CADYRI: Un outil de cartographie dynamique du risque d’inondation en milieu urbain Karem Chokmani - Professeur Marion Tanguy - Étudiante au doctorat Monique Bernier - Professeur Jimmy Poulin - Professionnel de recherche

CADYRI Outil de cartographie dynamique des risques liés aux inondations en milieu urbain. Outil d’aide à la décision pour la protection de la population et des infrastructures essentielles touchées par une inondation Gestion de crise: suivi en temps réel de l’évolution de l’inondation, localisation des interventions nécessaires. Planification: simulation de scénarios d’inondations. Pourquoi DYNAMIQUE? Car la cartographie du risque n’est pas statique: elle est mis à jour pour n’importe quel débit, et permet de suivre l’évolution du risque aussi bien en phase de crue que de décrue. On va donc au-delà des cartes de crues de récurrence officielles de 2, 20 ou 100 ans pour lequel le niveau de risque est fixe, Il est important de souligner qu’on ne touche pas l’aspect dommage matériels et économiques, mais plutôt protection et l’assistance à la population lors d’un évènement d’inondation Cette approche dynamique, centrée sur la protection et l’assistance à la population, en fait un outil adapté à la gestion de crise: capacité de réaliser un suivi en temp réel de l’évolution de l’inondation, et de localiser les interventions nécessaires Mais c’est également un outil adapté à la phase de planification, car il permet de simuler des scénarios d’inondation

Pourquoi développer cet outil? Vulnérabilités Risque Aléa Rappel de ce qu’est le risque: Combinaison d’un aléa et de vulnérabilités Une analyse du risque ne peut donc pas se contenter d’une simple cartographie des zones inondées (aléa), mais doit aussi intégrer les informations relatives aux vulnérabilités des éléments présents dans cette zone, et pouvant être touchés de manière directe mais aussi indirecte par l’inondation. A noter qu’on ne parle pas d’une vulnérabilité, mais bien de vulnérabilités: chaque élément a ses propres caractéristiques et donc ses propres vulnérabilités

Pourquoi développer cet outil? - Constats Vulnérabilité socio-économique de la population au centre des analyses Pas de prise en compte de la vulnérabilité induite par la défaillance ou la destruction des infrastructures essentielles Pas de prise en compte des vulnérabilités du bâti résidentiel Évaluations statiques de la vulnérabilité, pas d’approches dynamiques Échelles d’analyse non-adaptées à une analyse précise de la vulnérabilité de la population Vulnérabilités C’est, dans la quasi-totalité des cas, la vulnérabilité socio-économique qui est au centre des analyses de la vulnérabilité. On fait donc l’impasse sur tous les éléments autres que ces caractéristiques intrinsèques, comme la vulnérabilité du bâti et la vulnérabilité des infras essentielles, qui ont pourtant une grande influence sur la vulnérabilité de la population. statique: on a une vulnérabilité donnée, elle n’est jamais mise en relation avec l’aléa, Aléa inondation Absence d’outil permettant d’obtenir en temps-réel une cartographie de l’étendue de l’inondation en cours Absence d’outil permettant d’obtenir les profondeurs de submersion en tout point des zones inondées Outils existants (ex: modèles hydrodynamiques) difficiles d’accès pour les acteurs municipaux

Pourquoi développer cet outil? Risque Et puis surtout, pas d’outil permettant de mettre en relation directe la vulnérabilité et l’aléa inondation Au Québec, manque d’outil opérationnel d’évaluation en temps réel de la vulnérabilité de la population face aux inondations Absence d’outil intégrant la cartographie de l’aléa et l’évaluation de la vulnérabilité Au Québec, manque d’outil opérationnel d’évaluation en temps réel du risque humain lié aux inondations

Quels sont les avantages de CADYRI? Approche intégrée d’évaluation du risque: intégration des caractéristiques de l’aléa et de la vulnérabilité Approche dynamique: mise à jour de l’évaluation du risque en fonction des hauteurs de submersion dans les zones touchées Simplicité d’utilisation, transférabilité Échelle d’analyse précise: le bâtiment Rapidité des simulations (de l’ordre de la minute) Lecture simple du niveau de risque (4 niveaux) Utilisation de données déjà existantes: CEHQ, Statistiques Canada.. CADYRI permet de pallier certaines de ces limites

Comment le niveau de risque est-il évalué? 1. Cartographie de l’aléa inondation Calcul du modèle d’estimation de la profondeur de submersion - Déterminer les paramètres d’une fonction niveau-débit permettant de représenter le niveau d’eau en tout point du site d’étude H = αQβ Intrants - La cartographie de l’aléa inondation repose sur un modèle d’estimation de la profondeur de submersion. Afin de faire tourner ce modèle, il est nécessaire, en phase pré-opérationnelle, de déterminer les paramètres d’une fonction niveau-débit, qui va permettre de représenter le niveau d’eau en tout point du site d’étude - Cette fonction est celle représentée à l’écran ou H est le niveau d’eau et Q est le débit. Les paramètres lambda et beta sont les paramètres qui doivent être calculés pour chaque point du domaine d’étude, Intrants = On utilise pour cela les cartes des zones inondables produites par le CEHQ, un MNT de la zone, et les rapports de cartographie des zones inondables du CEHQ (contenant les informations sur les sections transversales de la rivière, les niveaux d’eau à différents chainages (profils en long) et les débits associés, Ces données vont nous permettre de calculer la surface de l’eau en tout point de la plaine inondable pour les débits compris dans la gamme des débits de référence (2, 20 et 100 ans) et de calculer du champs de submersion correspondant à partir d’un modèle numérique de terrain (MNT) de la plaine inondable . Une régression linéaire permet enfin d’estimer les paramètres lambda et beta pour l’ensemble des points du domaine, Calcul de la surface de l’eau en tout point de la plaine inondable pour un débit quelconque Cartes des zones à risque d’inondation Modèle numérique de terrain Rapports CEHQ Calcul de la surface de l’eau en tout point de la plaine inondable, pour un débit quelconque

Exemple: Simulation de la zone inondée pour un débit de 350 mc/s, Rivière Montmorency

Vulnérabilité directe Vulnérabilité indirecte Comment le niveau de risque est-il évalué? 2. Évaluation de la vulnérabilité de la population Intégration des deux composantes majeures de la vulnérabilité humaine Vulnérabilité directe Vulnérabilité indirecte Vulnérabilité socio-économique Vulnérabilité des infrastructures essentielles Vulnérabilité des bâtiments résidentiels Ajouter les routes

Vulnérabilité directe Vulnérabilité indirecte Données Données recensement 2011 Limites aires de recensement Données Bâtiments résidentiels Code d’évaluation foncière Données Infrastructures essentielles Bâtiments résidentiels Vulnérabilité directe Vulnérabilité indirecte Identification des infrastructures essentielles Sélection d’indicateurs socio-économiques Définition d’une typologie du bâti résidentiel Standardisation Identification des vulnérabilités du bâti Identification des (inter) dépendances Comparaison et pondération Définition hauteur d’eau pour chaque niveau de vul. Définition fonctionnalité par niveau d’eau Aggregation Estimation des conséquences pour la population Estimation des conséquences pour la population Évaluation de la vulnérabilité socio-économique Évaluation de la vulnérabilité du bâti résidentiel Évaluation de la vulnérabilité indirecte

Résultats: Cartographie dynamique du risque d’inondation en milieu urbain Exemple pour la Haute Saint Charles à Québec, qui est considérée comme une petite rivìère à faible débit 30 mc/s = inondation limitée, pas de bâtiment résidentiel inondé, pas de route submergée évaluation du risque : inexistant 50 mc/s = inondation qui s’étend, on a des bâtiments résidentiels inondés, mais avec de faibles hauteurs d’eau, une section de route immergée, mais pas de population isolée = risque faible à modéré 60 mc/s = inondation étendue , grand nombre de bâtiments résidentiels inondés, certains avec des hauteurs d’eau importantes. Des sections de routes sont immergées, et des bâtiments résidentiels sont isolés Évaluation du risque = haut à très haut Si on continue, hauteur d’eau plus importante, sections de routes coupées plus nombreues etc, Niveau de risque très haut dans certaines zones, Exemple: Simulation des zones inondées pour différents débits, Haute Saint-Charles, Québec

Résultats: Cartographie dynamique du risque d’inondation en milieu urbain Second exemple, celui de la rivière Montmorency, à Québec Rivière à plus fort débit, on commence a 200mc/s On remarque que rapidement, le niveau de risque devient modéré et cela même si des bâtiments ne sont pas inondés: pas inondés oui mais isolés car la route est coupée, Au fond, on voit que l’évaluation du risque est modérée à haute dans certaines zones: bâtiments directement inondés, ou là encore, isolés, Exemple: Simulation des zones inondées pour différents débits, Rivière Montmorency, Québec