Enquêter sur la cause des inondations provenant d’un cours d’eau dans l’Ouest canadien

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RENSEIGNEMENTS SUR LE PROJET

Client
Ministère des Transports de la Colombie Britannique

Location
Colombie Britannique (Canada)

Dans un passé récent, le ruisseau Guichon était relativement tranquille et sans danger, typique des cours d’eau montagneux de l’intérieur de la Colombie-Britannique. Normalement, le débit d’eau de ce cours d’eau atteint son maximum entre avril et juin chaque année, alors que l’air chaud printanier fait fondre la neige accumulée des montagnes environnantes. Les données recueillies depuis 1962 montrent que le débit de pointe du ruisseau Guichon a dépassé les 20 mètres cubes par seconde lors de 4 années seulement.

Cependant, en 2017 et 2018, le débit de pointe a plus que doublé, atteignant plus de 50 mètres cubes par seconde, selon les estimations.

En 2017, l’augmentation du débit a entraîné une inondation, qui a causé des dommages matériels. L’année suivante, la charge sédimentaire et le volume de débris beaucoup plus élevés transportés par les eaux de crue ont bloqué un pont sur une route importante – la route 8 – et ont provoqué sa fermeture intermittente à la circulation pendant plus de 10 jours, soit jusqu’à ce que le barrage puisse être dégagé avec de la machinerie lourde.

Craignant que le problème se reproduise, le ministère des Transports de la Colombie‑Britannique a demandé à Golder de faire enquête. (Le district régional de Thompson‑Nicola, dans lequel se trouve le ruisseau Guichon, et le groupe autochtone de la réserve indienne de Lower Nicola ont aussi participé à l’enquête. La partie inférieure du ruisseau Guichon traverse la réserve indienne de Lower Nicola). Les deux principales questions auxquelles il fallait répondre étaient les suivantes : qu’est-ce qui a changé, le cas échéant, et a fait en sorte que le ruisseau Guichon atteigne un tel niveau et provoque des inondations lors de ces deux années; et, est-il probable que le problème persiste?

Le ministère espérait ainsi obtenir une orientation lui permettant de planifier sa réponse.

L’une des raisons de l’urgence était l’importance économique de la route 8. La route relie la Transcanadienne à la route de Coquihalla, qui sont à peu près parallèles et assurent la circulation entre Vancouver et l’Est du pays. En fonction de la saison, il y a un risque que les routes de la province soient fermées à cause d’éboulements, de glissements de terrain, d’avalanches ou de blocages de la circulation. La route 8 est une soupape de sécurité qui permet d’acheminer la circulation entre les deux grandes routes au cas où l’une d’entre elles serait fermée.

Dresser un portrait à partir de nombreuses sources diverses

Une étude de bassin versant comme celle du ruisseau Guichon ressemble à mettre ensemble les morceaux d’un casse‑tête : il faut extraire des éléments d’information provenant de nombreuses sources diverses pour brosser un tableau complet. Comme pour de nombreuses autres études de ce genre, l’équipe de Golder a commencé par consulter les sources d’information disponibles.

D’abord, l’équipe a regardé des images aériennes et satellitaires pour voir s’il y avait eu des changements touchant la couverture végétale, comme des incendies de forêt, la récolte de bois, l’expansion de terres de parcours ou la vaste construction de routes. La perte d’arbres et d’autres éléments de végétation peut parfois faire augmenter le ruissellement pluvial et le faire s’écouler plus rapidement dans les cours d’eau. Il a été révélé que les coupes à blanc provenant de la récolte de bois se sont étendues au cours des 50 dernières années, occupant environ la moitié du bassin versant, un changement important de la couverture qui s’est produit lentement. Bien qu’il ait probablement contribué au problème, ce changement ne saurait à lui seul expliquer les augmentations importantes du débit observées en 2017 et 2018, lorsqu’elles sont considérées isolément par rapport aux débits des décennies précédentes.

L’équipe a ensuite scruté les données météorologiques disponibles, les mesures sur le terrain d’écoulement de cours d’eau et les mesures de la profondeur de la neige accumulée dans le secteur. Certaines des données remontaient à 1911, les premières ayant été enregistrées sur une base saisonnière et les plus récentes consistant en des données plus complètes recueillies tout au long de l’année. Néanmoins, ces données montraient l’image d’un cours d’eau qui, en grande partie, ne changeait pas d’année en année.

Enfin, l’équipe a remarqué que, en 2017 et 2018, il y a eu des conditions météorologiques inhabituelles dans le bassin versant du ruisseau Guichon, ce qui aurait pu contribuer aux débits de pointe. Cela est attribuable en partie à l’épaisseur de la neige accumulée dans le bassin versant au cours de ces deux années. Situés en hauteur dans la vallée, à plus de 1 500 mètres au-dessus du niveau de la mer, les deux postes de relevés nivométriques ont enregistré des accumulations beaucoup plus épaisses que d’habitude durant cette période. En 2017 et 2018, l’accumulation de neige au poste de Gnawed Mountain était de près de 300 à 400 % supérieure à la normale. La station de Highland Valley a enregistré une accumulation de 500 à 900 % supérieure à la normale. Il s’agit d’épaisseurs d’accumulation très rares comparativement aux analyses statistiques des épaisseurs d’accumulation habituelles. De plus, les températures élevées enregistrées pendant les périodes de débits de pointe ont probablement contribué à faire fondre la neige plus rapidement que d’habitude.

La quantité de sédiments présents dans le cours d’eau et à proximité a également contribué à bloquer le pont. À certains endroits, le ruisseau Guichon coule près d’agrégats escarpés de sable et de gravier déposés à la fin de la dernière grande époque glaciaire. Lorsque les eaux sont élevées, le ruisseau monte jusqu’à un point où il érode ces escarpements, dont les sédiments peuvent s’ajouter à la charge que la force des eaux entraîne. L’équipe a trouvé le long des escarpements plusieurs zones de rupture où le cours d’eau est susceptible de ramasser plus de sable et de gravier. En raison de décennies de débits d’eau relativement modestes, des sédiments provenant de ces escarpements érodés se sont accumulés graduellement et étaient prêts à être transportés en aval lorsque le débit de pointe était suffisamment élevé, comme en 2017 et 2018.

De plus, le pont de la route 8 au‑dessus du ruisseau Guichon est situé sur un cône alluvial où les sédiments s’accumulent naturellement. Il était donc fort probable que des sédiments excédentaires se déposent lorsque le fort courant d’eau douce a atteint le pont.

Même si une évaluation hydrologique détaillée et une modélisation des eaux pluviales n’ont pas été effectuées afin de bien comprendre les causes des inondations inhabituelles, l’équipe a été en mesure de réduire les facteurs qui, ensemble, ont créé la situation simplement inévitable sur la route 8 : chaque fois que le débit d’eau était suffisamment élevé, les sédiments accumulés étaient emportés en aval.

Regard vers l’avenir

L’une des questions que le ministère des Transports a posées était celle de savoir si les eaux de crue et les sédiments de l’ampleur de ceux observés en 2017 et 2018 continueraient de se produire et ce que cela signifie pour l’avenir du pont du ruisseau Guichon. L’analyse a montré que la charge en sédiments dans le cours d’eau sera probablement plus élevée au cours des cinq à dix prochaines années à cause de l’abondance des sédiments restants déposés en amont du pont à la suite des inondations récentes.

L’équipe de Golder a fait progresser la seconde phase de l’étude, qui comprend la traversée cet automne du chenal du ruisseau Guichon du pont de la route 8 jusqu’à la pointe du chenal, afin de consigner et de classer les sources de sédiments et de déterminer les possibilités de gestion des sédiments.

Un autre problème à résoudre est l’incidence possible des changements climatiques. Une étude d’impact climatique à grande échelle n’a pas été réalisée, et, même compte tenu de ce niveau d’évaluation, l’exactitude des projections des changements climatiques reste peu connue. Cependant, en général, on peut s’attendre à ce que les changements climatiques entraînent une hausse des précipitations en hiver et une hausse de la température annuelle moyenne, ce qui pourrait provoquer une augmentation du ruissellement global. Il pourrait donc y avoir une augmentation de la fréquence des événements hydrologiques importants et rares, comme les débits élevés qui ont causé les inondations provenant du ruisseau Guichon en 2017 et 2018. Cela donne à penser qu’il pourrait être nécessaire, afin de protéger les ponts, d’investir davantage dans des mesures d’atténuation concernant le ruisseau Guichon et d’autres cours d’eau qui traversent des routes.

Pour les géomorphologues, les hydrologues et les autres professionnels de l’équipe de Golder, les facteurs qui ont mené aux inondations de 2017 et 2018 faisaient partie de processus naturels qui sont survenus sur une échelle temporelle géologique. Une meilleure compréhension des répercussions que ces processus combinés peuvent avoir sur la route 8 permettra au ministère des Transports de la Colombie-Britannique de mieux planifier et réagir.

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