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Comment préparer les grandes villes au risque de submersion ?

Comment préparer les grandes villes au risque de submersion ?
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Dans le cadre de l’évolution des modèles climatiques, l’imprévisibilité des événements météorologiques extrêmes, ainsi que la mutation des infrastructures urbaines, exposent les villes à travers le monde au risque de submersion.

En novembre dernier, la petite cité italienne de Matera, capitale européenne de la culture 2019, a été en partie engloutie par des coulées de boue lorsque des pluies torrentielles se sont abattues sur la région de la Basilicate. D’après les estimations des autorités, le préjudice subi par les particuliers, les entreprises et les infrastructures dépasserait les 8 millions d’euros. Le typhon Hagibis, le plus violent que le Japon ait connu depuis la fin des années 1950, a causé de nombreuses coupures d’électricité et inondations à travers les villes du pays. Les zones les moins habituées au phénomène commencent d’ailleurs à subir de plus en plus de submersions de ce type.

L’Europe particulièrement touchée par la multiplication des crues

Les précipitations extrêmes, la fonte des neiges, les ondes de tempête, ainsi que la hausse du niveau de la mer sont le plus souvent à l’origine des submersions à l’intérieur des terres et sur la côte, bousculant le quotidien des urbains comme des ruraux. En matière d'inondation, les tendances en Europe varient et selon l’Agence européenne pour l'environnement (AEE), ces différences devraient perdurer, tandis que la hausse des températures devrait favoriser l’intensification des précipitations et le rallongement des épisodes de sécheresse. Au cours de ce siècle, on estime que la plupart des régions d’Europe devraient connaître jusqu’à 35 % de pluies plus violentes l’hiver, avec des étés plus secs dans certaines parties du sud et du sud-ouest du continent.

Source AEE : évolution des relevés Euro-Cordex entre 1971-2000 et 2071–2100, selon le scénario RCP8.5.

La crue des cours d’eau, qui fait d’ores et déjà partie des principaux événements climatiques extrêmes à toucher l’Europe, reflètera les changements auxquels il faut s’attendre en matière de précipitations, comme le constate une autre étude de l’AEE. À en croire les projections, les crues que l’on constatait auparavant une fois par siècle se renouvelleront plus régulièrement sur le continent. Seuls quelques pays nordiques, le sud de l’Espagne et la Turquie seront épargnés par le phénomène.

Les infrastructures urbaines craignent l’eau

Les inondations dues aux précipitations devraient se multiplier sous l’effet de la hausse des températures, avec des hivers plus humides, des pluies plus fréquentes, mais une neige plus discrète ; certaines métropoles européennes pourraient être bien plus exposées au risque de submersion. Au Royaume-Uni, 85 % des villes bordées par un cours d’eau pourraient connaître davantage de crues lors de la seconde moitié du siècle, d’après une étude portant sur 571 villes européennes.


« Alors que les émissions de gaz à effet de serre devraient s’accentuer nettement à l’avenir, les projections les plus optimistes en matière de crues tablent sur une dégradation de la situation au nord, notamment au nord-ouest de l’Europe », déclare Selma Guerreiro, spécialiste de l’hydrologie et du changement climatique à l’Université de Newcastle et auteure principale de l’étude. « Par contre, dans le scénario le plus pessimiste, la plupart des villes européennes connaîtraient une hausse des débordements des cours d’eau. »

Toujours selon cette étude, le nombre de crues comme on en constate toutes les décennies pourrait augmenter de 20 % dans les villes du Royaume-Uni, de Belgique, des Pays-Bas et de Scandinavie. Si les émissions de gaz à effet de serre poursuivent leur ascension actuelle, les crues pourraient bondir de plus de 80 % dans plusieurs villes européennes (p. ex. Saint-Jacques-de-Compostelle en Espagne, Cork en Irlande ou Braga au Portugal).

Source : Climate ADAPT / AEE

La pluie ne devrait pas être l’unique cause à l’origine de la submersion des villes. Les zones urbaines implantées au ras du niveau de la mer seront de plus en plus exposées aux inondations côtières, sous l’effet de la montée des eaux et des ondes de tempête. Les experts affirment que de nombreuses régions côtières en Europe pourraient connaître dix fois plus d'inondations au cours du siècle. Sans mesure d’adaptation ni réduction significative des émissions de gaz à effet de serre, le préjudice annuel moyen lié aux inondations côtières pourrait passer d’environ 1 milliard d’euros en 2030 à 31 milliards d’euros en 2100 dans les 17 principales villes côtières européennes. Si rien n’est fait pour anticiper le phénomène, la population exposée grimpera de 102 000 personnes aujourd’hui à 530 000, voire 740 000 personnes concernées d’ici 2050. D’autres études prévoient qu’en l’absence d’anticipation, les inondations côtières représenteront une perte économique de mille milliards d’euros par an au sein de l’Union européenne. À l’origine de cette augmentation du préjudice : la hausse des moyennes de température. Les inondations côtières feront quatre fois plus de dégâts que les crues des cours d’eau à partir de 2050, en raison de l’accélération de la hausse du niveau de la mer.

Les données climatiques urbaines au service des politiques d’adaptation

« Si rien n’est fait pour s’y préparer, l’exposition aux crues ainsi que leurs conséquences pourrait être 3 fois, voire 6 fois plus importante », prévient Peter Salamon, chercheur référent au Centre commun de recherche de l’UE. « Il faut s’adapter, même en cas de scénario optimiste de 1,5 °C, et on peut le faire. Mais il faut une série de plusieurs mesures. »

Il demeure primordial de prévoir les futures inondations pour adapter les infrastructures urbaines, l’économie et la population. Mais tout cela pose un certain nombre de défis. Selon Günter Blöschl, directeur du centre des systèmes hydriques à l’institut universitaire technologique de Vienne, les tempêtes à l’origine des inondations dans les villes sont trop courtes pour que l'on puisse les prévoir avec certitude. « On sait que ces tempêtes sont d’ores et déjà plus fréquentes et plus intenses », explique Selma Guerreiro. « Aujourd’hui, […] des modèles sont en cours d’élaboration pour simuler spécifiquement ce type de tempêtes, mais il est trop tôt pour connaître l’ampleur de l’aggravation du phénomène », ajoute Selma Guerreiro. Plusieurs projets s’intéressent aux différents facteurs à l’origine des inondations, dans le but d’améliorer les données disponibles et d’étayer les mesures d’adaptation.

Le service changement climatique de Copernicus élabore actuellement avec d’autres acteurs un service qui analyse des événements pluvieux « critiques » spécifiques, afin de fournir une étude complète des risques d'inondations liées aux précipitations extrêmes en ville. « On pourrait s’appuyer sur ces précipitations caractéristiques pour établir des modèles de l’impact et ainsi déterminer les niveaux d’eau, ainsi que les zones potentiellement inondées et les dégâts », explique Paola Mercogliano, chercheuse référente à l’Euro-Mediterranean Centre for Climate Change (CMCC). « On pourrait peut-être utiliser la même approche pour évaluer la future évolution du risque pluviométrique dans les zones urbaines, suite aux changements climatiques liés à l’espèce humaine. »

Des villes comme Copenhague, particulièrement exposée aux crues soudaines, pilotent le service. « L’administration publique et les autorités locales, ainsi que les sociétés d’assurance ou les modélisateurs d’impact, s’intéressent à ces données », ajoute Paola Mercogliano. « Le CMCC dirige le projet du service changement climatique de Copernicus, dans le but de répertorier les fortes précipitations au niveau européen à partir des précédents relevés et, dans la mesure du possible, associer ces événements extrêmes à des dégâts. »

La municipalité de Rotterdam a intégré des dispositifs de lutte contre les inondations à ses structures, elle qui veut rendre la ville hermétique aux assauts climatiques d’ici 2025. Pour contrer les inondations, la ville a notamment élargi le port, renforcé la protection côtière, végétalisé les berges et les toits, mais aussi aménagé des zones urbaines mieux équipées pour affronter une potentielle submersion, créant un réservoir souterrain ainsi qu’une trame verte et bleue qui respecte le cycle naturel de l’eau tout en protégeant l’infrastructure urbaine. La ville portuaire néerlandaise veut aider les autres villes exposées aux submersions à intégrer l’aménagement urbain à leur plan d’adaptation climatique.

Barrage servant à lutter contre les ondes de tempête à Rotterdam

JPI, un programme de recherche transnational, permet aux villes de Birmingham, Bruxelles et Rotterdam de développer ensemble FloodCitiSense, un service de préalerte en cas d’inondation pluviale urbaine qui s’appuie sur le crowdsourcing (la production participative). Les habitants des villes surveilleront eux aussi les précipitations et la montée des eaux, à l’aide d’outils numériques et de capteurs peu onéreux, pour aider les autorités à mieux anticiper les inondations et à en limiter les dégâts.

L’European Flood Awareness System, le système européen d’alerte inondations qui fait partie du service de gestion des urgences de Copernicus, est le premier dispositif à surveiller et à prévoir les crues des cours d’eau sur le continent. Il fournit aux États des prévisions à moyen terme (3 à 10 jours) supplémentaires pour les aider à mieux se préparer. « Beaucoup de nos utilisateurs sont moins intéressés par le niveau de la montée des eaux que par son impact », remarque Peter Salamon. « Cela va au-delà de la modélisation de l’eau. Nous associons des données météorologiques et hydrologiques à des modèles d’impact, afin de proposer aux États un banc d’essai qu’ils pourront exploiter pour tester de nouvelles idées et suivre les dernières tendances. » En 2018, le centre commun de recherche et le CEPMMT ont également lancé un système mondial d’alerte inondations : Peter Salamon souligne qu’un service est en train d’être mis en place pour assurer une surveillance constante très précise des inondations à l’échelle mondiale, sur la base des données satellites de Copernicus.

En dehors du continent européen, des villes comme Tokyo exploitent elles aussi les données fournies par le service changement climatique de Copernicus sur les précipitations extrêmes, la fréquence des crues, etc., pour renforcer leurs mesures d’adaptation au risque d’inondation. La capitale japonaise a d’ores et déjà investi 2 milliards de dollars dans le plus grand dispositif de dérivation des eaux de crue au monde ; ce canal d’évacuation souterrain à la périphérie de la mégalopole est capable de rediriger le trop-plein d’eau en provenance des petits cours d’eau de la ville vers le grand fleuve Edo, plus à même de gérer des volumes d’eau importants. Malgré tout, comme la probabilité d’une submersion semble de plus en plus avérée, les informations climatiques aideront les villes à adapter les zones urbaines de petite et moyenne envergure à la hausse du risque d’inondation.

Source : Service changement climatique de Copernicus, conditions hydrologiques extrêmes dans la mégalopole de Tokyo

En matière d’inondations côtières, le service changement climatique de Copernicus fournira bientôt des données climatiques de haute qualité qui couvriront les ondes de tempête, les marées et les vagues, ainsi que les effets de la montée du niveau de la mer sur toutes les côtes européennes. Les données seront établies au sein du service européen dédié aux ondes de tempête, de concert avec plusieurs villes exposées aux inondations, à l’instar de Venise et Copenhague. « Nous avons défini ensemble des indicateurs relatifs aux inondations côtières, qui aident les utilisateurs à gérer et à planifier le risque de submersion », explique Kun Yan, de Deltares, un institut de recherche néerlandais qui s’est associé au service changement climatique de Copernicus. Les données climatiques, qui s’appuient à la fois sur les historiques et les prévisions, permettent au final d’établir des indicateurs pour les inondations. « Ces indicateurs permettent de comprendre la fréquence et l’ampleur d’une inondation à un endroit donné », poursuit Kun Yan. « Il est ainsi possible de concevoir des structures pour se protéger des inondations, de mettre en place des systèmes de préalerte et d’améliorer l’aménagement, ainsi que la gestion des zones côtières, en prévision du changement climatique. »