Impacts du changement climatique sur l`infrastructure des eaux usées

RÉSILIENCE ET
ADAPTATION AU
CHANGEMENT
CLIMATIQUE :
TÉMOIGNAGE D'EXPERT
PRÉSENTÉ DEVANT LE
SÉNAT CANADIEN
PAR : Mohammed Dore, de
l'Université Brock et du RCE
Un réseau de ressources en eau…
des recherches vitales!
Membre des réseaux de Centres d'excellence du Canada
Résumé :
• La présentation traitera a) des impacts du
changement climatique et des dangers naturels et b)
de la menace que posent l'utilisation du charbon et
l'exploitation des vastes réserves de charbon par
trois pays qui possèdent plus de 80 % de cette
ressource. Sur le plan de l'adaptation, à mon avis, il
faut porter une attention particulière aux ressources
hydriques canadiennes, qui subiront probablement
les principaux impacts du changement climatique.
Qui plus est, ces impacts pourraient compromettre la
capacité du Canada à répondre aux demandes de ces
citoyens en toute sécurité.
Objectifs :
1. Apporter une complément d'information à d'autres
témoignages que le Comité a entendus
2. Persuader le Sénat, puisque ses membres sont dans
une position unique qui leur permet de considérer
le bien-être des Canadiens dans une perspective à
long terme
3. Concentrer la présentation sur mes propres travaux
de recherche et mon expertise
4. Remettre aux membres du Sénat une brève liste des
priorités stratégiques
Deux prémisses :
1. Convaincre les membres du Sénat du fait
que l'eau est une ressource rurale.
2. Démontrer que les impacts les plus marqués
du changement climatique sont susceptibles
de se répercuter sur les ressources en eau à
l'échelle du Canada.
Changement climatique et
dangers naturels
• Il convient de noter que le nombre de
catastrophes géophysiques est demeuré
stable depuis cent ans. En revanche, les
catastrophes hydrométéorologiques ne
cessent d'augmenter depuis environ 1942.
CATASTROPHES NATURELLES AU CANADA 1900-2000
18
16
14
10
8
6
4
2
0
19
00
19
03
19
06
19
09
19
12
19
15
19
18
19
21
19
24
19
27
19
30
19
33
19
36
19
39
19
42
19
45
19
48
19
51
19
54
19
57
19
60
19
63
19
66
19
69
19
72
19
75
19
78
19
81
19
84
19
87
19
90
19
93
19
96
19
99
NOMBRE
12
ANNÉE
CAT. GÉOPHYSIQUES
CAT. HYDROMÉTÉOROLOGIQUES
Figure 1: Description temporelle des catastrophes naturelles au Canada
Quelques faits sommaires :
• Les GES les plus importants sont : le dioxyde de
carbone (CO2), le méthane (CH4) et l'oxyde d'azote
(N2O), ainsi que les CFC.
• Les émissions antérieures de CH4 représentent 20 %
du total des émissions de GES
• Les émissions de N2O, celles d'autres gaz industriels
et des SACO contribuent dans une proportion de
20 % (les émissions des CFC ont été stabilisées
depuis l'entrée en vigueur du PM)
• Le CO2 est actuellement responsable de plus de
60 % des émissions qui contribuent à accroître l'effet
de serre
Faits sommaires (suite)
• À l'heure actuelle, les émissions annuelles totalisent
plus de 23 milliards de tonnes métriques de CO2, ou
1 % de la masse totale de dioxyde de carbone dans
l'atmosphère
• Avant l'industrialisation, sur une période de 10 000
ans, les concentrations de CO2 ont semblé connaître
une variation inférieure à 10 %; depuis 200 ans,
elles ont augmenté de plus de 30 %
• Même en tenant compte d'une absorption par les
océans et la végétation de la moitié des émissions,
les concentrations de CO2 vont continuer de croître
de plus de 10 % tous les 20 ans
• Environ 77 % des rejets annuels de carbone dans
l'atmosphère proviennent de la combustion de
combustibles fossiles
Les concentrations de carbone à l'échelle
mondiale
Réservoir
Atmosphère
Gt C
750
Forêt
Sols
Océans
Combustibles fossiles :
610
1580
39120
Charbon
4000
Pétrole
Gaz naturel
TOTAL COMBUSTIBLES FOSSILES
500
500
5000
Ressources et réserves mondiales de charbon, par principaux pays
producteurs de charbon (106 tonnes métriques d'équivalent charbon)
6 000 000
5 000 000
4 000 000
3 000 000
2 000 000
1 000 000
Ressources géologiques
Un
i
Ru
ss
Et
ie
at
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skr
Un
ai
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az
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Ch
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Ca
na
da
Au
str
ali
e
0
Ressources récupérables sur plans technique et économique
Qui représente la plus grande
menace sur le plan du
réchauffement planétaire?
• Trois pays à eux seuls possèdent 82 % des
réserves mondiales de charbon :
• Chine
13 %
• É.-U.
24 %
• Russie, Ukraine
et Kazakhstan
45 %
• Part mondiale
82 %
Considération politique
• Selon la conjoncture politique et économique
actuelle, il est probable que l'utilisation du
charbon continue de croître, peut-être même
également au Canada.
• Le plus probable, c'est que l'utilisation du
charbon augmentera dans les pays en
développement.
• Une prochaine modification dans le cadre de
la CCNUCC (par exemple du Protocole de
Kyoto ou d'un accord subséquent) devrait
viser en priorité à décourager l'exploitation
minière et l'utilisation du charbon.
Changement climatique et eau
• Nous avons utilisé le modèle du changement
climatique CGCM1-GG1 pour prévoir les
changements que subiront les variables du climat.
• Les projections de précipitations issues du modèle
ne tiennent pas compte des caractéristiques locales,
il faut donc effectuer une réduction d'échelle pour
intégrer les attributs locaux propres à une région.
• La région de Niagara a été utilisée pour les besoins
de l'étude.
• Les impacts prévus dans cette région se
répercuteront principalement sur les eaux usées.
Projections de précipitations
Précipitations mensuelles moyennes, en mm, d'après les
données du CGCM1-GG1 réduites à une échelle
proportionnelle à la région de Niagara
19612099
19611990
20102039
20402069
20702099
Maximum 1 310,92 247,5
1 310,92 933,93 881
Minimum
3,61
12,9
6,45
3,61
Moyenne
104,33
88,58
110
105,25 113,49
Écart
standard
89,44
37,11
114,04
92,01
6,75
94,07
Projections de précipitations (suite)
• Le tableau montre une hausse de la valeur moyenne et de l'écart.
• Les précipitations maximales, variable qui reflète des épisodes
extrêmes, augmentent également de façon significative par rapport à
la période de référence.
• D'ici 2040, la valeur moyenne pourrait être supérieure de 6 % et
l'écart standard de 28 % par rapport à la période de référence.
• Selon nos projections, s'il tombait 118 mm de pluie en un seul mois,
les usines de traitement des eaux usées devraient fonctionner à pleine
capacité.
• Une hauteur de précipitations supérieure à 118 mm en un mois
entraînerait un débordement des réseaux d'eau pluviale dans
l'écosystème, et il faudrait accroître la capacité des usines de
traitement des eaux usées.
• Les graphiques suivants illustrent également cette capacité critique,
ainsi que la valeur moyenne des précipitations et l'intervalle de
confiance de 95 % pour la période de 1961 à 2099:
Figure 1: Résultats pour la région de
Niagara
(1961-1990)
Niagara
1961-1990
140
120
100
80
60
40
20
0
JAN
FÉV
MARS AVRIL
MAI
JUIN
JUIL AOÛT SEPT
OCT
Mois
Hauteurs critiques
+ basse Moy
+haute
NOV DÉC
Figure 2 : Résultats pour la région de Niagara
(2010-2039)
Niagara 2010-2039
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
Mois
0
JAN
FÉV
MARS
AVRIL
MAI
Hauteurs critiques
JUIN
+ basse
JUIL
Moy.
AOÛT
SEPT
+ haute
OCT
NOV
DÉC
Figure 3 : Résultats pour la région de Niagara
(2040-2069)
Précipitations en mm
Niagara 2040-2069
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
JAN FÉV MARS AVRIL MAI JUIN JUIL AOÛTSEPT OCT NOV DÉC
Mois
Hauteurs critiques
+ basse
Moy.
+ haute
Figure 4 : Résultats pour la région de Niagara
(2070-2099)
Région de Niagara 2070-2099
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
JAN
FÉV
MARS
AVRIL
Hauteurs critiques
MAI
JUIN
JUIL
+basse
Moy.
Mois
AOÛT
+haute
SEPT
OCT
NOV
DÉC
UTEA Niagara-on-the-Lake
UTEA Pt. Weller
UTEA Baker Rd.
Town of
Niagara-on-the-Lake
UTEA Pt Dalhousie
Town of
Grimsby
City of
St. Catharines
Town of
Lincoln
City of
Thorold
Township of
West Lincoln
UTEA Niagara Falls
City of
Niagara Falls
Town of
Pelham
City of
Welland
UTEA Welland
Township of
Wainfleet
City of
Port Colborne
UTEA Pt. Colborne
Usines de traitement des eaux usées
Town of
Fort Erie
UTEA Anger Ave.
UTEA Crystal Beach
Impacts sur l'infrastructure des eaux
usées
• Les projections de précipitations illustrées dans les
graphiques signifient des impacts notables pour tous
les réseaux, mais de façon plus significative dans les
régions dotées de réseaux unitaires d'assainissement.
• Les réseaux actuels vont du réseau unitaire
d'assainissement dans certains quartiers plus vieux
au réseau séparatif dans les plus récents
développements.
• Les réseaux unitaires ont été conçus à la fois pour
les eaux d'égout ou usées et les eaux pluviales.
• Les réseaux unitaires d'assainissement subissent les
impacts directs des fortes pluies par le ruissellement.
Impacts du changement climatique sur
l'infrastructure des eaux usées (suite)
• Lorsque le débit d'orage ou le débit de pointe de temps
de pluie sont élevés, la capacité d'évacuation des eaux
usées d'un réseau unitaire d'assainissement peut
facilement devenir insuffisante, ce qui entraîne alors une
surcharge du réseau ou un reflux dans les sous-sols.
• Les déversoirs d'orage sont conçus pour réduire ce type
de risques.
• Les déversoirs d'orage suscitent beaucoup de
préoccupations, car ils rejettent dans l'environnement
naturel les polluants présents dans les eaux usées.
Impacts du changement climatique sur
l'infrastructure des eaux usées (suite)
• Un autre aspect critique de la pollution de l'eau consiste à
éviter que les débits d'orage n'arrivent aux stations
d'épuration.
• Pendant des épisodes de précipitations et de
ruissellement printanier, les forts débits d'eaux usées sont
évacués au moyen de déversoirs d'orage ou de voies de
dérivation.
Impacts du changement climatique sur
l'infrastructure des eaux usées (suite)
• On estime que la hausse prévue des précipitations portera
la capacité des réseaux de 32 % à 47 %.
• On observera une tendance similaire avec les coûts du
stockage pour les « besoins actuels », qui passeront de 54
à 80 millions de dollars , selon les estimations.
• Pour l'infrastructure des eaux usées, le coût total
(stockage + traitement) se situera approximativement
entre 74 millions et 110 millions de dollars.
Impacts indirects du changement
climatique sur l'infrastructure des eaux
usées (suite)
• La variabilité du régime des précipitations a une
incidence marquée sur les réserves d'eau.
• Les demandes en eau dans la région de Niagara visent à
satisfaire divers besoins domestiques, touristiques,
industriels, commerciaux, institutionnels et agricoles.
• Les vignobles et les cultures de fruits à chair tendre et de
produits en serre dans le nord de la région de Niagara
entraînent des demandes de pointe en eau en été.
• De longs étés chauds et secs donneront aussi lieu à une
hausse des demandes de pointe en eau.
Capacité d'adaptation au
changement climatique
• Pour s'adapter au changement climatique, la région
de Niagara aura besoin d'un appui financier lui
permettant de renforcer sa capacité de traitement des
eaux usées, en majeure partie des eaux pluviales,
étant donné la hausse des précipitations dans l'est du
Canada, qui est une conséquence du changement
climatique à l'échelle mondiale.
• En fait, actuellement, ce sont les municipalités, le
palier hiérarchique le plus bas des pouvoirs publics,
qui sont confrontées aux plus grands défis, étant
donné le « pelletage » des responsabilités.
L'adaptation à l'échelle locale
[Traduction libre de la diapo précédente : Des surplus uniques
Équilibre budgétaire gouvernemental exprimé en % du PIB, pour
les quatre derniers trimestres
Source : Statistiques Canada]
• Le graphique nous montre bien que les municipalités ne sont
pas en mesure de relever les défis que pose le changement
climatique. Si le gouvernement fédéral veut accroître la
capacité d'adaptation des Canadiens, il devra s'engager à
prendre des actions là où il est plus probable que des dépenses
soient encourues à des fins d'adaptation. Au chapitre de l'eau,
l'engagement doit se traduire par des appuis au niveau des
services locaux de distribution de l'eau et de traitement des
eaux usées des municipalités. En outre, si vous êtes persuadés
de la pertinence d'appliquer une politique « sans regrets »,
comme le recommande le GIEC, alors le gouvernement doit
accroître la résilience des infrastructures hydrauliques au
Canada.
Conclusions
1.
Le Canada connaît un accroissement des
catastrophes hydrométéorologiques, dont l'intensité
continuera aussi semble-t-il d'augmenter, ce qui ne
sera pas sans causer des dommages considérables à
l'infrastructure des services publics et à la propriété
privée au pays. Le Sénat pourrait envisager une
hausse du financement accordé à la portion des
dangers naturels du BPIEPC. Il conviendrait
également de financer la recherche permettant
d'établir des liens entre le changement climatique et
les catastrophes hydrométéorologiques.
Conclusions (suite)
2. En prévision d'une prochaine révision d'un
protocole international dans le cadre de la
CCNUCC, il serait souhaitable que le
Canada parvienne à convaincre la
communauté internationale de centrer les
négociations sur la menace planétaire que
présentent l'exploitation minière et
l'utilisation du charbon, de manière à inciter
l'adoption presque immédiate de mesures
précoces visant à décourager l'utilisation du
charbon.
Conclusions (suite et fin)
3. Pour accroître la résilience du Canada et
des infrastructures canadiennes, il faut
allouer des fonds là où les besoins sont les
plus grands, mais aussi là où les capacités
financières sont les plus limitées, soit au
niveau des municipalités, en raison du
« pelletage » de responsabilités.