la rénovation du déversoir et des changements climatiques sur la ligne de rivage du lac Cowichan. L’évaluation soutiendra une future demande de permis d’augmentation du stockage de l’eau dans le lac Cowichan. Les objectifs du projet étaient les suivants :

• Évaluer, cartographier et consigner l’état actuel du rivage;
• Prévoir les changements des niveaux d’eau du lac et de l’état de la ligne de rivage;
• Cerner les effets potentiels sur les propriétés riveraines à l’échelle de chaque lot.

Méthodologie

KWLA a utilisé la limite naturelle et la fréquence des niveaux du lac comme principaux indicateurs pour évaluer les impacts sur la ligne de littoral. La limite naturelle a été retenue en raison de sa portée juridique en Colombie-Britannique et parce qu’elle intègre plusieurs caractéristiques du littoral, incluant l’érosion, en une seule variable. La fréquence des niveaux du lac a été retenue en raison de ses effets clairement établis sur l’utilisation des terres et les inondations.

KWLA a mené un vaste programme sur le terrain et s’est appuyé sur une analyse documentaire ultérieure pour étudier la limite naturelle et les propriétés physiques du littoral (végétation, sédiments, pente) de l’ensemble du lac.

Débit entrant

Les niveaux du lac Cowichan dépendent principalement du débit entrant, des débits fluviaux et de l’évaporation. La surveillance continue du débit et des niveaux du lac depuis 1953 a permis de reconstituer les apports historiques par rétrocalcul. Un modèle hydrologique (modèle de bassin versant de l’Université de la Colombie-Britannique, UBC Watershed Model) a été utilisé pour prévoir l’évolution du débit entrant à l’avenir. Les données d’entrée du modèle comprenaient des paramètres topographiques, pédologiques et d’occupation du sol, ainsi qu’une série chronologique continue de données de température et de précipitations. KWLA a calibré et validé le modèle en comparant les résultats simulés sur la période historique au débit d’entrée dérivé des données d’observation.

Pour évaluer les débits entrants du lac dans des conditions de changements climatiques, KWLA a exécuté le modèle hydrologique en utilisant les séries chronologiques quotidiennes de températures et de précipitations provenant d’un ensemble de 10 modèles climatiques globaux régionalisés (ESM) à échelle réduite issue de la phase 5 du Projet d’intercomparaison de modèles couplés (CMIP5), en utilisant le scénario d’émissions du statu quo du profil représentatif d’évolution de concentration (RCP) 8,5 pour la période 1981-2099 (Pacific Climate Impact Consortium, consulté en 2019). Bien que les projections climatiques plus récentes de la CMIP6 aient été disponibles, KWLA a retenu les données de la CMIP5 afin d’assurer la cohérence avec les ensembles de données climatiques utilisés dans d’autres études de projection climatique dans le DRCV.

Niveaux d’eau

KWLA a utilisé le modèle opérationnel du lac Cowichan afin de simuler les niveaux passés et futurs du lac dans les conditions actuelles et le scénario de rehaussement du déversoir. En tant que modèle de bilan hydrique, il utilise le débit entrant du lac et le débit de la rivière (régulé par les vannes ou non) pour simuler les niveaux du lac tout au long de l’année. Le modèle tient compte de l’exploitation saisonnière des vannes, y compris des débits cibles printaniers et estivaux et des seuils de débit minimal basés sur les objectifs environnementaux et les exigences du permis d’utilisation des eaux.

Afin de caractériser la variabilité des niveaux futurs du lac et de sélectionner une série chronologique représentative des niveaux du lac pour l’évaluation des impacts, KWLA a utilisé le débit entrant modélisé du lac pour chacun des 10 modèles climatiques globaux régionalisés (ESM) à échelle réduite comme donnée d’entrée dans le modèle opérationnel afin de générer 10 séries chronologiques de niveaux quotidiens du lac Cowichan. Ces séries ont été générées à la fois pour les projections climatiques passées et futures avec le déversoir existant et le déversoir surélevé de 0,7 m.

Vagues

Les vagues générées par le vent seraient la principale source d’énergie érosive sur le littoral du lac Cowichan. Par conséquent, la quantification des conditions de vagues était essentielle pour déterminer les impacts sur le littoral. L’utilisation d’un modèle numérique de vagues à haute résolution a permis d’estimer les conditions de vagues le long du littoral selon les niveaux du lac pour les scénarios intégrant le déversoir actuel et le déversoir proposé.

Limite naturelle

De façon intuitive, la limite naturelle est définie comme la ligne séparant la terre ferme du lit du lac. À l’aide d’un vaste ensemble de données sur les caractéristiques physiques du littoral (végétation, sédiments, pente, vagues, niveaux d’eau), KWLA a élaboré une équation statistique qui prédit le niveau de la limite naturelle pour toute partie du littoral en fonction de ses propriétés physiques. L’équation est basée sur l’énergie moyenne des vagues incidentes sur le littoral au-dessus de la limite naturelle et a été utilisée pour estimer la variation du niveau de la limite naturelle autour de l’ensemble du lac pour les scénarios intégrant le déversoir rehaussé. Le changement vertical estimé de la limite naturelle a été utilisé pour calculer le changement horizontal correspondant.

Propriétés riveraines

À partir de l’emplacement estimé de la future limite naturelle et de la variation de la fréquence des niveaux du lac pour les scénarios intégrant le déversoir surélevé proposé, KWLA a évalué les effets potentiels sur les 846 propriétés riveraines du lac Cowichan.

Résultats

Dans son évaluation, KWLA a pris en compte le débit entrant, les niveaux du lac, les vagues, la limite naturelle et les propriétés riveraines.

Débit entrant

L’ensemble des résultats de la modélisation du débit entrant indique ce qui suit :

• Le débit entrant moyen annuel du lac augmentera de 2,1 % d’ici les années 2050 et de 8,3 % d’ici les années 2080. La majeure partie de l’augmentation sera observée en automne et en hiver en raison de l’accroissement des précipitations et de la hausse des températures, ce qui se traduit par une diminution de la proportion des précipitations sous forme de neige en altitude.
• Le débit entrant diminuera au printemps et en été; le débit entrant estival devrait diminuer de 30 % d’ici les années 2050 et de 40 % d’ici les années 2080 (voir la Figure 20). Une réduction du débit entrant estival est attribuable à la diminution des précipitations et à la réduction du couvert neigeux (et donc du ruissellement printanier lié à la fonte des neiges) et à l’augmentation de l’évaporation en raison des températures plus élevées attendues à l’avenir.

Comme l’augmentation des apports devrait se produire à l’automne, lorsque les vannes du déversoir sont entièrement ouvertes et qu’aucune régulation des niveaux du lac et du débit de la rivière n’est exercée, il se peut qu’elle n’entraîne pas une augmentation de la disponibilité en eau pendant les mois critiques de l’été. En revanche, la disponibilité en eau sera principalement influencée par la réduction des apports prévue au printemps et en été.

Niveaux d’eau

La Figure 21 compare les niveaux d’eau simulés issus de la série chronologique représentative pour le déversoir existant et le déversoir rehaussé proposé sur une période de 4 ans.

Vagues

La différence d’énergie moyenne des vagues sur le littoral entre les deux scénarios de déversoirs est négligeable dans les zones profondes du lac, mais devient plus importante près du rivage. Pour la majeure partie du littoral, la différence est inférieure à 10 %; toutefois, des écarts allant jusqu’à ± 30 % ont été observés localement. Les variations les plus importantes devraient se produire le long des rivages abrités ou présentant un avant-rivage peu profond, où l’énergie moyenne des vagues est très faible.

Limite naturelle

La Figure 22 montre le parc provincial de Gordon Bay, les positions estimées actuelle et future de la limite naturelle, ainsi que les courbes de niveau associées à la crête des déversoirs actuel et proposé.

Propriétés riveraines

Un ensemble des effets évalués sur les propriétés riveraines est résumé dans le Tableau 4.

Tableau 4. Résumé des effets potentiels sur le littoral.

Répercussions	Description	Constatations
Inondations	Changement potentiel du risque d’inondation pour les résidences principales.	Le rehaussement du déversoir entraînerait une augmentation relativement faible des niveaux d’inondation du lac. La modélisation indique que le niveau moyen annuel du lac pourrait augmenter d’environ 0,1 m (4 po), tandis que le niveau des inondations jusqu’à la période de retour de 50 ans pourrait augmenter d’au plus 0,05 m (2 po). Les niveaux de pointe plus élevés du lac (supérieurs à la crue cinquantennale) ne devraient pas avoir d’incidence.
Submersions	Le déversoir rehaussé entraînera-t-il un stockage supplémentaire d’eau dans les limites de propriété?	Environ la moitié des propriétés riveraines (414) présentent une portion de leur superficie dont l’élévation est inférieure à celle de la cote du déversoir proposé, de sorte que l’eau retenue par le rehaussement du déversoir recouvrira une partie de ces lots.
Changement estimé de la limite naturelle	Changement horizontal estimé de la limite naturelle le long des terrains en bordure du lac.	Les changements projetés de la limite naturelle indiquent que 708 propriétés (84 %) pourraient subir un changement de moins de 3 m en raison du rehaussement proposé du déversoir. Il y a 13 propriétés (2 %) pour lesquelles le changement horizontal de la limite naturelle est estimé entre 10 m et 22 m.

Conclusion

Le changement le plus important dans le régime des niveaux d’eau, et par conséquent de la limite naturelle, se produirait dans les quelques années suivant la mise à niveau du déversoir et du système de vannes de régulation. D’ici les années 2080, KWLA prévoit que la diminution des apports printaniers et estivaux, combinée à la capacité accrue de stockage de l’eau par le déversant rehaussé, aboutirait à un régime de niveaux d’eau semblable aux conditions actuelles. Par conséquent, la limite naturelle devrait retourner à son emplacement actuel.

Si le déversoir n’est pas rehaussé, toutes les propriétés riveraines seront touchées durant les années où le stockage est épuisé et où les niveaux du lac chutent en dessous des niveaux les plus bas observés. La modélisation indique que d’ici les années 2080, les niveaux du lac descendront en dessous des niveaux les plus bas observés environ 10 fois plus souvent avec le déversoir existant qu’avec le déversoir rehaussé proposé.

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3.4 Kootenay-Boundary : Cartographie des zones inondables

Profil de la communauté

Le district régional de Kootenay-Boundary compte plus de 33 000 habitants dans les terres intérieures du sud-est de la Colombie-Britannique, s’étendant sur 8 200 km² d’est en ouest et le long de la frontière canado-américaine. Puisque la région montagneuse confine les communautés au fond des vallées, celles-ci ont été exposées à des inondations et à des risques géomorphologiques fluviaux, dont une inondation catastrophique en 2018 (dans la partie occidentale du territoire).

Objectif

L’objectif de cette étude était d’élaborer des cartes des zones inondables pour quatre régions :

• Rivière Kettle de Rock Creek à Midway (24 km)
• Rivière Kettle Ouest de Carmi à Beaverdell (16 km)
• Rivière Kettle, des chutes Cascade à la frontière internationale près de Laurier
• Lac Christina et crique Christina.

La zone d’étude de la rivière Kettle, de Rock Creek à Midway, est illustrée à la Figure 24. En 2018, la ville de Grand Forks a connu des inondations considérables; les débits les plus élevés jamais observés ont été enregistrés par les stations hydrométriques de Relevés hydrologiques du Canada (RHC).

La Figure 25 présente le régime hydrologique de Kettle River at Ferry (08NN013). Pour soutenir la cartographie des zones inondables, un examen des inondations historiques a été effectué, et une analyse fréquentielle a été réalisée sur les principales jauges de RHC afin de soutenir l’élaboration des débits entrants du modèle hydraulique. Les conditions futures ont été établies à l’aide des résultats du modèle hydrologique élaboré par Associated Engineering (AE) (2021b) et en évaluant l’asymétrie des courbes d’analyse fréquentielle pour les bassins versants à régime mixte tirées du rapport de NHC (2021). Les résultats ont été appliqués à l’étude.

Remarque : La ligne rouge représente le débit médian (1929-2018), les bandes grises représentent respectivement, les centiles 25 à 75, 10 à 90 et les valeurs maximales et minimales, selon un dégradé de teinte décroissante.

Pour la description de l’approche des changements climatiques adoptée dans le cadre de cette étude, seule la zone de Rock Creek à Midway est représentée. Toutefois, la même approche a été appliquée à toutes les zones de l’étude.

Aléas d’inondation locaux

Dans la zone d’étude, les inondations peuvent être d’origine fluviale ou lacustre (y compris les vagues). Les changements climatiques devraient entraîner une augmentation des débits de pointe fluviaux et une élévation des niveaux lacustres. Ces augmentations projetées peuvent avoir des répercussions sur la géomorphologie fluviale, en augmentant dans certains cas le risque de coulées de débris et d’avulsions, et en accélérant l’érosion des berges, la migration latérale des chenaux, la sédimentation et l’aggradation du lit de la rivière.

Les effets indirects ont également été pris en compte. L’exploitation forestière et les perturbations (dues par exemple aux feux de forêt, aux infestations d’insectes) pourraient avoir une incidence sur le régime hydrologique du bassin versant de la rivière Kettle au cours du prochain siècle. Les études menées par Chernos et al. (2020) portant sur les effets des changements climatiques sur ce bassin indiquent une augmentation de 3 à 6 % des débits de pointe associés à une période de retour de 100 ans.

Méthodologie

Une évaluation des changements climatiques était requise pour ce projet, conformément aux lignes directrices de pratique professionnelle et aux exigences du client. Les lignes directrices appliquées sont les suivantes :

• Flood Mapping in BC – Professional Practice Guidelines (PDF, 5.9 Mo, en anglais seulement) (Association of Professional Engineers and Geoscientists of the Province of British Columbia [APEGBC], 2017)
• Legislated Flood Assessments in a Changing Climate in BC – Professional Practice Guidelines (PDF, 3.2 Mo, en anglais seulement) (Engineers and Geoscientists BC, 2018)
• Série de « Guides fédéraux sur la cartographie des zones inondables » (Ressources naturelles Canada, 2025a)
• Flood Hazard Area Land Use Management Guidelines (PDF, 1.9 Mo, en anglais seulement) (ministère des Forêts, des Terres, de l’Exploitation des ressources naturelles et du Développement rural de la Colombie-Britannique, 2018).

Les horizons temporels et les scénarios d’émissions de gaz à effet de serre considérés correspondent aux RCP 4.5 et 8.5, pour les horizons 2050 et 2100.

NHC s’est appuyée sur des travaux antérieurs de modélisation hydrographique réalisés pour le bassin versant de la rivière Kettle, qui ont ensuite été comparés aux résultats du modèle VIC-GL (Variable Infiltration Capacity – Glacier) du PCIC (Pacific Climate Impacts Consortium). Les sources de données et les projections climatiques sont décrites ci-dessous.

Une étude de modélisation hydrologique de la rivière Kettle a été réalisée par AE (2021a), consistant à étendre à l’ensemble du bassin versant de la rivière Kettle un modèle développé à l’aide de la plateforme de modélisation hydrologique Raven (Craig et al., 2020; Chernos et al., 2020). Le modèle étendu s’appuie sur l’ensemble de données de modèles climatiques globaux (MCG) régionalisées et corrigées du biais BCCAQv2 – PNWNAmet afin de simuler les débits projetés pour Kettle River near Ferry (RHC 08NN013) pour la période de 1949 à 2099, en utilisant les 6 modèles climatiques distincts et 2 scénarios d’émissions (RCP 4.5 et 8.5).

En outre, des données sur le débit modélisées issues de 12 scénarios climatiques, produites par le PCIC (2020), étaient disponibles pour Kettle River near Ferry (RHC 08NN013). NHC a comparé les résultats du modèle VIC de PCIC à ceux du modèle Raven d’AE et a constaté une bonne correspondance. Cependant, la discrétisation spatiale du modèle Raven d’AE inclut la rivière Kettle Ouest en tant que sous-bassin, ce qui est directement pertinent pour cette étude, par conséquent, seuls les résultats du modèle Raven d’AE sont présentés dans le présent document.

Approche utilisée pour l’évaluation des effets du climat

L’approche adoptée pour l’évaluation des effets du climat a été appliquée comme suit :

1. NHC a d’abord évalué les résultats du modèle hydrologique d’AE (2021a) et a examiné les changements relatifs par rapport au scénario de référence en ce qui concerne l’ampleur et le moment d’occurrence des débits de pointe annuels futurs. Les résultats du modèle d’AE (2021a) n’ont pas montré d’augmentation des débits de pointe annuels futurs pour Kettle River near Ferry (RHC 08NN013). Les résultats du modèle ont toutefois montré la possibilité d’un futur changement de régime hydrologique, caractérisé par l’apparition de débits de pointe hivernaux sur la rivière Kettle.
2. La deuxième étape consistait à déterminer la méthode d’ajustement permettant de tenir compte des changements climatiques tenant, en particulier, un éventuel changement de régime des débits de pointe futurs. À cette fin, NHC a examiné l’asymétrie de la distribution de débits pour des bassins versants à régime mixte dont la taille est semblable à celle du bassin versant de Kettle River near Ferry (RHC 08NN013). L’approche et le raisonnement utilisés sont les suivants :

Les valeurs d’asymétrie des bassins versants potentiellement exposés à des débits de pointe à la fois en hiver et pendant les crues printanières tendent à être plus élevées que celles des bassins versants plus arides des terres intérieures de la Colombie-Britannique. NHC (2021) a constaté que les inondations extrêmes sont généralement des inondations hivernales dues à des épisodes de pluie sur neige, un résultat qui correspond à la compréhension des différents types d’inondation dans les connaissances établies en hydrologie (McCabe et al., 2007). En pratique, l’ajustement du coefficient d’asymétrie plutôt que l’ajustement par un pourcentage constant entraînerait des changements moins importants pour les périodes de retour plus courtes (par exemple, de 5, 10 ou 20 ans) et des changements plus importants pour les périodes de retour plus longues. Cette approche est cohérente avec les résultats de la modélisation, selon lesquels les débits de pointe printaniers pourraient diminuer, tandis que des débits de pointe hivernaux extrêmes pourraient devenir plus probables.

Pour tenir compte des conditions futures, NHC a procédé à une nouvelle analyse des résultats d’asymétrie tirés du rapport de NHC (2021) afin de déterminer un ajustement d’asymétrie approprié. Les bassins versants retenus répondaient aux critères suivants :

• Une superficie semblable à celle du bassin versant de Kettle River near Ferry (RHC 08NN013);
• Un rapport semblable entre les débits de pointe hivernaux et printaniers (15 à 25 %) aux projections modélisées (de 2050 à 2100) pour Kettle River près de Ferry.

Ce sous-ensemble de résultats a permis d’obtenir une valeur médiane (arrondie) du coefficient d’asymétrie de 0,5 pour les distributions des débits de pointe journaliers. NHC a ensuite remplacé la distribution Log-Pearson de type III (LPT3) avec un coefficient d’asymétrie de 0,5 pour Kettle River près de Ferry (08NN013) afin de tenir compte des conditions futures.

Résultats

Les résultats de l’évaluation des données de sortie du modèle hydrologique d’AE (2021a) sont les suivants :

• Pour la rivière Kettle, la tendance modélisée du débit journalier maximal annuel semble être à la baisse; les débits de pointe modélisés semblent diminuer progressivement au fil du temps. La Figure 26 présente des histogrammes bidimensionnels des valeurs de débit de pointe journalier, regroupées par intervalles de 5 ans. La transition du bleu au jaune indique une augmentation de la fréquence. Cela est logique d’un point de vue physique pour un bassin versant dominé par la neige, comme celui de la rivière Kettle; une diminution de l’accumulation de neige en hiver devrait indiquer une crue printanière moins importante.

• Les résultats du modèle indiquent également que les débits de pointe pour l’année se produiront de plus en plus tôt au cours du siècle à venir, avec une tendance d’environ 125 (mi-mai) à 100 (mi-avril) (Figure 27). Les résultats du modèle montrent également l’apparition de débits de pointe en dehors de la période normale de crue (vers le 300e jour de l’année environ ou plus tard). Ces données aberrantes, qui apparaissent en violet, représentent des événements de précipitations ou des épisodes de pluie sur neige au milieu de l’hiver. Ce type de fonte des neiges au milieu de l’hiver ne s’est pas produit dans la région de la rivière Kettle à ce jour; cependant, les résultats du modèle indiquent que cela pourrait se produire à l’avenir. La Figure 27 montre que, même si le moment d’occurrence des débits de pointe devait changer de façon radicale, leur ampleur ne devrait pas augmenter.

Le coefficient d’asymétrie de la distribution pour les bassins versants à régime mixte étudiés par NHC (2021), dont la taille était semblable à celle du bassin versant de Kettle River near Ferry, était de 0,5 (valeur médiane de l’asymétrie de toutes les jauges de référence examinées, pour le débit de pointe journalier). NHC a utilisé ce coefficient afin d’élaborer un ajustement lié aux changements climatiques tenant compte d’un changement de régime dans les débits de pointe futurs. La distribution Log-Pearson de type III a été recalculée en imposant un coefficient d’asymétrie de 0,5 pour Kettle River near Ferry (08NN013) afin de tenir compte des conditions futures. Les ajustements recommandés du débit de conception pour la zone 08NN013, basés sur un coefficient d’asymétrie de 0,5, sont indiqués au Tableau 5. Les ajustements de l’asymétrie ayant entraîné des changements des débits de conception futurs inférieurs à 10 % ont été plafonnés à une augmentation minimale de 10 %, selon les recommandations d’Engineers and Geoscientists British Columbia (EGBC; 2018).

Tableau 5. Ajustement des débits de conception estimés pour tenir compte des changements climatiques Kettle River near Ferry.

Période de retour	08NN013
	Augmentation (%)	Débit de conception
2 ans	10	388
5 ans	10	483
10 ans	10	541
20 ans	10	593
50 ans	10	656
100 ans	11,7	713
200 ans	15,4	783
500 ans	20,6	880

Remarque : Les augmentations de débit de pointe inférieures à 10 % dues à l’ajustement de l’asymétrie ont été laissées à 10 %, ce qui correspond à l’augmentation minimale recommandée par EGBC (2018).

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3.5 Nation Nisg̱a’a : Cartographie des aléas d’inondation dans le bassin fluvial

Profil de la communauté

La rivière Nass s’écoule sur 380 km depuis la chaîne Côtière au sud-ouest jusqu’à la baie Nass et possède trois affluents principaux. Ce projet s’est concentré sur les territoires de trois villages Nisg̱a’a, soit les villages de Gitwinksihlkw, Lax̱g̱alts’ap et Ging̱olx, ainsi que sur la route côtière entre les villages Lax̱g̱alts’ap et Ging̱olx.

Le bassin de la rivière Nass abrite les premières terres visées par le règlement d’un traité moderne en CB, entre le gouvernement provincial et la Nation Nisga’a.

Aléas d’inondation locaux

Les inondations dans la zone d’étude (Figure 29) peuvent être d’origine fluviale et côtière (vagues, tsunamis), les changements climatiques devraient augmenter les débits de pointe des rivières ainsi que le niveau de la mer. Ces hausses prévues des débits de pointe et du niveau de la mer peuvent avoir des répercussions sur la géomorphologie fluviale, en augmentant dans certains cas le risque de coulées de débris et d’avulsions, et en accélérant potentiellement l’érosion des berges, la migration latérale des chenaux, la sédimentation et l’aggradation du lit de la rivière.

Objectif

L’objectif de cette étude était de décrire les aléas d’inondation sur les terres de la Nation Nisg̱a’a, en tenant compte des changements climatiques, en se concentrant sur les trois villages Nisg̱a’a de Gitwinksihlkw, Lax̱g̱alts’ap et Ging̱olx, ainsi que sur la route côtière entre les villages Lax̱g̱alts’ap et Ging̱olx.

Les livrables du projet comprenaient une cartographie des aléas d’inondation (profondeur et vitesse de courant), des aléas géomorphologiques et des niveaux de construction en zone inondable, élaborés grâce aux composantes suivantes : levés bathymétriques et topographiques, suivi hydrométrique, évaluation des effets des changements climatiques, modélisation hydrologique, évaluation géomorphologique, modélisation hydraulique, évaluation des aléas d’inondation côtière, et cartographie des zones inondables.

Afin de déterminer la sensibilité des débits de pointe à la déglaciation future, compte tenu du fait que le volume de glace glaciaire dans l’ouest du Canada devrait diminuer de 70 % d’ici la fin du siècle (Clarke et al., 2015), le modèle hydrologique a été exécuté avec une diminution des zones glaciaires et leur remplacement par des terrains dénudés.

Les résultats ont montré que l’incidence sur les débits de pointe de la rivière Nass (taux de glaciation de 6 %) et des petits affluents (taux de glaciation allant jusqu’à 27 %) était inférieure à 5 %. Compte tenu de l’incertitude liée à la déglaciation, la couverture glaciaire actuelle a été utilisée afin de déterminer les débits de pointe de conception. Les résultats ont souligné que la perte de glaciers peut avoir une incidence sur les débits de pointe à travers des mécanismes potentiels non simulés, comme les phases transitoires de la fonte qui entraînent la sédimentation et la réduction de l’écoulement des chenaux, ou la formation de lacs résultant de la fonte des glaciers avec un potentiel de produire des débâcles.

Méthodologie

Les lignes directrices suivies et pertinentes dans le cadre d’une évaluation des changements climatiques sont les suivantes :

• Flood Mapping in BC – Professional Practice Guidelines (PDF 5.9 Mo, en anglais seulement) (APEGBC, 2017)
• Legislated Flood Assessments in a Changing Climate in BC – Professional Practice Guidelines (PDF, 3.2 Mo, en anglais seulement) (Engineers and Geoscientists BC, 2018)
• Série « Guides d’orientation fédéraux sur la cartographie des zones inondables » (Ressources naturelles Canada, 2025a)
• Flood Hazard Area Land Use Management Guidelines (PDF, 1.9 Mo, en anglais seulement) (ministère des Forêts, des Terres, de l’Exploitation des ressources naturelles et du Développement rural de la Colombie-Britannique, 2018).

Le client a également demandé l’inclusion d’une évaluation complète des effets des changements climatiques.

Dans le cadre de l’analyse des changements climatiques, NHC a étudié quatre scénarios d’émissions globales de GES associés à quatre différents profils socioéconomiques partagés : SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0 et SSP5-8.5. Pour chacun de ces scénarios climatiques, les projections issues de trois modèles climatiques globaux ont été utilisées pour les horizons temporels du milieu et de la fin du siècle, ce qui a donné lieu à 24 simulations de changements climatiques différentes. Les modèles ont été sélectionnés afin de représenter un large éventail de températures et de précipitations projetées (Cannon, 2015).

Au moment de l’étude, les projections de la CMIP6 désagrégées à l’échelle régionale n’étaient pas encore disponibles auprès des sources provinciales. Les projections de la CMIP6 ont fait l’objet d’une réduction statistique à l’aide de la méthode du mappage par quantiles pour ce projet à partir des modèles du système terrestre (MST) suivants :

• Modèle CNRM-ESM2-1, élaboré par le Centre National de Recherches Météorologiques (CNRM) et le Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS)
• Modèle EC-EARTH3, élaboré par le consortium EC-Earth (Communauté européenne)
• Modèle ACCESS-ESM1-5, élaboré par l’organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth (Australie).

Un modèle hydrologique du bassin de la rivière Nass et de ses affluents vers la baie Nass a été élaboré dans le cadre de la modélisation hydrologique Raven afin de comprendre les effets des changements climatiques sur les processus hydrologiques dans le bassin, y compris les débits de pointe (Figure 30 et Figure 31). Le modèle a d’abord été développé et calibré à partir de données historiques avant d’utiliser des projections climatiques futures. Lors de la calibration, la simulation du régime d’écoulement historique et des processus d’inondation dominants a fait l’objet d’une attention particulière.

Résultats

Le modèle s’est avéré suffisamment performant en matière de calibration et de validation pour évaluer le changement relatif entre les scénarios climatiques actuels et futurs. Il est important de noter que le modèle a été en mesure de simuler de manière adéquate les crues et les débits de pointe hivernaux, ce qui a renforcé la confiance dans la capacité du modèle à simuler des scénarios futurs dans lesquels la distribution des débits devrait changer.

Le modèle a également pu simuler d’autres processus internes, comme l’accumulation et la fonte des neiges, ce qui a permis de renforcer la confiance dans la capacité du modèle à simuler des scénarios en dehors de la plage actuelle de précipitations et de températures.

Conclusion

Les simulations climatiques prévoient des changements importants dans le bassin de la rivière Nass d’ici la fin du siècle, qui comprennent ce qui suit :

• Une augmentation générale des précipitations d’avril à décembre, avec une augmentation plus marquée en automne.
• Une augmentation importante des valeurs moyennes saisonnières des températures minimales et maximales quotidiennes pour toutes les saisons, avec une augmentation des températures hivernales s’échelonnant entre 3 et 6 ⁰C environ.
• Une diminution du couvert neigeux annuel causée par l’augmentation des températures. L’augmentation globale des précipitations et la diminution du couvert neigeux indiquent une augmentation des pluies par rapport à la neige dans le bassin.

La rivière Nass passe donc d’un régime dominé par les crues de fonte à un régime mixte, avec un plus grand nombre d’événements de débits de pointe survenant à l’automne. Historiquement, seuls 20 % des pics annuels se produisent à l’automne, mais à la fin du siècle, cette proportion atteindra 60 %, en raison des épisodes de précipitations automnales. Les pics d’automne sont généralement plus élevés que ceux causés par les crues de la fonte, ce qui entraîne une augmentation de 48 % du débit de période de retour de 200 ans selon un scénario climatique (SSP3-7.0 du CMIP) (Figure 32). Les bassins plus petits et plus côtiers ne présentent pas un changement aussi important des débits de pointe, car ils présentent déjà un régime hydrologique mixte.

Le principe de prudence suppose généralement que le scénario d’émissions de carbone extrême produira les changements de débits les plus importants. Ce n’est pas ce que l’étude a révélé, car le scénario SSP5-8.5 n’entraîne pas les changements de débit de pointe les plus importants pour ces périodes de retour plus longues. En effet, dans le scénario SSP3-7.0, les températures sont suffisamment chaudes pour que des épisodes de pluie sur neige puissent encore se produire à l’automne, de sorte que les débits de pointe sont égaux ou supérieurs à ceux des simulations du scénario SSP5-8.5. Les débits de pointe liés à la crue de fonte sont également plus importants dans le scénario SSP3-7.0 que dans le scénario SSP5-8.5, en raison d’un couvert neigeux légèrement plus important.

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3.6 Crique Rat : Cartographie des zones inondables riveraines

Profil de la communauté

Le ruisseau Rat est un affluent de la rivière Pembina près de Drayton Valley, au sud-ouest d’Edmonton, en Alberta (AB). Les Relevés hydrologiques du Canada (RHC) exploitent des jauges hydrométriques actives dans la région. La jauge du ruisseau Rat est située à 32 km à l’ouest-sud-ouest de Drayton Valley (Figure 34).

Aléas d’inondation locaux

En juin 2023, une station de jaugeage des RHC, la jauge Rat Creek near Cynthia (07BA002), a été détruite lors d’une inondation causée par un événement de précipitation plus important que la moyenne, dont les forts débits ont détruit l’infrastructure. La route et le pont qui traversent le ruisseau Rat ont également été détruits. Le niveau maximal des débits durant cet événement est inconnu; la limite supérieure de la courbe de tarage des débits est de 100 cm (niveau de 3,38 m), mais le niveau a continué à s’élever de 1,5 m à 4,82 m avant la perte de transmission des données (Figure 35).

Objectif

Les RHC ont réalisé une évaluation hydrologique et hydraulique à l’emplacement de la station afin de déterminer si elle devait être reconstruite à un autre endroit. Ce projet était à petite échelle, puisqu’il s’agissait d’une enquête interne et non d’une évaluation complète des aléas d’inondation. Par conséquent, l’évaluation suivante est proportionnelle à l’échelle de ce projet.

Les effets potentiels du climat n’ont généralement pas été pris en compte lors de la détermination de l’emplacement des nouvelles jauges des RHC ni lors de la réparation des stations. Cependant, l’intégration des effets du climat dans les décisions relatives à l’infrastructure aidera le réseau des RHC à mieux résister aux événements extrêmes, afin d’assurer une collecte de données plus constante qui capte ces événements. De plus, le fait d’augmenter le nombre de mesures (plutôt que de se concentrer sur les dommages causés aux stations) lors des crues extrêmes permettra de mettre davantage de données sur ces événements accessibles aux utilisateurs.

Méthodologie

Afin de créer une carte des aléas d’inondation pour l’emplacement de la station, les RHC ont entrepris une analyse hydrologique, une évaluation des changements climatiques et une analyse hydraulique.

Une analyse fréquentielle des crues a été réalisée avec les données historiques fournies par les stations dans le logiciel HEC-SSP (Statistical Software Package de l’Hydrologic Engineering Center) en utilisant le Bulletin 17C (Figure 36).

L’analyse fréquentielle des crues indique que le débit à récurrence de 100 ans est de 340 m³/s. Toutefois, sur ce site, un débit beaucoup plus important est survenu auparavant. En juillet 1986, un débit de 580 m³/s a été relevé dans les archives historiques. Cette valeur semble basée sur la méthode de pente-débitance, comme l’indiquent les notes de terrain pour l’événement. Ces calculs comportent une marge d’erreur importante, mais il a été considéré comme représentatif en raison des preuves d’un événement de fortes précipitations et de débits élevés à cette période. Les articles de presse, les relevés des précipitations des stations météorologiques d’ECCC et les données d’une station hydrométrique située en aval à proximité (07BA001) confirment l’occurrence d’une inondation importante à cette époque.

Pour amorcer l’évaluation des changements climatiques dans la zone, un modèle conceptuel (Figure 37) a été élaboré pour mieux comprendre la zone, y compris les causes des inondations et la façon dont les changements climatiques pourraient les influencer. (Le modèle conceptuel illustre la manière dont les débits de pointe et les inondations devraient être influencés par les changements climatiques, ce qui permet d’orienter le reste du processus d’évaluation).

La Figure 37 montre l’incidence d’un effet donné des changements climatiques sur les débits de pointe, y compris ce qui suit :

• La température devrait augmenter (Shrestha et al., 2017), ce qui pourrait entraîner :
  • La transformation sous forme de pluie des précipitations qui auraient pu tomber sous forme de neige auparavant. L’effet exact de ce phénomène sur le débit des cours d’eau est inconnu, mais cela pourrait modifier la fréquence et l’ampleur des événements importants.
  • L’augmentation des épisodes de pluie sur neige, ce qui se traduirait par un système plus réactif présentant des débits de pointe plus élevés.
  • L’augmentation de la demande évaporative atmosphérique, ce qui se traduirait par une diminution de la quantité d’eau disponible dans le bassin versant pendant les périodes chaudes de l’année.
• Il existe une possibilité de perte du couvert arboré dans le bassin en raison d’éventuels feux de forêt et du déboisement. Cela réduirait l’interception des précipitations par les arbres, ce qui entraînerait une augmentation du ruissellement dans les cours d’eau.
• Les précipitations devraient augmenter (Shrestha et al., 2017).

Dans l’ensemble, l’ampleur des débits de pointe devrait augmenter dans le bassin versant.

Comme une évaluation quantitative des effets des changements climatiques sur les débits de pointe n’était pas possible en raison de contraintes de temps et de budget, une approche fondée sur les risques a été adoptée afin d’évaluer les effets d’éventuels changements dans les débits de pointe. Une revue de littérature a été réalisée pour cibler une gamme de changements attendus (en pourcentage) dans les débits de pointe en raison des changements climatiques. Étant donné que le bassin versant du ruisseau Rat est de petite taille, il n’a pas fait l’objet d’études directes. Cependant, de nombreuses recherches ont été effectuées dans la zone élargie, notamment dans le bassin versant de la rivière Athabasca.

Une étude de Dibike et al. (2019) menée sur la rivière Athabasca, à proximité de la zone d’étude, a examiné les changements projetés (en pourcentage) de l’ampleur des débits associés à une période de retour de 100 ans selon le scénario d’émissions RCP 8.5. L’étude a révélé que ces débits augmenteront de 4 à 12 %, selon la méthode d’analyse des valeurs extrêmes (Figure 38).

Le ruisseau Rat et la rivière Athabasca seront exposés à des changements climatiques semblables (température et précipitations). Cependant, puisque son bassin versant est plus petit, le ruisseau Rat est plus susceptible d’être exposé à la génération de ruissellement synchronisé (causé par les précipitations, la fonte des neiges ou une combinaison des deux) que la rivière Athabasca. Ainsi, la variation de 4 à 12 % identifiée dans le cadre de cette étude a été considérée comme représentant la limite inférieure de l’augmentation des débits de pointe attribuables aux changements climatiques au ruisseau Rat.

À l’inverse, dans un bassin versant beaucoup plus petit que celui du ruisseau Rat, avec peu de capacité de stockage, le pourcentage maximal de la variation des débits de pointe attendue est égal à la variation en pourcentage de l’intensité des événements de précipitation extrêmes. Afin d’estimer l’augmentation des précipitations (et par extension, des débits de pointe) dans un très petit bassin versant réactif situé dans la même région que le ruisseau Rat, une courbe IDF ajustée en fonction des changements climatiques a été examinée. Il a été constaté que le changement projeté dans l’intensité des précipitations à intervalle de 24 heures et à récurrence de 100 ans est d’environ 20 % selon le scénario SSP2-4.5, ce qui a été retenu comme la limite supérieure de l’augmentation possible des débits de pointe pour le ruisseau Rat.

Conclusion

Les changements climatiques peuvent entraîner une augmentation potentielle des débits de pointe dans cette zone d’environ 4 à 20 %. Afin de compléter l’évaluation fondée sur les risques, cette gamme de débits ajustés au climat a fait l’objet d’une modélisation hydraulique pour analyser les effets d’une augmentation des débits. Le modèle hydraulique du chenal du ruisseau Rat près de la station de jaugeage des RHC a permis de déterminer les zones inondées pour l’ensemble de la plage de débits ajustés (Figure 39). Cependant, même la crue centennale sans ajustement indiquait une inondation dans la zone d’intérêt. La nécessité de déplacer la station dans une zone moins sujette aux inondations était donc claire. L’ajustement pour tenir compte des changements climatiques de 20 % a été modélisé afin de cibler d’autres endroits à proximité de la station qui sont à l’abri des inondations.

La rive droite à l’est de la route a été identifiée comme un emplacement potentiel, demeurant exempte d’inondation lors de l’événement de juillet 1986 (580 m³/s). Ces résultats ont été transmis à l’équipe des opérations des RHC afin de finaliser le déplacement de la station.

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3.7 Conservation Halton : Cartographie des aléas d’inondation pour les cours d’eau locaux

Profil de la communauté

Conservation Halton est l’un des 36 offices de protection de la nature de l’Ontario et un organisme local de gestion des bassins versants. Sa compétence s’étend aux bassins versants des ruisseaux Grindstone, Bronte et Sixteen Mile, ainsi qu’à 18 bassins versants urbains plus petits qui s’écoulent vers le lac Ontario. Cette étude s’est concentrée sur les cours d’eau urbains dans la ville d’Oakville qui s’écoulent vers le ruisseau Sixteen Mile.

Aléas d’inondation locaux

La ville d’Oakville a connu d’importantes inondations dues à de fortes pluies, comme plusieurs autres municipalités du sud de l’Ontario. Pour comprendre l’ampleur et l’étendue des aléas d’inondation et des risques pour la vie et les biens, le projet s’est appuyé sur les normes d’inondation (PDF, 698 Ko) de l’Ontario, soit la crue centennale et l’inondation due à l’ouragan Hazel de 1954, toutes deux associées à de fortes pluies. L’ouragan Hazel a entraîné des précipitations de 285 mm en 48 heures, dont 212 mm au cours des 12 dernières heures, avec une intensité horaire maximale de 53 mm/h.

Objectif

L’objectif du projet était de mettre à jour les débits de pointe et d’élaborer des ébauches de cartes techniques de délimitation des zones inondables afin de soutenir l’aménagement du territoire et la prise de décision pour le cours d’eau s’écoulant dans le canal de dérivation Morrison-Wedgewood (Figure 41).

Conservation Halton a également cherché à comprendre la façon dont les changements climatiques peuvent augmenter la fréquence et la gravité des événements pluvieux, ainsi que les débits de pointe hydrologiques estimés et les inondations associées sur les plans d’eau locaux.

Méthodologie

La portée des travaux comprenait une évaluation des modèles hydrologiques précédents, la sélection d’une plateforme de modélisation et la sélection de scénarios hydrologiques actuels et futurs.

Le scénario climatique inclus dans le modèle hydrologique était basé sur les recommandations relatives aux scénarios de précipitations futures dues aux changements climatiques (Wood, 2018). Les scénarios de précipitations étaient basés sur le scénario RCP 8.5 des trajectoires représentatives d’évolution de concentration Les horizons temporels retenus pour l’étude de Wood comprenaient les scénarios de courbes IDF des précipitations pour 2050 et 2080. Le scénario 2080 a été retenu aux fins d’évaluation en raison de la durée de vie utile prévue des infrastructures d’eaux pluviales dans la zone.

La principale source de données utilisées pour les projections climatiques a également été tirée de l’étude de Wood. L’évaluation des changements climatiques demandée par le client comprenait l’intégration de l’approche recommandée dans l’évaluation des changements climatiques de la Ville d’Oakville.

L’approche a été orientée par la Climate Change Strategy (PDF, 2.8 Mo, en anglais seulement) (2014) et par l’étude Review of Future Rainfall Studies (Wood, 2018). Conformément aux recommandations de cette étude, les projections IDF ajustées en fonction des changements climatiques (basées sur l’outil IDF-CC de l’Université Western [V2]) ont été appliquées sur la base des conditions climatiques projetées en 2080. Une distribution de précipitation de Chicago sur 24 heures a été appliquée (conformément aux normes de la Ville et aux conclusions de l’analyse de sensibilité), compte tenu de l’absence de données de surveillance à long terme des débits qui soutiendraient la sélection d’une distribution moins prudente.

Le 4 août 2014, plusieurs orages ont entraîné d’importantes inondations dans un bassin versant à proximité de la ville de Burlington. Conservation Halton a recueilli et analysé les données pluviométriques disponibles et a défini l’hyétogramme associé aux précipitations maximales touchant une cellule de 1 km², à partir de données radars calibrées de la station NEXRAD de Buffalo, à New York. Les précipitations maximales déterminées durant la tempête se sont élevées à plus de 190 mm en 7 heures. Alors que l’intensité horaire maximale des précipitations (56 mm/h) était semblable à celle de la norme d’inondation de l’ouragan Hazel, l’hyétogramme des précipitations généré pour la tempête du 4 août 2014 a utilisé des pas de temps de 10 minutes (plutôt qu’un pas horaire), et la distribution de précipitation comprenait donc une intensité maximale de 126,7 mm/h sur une durée de 10 minutes. Les précipitations maximales de la tempête dans la cellule ont été simulées et comparées aux débits associés aux zones inondables réglementées (correspondant aux débits les plus élevés entre ceux associés à la tempête centennale et ceux associés à l’ouragan Hazel) et aux débits à récurrence de 100 ans ajustés au climat.

Conclusion

Le scénario de précipitations ajusté au climat a entraîné les débits de pointe les plus importants dans quatre des six exutoires des cours d’eau, l’inondation causée par l’ouragan Hazel et les débits de pointe du 14 août 2014 ayant généré des débits de pointe plus élevés aux deux nœuds restants. Seuls les débits associés aux normes d’inondation provinciales ont été cartographiés.

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3.8 Région de Durham : Cartographie des aléas d’inondation pour les routes et les traverses riveraines

Profil de la communauté

La zone d’étude de ce projet est la zone inondable fluviale réglementée relevant de la compétence de l’OPNTR dans la région de Durham, en Ontario. La plupart des terres du bassin versant ont subi une urbanisation importante, mais on y trouve également des terres agricoles rurales et des terrains de golf.

Quatre bassins versants de l’OPNTR se trouvent dans les limites de la région de Durham, en tout ou en grande partie :

• Bassin versant de la baie Frenchman’s : environ 2 700 ha dans la ville de Pickering, avec quatre sous-bassins versants qui s’écoulent dans la baie Frenchman’s et ensuite dans le lac Ontario.
• Bassin versant du ruisseau Petticoat : environ 2 417 ha, principalement dans la ville de Pickering, entouré par les bassins versants de la rivière Rouge, du ruisseau Duffins et de la baie Frenchman’s.
• Bassin versant du ruisseau Carruthers : une zone de drainage approximative de 3 971 ha dans les villes de Pickering et d’Ajax. Le bassin versant est constitué du bras principal et des affluents est et ouest, qui rejoignent le bras principal à environ 300 m en amont de Taunton Road East; le ruisseau s’écoule ensuite vers le marais Carruthers jusqu’au lac Ontario.
• Bassin versant du ruisseau Duffins : il s’agit du plus grand des quatre bassins versants, avec une zone de drainage d’environ 28 216 ha. La majeure partie du bassin versant se trouve dans la ville de Pickering; le réseau de cours d’eau comprend plusieurs ruisseaux (Lower Duffins, Main Duffins, East Duffins, West Duffins et Miller).

Aléas d’inondation locaux

L’intensité, la durée et la fréquence des précipitations extrêmes sont liées à la nature des changements climatiques. Les efforts de modélisation du climat déployés par la communauté internationale montrent qu’au fur et à mesure du réchauffement des températures globales de l’air, le taux d’humidité augmente, ce qui peut accroître la quantité et l’intensité des précipitations lors de phénomènes météorologiques extrêmes. La fréquence des précipitations extrêmes reste un domaine de recherche actif à l’échelle mondiale, mais de nombreux universitaires, municipalités et décideurs élaborent des approches pour mettre à jour les outils utilisés dans la conception des infrastructures afin de prendre en compte les conditions futures, comme les courbes IDF.

Bien que la mise à jour des courbes IDF pour la région visée n’ait pas été possible, Savanta et le Climate Risk Institute (CRI) ont été chargés de présenter une approche consistant à « modifier » les périodes de retour sur la base de scénarios climatiques futurs. Cette tâche a été orientée par la question de recherche suivante : « Quelle est la nouvelle période de retour attendue pour une quantité de précipitations associée à un événement historique donné (par exemple, à récurrence de deux ans)? » En d’autres termes, cette tâche se concentre sur le « changement » de la PDA en tenant compte des changements climatiques, et non sur la détermination de la quantité future de précipitations extrêmes (c’est-à-dire en millimètres).

Objectif

Cette étude a orienté le Community Climate Adaptation Plan (PDF, 7.9 Mo, en anglais seulement) (2016) de la région, en se concentrant sur les traversées de cours d’eau et routes relevant de la compétence de l’OPNTR dans la région de Durham uniquement, et n’a pas pris en compte la vulnérabilité des routes dans des scénarios d’inondations urbaines (et non riveraines).

Méthodologie

L’équipe du projet a entrepris une revue de la littérature afin de cibler les méthodes, les analyses et les approches potentielles pour la mise à jour des périodes de retour dans un contexte de changements climatiques futurs. Cela comprenait les éléments suivants :

• La mise à l’échelle de la température;
• L’application d’un facteur de sécurité « dérivé d’un modèle climatique »;
• La transposition d’une tempête de conception provenant d’une autre juridiction ou la modification de son application pour estimer les conditions futures
• L’utilisation d’une analyse statistique pour mettre à jour les probabilités de dépassement annuelles (par exemple, analyse des valeurs extrêmes ou analyse de sensibilité).

À la suite de discussions entre le personnel de l’OPNTR et de la région de Durham, Savanta et le CRI ont confirmé qu’ils entreprendraient une procédure d’analyse statistique et de sensibilité tirant parti des données sur les précipitations futures et sur les tempêtes disponibles dans l’ensemble de l’Ontario. Plus précisément, l’équipe du projet effectuerait une analyse pour comparer les données futures liées aux courbes IDF et interpréter dans quelle mesure les périodes de retour pourraient changer dans les bassins versants de l’OPNTR situés dans la région.

Le projet a rassemblé des données sur les effets des inondations, la criticité des routes et les modèles hydrauliques afin d’établir un classement des risques, basé à partir d’une analyse documentaire et cartographique, pour les routes exposées aux inondations riveraines et de caractériser la performance hydraulique des traverses (telle que reflétée dans les modèles hydrauliques de l’OPNTR) en comparaison avec les critères du ministère des Transports de l’Ontario (MTO). Dans le cadre de cette étude, Savanta et le CRI ont mené une autre étude sur la manière d’intégrer les changements climatiques futurs, pour laquelle une approche consistant à « décaler » les périodes de retour sur la base des scénarios climatiques futurs a été élaborée (c’est-à-dire en « modifiant » la PDA des tempêtes déjà modélisées en tenant compte des changements climatiques). Les résultats de cette étude, à savoir les tableaux de projection des « périodes de récurrence décalées », ont été utilisés pour ajouter un scénario de changements climatiques aux bases de données sur les routes et les traverses vulnérables aux inondations.

Les données et les résultats sur les traverses ont été extraits des modèles hydrauliques actuels de l’OPNTR pour les quatre bassins versants (Figure 43). Les données extraites du modèle ont fait l’objet d’un traitement supplémentaire afin de cibler les traverses soumises à une pression ou à des débordements, ainsi que la première période de retour à laquelle elles le devenaient (ce qui signifie qu’elles ne pouvaient pas évacuer le débit associé à l’événement de tempête). Cela a permis d’obtenir des renseignements sur le niveau de service réel qu’une traverse pouvait offrir.

Le MTO fournit des critères de conception en matière d’inondations pour attribuer le niveau de service hydraulique qu’une traverse devrait présenter, en fonction de la classification des routes, de l’environnement routier et de la portée de la traverse. L’OPNTR a comparé le niveau de service réel fourni par chaque traverse avec le niveau de service établi par le MTO, ce qui a révélé que plusieurs traverses dans chacun des quatre bassins versants ne présentaient pas le niveau de service actuellement exigé selon les critères de conception du MTO. En outre, l’évaluation de la capacité des traverses a également été entreprise pour intégrer les conditions climatiques futures (c’est-à-dire les périodes de retour décalées), ce qui a permis de cibler un plus grand nombre de traverses qui ne répondraient pas à l’avenir aux critères du MTO, en raison du changement anticipé des périodes de retour des débits d’orage associés, qui passeraient d’une fréquence plus faible à une fréquence plus élevée.

La vulnérabilité des routes aux inondations a également été évaluée en extrayant la profondeur maximale d’inondation pour chaque événement modélisé sur chaque tronçon de route inondé dans la zone inondable réglementée. À l’aide des tableaux élaborés par consensus afin d’établir un lien entre la fermeture des routes et la profondeur d’inondation, et des données sur la circulation journalière pour chaque tronçon de route, un calcul de la perturbation par événement et de la perturbation moyenne annualisée (PMA) des tronçons de route a été réalisé. La PMA est fonction de la durée de fermeture, de la circulation journalière moyenne annuelle et de la PDA. Les futurs scénarios de changements climatiques ont été intégrés dans l’évaluation des routes vulnérables aux inondations, comme en témoigne la PDA révisée dans les calculs de la PMA (Figure 44).

La criticité des tronçons de route a également été évaluée sur la base des huit facteurs suivants : 1) la classification fonctionnelle des routes, 2) la circulation journalière annuelle moyenne, 3) les routes de transit désignées, 4) les routes de transport de marchandises, 5) le degré de redondance, 6) l’évacuation et le rétablissement après un sinistre (proximité des risques nucléaires), 7) la proximité de récepteurs sensibles et 8) l’équité et la justice sociale. Chacun des indicateurs s’est vu attribuer une note sur une échelle d’un à cinq, avec une note de criticité globale calculée comme la somme des notes de chacun des facteurs pour chaque tronçon de route inondé. Plus la note combinée est élevée le long d’une route, plus un tronçon de route donné est critique. Les notes de criticité ont ensuite été converties en un multiplicateur qui a été appliqué à la PMA pour obtenir une note globale des risques d’inondation.

Résultats

Les livrables de cette étude sont les suivants :

1. Une base de géodonnées contenant des données sur la capacité des traverses pour chaque bassin versant, incluant un fichier de forme de type points de traverses et un tableau des traverses pour chaque événement de tempête dans les conditions climatiques actuelles et futures.
2. Une base de géodonnées contenant des données sur la capacité des routes pour chaque bassin versant, incluant un fichier de forme linéaire des tronçons de route, un tableau des routes comprenant les calculs des perturbations pour chaque événement de tempête, pour les conditions climatiques actuelles et futures, et la PMA.
3. Une base de géodonnées de classement de la criticité des tronçons de route, comprenant un fichier de forme linéaire des tronçons de route pour chaque facteur, et un fichier de forme des notes de criticité déterminées par les huit facteurs combinés.
4. Un fichier ArcGIS.mxd avec des liens vers chaque base de géodonnées ci-dessus et des vues cartographiques sélectionnées.
5. Un rapport complet qui détaille les méthodes utilisées et les résultats obtenus, ainsi qu’un rapport sommaire.

Conclusion

L’évaluation et la réduction des risques climatiques, ainsi que la mise en œuvre d’efforts d’adaptation globaux, sont des processus itératifs. Les planificateurs d’infrastructures, les concepteurs, les ingénieurs et tous les autres membres du personnel municipal doivent s’attendre à revoir de façon périodique (par exemple, tous les cinq ans) leurs recherches, les résultats obtenus et la manière dont ils sont interprétés, ainsi que leurs implications, afin de s’assurer qu’ils peuvent être mis à jour au fur et à mesure de l’acquisition de nouvelles connaissances scientifiques et de la prise de décision les concernant. Les considérations suivantes ont été présentées à titre d’extrants :

• Avant d’adapter les résultats présentés dans ce rapport, il importe de toujours s’assurer qu’une discussion approfondie a eu lieu concernant la tolérance au risque de la région de Durham, les compromis coûts-avantages associés et le niveau d’intérêt régional pour la modernisation de l’infrastructure. Les changements prévus dans certaines périodes de retour peuvent être importants et avoir des conséquences importantes à l’échelle municipale.
• Il importe d’éviter d’utiliser uniquement la moyenne de l’ensemble multi-modèles (« une seule donnée ») aux horizons 2050 et 2080 pour les périodes de retour futures des tempêtes. Il convient plutôt de prendre en compte la plage de périodes de retour prévues et les probabilités de dépassement annuel dans le cadre d’enquêtes futures.
• En général, lorsque ces périodes de retour futures sont appliquées à des ouvrages publics, une réflexion supplémentaire ou une analyse technique sont justifiées pour s’assurer que les résultats sont adaptés au contexte précis du site concerné. À titre de rappel, les scénarios climatiques peuvent changer, et il n’existe pas de scénario unique et standard sur lequel les municipalités peuvent se baser pour concevoir des projets. Il convient donc de faire preuve de souplesse dans la mesure du possible et d’examiner l’éventail de ces résultats dans le cadre des analyses techniques et en fonction des critères de conception.

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3.9 Ruisseau Mimico : Cartographie des aléas d’inondation liés à l’érosion

Profil de la communauté

Le bassin versant du ruisseau Mimico est entièrement urbanisé. Plus de 30 % de sa masse terrestre est utilisée à des fins industrielles, et plus de 60 % du cours d’eau est canalisé de façon artificielle. Le ruisseau Mimico s’étend sur 33 km à l’ouest de Toronto, en Ontario, fait partie du bassin des Grands Lacs et est un affluent du lac Ontario.

Aléas d’inondation locaux

Afin de faire face aux risques d’érosion pesant sur l’infrastructure hydraulique, plus de 200 sites exposés à des risques d’inondation ont été répertoriés sur plus de 20 km de longueur de canal.

Objectif

La Ville de Toronto a retenu les services d’Aquafor Beech pour réaliser le plan directeur des systèmes géomorphologiques du ruisseau Mimico (Mimico Creek Geomorphic Systems Master Plan ou GSMP) dans le but de cibler, d’évaluer et de hiérarchiser les risques liés à l’érosion pour les infrastructures hydrauliques de Toronto dans le bassin versant.

La particularité de cette étude réside dans l’intégration de la modélisation des changements climatiques afin d’évaluer leurs effets sur les processus géomorphologiques à l’échelle du tronçon fluvial.

Méthodologie

En collaboration avec EBNFLO, Aquafor Beech a élaboré un processus de modélisation innovant qui utilise les résultats des MCR comme données d’entrée dans les modèles hydrologiques (HSPF ou Hydrological Simulation Program – FORTRAN) et hydrauliques (HEC-RAS) à l’échelle du bassin versant afin d’évaluer les implications des changements climatiques pour les indices d’érosion dans le chenal (vitesse de courant, contraintes de cisaillement, puissance du cours d’eau).

Les résultats de l’évaluation des changements climatiques ont été utilisés pour affiner l’évaluation des variantes de conception proposées et la hiérarchisation des grands travaux. Bien qu’elle ait insisté sur la compréhension de la relation entre les changements climatiques et l’érosion dans le cours d’eau, l’évaluation a également pris en compte les implications en matière d’inondations (c’est-à-dire la manière dont les changements climatiques auront une incidence sur le cycle saisonnier des précipitations et des inondations dans le ruisseau Mimico et la manière dont ils augmenteront l’intensité et la fréquence des événements de la période de retour existante).

L’évaluation était un composant essentiel du projet et a été réalisée conformément aux principes directeurs définis dans le document Adaptive Management of Stream Corridors (PDF, xxx Mo) (2001) de l’Ontario par le ministère des Richesses naturelles et des Forêts (MRNF) et le Watershed Science Centre de l’Université Trent. Elle a également été conçue pour appliquer des méthodes conformes au document Guide for Assessment of Hydrologic Effects of Climate Change in Ontario (PDF, 24.8 Mo, en anglais seulement) (2010).

L’évaluation des changements climatiques se divisait en deux parties nécessitant des approches différentes. La première a examiné les effets potentiels des changements climatiques sur différents composants du cycle hydrologique, notamment la température de l’air, les précipitations, le potentiel d’évapotranspiration et le volume total de l’écoulement du ruisseau Mimico. La seconde portait sur les effets potentiels du réchauffement climatique sur la gravité et la fréquence des événements pluviohydrologiques majeurs. Les méthodes utilisées sont décrites en détail ci-dessous.

Les effets secondaires des changements climatiques ont également été pris en compte, notamment en ce qui concerne la définition des effets des changements climatiques sur les processus géomorphologiques. L’évaluation s’est appuyée sur la relation entre les débits de pointe modélisés et la puissance du cours d’eau pour évaluer les effets des changements climatiques sur les taux d’érosion dans le cours d’eau, en tenant compte de la variabilité à l’échelle du tronçon en ce qui concerne la composition du chenal (matériaux du lit et des berges).

En réponse à l’incertitude entourant les MCM et les scénarios d’émissions de GES, Aquafor a envisagé six scénarios de conditions climatiques futures dans le cadre de l’évaluation des changements climatiques. Ils comportaient 3 scénarios d’émissions de GES appliqués à 2 horizons temporels futurs, soit 2050 et 2080. Les scénarios et les horizons temporels étaient les suivants :

• RCP 2.6 2050 : ce scénario de faibles émissions (3,0 W/m² de forçage radiatif global) entraînerait une hausse des températures de l’air à l’échelle mondiale jusqu’en 2050 environ, suivie d’une période de stabilisation des températures. Il porte sur les conditions climatiques autour de 2050, lorsque le réchauffement climatique serait limité à environ 2 °C.
• RCP 4.5 2050 : ce scénario d’émissions intermédiaires (4,5 W/m²) entraînerait une augmentation des températures plus élevée que celle du scénario RCP 2.6. Ce taux d’émission devrait entraîner un réchauffement climatique d’environ 3 °C, qui se stabiliserait dans la dernière partie du siècle. Il porte sur les conditions climatiques aux alentours de 2050.
• RCP 8.5 2050 : ce scénario d’émissions très élevées (8,0 W/m²) représente le pire scénario examiné. Ce taux d’émission entraînerait un réchauffement climatique supérieur à 4 °C au-delà de 2100 sans période de stabilisation. Il représente les conditions climatiques aux alentours de 2050.
• RCP 2.6 2080 : ce scénario et cet horizon temporel entraîneraient des conditions climatiques identiques entre 2050 et 2080, en raison de la stabilisation des températures après 2050.
• RCP 4.5 2080 : ce scénario et cet horizon temporel représentent le scénario d’émissions RCP 4.5 autour de 2080, dans lequel une stabilisation du climat serait attendue.
• RCP 8.5 2080 : ce scénario et cet horizon temporel représentent le scénario d’émissions RCP 8.5 autour de 2080, dans lequel le réchauffement climatique se poursuivrait.

Toutes les projections climatiques futures utilisées pour soutenir l’évaluation des changements climatiques du GSMP du ruisseau Mimico proviennent du portail canadien de données climatiques et du portail Ontario Climate Change Data Portal (en anglais seulement).

Évaluation des répercussions possibles des facteurs clés

Comme indiqué ci-dessus, l’évaluation des changements climatiques du GSMP du ruisseau Mimico se divisait en deux parties nécessitant des approches différentes.

La première partie a examiné les effets hydrologiques potentiels de différents scénarios de réchauffement climatique en ce qui a trait au ruissellement et à l’écoulement fluvial, y compris les composants du cycle hydrologique dans la zone d’étude locale. Le modèle hydrologique HSPF a été utilisé pour simuler le ruissellement dans le bassin versant et le débit fluvial des tronçons du ruisseau dans diverses conditions climatiques. Le modèle a été calibré avec des données climatiques de 2011 à 2016 et des données mises à jour d’utilisation des terres. Cette période de simulation comprend quelques grandes tempêtes, dont une importante en juillet 2013. Les données météorologiques, y compris la température de l’air, les précipitations, la température du point de rosée et l’évapotranspiration potentielle, ont été modifiées pour refléter les différents scénarios climatiques futurs (Figure 46).

Pour tenir compte de l’incertitude entourant les MST et les scénarios d’émissions de GES, les six scénarios de conditions climatiques futures ont été pris en compte, avec trois scénarios d’émissions de GES appliqués à deux horizons temporels futurs (2050 et 2080). La moyenne mensuelle, les températures maximales et minimales de l’air et le volume de précipitations de la période de référence (2011 à 2016) et des différents scénarios de changements climatiques ont été comparés pour chaque horizon temporel futur. Les valeurs de changement ou delta pour les climats futurs ont été établies en calculant la moyenne des résultats pour des périodes de 20 ans. Par exemple, afin de caractériser les résultats autour de 2050, la moyenne des résultats des simulations pour 2040 à 2059 a été calculée. Les séries de données d’entrées climatiques utilisées dans la modélisation hydrologique ont été synthétisées pour chaque scénario climatique en appliquant aux séries chronologiques climatiques de la période de référence les facteurs delta établis sur une base mensuelle. Les données météorologiques ont été synthétisées pour la température de l’air, la température du point de rosée et les précipitations de cette façon. Le modèle HSPF a ensuite été exécuté pour la période de 2010 à 2016, l’année 2010 étant considérée comme une année d’amorçage pour chaque scénario climatique. Les données de sortie du modèle ont été résumées pour 2011 à 2016 en ce qui a trait au ruissellement et à l’écoulement fluvial annuels, mensuels et saisonniers. Une comparaison directe des séries chronologiques des débits a également été établie entre les scénarios de changements climatiques afin d’expliquer les différences et les effets.

La seconde partie de l’évaluation des changements climatiques a examiné les effets potentiels du réchauffement climatique sur l’occurrence et l’intensité des tempêtes majeures dans la zone d’étude à l’avenir et leur incidence sur l’écoulement du cours d’eau. L’approche élaborée dans le cadre de cette étude pour évaluer les effets hydrologiques potentiels des futures tempêtes sur les systèmes géomorphologiques s’appuie sur des simulations de MCR réalisées à travers l’Amérique du Nord et se concentre sur les plus grosses tempêtes typiquement observées dans la zone d’étude.

Cette approche rationnelle établit un lien entre la gravité des tempêtes à l’avenir et l’augmentation des températures de l’air. Il s’ensuit que la capacité de rétention en eau de l’atmosphère augmentera à mesure que le réchauffement climatique s’intensifiera et que, dans des conditions propices à la formation de tempêtes, il est plus probable que les tempêtes transportent davantage d’humidité. Cette intensification des tempêtes devrait se manifester par une augmentation de leur ampleur (intensité et durée) et de leur fréquence. L’Organisation météorologique mondiale (OMM) a publié des définitions et des procédures aux fins d’estimation d’une expression hydrométéorologique nommée « précipitation maximale probable » (PMP), définie comme la plus grande quantité de précipitations sur une durée donnée possible sur le plan météorologique pour un bassin versant ou un emplacement à un moment donné de l’année. On a émis l’hypothèse que les PMP dépendent de la température et ne doivent pas être considérées comme constantes à l’avenir. L’augmentation future des PMP dans une zone donnée peut être directement liée au réchauffement climatique. Cette augmentation des PMP serait due à une augmentation de la capacité de rétention en eau de l’air.

Les études axées sur la région des Grands Lacs, qui englobe la zone d’étude du GSMP du ruisseau Mimico, prévoient une augmentation de 4 % des PMP par degré Celsius de réchauffement. À l’aide de cette relation, les tempêtes majeures futures qui pourraient toucher le bassin versant du ruisseau Mimico (c’est-à-dire les tempêtes de conception) ont été synthétisées en ajustant les volumes de précipitations de façon proportionnelle à l’augmentation projetée des températures. Ces ajustements ont été effectués pour tenir compte de l’augmentation future des PMP. Le modèle hydrologique a ensuite été exécuté afin de simuler la réponse à chaque tempête pour les périodes actuelle et future, ce qui a permis l’analyse des effets des changements climatiques.

Résultats

Les principales conclusions de la première partie de l’évaluation des changements climatiques indiquent des précipitations estivales plus faibles à l’avenir, ce qui entraînerait une diminution du débit de base et la possibilité d’une grave sécheresse (Figure 47). Pendant les mois les plus froids (novembre à avril), le couvert neigeux connaîtrait une diminution considérable et disparaîtrait presque complètement dans le pire scénario. Avec la diminution du couvert neigeux et l’augmentation des températures de l’air en hiver, les eaux de surface seraient soumises à une évaporation accrue, ce qui réduirait le stockage hivernal de l’eau dans l’ensemble du bassin versant et donc la probabilité d’une crue printanière typique. Toutefois, l’écoulement fluvial serait plus important tout au long de l’hiver en raison de l’augmentation des précipitations sous forme de pluie, de la fonte des neiges plus importante et de l’augmentation des précipitations en général. Pendant les mois chauds et froids, le risque d’orages violents augmenterait en raison des changements climatiques.

La conclusion de la deuxième partie de l’étude est que les changements climatiques augmenteront le risque d’occurrence de tempêtes plus violentes, en partie à cause de l’augmentation de la capacité de rétention en eau de l’atmosphère. Les changements climatiques devraient également augmenter la gravité des événements pluviohydrologiques majeurs lorsqu’ils se produisent. On estime, pour la zone d’étude du GSMP du ruisseau Mimico, que les précipitations liées aux tempêtes majeures pourraient augmenter de 8 % selon les projections de 2050 et de 11 % selon les projections de 2080 (Figure 48).

En ce qui concerne les effets secondaires des changements climatiques, il a été estimé que les taux d’érosion latérale (berges) augmenteraient en moyenne de 14 % d’ici à 2050 et de 31 % d’ici à 2080 par rapport aux conditions climatiques actuelles. À l’inverse, les taux d’érosion verticale (lit du chenal) devraient augmenter de 38 % d’ici à 2050 et de 70 % d’ici à 2080.

Conclusion

Les conséquences liées à ces résultats sont notamment la réduction de la durée de vie prévue des mesures de contrôle de l’érosion existantes et l’élargissement prévu du chenal actuel du ruisseau Mimico. L’intention du GSMP est de tirer parti de cette compréhension des implications futures des changements climatiques sur l’érosion dans le cours d’eau pour sélectionner et élaborer des solutions de remise en état des chenaux qui seront résilientes aux effets futurs des changements climatiques, afin d’assurer la protection à long terme des infrastructures hydrauliques à risque de Toronto.

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3.10 Bassin versant principal de la rivière Gaspereau : Cartographie municipale des lignes de crue

Profil de la communauté

La ville de Kentville est la communauté la plus peuplée de la vallée de l’Annapolis en Nouvelle-Écosse. En 2022, la province a accordé un financement à la Ville pour qu’elle retienne les services de Dillon Consulting dans la réalisation de la cartographie des lignes de crue dans le bassin versant primaire de la rivière Gaspereau. Le comité de projet comprend des représentants du MAM et des municipalités qui sont situées dans la zone du bassin versant.

Aléas d’inondation locaux

Le bassin versant primaire de la rivière Gaspereau s’écoule vers l’est en direction du bassin Minas, qui connaît certaines des marées les plus fortes du monde, avec une amplitude pouvant atteindre 16 m. De nombreux petits bassins versants secondaires s’écoulent directement dans la baie de Fundy. Chacun de ces cours d’eau subit l’influence des marées et de nombreuses communautés et terres agricoles sont situées le long des lignes de rivage et dans les réseaux de digues. Le bassin versant s’écoule vers le cœur de la vallée de l’Annapolis, les eaux de surface traversant de multiples communautés, sites historiques, centres touristiques et régions agricoles. Historiquement, les inondations se sont produites sur une base assez régulière dans le bassin versant, avec des événements de crue en 2003, 2008, et plus récemment, en juillet 2023 et juillet 2024.

Objectif

En 1999, la province a adopté une réglementation en vertu de la Municipal Government Act par l’entremise d’une déclaration d’intérêt provincial (DIP) afin d’établir des critères et des normes de planification minimaux dans les zones inondables. Entre 2018 et 2020, le MAM a élaboré un document Municipal Flood Line Mapping (PDF, 1.5 Mo, en anglais seulement) (MFLM) afin de présenter un ensemble de normes qui s’appliquent à l’ensemble de la province, assurant ainsi la cohérence de la réalisation de la cartographie des lignes de crue. L’objectif final était de s’assurer que toutes les municipalités appliquent la DIP de la province sur les risques d’inondation à leurs zones de compétence susceptibles d’être inondées, y compris le bassin versant primaire de la rivière Gaspereau.

Méthodologie

Le personnel provincial a créé une norme relative aux changements climatiques avant d’élaborer le document MFLM. L’objectif était d’élaborer un cadre cohérent pour l’intégration des changements climatiques futurs dans la cartographie des zones inondables fluviales et côtières en Nouvelle-Écosse. Ce cadre a été élaboré afin de présenter une approche défendable sur le plan scientifique, fondée sur un consensus et qu’il est possible de mettre en œuvre. La norme a été élaborée en consultation avec des experts de plusieurs universités (Université Dalhousie, Université St. Francis Xavier et Université Saint Mary’s). Un groupe de travail interdisciplinaire comprenait des chercheurs en planification municipale, en ingénierie des ressources en eau, en hydraulique côtière et en climatologie.

La norme relative aux changements climatiques prescrit des scénarios d’analyse minimaux des précipitations et des niveaux d’eau côtiers (ondes de tempête et marées), tant pour les conditions actuelles que les conditions futures. Les changements climatiques sont intégrés aux scénarios existants. Il y a lieu d’augmenter les quantités de précipitations et le niveau de la mer des scénarios établis selon les valeurs respectives prescrites par la norme.

En plus des scénarios de référence établissant les critères liés aux lignes de crue qui s’appliquent aux conditions d’aménagement existantes, les scénarios futurs potentiels propres à la zone d’étude doivent être pris en compte. Cela peut comprendre la modification de l’état actuel de l’aménagement des bassins versants ou du système de drainage.

Les exigences de la norme relative aux changements climatiques comprennent ce qui suit :

Scénarios d’émissions

Le profil représentatif d’évolution de concentration de 8,5 W/m² (RCP 8.5 [5^e rapport d’évaluation]) doit être utilisé pour toutes les prévisions des changements climatiques utilisées dans les études de cartographie des zones inondables fluviales et côtières.

Horizon temporel

L’horizon temporel futur de la cartographie des limites des inondations fluviales et côtières s’étendra jusqu’en 2100. Une limite de crue provisoire devrait être produite avec un horizon temporel s’étendant jusqu’à 2050 à des fins de planification municipale provisoire.

Courbes intensité-durée-fréquence

Les données d’entrée du modèle hydrologique doivent inclure des événements pluvieux à récurrence de 20 ans et de 100 ans dérivés d’une relation IDF du climat futur. Une approche à deux méthodes comprenant des estimations provenant à la fois de l’outil statistique IDF_CC (Institut de prévention des sinistres catastrophiques, Université Western) et de la méthode semi-physique de mise à l’échelle de Clausius-Clapeyron (C-C) devait être utilisée conformément à ce qui suit :

Spécifications de l’outil IDF_CC

L’ensemble complet « Bias-Corrected Ensemble » doit être utilisé afin de générer les relations IDF ultérieures pour l’horizon 2050 à 2100.

Les données de sortie doivent être utilisées pour déterminer le 95^e centile du total et de l’intensité des précipitations pour la durée des tempêtes à l’étude.

Spécifications de la méthode de mise à l’échelle C-C

Il convient d’utiliser des projections de températures maximales quotidiennes à échelle réduite sur le plan statistique ou dynamique. L’un ou l’autre des ensembles de données ou les deux doivent être obtenus auprès des sources suivantes :

• L’outil d’extraction des données climatique d’ECCC doit être utilisé pour obtenir un ensemble de projections de températures maximales quotidiennes à échelle réduite sur le plan statistique.
• Les projections d’ensemble des températures maximales quotidiennes à échelle réduite dynamique doivent être obtenues à partir de l’Expérience coordonnée de réduction d’échelle régionale du climat (Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment ou CORDEX [en anglais seulement]).

La période de projection est comprise entre 2070 et 2100, et la période historique doit être déterminée par un professionnel qualifié, compte tenu des données d’observation disponibles pour l’endroit le plus proche de la zone d’intérêt.

La relation IDF basée sur les données climatiques d’observation doit être mise à l’échelle à l’aide de la différence du 95^e centile de la température moyenne quotidienne maximale entre les périodes historiques et futures modélisées. Les facteurs de mise à l’échelle doivent être utilisés pour le calcul de mise à l’échelle de C-C, selon les exigences suivantes :

• Un facteur d’échelle de 7 % par augmentation de la température de 1 ⁰C doit être utilisé afin de mettre à l’échelle les relations IDF historiques pour les événements pluvieux d’une durée supérieure à 6 heures.
• Un facteur d’échelle de 14 % par augmentation de la température de 1 ⁰C doit être utilisé afin de mettre à l’échelle les relations IDF historiques pour les événements pluvieux d’une durée inférieure ou égale à 6 heures.

Les précipitations totales à récurrence de 20 ans et de 100 ans à utiliser pour la cartographie des zones inondables et doivent correspondre aux valeurs de précipitations les plus élevées obtenues à partir des deux méthodes (c’est-à-dire IDF_CC et C-C).

Conditions limites pour les inondations côtières et fluviales en aval

Le niveau total de la mer à utiliser pour la cartographie des zones inondables fluviales et côtières doit être calculé selon l’équation 1 :

Afin de déterminer le niveau de PMSGM, la grille de PMSGM des surfaces de séparation verticale hydrographique du Service hydrographique du Canada (SHC) et des Levés géodésiques du Canada (LGC) a été utilisée.

Le 95^e centile de l’élévation relative du niveau de la mer (ERNM) mondiale projetée (James et al., 2014) doit être utilisé dans le scénario RCP 8.5 à l’horizon 2100 pour l’endroit le plus proche de la zone d’intérêt. Les effets locaux, comme l’expansion des marées dans la région supérieure de la baie de Fundy, doivent également être pris en compte.

Il convient d’ajouter 65 cm supplémentaires à l’ERNM projetée pour tenir compte d’une fonte possible de l’inlandsis de l’Antarctique occidental.

Les ondes de tempête historiques à récurrence de 20 ans et de 100 ans doivent être incluses. La méthodologie utilisée pour l’estimation de cette valeur doit être déterminée par un professionnel qualifié, compte tenu des données historiques disponibles ou des projections du modèle.

Résultat

La norme provinciale de la Nouvelle-Écosse relative aux changements climatiques présente aux spécialistes des manières appropriées d’intégrer les effets des changements climatiques dans les évaluations des aléas d’inondation dans la province.

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3.11 Rivières Sissiboo et Bear de la Nouvelle-Écosse : Cartographie des lignes de crue des principaux bassins versants

Profil de la communauté

La zone d’étude se situe principalement dans la municipalité du district de Digby, du côté est de l’estuaire de la rivière Bear se trouvant dans la municipalité du comté d’Annapolis, en Nouvelle-Écosse (N.-É.). Au-delà des rivières Sissiboo et Bear, l’étendue côtière de la zone d’étude s’étend du bassin Annapolis, en passant par la partie ouest du passage Digby, le long de la baie de Fundy, à l’ouest le long de la péninsule de Digby, et englobant l’île Brier, ainsi que la partie intérieure du bassin de St. Mary’s, jusqu’à l’embouchure de la rivière Sissiboo près du village de Weymouth (Figure 51).

Objectif

L’objectif principal de cette étude était de préparer un ensemble de cartes de l’étendue des inondations et des aléas d’inondation pour les principaux cours d’eau et les côtes situés dans la zone d’étude, en tenant compte à la fois des conditions existantes et des conditions futures projetées, afin d’aider à la prise de décision et à la planification. Historiquement, les inondations majeures dans la région ont été principalement causées par les ondes de tempête combinées aux marées hautes extrêmes de la baie de Fundy. En outre, le long des principaux cours d’eau de la zone d’étude, il existe des zones particulières exposées aux inondations au-dessus de la zone estuarienne, par exemple près du confluent des bras Est et Ouest de la rivière Bear.

Les effets des inondations et des changements climatiques dans ces zones peuvent inclure non seulement des dommages aux infrastructures, mais également des risques pour la sécurité publique, des répercussions économiques et une incidence environnementale grave. Le secteur riverain devient de plus en plus vulnérable aux inondations à mesure que l’aménagement se densifie et que les changements climatiques continuent à poser des risques plus importants. L’infrastructure du secteur riverain le long de River Road près du village de Bear River et d’Evangeline Trail est un exemple de bien précieux qui offre des services essentiels aux résidents.

Méthodologie

Ce projet a permis de produire un vaste ensemble de cartes d’inondation couvrant environ 23 km des rivières Sissiboo et Bear et environ 200 km de côte le long du bassin Annapolis, de la péninsule de Digby et de l’île Digby, et de la baie St. Mary’s. La cartographie des zones inondables comprend les 6 scénarios définis dans le document Municipal Flood Line Mapping (PDF, 1.5 Mo, en anglais seulement) (MFLM) de la province, y compris les PDA de 5 % et de 1 % pour les conditions climatiques actuelles à l’horizon 2050 et 2100. Les produits de cartographie comprennent les lignes de crue, les profondeurs d’inondation, la vitesse de courant et les risques associés. Cette série de scénarios d’inondation et de produits de cartographie des zones inondables présente un riche ensemble de données permettant de décrire les risques d’inondation dans la zone d’étude. Les lignes de crue pour tous les scénarios sont présentées dans le rapport, ainsi que la cartographie des risques associés aux conditions climatiques actuelles.

L’étude a permis la production de cartes d’inondation pour 6 scénarios présentés au Tableau 6 :

Tableau 6. Résumé des scénarios utilisés pour produire les cartes d’inondation.

Probabilité de dépassement annuelle (%)	Description	Horizons temporels pour les conditions climatiques
5	La période de retour de 20 ans, décrite comme « zone inondable principale » dans la DIP	actuel
		2050
		2100
1	La période de retour de 100 ans, décrite comme « zone inondable secondaire » dans la DIP	actuel
		2050
		2100

Cette étude a été réalisée selon l’ébauche des spécifications du document MFLM (version définitive publiée en 2024). Les phases principales du projet étaient les suivantes :

1. Examen des études, des rapports et des événements d’inondations antérieures
2. Suivi des niveaux d’eau et réalisation de levés bathymétriques des cours d’eau et des structures de pont
3. Consultation des parties prenantes au moyen de questionnaires et de discussions
4. Analyse des changements climatiques et de l’élévation du niveau de la mer
5. Analyse des niveaux d’eau côtiers
6. Analyse hydrologique comprenant l’examen des événements d’inondation historiques et l’élaboration d’un modèle hydrologique des bassins versants
7. Analyse hydraulique et modélisation des cours d’eau
8. Production de cartes des zones inondables pour les niveaux d’eau fluviaux et côtiers.

La déclaration d’intérêt provincial relative aux zones à risque d’inondation (en anglais seulement) définit la zone inondable principale comme étant associée à une période de retour de 20 ans et la zone inondable secondaire comme étant associée à une période de retour de 100 ans. Cette étude a utilisé le terme « probabilité de dépassement annuel » (PDA) pour décrire la probabilité d’un événement d’inondation.

Méthodologie de la cartographie des zones inondables

Les lignes de crue pour les 6 scénarios d’inondation (période actuelle, 2050 et 2100 avec une PDA de 5 % et de 1 %) couvrant la côte et les rivières dans la zone d’étude ont été préparées conformément aux exigences énoncées dans le document MFLM. En outre, des cartes des aléas d’inondation pour les rivières ont été élaborées sur la base de la classification des risques du document MFLM (profondeur x vitesse). Les lignes de crue côtières et fluviales ont été fusionnées en une seule ligne de crue continue pour représenter la PDA de ce scénario, comme illustré à la Figure 52.

En ce qui concerne la cartographie des niveaux de crue côtiers, il convient de noter que les cartes représentent des niveaux d’eau statiques, sans l’effet de la remontée des vagues. Lors d’un événement de tempête, d’autres composants dynamiques contribueront aux niveaux d’eau extrêmes observés. La remontée des vagues, par exemple, peut aggraver considérablement les dommages causés. La remontée des vagues dans les zones côtières exposées de la baie de Fundy peut être de l’ordre de plusieurs mètres, tandis que les zones plus abritées seront limitées par la longueur du fetch et les profondeurs d’eau près du littoral.

La cartographie de la profondeur d’inondation, de la vitesse de courant et des risques a été réalisée pour les événements avec une PDA de 5 % et de 1 % dans les conditions climatiques actuelles et futures. Ces cartes contiennent de nombreux renseignements qui pourraient être utiles à la gestion des situations d’urgence et des risques pour les personnes et les biens, ainsi qu’au soutien à l’aménagement du territoire.

Outre les cartes des lignes de crue, les cartes de profondeur d’inondation, de vitesse de courant et de risques peuvent présenter une grande quantité de détails pour décrire les aléas d’inondation potentiels. Les exemples suivants montrent la profondeur des inondations riveraines, leur vitesse et les risques associés dans un scénario avec une PDA de 1 % au village de Weymouth. Les cartes de profondeur indiquent la profondeur d’eau pour chaque mètre carré de terre pendant le pic de crue et constituent une représentation utile afin de visualiser les inondations (Figure 53).

Les cartes de vitesse de courant sont générées sur la base des profils de vitesses issus du modèle 1D à chaque section transversale du modèle et sur les données interpolées entre les sections transversales. Ces cartes permettent de cibler les zones présentant des risques liés aux eaux vives et les endroits susceptibles de subir des dommages dus à l’érosion (Figure 54).

La cartographie des risques est établie en multipliant la profondeur d’inondation par la vitesse de courant, ce qui permet d’évaluer le niveau de risque pour les personnes. Il est important de tenir compte de la vitesse de courant, car des eaux peu profondes, mais qui s’écoulent rapidement peuvent présenter plusieurs risques. Sur la base des spécifications du document MFLM, les risques ont été définis comme la vitesse de courant (m/s) multipliée par la profondeur (m) et classés en trois catégories décrites au Tableau 7. Les inondations côtières ont été incluses pour illustrer l’étendue potentielle des zones inondées, et une classe nominale de 1 leur a été attribuée. La cartographie des aléas d’inondation côtière ne représente pas les risques réels attendus, mais illustre l’étendue potentielle des inondations. Un exemple est présenté à la Figure 55. À cet endroit, plusieurs routes et bâtiments, ainsi qu’une caserne de pompiers se trouvent dans une zone de risques de classe 1. Les infrastructures, notamment les routes, les ponts et les ports côtiers, risquent d’être touchées par les inondations actuelles et futures.

Tableau 7. Cartographie de la vitesse des inondations riveraines avec une PDA de 1 % au village de Weymouth, conditions actuelles.

Catégorie	Valeur de l’aléa (profondeur [m] * vitesse [m/s])	Niveau de l’aléa
0	Moins de 0,5	Mise en garde
1	0,5 à 1,5	Risques modérés
2	1,5 à 2,5	Risques élevés
3	Plus de 2,5	Risques extrêmes

Résultats

Les conclusions et les recommandations de cette étude sont basées sur les renseignements disponibles au moment de sa réalisation, avec les incertitudes associées, comme les lacunes dans les données, les effets inconnus des activités liées aux digues et aux réservoirs, les précipitations futures et les projections d’élévation du niveau de la mer liées aux changements climatiques, et autres facteurs.

Conclusion

Cet exercice de cartographie des zones inondables a démontré la présence d’un risque d’inondation à plusieurs endroits dans la municipalité, notamment dans les villages de Bear River et de Weymouth. Les politiques et les règlements en place devront être mis à jour pour refléter les conclusions de l’étude sur les inondations. Par exemple, CBCL a recommandé que le district de Digby mette à jour sa stratégie de planification municipale (SPM) et ses règlements afin de reconnaître les risques et d’adopter des politiques afin d’y remédier. L’entreprise a en outre recommandé des consultations approfondies avec les Premières Nations, les parties prenantes, le personnel municipal et le public afin d’assurer la compréhension globale de l’objectif de tout changement et de son importance pour améliorer la sécurité publique.

CBCL a également recommandé que la municipalité et le MAM provincial collaborent avec Nova Scotia Power pour évaluer l’influence potentielle des installations hydroélectriques sur les inondations en aval. Des renseignements supplémentaires sur le fonctionnement du système en cas d’événements extrêmes contribueront à réduire l’incertitude liée à la cartographie des lignes de crue. Il est également recommandé de prendre en compte l’efficacité de l’exploitation des digues pour la cartographie des lignes de crue.

Une analyse et une modélisation supplémentaires des inondations côtières ont également été recommandées, y compris une analyse de l’exposition aux vagues, de la remontée des vagues et du débordement pour les zones concernées, ainsi que d’autres analyses et modélisations connexes pour améliorer la valeur de la présente étude sur les inondations.

CBCL a recommandé un examen minutieux des cartes d’inondation par la municipalité et les partenaires locaux afin de s’assurer qu’elles sont conformes aux connaissances locales.

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3.12 Île-du-Prince-Édouard : Projet de cartographie des inondations pluviales

Profil de la communauté

Entourée par l’océan Atlantique et la plus petite province du Canada, l’Île-du-Prince-Édouard est exposée à des ondes de tempête intenses et fréquentes, à l’érosion côtière et aux inondations. La province couvre une superficie de 5 681 km² et compte plus de 154 000 habitants (2021).

L’équipe du projet a élaboré des cartes d’inondation pluviale détaillées pour six municipalités, deux communautés autochtones et l’ensemble de l’Île-du-Prince-Édouard.

Objectif

Dans les dernières années, les habitants de l’île ont été exposés à des précipitations plus intenses et plus fréquentes qui provoquent toujours des inondations inattendues.

Bien que le gouvernement de l’Île-du-Prince-Édouard offre depuis 2021 une cartographie en ligne accessible au public à l’échelle de la province pour les inondations côtières liées aux ondes de tempête et à l’élévation du niveau de la mer, cette cartographie n’incluait pas les risques d’inondation pluviale associés à des précipitations intenses. Ce projet vise à combler cette lacune en modélisant les risques d’inondation pluviale dans les conditions climatiques actuelles et futures. Le résultat du projet est un ensemble de cartes d’inondation pluviale à l’échelle de l’île, conçu pour aider ses habitants à planifier les mesures d’atténuation des inondations et l’adaptation aux changements climatiques.

Méthodologie

Les courbes IDF à l’échelle du climat élaborées par ECCC ont été utilisées pour soutenir l’évaluation des changements climatiques dans le cadre de ce projet. En raison de l’échéancier serré et du budget limité du projet, celui-ci ne prend en compte qu’un seul scénario climatique futur (SSP5-8.5). Sur la base des recommandations du comité consultatif technique, quatre périodes de récurrence (10, 25, 50 et 100 ans) ont été prises en compte pour le climat actuel et futur.

Le modèle HEC-RAS 2D a été choisi afin d’effectuer la modélisation des inondations pluviales pour l’Île-du-Prince-Édouard, après une évaluation préliminaire et comparative de trois modèles d’inondation (c’est-à-dire HEC-RAS 2D, PCSWMM [Personal Computer Storm Water Management Model] et FloodMapper). Il a été utilisé afin de produire des cartes d’inondation pluviale selon deux configurations, y compris des cartes détaillées pour les principales municipalités et une couverture à l’échelle de l’île. Le modèle a été validé avec les données associées aux inondations du 2 septembre 2021 (Charlottetown) (Figure 57) et des 3 et 4 juillet 2023 (dans trois comtés de l’Île-du-Prince-Édouard). Les courbes IDF des précipitations avec quatre périodes de retour (10, 25, 50 et 100 ans) dans les conditions climatiques actuelles et futures ont été utilisées pour concevoir des événements pluviaux pour la cartographie des inondations pluviales.

Tout au long de cette étude, l’équipe du projet a rencontré de nombreux défis, car c’était la première fois que l’on tentait de produire des cartes d’inondation pluviale à l’échelle de l’Île-du-Prince-Édouard. Les défis comprenaient la représentation des réseaux d’eaux pluviales dans les villes, des effets des marées océaniques sur ces systèmes et des structures hydrauliques (ponts et ponceaux), ainsi que la détermination de la faisabilité du modèle d’inondation pour la modélisation des inondations à l’échelle de la province.

Les données utilisées pour exécuter le modèle HEC-RAS 2D (sur l’utilisation des terres, le sol, les routes, les cours d’eau, les structures hydrauliques, les réseaux d’eaux pluviales, les courbes IDF des précipitations dans les conditions climatiques actuelles et futures et les inondations) ont été obtenues à partir de sources existantes et de multiples visites sur le terrain.

Afin de générer les cartes pluviales, la configuration du modèle comprenait une analyse hydrologique à l’échelle municipale et de l’île. Cela impliquait de délimiter les bassins versants et d’en établir les caractéristiques et les paramètres. Cela comprenait également la conception des événements pluvieux, sur la base de quatre événements pluvieux de conception dans deux conditions climatiques, pour générer huit scénarios (Tableau 8). La configuration du modèle comprenait également l’analyse des structures hydrauliques (et la prise en compte des conditions limites côtières et avals), et le réglage de la simulation (réglage des paramètres, période d’initialisation, et configurations) à l’échelle municipale et de l’île.

Tableau 8. Huit scénarios pour la conception d’événements pluvieux.

Nombre	Conditions climatiques	Période de retour IDF (années)
1	Climat actuel	10
2	Climat actuel	25
3	Climat actuel	50
4	Climat actuel	100
5	Climat futur (SSP5-8.5, 2071 à 2100)	10
6	Climat futur (SSP5-8.5, 2071 à 2100)	25
7	Climat futur (SSP5-8.5, 2071 à 2100)	50
8	Climat futur (SSP5-8.5, 2071 à 2100)	100

Comme il n’a pas été possible de procéder à une calibration complète du modèle (en raison de l’absence de données de calibration suffisantes), une analyse de sensibilité préliminaire a été réalisée afin de déterminer une combinaison optimale de valeurs des paramètres pour les conditions d’humidité antécédentes, le coefficient de Manning et les taux d’infiltration ayant permis d’obtenir des résultats satisfaisants par rapport aux événements observés.

Compte tenu des contraintes liées aux données hydrométriques, différentes données sur les inondations ont été utilisées afin de valider les modèles d’inondation, notamment celles sur les inondations du 2 septembre 2001 (Charlottetown) et des 3 et 4 juillet 2023 (à l’échelle de l’île). Outre les débits, l’équipe du projet a également tenté de recueillir les données sur le niveau d’eau à ces trois stations hydrométriques pour soutenir des comparaisons supplémentaires (toutefois, celles-ci n’ont pas fourni les renseignements nécessaires). Une vérification supplémentaire des paramètres du modèle a également été envisagée en examinant les variations du rapport d’infiltration; quatre essais ont été effectués, et les résultats ont été jugés raisonnables. L’équipe du projet a également procédé à une vérification croisée des différences entre le modèle et les modèles à l’échelle de l’île.

Afin de garantir la qualité des cartes d’inondation pluviale élaborées, l’équipe du projet a pris des mesures d’assurance et de contrôle de la qualité tout au long de l’exécution du modèle HEC-RAS et du traitement ultérieur des cartes de sortie. En particulier, le pourcentage d’erreur dans la comptabilisation du volume d’eau a été utilisé comme critère pour vérifier la validité des simulations, et les cartes d’inondation pluviale issues du modèle HEC-RAS ont fait l’objet d’une inspection et d’un traitement ultérieur minutieux afin de garantir un certain niveau de cohérence pour la production des cartes finales.

Résultats

Les cartes d’inondation pluviale qui en résultent sont accessibles au public sur le site du PEI Climate Hazard & Risk Information System (CHRIS), un portail de cartes interactives où les utilisateurs peuvent naviguer pour visualiser les différents risques climatiques qui touchent les communautés et les propriétés de l’Île-du-Prince-Édouard. Ces cartes d’inondation sont accessibles au public pour quatre périodes de retour (10, 25, 50 et 100 ans) et deux scénarios climatiques (conditions climatiques actuelles et scénario climatique futur pour la période de 2071 à 2100 selon le scénario SSP5-8.5). (Voir la Figure 58 et la Figure 59)

Conclusion

En tant qu’île, l’Île-du-Prince-Édouard est exposée à un risque croissant de risques d’inondation combinés, causés par l’élévation du niveau de la mer, les ondes de tempête extrêmes et les précipitations extrêmes. En raison du manque de recherche sur les risques d’inondation combinés dans la région, ce projet n’a pris en compte que le niveau normal de l’eau de mer (période de retour de 1,6 an) pour alimenter la modélisation des inondations pluviales à l’échelle de l’île. Toutefois, dans le contexte des changements climatiques, le risque d’inondation combiné pourrait devenir plus fréquent. Cela signifie que les cartes d’inondation pourraient devoir être mises à jour dans un avenir proche lorsque de nouveaux renseignements seront disponibles.

Compte tenu de la portée limitée et de l’échéancier serré de ce projet, l’équipe du projet a émis plusieurs hypothèses pour assurer sa réussite :

• Le modèle HEC-RAS 2D choisi pour ce projet n’est pas en mesure de représenter les réseaux d’eaux pluviales dans les zones urbaines.
• Les conditions limites océaniques sont d’une importance capitale pour la modélisation des inondations pluviales dans les zones côtières de faible altitude, comme l’Île-du-Prince-Édouard, où des tempêtes post-tropicales sans précédent ont eu lieu dans les dernières années.
• Bien que les cartes d’inondation pluviale à l’échelle de l’île produites dans le cadre de ce projet puissent présenter des renseignements utiles pour la prise de décision, il existe certaines limites (par exemple, des efforts supplémentaires devraient être fournis pour mieux représenter les principales structures hydrauliques dans la modélisation pluviale à l’échelle de l’île).
• Comme les courbes IDF sont basées sur un nombre très limité de stations météorologiques de l’Île-du-Prince-Édouard qui ne peuvent pas représenter pleinement les variations spatiales de l’intensité des précipitations, l’équipe du projet recommande d’utiliser le réseau de surveillance météorologique du Centre canadien sur les changements climatiques et l’adaptation (en anglais seulement) de l’Université de l’Île-du-Prince-Édouard, ou d’utiliser des observations par radar ou par satellite.
• Enfin, la calibration et la validation du modèle dans ce projet sont limitées en raison du manque de données de qualité.

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3.13 Terre-Neuve-et-Labrador : Étude de cartographie des risques d’inondation liés aux changements climatiques

Profil de la communauté

La péninsule Avalon est une grande péninsule qui constitue la partie sud-est de Terre-Neuve-et-Labrador, à environ 130 km de la capitale St. John’s. D’une superficie d’environ 9 000 km², elle abrite plus de la moitié de la population de la province. La ville de Placentia est située au sud-ouest, tandis que les villes de Carbonear, de Victoria et de Salmon Cove se trouvent au nord-est.

Les communautés dans toute la province tendent à s’installer dans des zones localisées, comme les baies et les anses, plutôt que de se répartir uniformément le long des côtes.

Aléas d’inondation locaux

Les inondations dans la région sont dues à des processus côtiers et fluviaux. Les inondations côtières sont entraînées par les ondes de tempête, la remontée des vagues et l’élévation du niveau de la mer, tandis que les inondations riveraines sont causées par les fortes pluies et les embâcles. Les changements climatiques devraient exacerber ces deux mécanismes, en augmentant la fréquence et la gravité des inondations.

À Placentia, les zones de faible altitude sont particulièrement vulnérables aux inondations côtières. À Carbonear et Salmon Cove, l’aménagement intérieur réduit les risques d’inondation côtière, mais les inondations riveraines restent préoccupantes. La ville de Victoria, située à l’intérieur des terres, est principalement touchée par les inondations riveraines.

Objectif

Après que l’ouragan Fiona (septembre 2022) a révélé les risques d’inondation auxquels étaient confrontées des centaines de communautés côtières, la province a commencé à intégrer la cartographie des zones inondables côtières dans ses études sur les aléas. Cette étude a constitué la première utilisation de la cartographie des aléas d’inondation côtière et le premier pas de la province vers une approche globale de la cartographie des zones inondables côtières.

Les nouvelles cartes élaborées mettent en évidence les zones vulnérables et orientent la gestion des zones inondables et la planification des infrastructures.^{Note de bas de page 8}

Le projet a permis la mise à jour et l’élaboration de nouvelles cartes des aléas d’inondation pour les quatre communautés. Il a pris en compte à la fois les conditions actuelles et les conditions projetées des changements climatiques, notamment les inondations côtières (ondes de tempête, élévation du niveau de la mer, remontée des vagues) et les inondations riveraines (liées aux précipitations intenses), et les inondations causées par les embâcles. Des modèles hydrologiques et hydrauliques détaillés, des levés et des analyses climatiques ont été utilisés pour orienter l’aménagement du territoire et l’atténuation des catastrophes.

L’objectif du projet était d’élaborer des cartes actualisées des risques d’inondation pour les événements de récurrence de 20 ans et de 100 ans (PDA de 1/20 et 1/100) dans les conditions climatiques actuelles et projetées. Il visait également à évaluer les effets des changements climatiques sur des facteurs environnementaux clés, comme la configuration des précipitations, l’élévation du niveau de la mer et les processus de glace. En outre, le projet a permis d’évaluer la capacité des structures hydrauliques et d’examiner les stratégies de prévision des inondations afin d’améliorer la préparation. Les conclusions visent à soutenir la Division de la gestion des ressources en eau et les communautés dans les efforts de planification de l’adaptation au climat.

Méthodologie

L’approche de la province en matière de cartographie des zones inondables côtières a été façonnée par la collaboration d’experts, ainsi que par la géographie unique et la répartition de la population de la province. Cette étude comprenait un vaste programme de terrain et une modélisation hydrologique, hydraulique et hydrodynamique. L’étude a été réalisée conformément aux Newfoundland Technical Guidelines for Flood Hazard Mapping Studies (PDF, 2.3 Mo, en anglais seulement) et les critères de financement du Programme national d’atténuation des catastrophes.

Le programme sur le terrain comprenait ce qui suit :

• L’étude de 520 sections transversales de cours d’eau
• La réalisation de 78 transects bathymétriques côtiers
• L’étude de 100 sites de franchissement de ponts et de ponceaux
• Le déploiement de matériel de surveillance des niveaux d’eau sur cinq sites
• La mesure des débits à sept endroits.

La modélisation hydrologique comprenait ce qui suit :

• Outils : Hydrologic Modeling System de l’Hydrologic Engineering Center (HEC-HMS), analyse fréquentielle par station unique (AFSU), analyse fréquentielle régionale des crues (AFRC).
• Données d’entrée : Courbes IDF actualisées, imagerie SPOT-6, données de la Base nationale de données sur les sols (BNDS).
• Données de sortie : Débits estimés pour des événements de récurrence de 20 ans et de 100 ans dans les scénarios climatiques actuels et futurs.

La modélisation hydraulique comprenait ce qui suit :

• Outils : Modèles MIKE21 FM HD (inondations côtières), HEC-RAS (inondations riveraines) et RIVICE (embâcles).
• Calibration : Basée sur les niveaux d’eau et les mesures de débit observés.
• Données de sortie : Niveau d’eau d’inondation, vitesses d’écoulement, profondeurs d’inondation et classification des aléas.

Résultats

Les effets des changements climatiques sont les suivants.

Effets sur le débit des cours d’eau :

• Une augmentation de 14 à 18 % dans la région de Placentia
• Une augmentation de 21 à 50 % dans la région de Carbonear, de Victoria et de Salmon Cove.

Effets sur l’élévation du niveau de la mer :

• Une augmentation de 0,62 m dans la région de Placentia (Figure 60)
• Une augmentation de 0,63 m dans la région de Carbonear et de Salmon Cove (Figure 61).

Cartographie des risques d’inondation

Des cartes des aléas d’inondation ont été élaborées pour des événements avec une PDA de 1/20 et de 1/100 dans les conditions climatiques actuelles et futures. Des cartes des risques d’inondation ont été élaborées, indiquant les profondeurs d’inondation, la vitesse des écoulements et la classification des risques. Les nouvelles cartes mettent en évidence les zones vulnérables afin d’orienter la gestion des zones inondables et la planification des infrastructures. Elles ont été validées avec des représentants des municipalités.

Vulnérabilité des infrastructures

L’étude a permis d’établir que la taille de plusieurs ponceaux et ponts est insuffisante. À Placentia, il a été déterminé que la taille du mur de protection contre les crues était suffisante pour les conditions climatiques actuelles, mais qu’elle serait dépassée dans un scénario de changements climatiques à récurrence de 100 ans. L’étude a également permis de constater que la digue de l’étang d’épuration de Victoria était adéquate, mais près des niveaux d’embâcle.

Conclusion

Une approche régionale de la cartographie des inondations côtières n’était pas adaptée à la cartographie des zones inondables réglementées, et une stratégie de cartographie plus localisée était nécessaire. De plus, l’incidence des ondes de tempête et des vagues est une préoccupation majeure pour les communautés côtières. Les inondations liées aux vagues sont plus périodiques et de plus courte durée que les inondations causées par les ondes de tempête et les inondations riveraines, et ont donc fait l’objet d’une évaluation distincte dans les études de cartographie des zones inondables.

Les résultats de cette étude montrent que les changements climatiques augmenteront considérablement les risques d’inondation dans toutes les communautés, ce qui souligne la nécessité d’une planification proactive. S’appuyant sur une approche de modélisation intégrée, le projet a généré des données et des cartes des aléas d’inondation robustes et fiables qui peuvent orienter la prise de décision. Afin d’atténuer les risques futurs de façon efficace, il est essentiel de poursuivre la modernisation des infrastructures, de mettre en œuvre des changements de politique qui reflètent les réalités des changements climatiques et de continuer à mettre à jour les études de cartographie des aléas d’inondation, ainsi que les approches utilisées dans cette étude.

4.0 Références

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Annexe A : Ressources recommandées

Canada

• Série « Guides d’orientation fédéraux sur la cartographie des zones inondables »
  1. Cadre fédéral de la cartographie des zones inondables
  2. Guide d’orientation fédéral sur le recensement des aléas d’inondation et l’établissement des priorités
  3. CSA W 229.1:25 Guide d’orientation fédéral sur l’acquisition de données par lidar aéroporté
  4. Études de cas sur les changements climatiques dans la cartographie des zones inondables
  5. Procédures hydrologiques et hydrauliques fédérales pour la délimitation des zones inondables
  6. Évaluation des aléas d’inondation côtière pour une analyse basée sur le risque sur les côtes marines du Canada
  7. CSA W 229.2:25 Guide d’orientation fédéral en géomatique sur la cartographie des zones inondables
  8. Guide d’orientation fédéral pour l'évaluation des risques d'inondation.
  9. Guide d’orientation fédéral sur l’estimation des dommages causés aux bâtiments et aux infrastructures par les inondations
  10. Guide d’orientation fédéral de l’aménagement du territoire dans les zones à risque d’inondation
  11. Bibliographie des meilleures pratiques et des références concernant l’atténuation des inondations
• Portail canadien de données climatiques

Colombie-Britannique

• Flood Mapping in BC – Professional Practice Guidelines (PDF, 5.9 Mo, en anglais seulement)
• Legislated Flood Assessments in a Changing Climate in BC – Professional Practice Guidelines (PDF, 3.2 Mo, en anglais seulement)
• Flood Hazard Area Land Use Management Guidelines (PDF, 1.9 Mo, en anglais seulement)

Terre-Neuve-et-Labrador

• Newfoundland and Labrador Atlas of Storm Surge and Wave Climates (en anglais seulement)
• Technical Guidance for Flood Hazard Mapping Studies (en anglais seulement)

Territoires du Nord-Ouest

• Northwest Territories Ice Jam Flood Mapping Guidelines (en anglais seulement)

Nouvelle-Écosse

• Minimum Planning Requirements in Nova Scotia : Guidebook on Implementing the “Statements of Provincial Interest” (PDF, 2.1 Mo, en anglais seulement)
• Municipal Flood Line Mapping (MFLM) Technical Specifications for Flood Mapping in Nova Scotia (PDF, 1.5Mo, en anglais seulement)

Ontario

• Adaptive Management of Stream Corridors (PDF 87.2 Ko, en anglais seulement)
• Guide for Assessment of Hydrologic Effects of Climate Change in Ontario (PDF, 689 Ko, en anglais seulement)
• Ontario Climate Data Portal (en anglais seulement)
• Ontario Climate Change Data Portal (en anglais seulement)
• Programme d’identification et de cartographie des aléas d’inondation (PICAI) de l’Ontario – Guide du programme (ministère des Richesses naturelles) (PDF, 600 Ko)

Île-du-Prince-Édouard

• Climate Hazard and Risk Information System (en anglais seulement)
• PEI Coastal Property Guide (en anglais seulement)
• PEI Flood Guide : A Resource for Local Land Use Planning (en anglais seulement)