Évaluation des vulnérabilités routières avec le protocole CVIIP

Partout au Canada, les ingénieurs qui conçoivent des infrastructures publiques ont constaté que leurs projets étaient vulnérables aux changements climatiques. Ils ont donc développé, en collaboration avec plusieurs partenaires, le protocole CVIIP afin de tenir compte des impacts de la variabilité et des changements climatiques dans leurs projets d'infrastructure de transport. Cette étude de cas explique comment ce protocole a été appliqué en Colombie-Britannique.

Crédits de rédaction : Leigh Phillips. Auteurs collaborateurs : Elaine Barrow, Nathalie Bleau, Jessie Booker, Taylor Livingston, Lindsay Matthews, Stacey O'Sullivan, Amanda Patt, Kari Tyler.

Résumé

Le Comité sur la vulnérabilité de l’ingénierie des infrastructures publiques, ou simplement CVIIP, a transformé l’approche de l’ingénierie canadienne en matière d’adaptation aux changements climatiques. Divers secteurs ont utilisé le Protocole, mais son développement a été amorcé au sein des ingénieurs faisant partie de la communauté du génie des transports.

Une fois le protocole CVIIP lancé, ses utilisateurs au ministère des transports de la Colombie-Britannique ont commencé à apprendre comment rationaliser et accélérer le processus. En appliquant le protocole à une situation où les changements climatiques avaient déjà un impact, des évaluations de la vulnérabilité ont été menées sur plusieurs tronçons du réseau routier de la Colombie-Britannique. Ces évaluations ont mis en évidence que les précipitations extrêmes sont le risque climatique le plus préoccupant affectant cette infrastructure.

Historique

Après le premier essai du protocole CVIIP au Manitoba (voir l’encadré 1), l’ingénieur en chef du BC Ministry of Transportation and Infrastructure (MoTI), Dirk Nyland, a demandé que le processus soit appliqué à une situation où ils pensaient que les changements climatiques pourraient déjà avoir eu un impact. Dirk commençait à s’inquiéter du nombre de défaillances routières causées par des phénomènes météorologiques extrêmes, en particulier dans les régions où il y avait historiquement peu de problèmes liés à de telles conditions.

Encadré 1 : Développement du protocole CVIIP

Au milieu des années 2000, le comité sur l’environnement durable d’Ingénieurs Canada a établi un partenariat avec Ressources naturelles Canada afin d’explorer la question des changements climatiques, en particulier l’identification des risques climatiques qui pourraient avoir un impact sur les infrastructures publiques. L’initiative a regroupé des personnalités du monde de l’ingénierie, des sciences du climat, des assurances, du monde universitaire et des politiques fédérales, provinciales et municipales : un groupe qui allait être appelé le Comité sur la vulnérabilité de l’ingénierie des infrastructures publiques, ou CVIIP. Au cours de la décennie suivante, le CVIIP a élaboré un protocole d’évaluation des risques climatiques qui est maintenant largement utilisé au Canada et à l’échelle internationale, pour les projets de construction et par les gestionnaires de transport en commun, les ministères provinciaux et de nombreuses autres entités.

Aujourd’hui, l’évaluation des risques climatiques utilisant le protocole CVIIP comme modèle peut acquérir une grande partie des données climatiques nécessaires en accédant aux données accessibles au public sur donneesclimatiques.ca ou à des services climatologiques régionaux tels que Pacific Climate Impacts Consortium (PCIC) et Ouranos. À noter qu’au moment de l’élaboration et de la mise à l’essai du protocole, l’acquisition de ces informations représentait une part importante des coûts de l’évaluation, ce qui est de moins en moins le cas aujourd’hui.

Le tout premier essai en situation réelle du protocole CVIIP a été effectué sur le réseau d’aqueduc public à Portage La Prairie, au Manitoba. L’une des principales leçons apprises par le groupe est que toute personne impliquée dans une infrastructure, quel que soit son rôle, dispose d’informations cruciales à retransmettre dans le processus d’évaluation de la vulnérabilité. Au départ, les responsables de l’évaluation ne s’étaient adressés qu’aux concepteurs et aux gestionnaires. Mais, ils ont rapidement réalisé l’importance de regrouper tout le monde dans la même pièce y compris le personnel d’exploitation et d’entretien pour évaluer les dangers potentiels. Ce processus de co-évaluation est une partie importante du Protocole. Un slogan simple a été adopté: “Everyone who has a hand on it, has to have a say about it.” Les diverses perspectives rapportées ont des tolérances différentes associées au risque, et l’objectif devrait être de comprendre la tolérance au risque de l’organisation, et non pas que celle d’un individu en particulier ou d’un type d’emploi particulier au sein de celle-ci. Les processus du Protocole ont été révisés pour refléter ces leçons.

Évaluations des risques climatiques du CVIIP

Le premier endroit sélectionné en Colombie-Britannique pour une évaluation à l’aide du protocole CVIIP a été l’autoroute Coquihalla. Cette évaluation a porté sur une grande variété de variables climatiques, mais il en est finalement ressorti que l’augmentation des précipitations était le risque le plus important. D’autres aspects des changements climatiques, comme les vagues de chaleur ou les incendies de forêt, ne semblaient pas présenter de risques significativement accrus pour l’infrastructure routière en Colombie-Britannique.

Le ministère a ensuite appliqué le protocole CVIIP à un tronçon de la route 16 qui se situe entre Vanderhoof et Burns Lake. L’enquête de Coquihalla a permis de mieux comprendre les risques climatiques affectant les infrastructures dans un climat montagneux et côtier, tandis que l’enquête de la route 16 a permis d’examiner les risques dans l’environnement du plateau intérieur. À la suite de ces évaluations de la vulnérabilité, le BC Ministry of Transportation and Infrastructure a permis de constater que les phénomènes de rivières atmosphériques (un phénomène climatique dans lequel il y a des précipitations massives de type mousson sur une très courte période) ont augmenté à la fois en intensité et en fréquence, et que de tels changements sont susceptibles de se poursuivre.

Ces évaluations ont également aidé Dirk Nyland et le BC Ministry of Transportation and Infrastructure à considérer le Protocole non seulement comme un outil pour les aider à faire face aux changements climatiques, mais comme un processus pour faire face à un climat déjà en évolution. Le protocole pourrait les aider afin que les ingénieurs utilisent de meilleures informations pour la construction dès l’étape de la conception.

D’autres évaluations ont été réalisées pour trois segments d’autoroutes différents à travers la province : la route 20 dans la région de Bella Coola, la route 37A dans la région de Stewart et la route 97 dans la région de Pine Pass. Sur la base des résultats des enquêtes de Coquihalla et de la route 16, ces évaluations ont pu se concentrer sur un plus petit nombre de paramètres climatiques importants, en particulier sur les précipitations. Ces trois régions ont été sélectionnées, car elles avaient toutes été affectées par des précipitations extrêmes.

Afin de reproduire les aspects de l’analyse CVIIP pour ces trois routes, on peut choisir des variables sur donneesclimatiques.ca pour voir les tendances des précipitations sur certaines cellules de la grille (figures 1-3).

Figure 1. Jours de précipitations > 20 mm pour Firvale, Colombie-Britannique

À gauche : Nombre annuel de jours où les précipitations dépassent 20 mm pour la localité de Firvale (région de Bella Coola), située le long du tronçon de la route 20, analysé avec le protocole CVIIP. Les différentes couleurs font référence à différentes trajectoires d’émissions futures (RCP). Les lignes en gras indiquent la valeur médiane multi-modèles et la zone ombragée indique la plage multi-modèles. À droite : Localisation du tronçon de la route 20 et de la communauté de Firvale, par rapport à la province de la Colombie-Britannique (en médaillon).

 

Figure 2. Jours de précipitations > 20 mm pour Stewart, Colombie-Britannique

À gauche : Nombre annuel de jours où les précipitations dépassent 20 mm pour la ville de Stewart, située le long du tronçon de la route 37A, analysé avec le protocole CVIIP. Les différentes couleurs font référence à différentes trajectoires d’émissions futures (RCP). Les lignes en gras indiquent la valeur médiane multi modèle et la zone ombragée indique la plage multi modèle. À droite : Emplacement du tronçon de la route 37A et de la ville de Stewart, par rapport à la province de la Colombie-Britannique (en médaillon).

Figure 3. Jours de précipitations > 20 mm pour Garbitt, Colombie-Britannique

À gauche : Nombre annuel de jours où les précipitations dépassent 20 mm pour Garbitt, C.-B. (dans la région de Pine Pass), située le long du tronçon de la route 97, analysée avec le protocole CVIIP. Les différentes couleurs font référence à différentes trajectoires d’émissions futures (RCP). Les lignes en gras indiquent la valeur médiane multi-modèles et la zone ombragée indique la plage multi-modèles. À droite : Emplacement du tronçon de la route 97 et Garbitt, par rapport à la province de la Colombie-Britannique (en médaillon).

Comme le montrent les figures 1 à 3, le nombre annuel de jours avec de fortes précipitations (que l’on peut voir en analysant la variable Jour de précipitations > 20 mm) augmentera au cours du siècle pour chaque emplacement, en particulier si l’on considère le scénario de fortes émissions (RCP 8.5). Étant donné que les événements météorologiques extrêmes se sont historiquement avérés problématiques pour ces trois tronçons routiers et que la variabilité naturelle se poursuivra dans un climat changeant, une tendance à la hausse des précipitations moyennes dans ces zones et le nombre croissant de jours avec précipitations élevées indiquent que les précipitations extrêmes seront probablement plus problématiques au cours des prochaines décennies.

Résultats de l'évaluation

Bien qu’une grande partie des infrastructures routières existantes de la province n’ait pas encore été soumise au processus du protocole CVIIP, un résultat important de ces évaluations est que tout renouvellement d’une telle infrastructure doit désormais tenir compte du climat (voir l’encadré 2). Si certaines infrastructures sont endommagées par des conditions climatiques extrêmes, elles ne sont plus remplacées à l’identique. Au lieu de cela, les personnes concernées effectuent ce que Dirk appelle une étude « rapide » du protocole CVIIP, basée sur le processus simplifié utilisé pour l’évaluation trois-en-un ci-dessus, afin de déterminer comment la nouvelle infrastructure peut être résiliente dans un climat changeant.

Le protocole PIEVC CVIIP est un processus multidisciplinaire et, dans ces cas, les membres de l’équipe de projet et l’équipe consultative provenaient de divers horizons, notamment de l’hydrotechnique, de la géotechnique, de l’environnement, de l’ingénierie et de la climatologie. Dirk pense que le processus les a obligés à tout repenser et que c’est une bonne chose. “It’s a two-way thing, a synergy with the climate scientists, everyone who is affected. It’s an ongoing team effort. It’s not just one guy sitting at a drafting table anymore.“

Vous pouvez trouver plus d’informations sur les évaluations CVIIP du gouvernement de la Colombie-Britannique ici : Adapting Transportation Infrastructure to Climate Change.

Éléments clés à retenir

  • Le climat en Colombie-Britannique a déjà changé et certaines infrastructures routières connaissent des niveaux de précipitations plus élevés que ceux pour lesquels elles ont été conçues, provoquant des emportements de routes.
  • À l'aide du protocole CVIIP et des informations climatiques disponibles, il ressort que les risques climatiques les plus importants auxquels sont confrontées les routes de la Colombie-Britannique sont ceux causés par les précipitations de plus en plus extrêmes résultant des changements climatiques.
  • Sur la base des leçons tirées d'une série de projets CVIIP, le ministère des Transports et de l'Infrastructure de la Colombie-Britannique a exigé que tout nouveau projet prenne désormais en compte les changements climatiques.

Encadré 2 : Élaboration de la circulaire technique et des directives professionnelles de la Colombie-Britannique

Après avoir mis en œuvre le protocole CVIIP sur plusieurs éléments d’infrastructure routière, le ministère des Transports et de l’Infrastructure de la Colombie-Britannique a voulu que les changements climatiques soient plus largement considérés. En 2015, ce ministère a publié une « Circulaire technique » qui indique que tout projet d’ingénierie avec le ministère doit dorénavant les prendre en compte. Bien que ne faisant que quelques pages, ce document a eu un impact important sur le secteur. Il a établi formellement que les ingénieurs doivent tenir compte des impacts des changements climatiques dans tout projet pour le ministère, et a établi une norme industrielle qui a eu des impacts dans toute la communauté des ingénieurs.

En réponse à la circulaire technique, Engineers and Geoscientists of BC (EGBC), l’association professionnelle des ingénieurs de la Colombie-Britannique, a élaboré un nouvel ensemble de directives professionnelles pour les ingénieurs et a élaboré un mandat pour la prise en compte des impacts des changements climatiques dans tous les projets du ministère. La circulaire technique et les directives de EGBC encouragent le développement professionnel continu des ingénieurs afin de soutenir la capacité d’adaptation aux changements climatiques. Une version préliminaire des directives a été initialement publiée en 2016. Avec des révisions de la circulaire technique en 2019, l’établissement des directives de EGBC a été finalisé et publié en 2020.

Remerciements

Les auteurs remercient sincèrement Dirk Nyland, Jim Barnes et le BC Ministry of Transportation and Infrastructure pour leur précieuse collaboration à cette étude de cas.