Infrastructures résilientes : une priorité incontournable pour un futur durable
La conception résiliente et durable des infrastructures de gestion des eaux pluviales est devenue une véritable urgence dans un monde marqué par le changement climatique et l'urbanisation intensive, posant des difficultés inédites à nos infrastructures urbaines.
Ces facteurs augmentent la pression sur les infrastructures existantes, qui ne sont pas adaptées aux nouvelles réalités climatiques. La région du Grand Montréal est un exemple où de nombreuses initiatives ont été lancées pour adapter les infrastructures, notamment dans la gestion des eaux fluviales, afin de répondre aux défis environnementaux.
Cet article explore des stratégies et solutions permettant d’assurer la résilience des infrastructures tout en favorisant un développement durable. Ce projet s’inscrit dans une vision durable, offrant une capacité d’adaptation face aux futurs changements hydrologiques.
La mise en place de ces concepts et techniques avancés représente de manière significative un progrès en matière de pratique et de technologie du génie municipal. En offrant une nouvelle perspective sur la capacité des communautés urbaines à s'adapter à des conditions hydrologiques changeantes. En atteignant cet objectif, le but est de stimuler des actions concrètes pour la création d'infrastructures plus durables et résilientes, capables de protéger nos écosystèmes urbains et de favoriser le bien-être des communautés en question.
Pourquoi investir dans des infrastructures vertes ?
Les municipalités et les entreprises doivent se préparer aux événements climatiques extrêmes tels que les orages violents et les inondations. Ces événements sont de plus en plus fréquents en raison des changements climatiques. L’intégration des infrastructures résilientes permet de protéger les citoyens et les écosystèmes des conséquences des aléas climatiques. Elles contribuent grandement à la santé publique et à la préservation de la biodiversité.
Les infrastructures vertes, telles que les toits végétalisés et les systèmes de bio-rétention, permettent de réduire le ruissellement des eaux pluviales, minimisant ainsi le risques d’inondations dans les zones urbaines.
Impacts de l’urbanisation sur la gestion des eaux pluviales
L'urbanisation modifie considérablement le volume infiltrations, les débits de crue et les quantités d'eau de ruissellement. Pour atténuer ces conséquences, il est impératif d'adopter des méthodes de gestion des eaux pluviales axées sur la réduction des volumes de ruissellement. Ces approches doivent être mises en œuvre de manière proactive dès les premières étapes du développement urbain.
Vulnérabilité écologique liée aux inondations
Lorsque l'eau ruisselle sur des surfaces imperméables, elle transporte des polluants vers les réseaux d'égouts et les cours d'eau. En cas de fortes pluies, les systèmes d'assainissement peuvent être surchargés, entraînant des refoulements, des inondations de surface, et des déversements d'eaux usées partiellement ou non traitées dans l'environnement naturel. Ceci peut entraîner une dégradation de la qualité de l'eau et limiter les activités récréatives sur les eaux contaminées.
Sinistres catastrophiques assurés au Canada (1980-2017) (IBC Wetlands report 2018 final)
Conséquences économiques des inondations
L'augmentation du ruissellement et de la pollution des eaux pluviales présente des défis économiques et environnementaux majeurs pour les municipalités. Au Canada, les coûts associés aux dommages liés aux inondations et aux changements climatiques sont en hausse, atteignant 1,8 milliard de dollars entre 2009 et 2017. Les municipalités doivent répondre à ces défis en identifiant et en atténuant les zones à risque dans leur plan d'urbanisme, conformément à la loi sur l'aménagement et l'urbanisme. Les inondations, principalement causées par des pluies intenses, représentent le risque climatique le plus courant pour les municipalités, propriétaires de 60 % des infrastructures publiques du pays.
Pour protéger les citoyens, il est crucial d'adopter des solutions résilientes, notamment l'intégration d'infrastructures vertes pour favoriser l'infiltration des eaux dans le sol. La gestion durable des eaux pluviales doit être au cœur des pratiques d'urbanisme pour minimiser le ruissellement vers les cours d’eau.
Anticipation des changements climatiques sur le drainage urbain
Le changement climatique mondial, confirmé par le rapport du GIEC de 2007, indique une augmentation probable de l'intensité des orages à venir, ce qui aura un impact significatif sur la création de systèmes de drainage et la préservation des niveaux de service associés constituent un aspect essentiel dans la planification des réseaux de drainage. L’urbanisation a un impact sur les précipitations et le ruissellement. Selon le rapport du GIEC, d'ici 2040, les précipitations pourraient augmenter de 4 à 21 %, en particulier lors d’événements climatiques extrêmes tels que les orages. Ce phénomène représente un défi majeur pour les infrastructures existantes. Ces recommandations doivent être adaptées en tenant compte des précipitations de longue durée et des événements de redoux hivernal, qui pourraient devenir plus fréquents en raison des changements climatiques.
Construire des communautés résilientes face aux inondations
Pour construire des communautés capables de résister efficacement aux inondations, il est essentiel d'adopter une approche globale qui englobe quatre principes fondamentaux :
Résilience : assurant la protection des infrastructures et de l'environnement.
Fiabilité : garantissant le fonctionnement des infrastructures dans divers scénarios.
Redondance : fournissant des capacités de secours et la flexibilité du réseau pour maintenir les services.
Stratégie efficace de réaction et de rétablissement : permettant une gestion proactive des inondations et une récupération rapide post-incident, sont cruciaux pour le développement de zones résidentielles adaptées aux défis posés par les inondations.
La résilience est perçue comme une propriété dynamique qui décrit la capacité continue d'un élément ou d'un système à faire face aux menaces, en contraste avec l'approche du risque, qui se concentre de manière plus statique sur l'instant précis où une panne survient. Selon les recherches de Ayyub (2012) et de Linkov et collaborateurs (2014), bien que ces deux perspectives diffèrent, la résilience ne vise pas à supplanter l'évaluation traditionnelle des risques. Au contraire, elle devrait être envisagée comme un outil complémentaire à l'analyse des risques, particulièrement dans le contexte des systèmes d’infrastructure.
Stratégies de conception pour la résilience
Lors de la conception de nouveaux quartiers résidentiels dans des zones naturelles, il est essentiel de préserver les fonctions écologiques et de gérer les risques d'inondation en maintenant les plaines inondables et les zones tampons intactes, d'éviter d'augmenter le risque d'inondation dans le bassin hydrographique, et de restreindre les développements dans les zones à risque de coulées de débris, de glace ou de haute eau souterraine.
Les projets doivent intégrer des mesures d'atténuation telles que des systèmes de drainage adéquats et des structures conçues pour un réseau pluvial efficace, tout en s'assurant que le ruissellement soit géré pour ne pas affecter négativement l'environnement ou l'infrastructure existante, conformément aux directives locales.
D'après la MÉMOIRE dans le cadre des consultations publiques sur la modernisation du cadre réglementaire en milieux hydriques, incluant les zones inondables et la gestion des ouvrages de protection contre les inondations, des suggestions de modifications réglementaires ont été présentées en fonction des risques d'exposition. Pour les zones à risque très élevé, il est proposé d'instaurer des plans de gestion sectoriels, d'améliorer le régime d'indemnisation et de permettre la relocalisation des propriétaires touchés, tout en réévaluant les normes pour favoriser une reconstruction plus résiliente. Les zones modérées recevraient des propositions similaires, avec une révision des normes pour renforcer la résilience. En revanche, pour les zones à faible risque d'exposition, la proposition actuelle est jugée suffisante et ne nécessite pas de changements significatifs.
VIVRE EN VILLE (2019). Planifier pour le climat: intégrer la réduction des émissions de gaz à effet de serre des transports à la planification en aménagement et en urbanisme, 64 p. (coll. Vers des collectivités viables).
Les types de résilience
Il existe deux catégories principales de résilience :
La résilience technique : se concentre sur la capacité d'un système à maintenir ou à rapidement retrouver un état de fonctionnement stable avec peu ou pas de variation, essentiellement préservant l'efficacité opérationnelle après un incident.
La résilience écologique : se définit par la capacité d'adaptation et de survie d'un système dans divers états, mettant l'accent sur la préservation de l'intégrité globale plutôt que sur le maintien d'une fonction spécifique. Un système hautement résilient sur le plan technique pourrait se montrer faiblement résilient sur le plan écologique, et vice-versa. Des études suggèrent que, notamment dans le contexte de la gestion des risques d'inondation, la résilience écologique offre une approche potentiellement plus avantageuse pour la durabilité à long terme et la capacité d'adaptation des systèmes.
Stratégies innovantes pour une gestion durable et résiliente des eaux pluviales
L’urgence de repenser les méthodes traditionnelles de gestion des eaux pluviales en faveur d'approches plus intégrées et durables, telles que la Gestion Durable des Eaux Pluviales (GDEP). Ces approches, combinant solutions basées sur la nature et infrastructures vertes, visent non seulement à atténuer les effets du ruissellement urbain mais aussi à restaurer le cycle hydrologique naturel, tout en contribuant positivement à la biodiversité et à la qualité de vie en milieu urbain.
L'accent est mis sur la nécessité d'une planification résiliente, capable de s'adapter et de résister aux conditions météorologiques extrêmes, renforcée par l'utilisation de modélisations numériques pour anticiper les impacts futurs des changements climatiques sur les systèmes de drainage urbain. L'approche préconisée est proactive, soulignant l'importance de l'innovation et de la collaboration interdisciplinaire dans la conception d'infrastructures qui non seulement gèrent efficacement les eaux pluviales mais favorisent également le développement de communautés urbaines durables.
Approches et solutions d'ingénierie avancées
Chez FORCE, nos projets d’infrastructure mettent en œuvre des techniques et des stratégies qui maximisent l'efficacité et la résilience face à ces défis hydrologiques.
1. Systèmes de Bio-rétention et Jardins de Pluie
Les systèmes de bio-rétention et les jardins de pluie sont des infrastructures vertes conçues pour capturer et infiltrer les eaux pluviales. Ces systèmes traitent les eaux à la source en filtrant les polluants à travers des couches de sol et de plantes, ce qui réduit les volumes de ruissellement et améliore la qualité de l'eau. Deux types de configurations existent :
Systèmes avec infiltration totale, où l'eau s'infiltre complètement dans le sol, réduisant les volumes de ruissellement à 100 %.
Systèmes avec infiltration partielle ou avec drain souterrain, où l'eau est partiellement filtrée avant d'être drainée.
2. Tranchées d'infiltration
Les tranchées d'infiltration permettent de recueillir les eaux pluviales pour les infiltrer dans le sol. Ce dispositif est recommandé dans des zones où la perméabilité du sol permet une infiltration rapide. Cela permet de réduire significativement les volumes d'eau rejetés dans les égouts, tout en rechargeant les nappes phréatiques.
3. Toits Verts
Les toits verts sont une solution efficace pour gérer les eaux pluviales dans les zones urbaines. Ils absorbent les précipitations, favorisent l'évapotranspiration et réduisent le ruissellement. En plus de gérer les eaux pluviales, ils apportent des bénéfices en matière d'isolation thermique et d'amélioration de la biodiversité.
4. Pavés Perméables
Les surfaces perméables comme les pavés permettent à l'eau de pluie de s'infiltrer directement dans le sol, ce qui aide à diminuer les volumes de ruissellement en milieu urbain. Cette technique est utilisée sur des parkings, des allées ou des trottoirs et réduit jusqu'à 100 % des volumes d'eau de pluie.
5. Bassin de rétention
Les bassins de rétention sont des infrastructures conçues pour stocker temporairement les eaux pluviales avant de les libérer lentement vers les systèmes de drainage. Ils peuvent être secs ou permanents, selon les besoins du projet. Ces systèmes aident à gérer les pics de ruissellement, réduisant ainsi les risques d’inondations.
6. Noues Engazonnées
Les noues engazonnées sont des fossés végétalisés qui permettent de capter, traiter et infiltrer les eaux pluviales. Elles sont souvent utilisées le long des routes et dans les espaces verts pour gérer les eaux de ruissellement à la source tout en améliorant la qualité de l'eau.
7. Systèmes de stockage souterrains
Ces systèmes, comme les citernes d’eau pluviale ou les réservoirs souterrains, permettent de stocker les eaux pluviales pour une réutilisation ultérieure (par exemple pour l'irrigation) ou pour libérer progressivement l'eau dans les réseaux de drainage. Ils aident à réduire les débits de pointe et à gérer les volumes d'eau pendant les événements pluvieux.
8. Bandes Filtrantes
Les bandes filtrantes sont des zones végétalisées qui capturent et filtrent les eaux de ruissellement avant qu’elles n’atteignent les égouts ou les cours d'eau. Ces zones permettent de réduire les polluants, comme les matières en suspension et les nutriments, présents dans l’eau.
L'intégration des techniques dans la planification urbaine
Une conception résiliente des infrastructures ne se limite pas à des solutions techniques isolées. Elle implique une planification urbaine intégrée où chaque élément est optimisé pour travailler en synergie avec l’environnement naturel et les besoins spécifiques des collectivités. Chez FORCE, nous adoptons une approche holistique, en intégrant les systèmes de gestion des eaux pluviales dans des schémas directeurs urbains. Cela comprend la préservation des écosystèmes locaux, la protection des zones inondables, et l’adaptation des infrastructures aux conditions climatiques futures.
Nos experts collaborent étroitement avec les municipalités, les promoteurs immobiliers, et les acteurs du secteur public pour proposer des solutions qui répondent aux exigences réglementaires tout en étant économiquement viables.
Pourquoi les entreprises et les collectivités doivent investir dans la résilience ?
L’investissement dans des infrastructures résilientes et vertes est essentiel pour minimiser les coûts élevés liés aux réparations et aux catastrophes naturelles, notamment les inondations. La résilience des infrastructures garantit la sécurité et la durabilité des collectivités. Chez FORCE, nous proposons des solutions innovantes pour relever ces défis, en construisant des infrastructures capables de résister aux événements climatiques extrêmes tout en prospérant. L'objectif est de préparer un avenir sûr et durable, en utilisant des technologies adaptées et une planification stratégique qui favorise la durabilité urbaine et la sécurité des communautés.
Comments