Gérer les eaux d’orage pour rendre les villes du Canada plus sûres et plus résilientes

S'adapter aux nouvelles réalités, dans un climat changeant

Au pays, la densité de la population ne cesse d'augmenter d'année en année dans les villes. Ajoutez‑y l'élévation du niveau de la mer et des précipitations imprévisibles, et l'on comprend pourquoi les installations municipales sont de plus en plus mises à contribution quand vient le temps de gérer une quantité excessive d'eau. Les infrastructures de gestion des eaux pluviales préviennent l'inondation des quartiers urbains. En étudiant son fonctionnement durant les orages diluviens, un ingénieur arrivera à conseiller les autorités locales qui souhaitent adapter cette infrastructure capitale et atténuer les pertes attribuables aux inondations.

C'est dans cette optique que la municipalité de Toronto a collaboré avec des scientifiques du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) qui ont l'expertise technique requise en ce qui concerne la résilience des infrastructures et qui disposent d'installations d'essai à la fois uniques et renommées. Le but du projet était de voir ce qui se passe quand des précipitations plus abondantes tombent sur les rues de la ville et d'établir l'efficacité avec laquelle l'infrastructure existante achemine les eaux de pluie vers le système qui les draine.

Recréer une route dans une installation d'essai

Avec l'aide financière d'Infrastructure Canada et de la Ville de Toronto, les chercheurs du Centre de recherche en génie océanique, côtier et fluvial du CNRC se sont attaqués au projet dans le cadre de l'Initiative sur les immeubles résilients aux changements climatiques et les infrastructures publiques de base. Depuis 2016, le CNRC met au point des outils décisionnels tels les codes modèles nationaux, des guides, des normes et des données de conception climatique pour que les bâtiments et les travaux publics essentiels soient planifiés et construits de façon à résister aux changements climatiques qui secouent le Canada. À dire vrai, l'idée d'un tel projet a germé au cours d'un atelier, organisé par le CNRC pour cerner les besoins en recherche des municipalités.

Avec son savoir‑faire dans l'apport de solutions techniques axées sur l'adaptation et la durabilité, ainsi que dans la résilience des côtes et des structures, le CNRC contribue à la mise au point de technologies qui atténueront les répercussions des phénomènes météorologiques extrêmes et du réchauffement de la planète, dont les inondations en zone côtière ou à l'intérieur des terres.

À l'Installation de recherche du bassin à houle côtière d'Ottawa, les spécialistes du CNRC ont créé une maquette de la chaussée torontoise avec du bois et du papier goudronné. Armés d'une pompe et d'un régulateur de débit, ils ont ensuite reproduit des scénarios allant de l'ondée habituelle à des pluies torrentielles, voire à un véritable déluge. Grâce à ces expériences, les chercheurs ont pu établir avec quelle efficacité l'infrastructure actuelle évacue l'eau dans diverses conditions.

« Aider nos clients à trouver la réponse aux questions qui les interpellent afin qu'ils puissent prendre des décisions difficiles est toujours gratifiant », affirme Louis Poirier, agent du Conseil de recherches et responsable du projet. « C'est toujours très intéressant de faire des expériences amusantes dans le laboratoire, par exemple pour voir ce qui arrive quand on projette une tonne d'eau toutes les 2,5 secondes sur de la chaussée. On dirait qu'il y a une chute d'eau dans notre bureau. »

Choisir la bonne grille pour les meilleurs résultats

Dans la rue, les grilles d'égout et les bassins récepteurs canalisent l'eau qui coule en surface pour en empêcher le refoulement et l'inondation des sous‑sols. Seule partie visible d'une infrastructure beaucoup plus étendue, ces installations recueillent l'eau (venant de la pluie ou de la fonte des neiges) qui ruisselle sur la chaussée et l'acheminent à travers un réseau complexe d'égouts pluviaux, sous terre. L'eau finit par échouer dans la nature (habituellement un fleuve, une rivière ou un lac). Bien que toutes les grilles de surface et tous les bassins récepteurs aient le même objectif, qui est de déplacer les eaux pluviales hors de la chaussée, chaque modèle de grille de surface offre des avantages uniques, adaptés à des résultats différents. Parmi les modèles les plus courants qu'un passant verra en déambulant dans son quartier figurent la grille en arêtes de poisson, la grille quadrillée et celle à barreaux parallèles rectangulaires. Pour accentuer le drainage, ces grilles sont souvent placées aux carrefours et aux points les plus bas de la rue. Les résidents qui souhaitent réduire les risques d'inondations les débarrasseront des feuilles, des débris et de la neige qui les encombrent.

En utilisant un enregistreur de vagues pour calculer la quantité d'eau qui arrosait la maquette de la chaussée, les chercheurs ont déterminé le volume que capte chaque bassin récepteur, selon les circonstances. Les données ont été glanées au terme de multiples scénarios durant lesquels on a modifié le motif des grilles et la masse d'eau interceptée par celles‑ci. Grâce aux résultats de ces essais, Toronto et d'autres municipalités canadiennes pourront améliorer la modélisation numérique de leur réseau de collecte des eaux pluviales, ce qui les aidera à mieux composer avec des pluies diluviennes.

« Nous avons hâte d'examiner les données venant de ces recherches pour les appliquer aux travaux d'aménagement continuels de la ville ainsi qu'aux projets qui viseront à gérer les eaux pluviales ou à prévenir l'inondation des sous‑sols. Nous remercions l'équipe du Conseil national de recherches du Canada pour son expertise scientifique et technique, et pour nous avoir épaulés dans ce projet aussi avant‑gardiste que passionnant », a déclaré Jennifer Spence, responsable du projet pour Toronto Water qui, avec l'ingénieur en chef Tom Dole, a piloté l'étude pour la Ville de Toronto.

Collaborer pour accroître la résilience des villes canadiennes

Avec le réchauffement climatique et une urbanisation grandissante, les autorités municipales n'ont d'autre choix que s'adapter aux nouvelles réalités. En comprenant mieux la performance des infrastructures existantes, on prendra des décisions plus éclairées quand viendra le temps de financer l'agrandissement, la modernisation ou le remplacement des réseaux actuels. Se préparer à de graves phénomènes météorologiques et recourir à des outils de prévision, ainsi qu'à des essais physiques, contribueront à nous rendre plus résilients et plus aptes à gérer les inondations.

L'infrastructure étant en quelque sorte l'épine dorsale de la société contemporaine, le gouvernement canadien a décidé d'investir dans sa modernisation afin d'en garantir la pérennité, le caractère inclusif et la résilience pour les générations futures. Dans le cadre de sa Stratégie ministérielle de développement durable pour 2020 à 2023, le CNRC s'est pour sa part engagé à appuyer les objectifs fédéraux de développement durable en entreprenant des recherches sur des infrastructures modernes et résilientes. Ce projet du CNRC et de la Ville de Toronto aidera le Canada à rendre l'environnement plus sûr et plus durable pour l'ensemble de la population.