Évaluation de la résilience climatique de l’avenue Stephen de la ville de Calgary

En 2022 la ville de Calgary a travaillé avec Stantec Consulting Ltd. (Stantec) pour réaliser une évaluation des risques et de la résilience climatiques (ERRC) dans le cadre du réaménagement prévu de l’avenue Stephen (le projet). L’avenue Stephen est considérée comme une rue emblématique et historique au cœur de Calgary. Elle sert de carrefour culturel, d’attraction touristique, de quartier d’affaires et de lieu animé pour la vie quotidienne. Malgré ces atouts, l’avenue Stephen a atteint la fin de sa durée de vie utile et il faut la rafraîchir pour assurer son succès à l’avenir. De plus, l’évolution de l’ampleur et de la fréquence des événements liés aux changements climatiques a incité la ville de Calgary à procéder à une ERRC pour le réaménagement prévu de l’avenue Stephen afin de mieux se préparer aux changements climatiques.

L’ERRC a montré que les risques les plus importants pour l’avenue Stephen sont liés à une augmentation de la fréquence et de la gravité des événements de chaleur extrême et des tempêtes violentes. Les actifs susceptibles d’être les plus à risque à l’avenir sont les arbres de rue, les personnes, les jardins et les massifs fleuris et l’asphalte si aucune mesure d’adaptation n’est intégrée à la conception.

Dans le cadre de l’évaluation, le personnel de la ville et l’équipe de conception ont proposé 30 mesures d’adaptation pour réduire l’incidence possible des changements climatiques sur les infrastructures. Par exemple, planter plus d’arbres avec de plus grands couverts forestiers et d’autres végétaux pour qu’il y ait davantage d’ombre, établir un budget d’urgence pour assurer une intervention rapide si de tels événements se produisent, mettre en œuvre un pavage perméable et un drainage souterrain, et réduire l’asphalte et les zones aménagées pour les événements de pluie abondante. L’intégration des mesures d’adaptation recommandées à la phase de conception du projet soutient la vision de la ville pour l’avenue Stephen en tant que rue du 21e siècle tournée vers l’avenir qui continue à favoriser une vie publique dynamique au cœur de Calgary.

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Comprendre et évaluer les impacts

Pour mieux comprendre la manière dont le climat de Calgary pourrait changer à l’avenir, la ville s’est associée à l’administration de l’aéroport de Calgary, aux climatologues du Pacific Climate Impacts Consortium (PCIC) et à GHD (une société de conseil en ingénierie employant des climatologues) pour élaborer les projections climatiques qui pourraient être utilisées pour l’évaluation des risques, ainsi que pour la planification de l’adaptation et d’autres projets d’ingénierie. Les détails des projections climatiques sont résumés dans le rapport intitulé « Climate Projections for Calgary », accessible en ligne.

Les données météorologiques historiques proviennent de la station d’Environnement et Changement climatique Canada (ECCC) de l’aéroport international de Calgary (dont la surveillance a débuté en 1953), la ville de Calgary ayant effectué le contrôle de qualité de 1960 à 2014. Des données d’observation des précipitations, de la température de l’air, de la vitesse et de la direction du vent, de l’humidité relative et du rayonnement solaire ont été recueillies à l’aéroport. Les données historiques ont ensuite été perturbées pour obtenir les climats des années 2050 et 2080. Les projections climatiques sont basées sur la période des normales climatiques du Canada (1981 à 2010) comme période de référence du modèle global du climat (MGC). Le climat des années 2050 est basé sur les projections du MGC pour 2041 à 2070 (milieu du siècle), et le climat des années 2080 est basé sur les projections du MGC pour 2071 à 2100 (fin du siècle). De plus, les projections climatiques étaient basées sur l’ensemble des modèles globaux du climat CMIP5 (phase 5 du projet d’intercomparaison de modèles couplés) pour le scénario d’émissions RCP 8.5 (profils représentatifs d’évolution de concentration ou Representative Concentration Pathways en anglais).

Le PCIC a fait une réduction d’échelle des données de température de l’air et des données sur les précipitations quotidiennes en utilisant une méthodologie statistique d’étude des phénomènes de sous-échelle (p. ex., la deuxième version de l’algorithme Bias Corrected/Constructed Analogues with Quantile Mapping [BCCAQv2]) sur une grille d’environ 6 km sur 10 km. Les données du PCIC comprennent 27 MGC, et l’on compte 3 MGC qui ont 2 simulations chaque, pour un total de 30 jeux de données à cette taille de grille. La taille de la grille a été choisie en fonction de la disponibilité des données d’observations du climat historiques maillées. Les données relatives au vent, au rayonnement solaire et à l’humidité relative ont fait l’objet d’une réduction d’échelle dynamique à l’aide de modèles régionaux du climat (MRC) sur une grille d’environ 15 km sur 25 km dans le cadre du programme NA-CORDEX (North America Coordinate Regional Downscaling Experiment). La taille de la grille a été choisie en fonction de la disponibilité et de la résolution des MRC. Cette source permet d’obtenir des données pour un maximum de 16 paires de MGC. Les ensembles de données à haute résolution disponibles sont actuellement les données ayant la plus haute résolution et fournissent un signal clair de changements climatiques pour Calgary et pour le niveau de certitude disponible dans la modélisation climatique actuelle.

Pour l’ERRC de l’avenue Stephen, la ville de Calgary a utilisé les projections climatiques de la ville pour déterminer les scores de probabilité climatique, en combinaison avec l’évaluation des répercussions des conditions météorologiques historiques pour déterminer les scores de conséquence afin d’évaluer les risques climatiques pour le projet. Les aléas climatiques susceptibles d’avoir une incidence sur le projet sont la chaleur extrême, l’augmentation de la température de l’air, les feux de forêt, la sécheresse, les précipitations de courte durée et de forte intensité, les tempêtes violentes, les vents violents, les fortes chutes de neige et les inondations des fleuves et des rivières.

D’après les projections climatiques de la ville, on s’attend à une augmentation de la fréquence et de l’intensité des événements de chaleur extrême et des tempêtes violentes. Par exemple, sur une échelle de probabilité de 5 points, les tempêtes violentes devraient passer de 3 (possible) dans la période de référence à 4 (probable) dans les années 2050 et à 5 (presque certain) dans les années 2080. En combinant la probabilité avec les conséquences et l’exposition, les personnes et les infrastructures construites le long de l’avenue Stephen (p. ex., le mobilier urbain, les boîtes de transformateurs électriques et les aménagements) sont exposées à un risque élevé de tempêtes violentes (grêle, foudre, vent, pluie abondante). De plus, comme l’avenue Stephen manque actuellement d’ombre à de nombreux endroits, les événements de chaleur extrême pourraient mettre en danger les utilisateurs les plus vulnérables et ceux qui doivent marcher ou prendre les transports en commun.

Pour étayer les données climatiques, trois ateliers ont été organisés avec le personnel de la ville afin d’examiner les incidences possibles et les événements climatiques passés, l’évaluation des conséquences des répercussions ciblées et la faisabilité des mesures d’atténuation des risques. Les participants à l’atelier ont estimé que les arbres de rue et les personnes étaient les plus vulnérables aux aléas climatiques et que les précipitations intenses de courte durée et l’inondation des fleuves et des rivières étaient les risques pouvant avoir le plus d’incidence sur les actifs de l’avenue Stephen.

Déterminer les actions

Les tendances croissantes en magnitude fréquence des aléas climatiques ont incité la ville de Calgary élaborer un processus d’évaluation des risques climatiques pour infrastructures publiques qui soit conforme au protocole du Comité sur la vulnérabilité de l’ingénierie des infrastructures publiques (CVIIP) et aux exigences de l’Optique des changements climatiques d’Infrastructure Canada. Le processus d’évaluation des risques de la ville comprend des critères particuliers qui précisent quand une ERRC doit être entreprise par la ville, en tenant compte de facteurs comme la durée de vie des infrastructures, leur valeur et leur capacité à atténuer les risques climatiques. Ces critères, ainsi que la politique sur les bâtiments durables de la ville et les demandes de financement fédéral (p. ex., le Fonds d’atténuation et d’adaptation en matière de catastrophes), ont servi de moteurs pour la mise en œuvre d’ERRC. Une ERRC a pour objectif l’élaboration d’une série de recommandations qui pourraient être intégrées aux étapes de conception de nouvelles infrastructures ou d’un projet de modernisation afin d’atténuer les risques climatiques pour les infrastructures et leurs utilisateurs.

En utilisant le processus d’ERRC de la ville, les données climatiques et les scores de probabilité prédéterminées (déjà calculées et fournies par la ville), Stantec a participé avec le personnel de la ville et les membres de l’équipe de conception à trois ateliers virtuels pour réaliser les tâches suivantes.

  1. Évaluation des impacts (1er atelier) – Les participants à l’atelier ont évalué la façon dont les aléas climatiques passés et projetés ont et pourraient avoir une incidence sur les actifs, les opérations, l’entretien et les utilisateurs le long de l’avenue Stephen en fonction des expériences antérieures et des impacts futurs potentiels.
  2. Évaluation des conséquences et des risques (2e atelier) – Évaluation qualitative des conséquences possibles de l’interaction d’un aléa climatique avec un actif. Les participants à l’atelier ont noté les conséquences en utilisant un système de notation des conséquences selon lequel « 1 » représente une très faible conséquence et « 5 » représente une conséquence extrême.
    Pour chaque interaction entre un aléa climatique et un actif, ils ont multiplié les cotes de probabilité et de conséquence afin de déterminer le niveau de risque durant les trois périodes (période de référence, années 2050 et années 2080). Ils ont déterminé les risques élevés ou extrêmes et les ont classés par ordre de priorité.
  3. Détermination des mesures d’adaptation et établissement des priorités (3e atelier) – Les participants à l’atelier ont ciblé les mesures d’adaptation possibles qui pourraient être appliquées pour atténuer les risques les plus élevés et ont accordé la priorité à la faisabilité de la mise en œuvre.

L’ERRC a permis d’évaluer les risques climatiques pour la période de référence, les années 2050 et les années 2080. Les résultats montrent que les changements les plus importants dans les niveaux de risque (de faible-moyen à élevé) entre la période de référence et les périodes futures sont dus à l’augmentation projete de la fréquence et de la gravité des événements de chaleur extrême et des tempêtes violentes. Les actifs susceptibles d’être les plus menacés à l’avenir sont les arbres de rue, les personnes, les jardins et les massifs fleuris et les arbres. Les interactions les plus à risque comprennent :

  • Les tempêtes violentes pourraient endommager l’intégrité structurale des arbres;
  • Les tempêtes violentes pourraient blesser des personnes, en particulier les populations vulnérables;
  • Les tempêtes violentes pourraient nuire à l’intégrité structurale et au fonctionnement des biens dans l’environnement bâti (p. ex., le mobilier urbain qui s’envole et les boîtes à transformateurs électriques qui sont touchées par la foudre);
  • Les événements pluvieux de courte durée et de forte intensité pourraient inonder les trottoirs et les routes, ce qui nuirait à l’intégrité structurelle et à la fonctionnalité du paysage de rue;
  • Les événements de chaleur extrême pourraient avoir des répercussions sur les surfaces asphaltées, ce qui pourrait causer des déformations et nuire à la fonctionnalité et à l’intégrité structurale des surfaces. De plus, les routes asphaltées, les espaces de stationnement et les bâtiments existants sont susceptibles d’exacerber l’effet de chaleur en raison de l’effet d’îlot de chaleur et d’augmenter le risque de maladies liées à la chaleur pour les humains et les animaux;
  • La chaleur extrême pourrait nuire à la santé et à la sécurité des utilisateurs et des travailleurs (exploitation et entretien) le long de l’avenue Stephen.
  • La chaleur extrême pourrait nuire à l’intégrité structurale de l’environnement naturel en causant du stress thermique (arbres de rue, jardins, massifs fleuris) ainsi qu’à la santé et à la sécurité des animaux et des pollinisateurs.

Mise en œuvre

Après avoir déterminé et classé par ordre de priorité les risques les plus élevés, l’ERRC a permis de proposer 30 mesures d’adaptation. Le personnel de la ville a évalué les mesures d’adaptation proposées sur la base de critères de faisabilité concernant l’aspect pratique, l’équité, la synergie, l’urgence, l’efficacité, le rapport coût-efficacité, la robustesse, le financement et l’importance fondamentale de chaque mesure. Selon les critères et les commentaires du personnel, on a relevé les principales mesures d’adaptation recommandées qui pourraient être appliquées pour réduire les risques les plus élevés :

  1. Assurer une plantation extensive d’arbres et d’autres végétaux pour augmenter les aires ombragées;
  2. Créer et maintenir un budget pour les opérations d’urgence qui peut être immédiatement utilisé pour les interventions d’urgence;
  3. Planter des arbres à grand couvert forestier dans les zones à fort rayonnement solaire;
  4. Déterminer et mettre à jour, s’il y a lieu, les niveaux de crue nominale et s’assurer que les actifs répondent aux prévisions actuelles en matière d’inondations (pluviales et fluviales);
  5. Moderniser les espaces verts comme les terre-pleins centraux engazonnés des routes avec des systèmes de biorétention, des jardinières de rue ou des filtres de boîtes d’arbres;
  6. Élaborer des plans d’action relatifs à la chaleur et à la qualité de l’air (p. ex., lieux d’accueil climatisés, fontaines et éléments d’eau potable);
  7. Utiliser des pavés perméables et un système de drainage souterrain;
  8. Planter des arbres et d’autres végétaux autour des routes pour abaisser le niveau de la nappe phréatique;
  9. Élaborer un programme de gestion pour vérifier les canaux de drainage, etc.;
  10. Créer des pentes et des bordures dans les zones ouvertes et d’éléments d’ombrage où il y a une alternance de soleil et d’ombre;
  11. Créer des microclimats diversifiés combinés à des équipements de parc;
  12. Élaborer des plans de gestion – mettre à jour les procédures de fonctionnement et d’entretien (F et E) pour contrôler les arbres et les plantes après les événements;
  13. Réduire les espaces asphaltés et les espaces aménagés.

Le budget de construction disponible déterminera la manière dont on passera à l’étape de mise en œuvre dans le cadre du projet.

Résultats et suivi des progrès

Le plan d’urbanisme conceptuel du paysage de rue a été rendu public dans le cadre du projet de réaménagement de l’avenue Stephen à la fin de l’année 2023 et est accessible en ligne. L’élaboration d’un plan d’urbanisme robuste du paysage de rue est essentielle pour concrétiser la vision de l’avenue Stephen. Celui-ci servira de document d’orientation lorsque l’on passera à l’étape de la conception détaillée et de la construction du projet. Le plan d’urbanisme du paysage de rue s’appuie sur la vision définie lors de la phase 1, sur les commentaires du public et sur l’ERRC afin de garantir que la conception est réalisable et résiliente aux changements climatiques.

En ce qui concerne la conception et la construction, ainsi que la mise en œuvre des mesures recommandées, les mesures visant l’inclusion d’arbres le long de la rue partagée (de la 4e rue à la 1re rue Sud-Est) dépendent du déplacement des services publics. L’équipe de projet plaide toujours en ce sens, mais ces mesures dépendront des décisions des dirigeants et du financement disponible. Les infrastructures de services publics situées entre la 11e rue Sud-Ouest et la 4e rue Sud-Ouest n’ont pas besoin d’être déplacées, de sorte qu’il est plus probable que des arbres y soient mis en place si un financement est accordé pour la mise en œuvre du projet.

Outre les arbres, les autres mesures incluses au plan d’urbanisme conceptuel qui soutiennent les mesures d’adaptation comprennent les suivantes :

  • Pentes et bordures dans les zones ouvertes et éléments d’ombrage où il y a une alternance de soleil et d’ombre;
  • Microclimats diversifiés combinés à des équipements de parc;
  • Systèmes de biorétention et plantation au niveau du sol;
  • Possibilité d’intégrer du pavage perméable.

La ville enlève également des voies réservées aux véhicules pour privilégier les déplacements à pied et la mobilité active. Bien qu’il ne soit pas mentionné dans le rapport d’ERRC, cela contribue également à la réalisation des objectifs climatiques.

Prochaine(s) étape(s)

Phases 3 et 4 : La conception détaillée et la construction devraient commencer en 2024. Bien que ce projet soit axé sur l’amélioration des infrastructures matérielles, bon nombre des autres recommandations formulées dans le cadre de l’ERRC, comme les plans de gestion et les procédures de fonctionnement et d’entretien, seront examinées dans une étape ultérieure des travaux.

Ressources

Lien vers l’étude de cas complète (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