Modernisation des infrastructures d'approvisionnement en eau, d'assainissement, d'évacuation des eaux pluviales et de voirie de la ville de Faro en fonction des conditions climatiques

En 2019, le gouvernement du Yukon – Services aux collectivités (YG-CS) a confié à WSP Canada Group Limited (WSP) la réalisation d’une évaluation de la résilience climatique (ÉRC) pour la ville de Faro dans le cadre de la mise à niveau de ses infrastructures d’eau, d’égouts, d’eaux pluviales et de routes. En tant que communauté du Nord canadien, Faro est confrontée à des menaces uniques causées par les changements climatiques, notamment l’augmentation des températures et des précipitations, ainsi que le dégel du pergélisol. L’ÉRC a aidé la ville à identifier les risques climatiques potentiels et à intégrer des recommandations dans les phases de conception détaillée et de construction, en veillant à ce que les améliorations de l’infrastructure soient conçues pour résister aux conditions climatiques futures.

La ville de Faro est située dans une région isolée du centre du Yukon, à environ 400 kilomètres au nord-est de Whitehorse. La ville n’est accessible que par une seule route traversant la rivière Pelly. Faro a accueilli l’une des plus grandes mines de plomb et de zinc à ciel ouvert du monde, qui a permis à une communauté de 3 000 habitants de vivre et qui a conduit au développement de l’eau, des égouts et de l’infrastructure routière. La population de Faro est tombée à 400 habitants après la fermeture de la mine en 2003, laissant une surabondance d’infrastructures anciennes dont l’entretien et la réparation sont coûteux. Cette situation a incité le gouvernement du Yukon à élaborer un plan directeur pour la communauté et à concevoir les améliorations nécessaires aux réseaux d’eau, d’eaux pluviales et d’égouts, ainsi qu’aux routes.

Les améliorations proposées par la ville de Faro sont réparties sur plusieurs années et en quatre phases. L’ÉRC s’est concentrée sur la phase de conception des phases 2 et 3, avec des améliorations aux conduites principales, aux services d’eau, aux conduites principales d’égout sanitaire, aux services d’égout sanitaire, aux conduites principales d’égout pluvial et aux ponceaux, aux routes d’accès aux services publics et aux routes publiques. L’évaluation a suivi les orientations de l’Objectif climatique d’Infrastructure Canada et a utilisé le protocole du Comité de vulnérabilité de l’ingénierie des infrastructures publiques (CVIIP). L’ÉRC a montré que les conduites principales d’égouts pluviaux, les ponceaux et les conduites principales d’eau sont les plus vulnérables à l’augmentation des précipitations, aux températures plus chaudes, aux précipitations plus abondantes, à la diminution des épisodes de gel et au dégel du pergélisol. L’évaluation a permis d’identifier des mesures de résilience de haut niveau, telles que des tests supplémentaires pour mieux comprendre les zones de pergélisol, le détournement des conduites d’égout des zones à fort potentiel d’érosion, la mise en œuvre de mesures de contrôle de l’érosion et l’optimisation de l’évacuation des eaux.

Ce projet reconnaît la longévité des projets d’infrastructure, leur rôle important dans la fourniture de services communautaires essentiels et l’importance de construire des infrastructures en tenant compte des changements climatiques à venir.

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Comprendre et évaluer les impacts

Pour évaluer la vulnérabilité des infrastructures d’eau, d’égouts, d’eaux pluviales et de routes de la ville de Faro, l’équipe d’évaluation de WSP a identifié les paramètres suivants relatifs aux infrastructures et au climat : température (moyenne annuelle et par saison), précipitations (y compris les précipitations estivales, les fortes précipitations et la neige), gel et événements cumulatifs. Les tendances de ces paramètres climatiques ont été étudiées à l’aide de données modélisées provenant des modèles à échelle réduite du Pacific Climate Impacts Consortium (PCIC), fournies par l’Atlas climatique du Canada, et complétées par une analyse documentaire. Les modèles à échelle réduite ont été dérivés de 12 modèles climatiques mondiaux CMIP5. Le RCP8.5 a été choisi pour cette étude afin de représenter au mieux l’exposition dans le pire des cas, le scénario du statu quo. Les estimations des futures précipitations quotidiennes maximales ont été calculées à l’aide de l’outil IDF_CC mis au point à l’université Western. L’analyse des changements climatiques ont portés sur les horizons 2040 et 2070, sur la base des informations fournies dans le plan directeur des infrastructures de la ville de Faro – 20 ans (2040) pour les routes, les ponceaux et les fossés de drainage et 50 ans (2070) pour les infrastructures souterraines, sur la base de la durée de vie standard des composants de l’infrastructure.

Les données historiques ont été obtenues à partir des données de la station climatique normale d’Environnement Canada recueillies entre 1981 et 2010 à la station de surveillance météorologique de l’aéroport de Faro et ont été examinées pour développer une compréhension du climat sur des périodes de 30 ans afin de comprendre les conditions moyennes et les événements extrêmes.

Au début du projet, il a été déterminé que la capacité de la ville était insuffisante pour organiser un atelier. Au lieu de cela, des questions ont été envoyées au personnel opérationnel afin qu’il partage ses réflexions sur les événements météorologiques précédemment vécus et ses observations sur l’évaluation. L’équipe d’évaluation s’est sentie à l’aise en adoptant cette approche, car de nombreux experts impliqués avaient déjà effectué des visites sur le terrain et travaillé à Faro. Parmi les exemples de commentaires reçus, on peut citer des chutes de neige moins importantes au cours de l’hiver 2018/2019 et aucun changement observé dans les cycles de gel et de dégel. Dans l’ensemble, le retour d’information a permis d’identifier les tendances climatiques potentielles et de déterminer les domaines devant faire l’objet d’une enquête plus approfondie.

Les résultats des projections des changements climatiques, comparés aux données historiques modélisées, ont montré une augmentation prévue de la température annuelle moyenne, des précipitations plus fortes et plus intenses, une diminution des épisodes de gel et le dégel du pergélisol, ce qui accroît la vulnérabilité des infrastructures de la ville à la défaillance ou à la perte de fonction. Par exemple, avec le dégel du pergélisol, le tassement pourrait avoir un impact sur les infrastructures souterraines conçues pour s’écouler par gravité (comme les égouts sanitaires et pluviaux) et les changements de pente pourraient provoquer des affaissements et des blocages. Pour les services d’eau, des fissures et des ruptures pourraient se produire et avoir des répercussions sur la qualité de l’eau. Tout comme le dégel du pergélisol, les fortes pluies et les changements dans les régimes pluviométriques pourraient entraîner des affouillements et de l’érosion.

La prise en compte du pergélisol est une caractéristique unique des évaluations de la résilience climatique menées dans le nord du Canada. Une fois l’évaluation terminée, d’autres sondages ont été effectués dans la ville et n’ont révélé aucune présence de pergélisol. Ces résultats ont été une chance, car l’absence de pergélisol a considérablement réduit la vulnérabilité des systèmes d’infrastructure aux changements climatiques. Néanmoins, d’autres évaluations dans les régions à pergélisol ne doivent pas négliger ces facteurs de vulnérabilité.

Identifier les actions

Dans le cadre de la demande de financement au titre du Programme Investir dans les infrastructures du Canada (PIIC), les phases 2 et 3 dépassaient chacune le seuil de 10 millions de dollars et devaient donc faire l’objet d’une évaluation de l’objectif climatique, comme le stipule Infrastructure Canada. Pour compléter l’évaluation de la résilience climatique (ÉRC) de l’objectif climatique, YG-CS a chargé WSP en 2019 d’effectuer une ÉRC pour ces phases en utilisant le protocole du Comité de vulnérabilité de l’ingénierie des infrastructures publiques (CVIIP), qui est une méthodologie approuvée. L’ÉRC a utilisé les étapes définies dans le protocole pour définir les vulnérabilités potentielles de l’eau, des égouts, des égouts pluviaux et de l’infrastructure routière améliorés aux impacts des changements climatiques.

Au total, le protocole CVIIP a permis d’évaluer 48 interactions entre le climat et l’infrastructure. La majorité des risques identifiés étaient moyens et quelques interactions à faible risque. Les trois interactions présentant le risque le plus élevé au risque le plus faible sont les suivantes :

  1. Capacité des égouts pluviaux et des ponceaux et augmentation des fortes précipitations ;
  2. Les égouts pluviaux et sanitaires dans les zones de pergélisol interagissent avec l’augmentation de la température, l’augmentation des précipitations et la diminution des épisodes de gel ; et
  3. Les conduites d’eau principales dans les zones de pergélisol interagissent avec l’augmentation de la température, l’augmentation des précipitations et la diminution des épisodes de gel.

Sur la base des résultats de l’ÉRC, l’équipe d’évaluation de WSP a dressé une liste de recommandations spécifiques pour la conception future des phases 2 et 3 des améliorations. Au total, 9 recommandations ont été incluses dans le rapport de l’ÉRC. Voici quelques exemples de ces recommandations :

  • Effectuer des sondages supplémentaires avant le projet pour confirmer la présence de zones de pergélisol.
  • Détourner les conduites d’égout des zones à fort potentiel d’érosion.
  • Mettre en œuvre des mesures de contrôle de l’érosion.
  • Optimiser le drainage des routes afin de réduire les effets d’une action supplémentaire du gel.
  • Assurer une séparation horizontale et verticale adéquate entre les conduites principales et les égouts sanitaires.

En outre, comme l’étendue de la dégradation du pergélisol n’a pas été déterminée avec précision, la ville de Faro a été encouragée à élaborer un plan d’intervention d’urgence pour répondre efficacement à d’éventuelles défaillances supplémentaires des réseaux d’eau, d’égouts et d’eaux pluviales. Il a également été recommandé que le projet réexamine périodiquement la vulnérabilité, les risques et les mesures de contrôle pris en compte dans cette évaluation, à mesure que de nouvelles informations deviennent disponibles, notamment les projections climatiques, les modifications des paramètres d’exploitation, les conditions locales et les mises à jour des normes de conception et des lignes directrices.

Mise en œuvre

Afin d’éclairer la conception de la phase 2, des sondages supplémentaires ont été réalisés pour confirmer et mieux comprendre si et où le pergélisol existe dans la ville. L’analyse des trous de forage a abouti à une conclusion cruciale pour la vulnérabilité aux changements climatiques : aucun pergélisol n’a été détecté. Ce résultat signifie que de nombreuses recommandations, y compris l’installation d’un superpipe, n’étaient plus nécessaires et que la vulnérabilité aux changements climatiques a été réduite.

Au cours de l’ÉRC, l’équipe a utilisé l’outil IDF_CC pour appliquer les projections climatiques futures aux courbes Intensité-Durée-Fréquence (IDF). Ces données ont été utilisées pour compléter la modélisation des eaux pluviales pendant la conception de la phase 2, ce qui a permis de répondre aux préoccupations concernant la capacité potentiellement inadéquate des infrastructures d’égouts pluviaux (fossés, ponceaux et conduites principales d’égouts pluviaux) pour faire face à l’augmentation prévue des fortes précipitations. Les courbes IDF ajustées au climat ont été utilisées pour déterminer le dimensionnement de la capacité du réseau d’égouts pluviaux. En intégrant ces projections, l’équipe de conception a pu mieux anticiper et prendre en compte les impacts potentiels des changements climatiques sur l’infrastructure de gestion des eaux pluviales.

À ce jour, la conception de la phase 2 est terminée et la construction est en cours. La conception de la phase 3 sera achevée ultérieurement et les conclusions de l’ÉRC continueront d’influencer la conception.

Résultats et suivi des progrès

La phase 2 du projet d’amélioration des infrastructures de la ville de Faro a atteint avec succès ses objectifs initiaux, de nombreuses mesures de résilience climatique ayant été intégrées de manière transparente dans la phase de conception et de construction.

Les résultats de l’ÉVRCC ont fourni des indications précieuses sur la manière dont les changements climatiques peuvent affecter chaque type d’infrastructure associé aux améliorations de la phase 2. On s’attend à ce que les résultats de l’ÉVRCC contribuent également à la conception des améliorations de la phase 3.

Un avantage significatif de l’approche du projet a été l’implication continue des mêmes membres de l’équipe depuis l’évaluation de la résilience climatique jusqu’aux étapes de la conception et de la construction. Cette continuité a permis de s’assurer que les recommandations étaient systématiquement réexaminées et mises en œuvre si nécessaire. Les entretiens ont mis l’accent sur la collaboration entre le gouvernement du Yukon et WSP, soulignant comment cet effort conjoint a aidé une petite ville aux capacités limitées à devenir plus résiliente face au climat. Le gouvernement du Yukon a apporté un soutien complet tout au long de l’initiative, notamment en aidant à obtenir des fonds, à gérer les contrats et à superviser la gestion du projet.

Malgré ces succès, le projet a connu plusieurs difficultés. Par exemple, la conception de la phase 2 a pris plus de temps que prévu, en raison de l’élargissement du champ d’application. La durée prévue pour l’achèvement de la construction a également été sous-estimée. Alors qu’elle était initialement prévue pour 2021/2022, la construction de la phase 2 est toujours en cours (2024).

En outre, à l’instar de nombreuses petites villes du Nord, l’infrastructure vieillissante de Faro nécessite des améliorations qui sont coûteuses, mais qui profiteront à la communauté. Les possibilités de financement, comme le volet « infrastructure verte » (GIS) du plan d’infrastructure « Investir dans le Canada », ont permis de relever ce défi.

Bien qu’il existe de nombreux impacts climatiques potentiels dans tout le Yukon, les investissements réalisés dans les infrastructures d’eau, d’égouts, d’eaux pluviales et de routes de la ville de Faro pour prendre en compte les changements climatiques futurs représentent une étape importante pour permettre l’accès à des services qui soutiennent une communauté en bonne santé.

Prochaines étapes

La construction de la phase 2 devrait s’achever en 2024. La conception de la phase 3 commencera dès que la construction de la phase 2 sera terminée. La phase 4 est en attente d’approbation. Les données climatiques peuvent être réévaluées pour s’assurer que les données les plus récentes informent le projet à l’avenir. Pour chaque phase du projet, l’équipe de projet intégrera les recommandations d’adaptation dans la conception avant de la présenter à la ville.

Ressources

Lien vers l’étude de cas (en anglais seulement)

Ressources supplémentaires :

L’utilisation des projections en changements climatiques permet de prendre de meilleures décisions d’adaptation, car cela vous permet de mieux comprendre comment le climat peut changer. Pour savoir comment choisir, accéder et comprendre les données climatiques, visitez la Zone d’apprentissage de Donneesclimatiques.ca