Tenir nos têtes (et nos infrastructures) hors de l’eau
En bref
Les changements climatiques affectent grandement notre manière de transporter les eaux usées en toute sécurité. Avec des fonds limités, comment devons-nous organiser nos efforts pour réduire les risques et protéger les infrastructures essentielles des tempêtes de plus en plus intenses et fréquentes ainsi que de l’élévation du niveau de la mer?Récemment, j’ai eu la chance de collaborer avec une communauté côtière des États-Unis ayant plus de 85 kilomètres de côte. En raison de sa géographie côtière unique, cette région est très susceptible aux graves inondations, qui peuvent potentiellement atteindre jusqu’à 6,5 mètres au-dessus du niveau de la mer. Alors que ce niveau continue d’augmenter en raison des changements climatiques, de nombreux résidents et résidentes se trouvent dans une position vulnérable, particulièrement lorsqu’une crue qui survient une fois par siècle (avec 1 % de chance de survenir chaque année), nommée « crue de référence » dans cet article, est envisagée.
Ce scénario pourrait décrire de nombreuses régions côtières de l’Aotearoa (Nouvelle-Zélande), mais cet exemple est tiré de mon expérience dans le cadre d’un projet dans la ville de Wareham, une communauté côtière du sud-est du Massachusetts avec une population d’environ 20 000 personnes. Même si le projet se déroule dans un pays différent, l’approche pour l’évaluation et l’établissement des priorités concernant les risques et les mesures d’atténuation peut s’appliquer n’importe où.
L’agence fédérale de gestion des situations d’urgence (FEMA) des États-Unis produit des cartes d’inondations qui définissent les zones ayant une crue de référence de 1 % et une probabilité annuelle d’inondation de 0,02 %. Ces cartes sont mises à jour régulièrement en fonction des derniers modèles de prévision des inondations.
Dans de nombreuses communautés côtières, les infrastructures pour les eaux usées, qui étaient considérées comme sécuritaires auparavant, font maintenant face à un risque accru en raison des prévisions d’inondation révisées. L’élévation prévue du niveau de la mer devrait accroître davantage ce risque dans les prochaines années. »
Une zone particulièrement vulnérable est la ville côtière de basse altitude de Wareham, dans le Massachusetts. Celle-ci est nichée dans les estuaires côtiers de la baie de Buzzards, ce qui crée plusieurs goulots d’étranglement où les prévisions indiquent de fortes vagues lors des tempêtes dans l’océan Atlantique. Les infrastructures de traitement des eaux usées de Wareham, se trouvant habituellement à une faible élévation, sont particulièrement à risque selon les prévisions de crue de référence les plus récentes.
Pour évaluer l’état des infrastructures vulnérables de traitement des eaux usées côtières, il est important de déterminer d’abord l’élévation sécuritaire de ces installations, connue sous le nom de « niveau de la crue nominale ». Ce niveau est établi en fonction de plusieurs facteurs, notamment le niveau de crue de référence, une revanche minimale requise et d’autres facteurs comme l’élévation prévue du niveau de la mer.
La majorité des stations de pompage de Wareham se trouvent dans des secteurs vulnérables de la crue de référence, avec des risques accrus par les inondations et par l’élévation prévue du niveau de la mer causée par les changements climatiques. Des 43 stations de pompage de la ville, 29 d’entre elles se trouvent dans la zone spéciale où il y a un risque accru d’inondations. De plus, les infrastructures et plusieurs stations de pompage qui se trouvent à l’extérieur de ces zones inondables dépendent des stations vulnérables pour transporter les eaux usées vers l’installation de traitement. Bon nombre de ces stations de pompage isolées acheminent les eaux usées vers, parfois, quatre autres stations de pompage, dont un grand nombre se trouve dans les zones vulnérables.
Les répercussions prévues d’une crue de référence vont de dommages minimes à une inondation qui rendrait une station de pompage inexploitable. Vu le grand nombre de stations vulnérables, il fallait élaborer une méthode pragmatique d’établissement des priorités.
GHD a élaboré une évaluation des risques et des vulnérabilités en utilisant l’approche des risques et conséquences présentée dans le document d’analyse et de gestion des risques pour la protection des actifs critiques (Risk Analysis and Management for Critical Asset Protection [RAMCAP]), souvent appelé le « J100 ».
Les risques d’inondation sont calculés pour chaque station de pompage en fonction de la perte monétaire totale prévue des infrastructures vulnérables pour Wareham et sa population. Selon le J100, deux facteurs définissent le risque d’inondation : la probabilité d’une catastrophe naturelle spécifique et la perte totale estimée possible de prévoir à la suite de la catastrophe. Déterminer la probabilité est relativement simple, c’est l’équivalent de la crue de référence, mais le calcul des pertes exige un processus plus complexe.
Le J100 définit les pertes totales comme étant la « somme des coûts de réparation et de remplacement, et des pertes causées par la perte d’une capacité de production et d’autres premiers effets ».
En raison du manque de données accessibles facilement, nous ne pouvions pas réaliser la modélisation complexe et coûteuse requise par le processus des dangers (HAZUS) des États-Unis. Au lieu, nous avons opté pour une analyse coût-avantage à l’aide du logiciel BCA 5.1 créé par la FEMA.
Voici certaines des principales hypothèses établies pour les infrastructures de traitement des eaux usées en cas de crue de référence :
- Lorsque les eaux de crue s’infiltrent dans la structure, toutes les composantes électriques sont à risque. Plus précisément, pour les stations de pompage ayant une configuration de puits sec/mouillé, les pompes sont susceptibles de subir des dommages.
- L’équipe de projet a évalué si les structures existantes étaient conçues pour résister à la pression hydrostatique d’une crue. Selon les résultats, si la pression sur un mur de maçonnerie non renforcé est supérieure à 75 cm, l’intégrité de la structure est compromise.
- Pour les stations en aval des installations importantes, comme le service d’incendie, le poste de police ou l’hôpital, l’hypothèse est que les services essentiels seront confrontés à des défis opérationnels si les services d’eaux usées sont perturbés.
- Nous avons estimé les frais mensuels de déplacement pour chaque station de pompage. Ce calcul tient compte du nombre de personnes qui dépendent de la station de pompage et de toutes les tranchées d’égout en amont affectées si la station tombe en panne.
Les coûts prévus pour Wareham comprenaient le remplacement des équipements endommagés ou détruits et la perte de services essentiels (hôpital, poste de police, service d’incendie) lorsque la station est hors service. Quant à eux, les résidents et résidentes devaient assumer des coûts liés aux répercussions sur les ressources naturelles, aux frais de relocalisation pendant les perturbations de service d’égout et aux dépenses encourues pendant les efforts de nettoyage.
L’évaluation de vulnérabilité a fourni à Wareham une approche permettant de classer par ordre de priorité les nombreux projets visant à améliorer la résilience côtière. C’est ainsi que Wareham a entrepris de mettre à niveau trois de ses stations les plus vulnérables qui desservaient les services essentiels. Ces mises à niveau visaient notamment l’élévation des points d’entrée extérieurs au-dessus du niveau de la crue nominale, l’installation d’un système d’ancrage interne en acier de structure pour renforcer les murs, l’amélioration de la maçonnerie renforcée par de la fibre de carbone sur le plan de la structure, l’installation de portes à l’épreuve des inondations et de planches anti-inondation, la relocalisation des parties vulnérables des infrastructures et l’installation de raccordements de déviation dans les stations.
La réalisation d’une évaluation des risques et de la vulnérabilité était une étape importante pour aider Wareham à déterminer les projets de résilience côtière à effectuer en premier dans un océan de besoins urgents liés aux infrastructures de traitement des eaux usées.
Cette étude de cas sert d’exemple de la manière d’évaluer les risques et d’établir les priorités des stratégies d’atténuation pour les communautés, tant aux États-Unis qu’en Aotearoa (Nouvelle-Zélande). Malgré les budgets limités et les nombreuses priorités, une approche économique et pratique peut grandement améliorer la protection des infrastructures essentielles d’eaux usées contre les menaces croissantes que posent les tempêtes plus graves et fréquentes ainsi que l’élévation du niveau de la mer.