Compte-rendu de lecture / GODIN, Andrée-Ann

L’adaptation des villes côtières nord-américaines aux risques d’inondation : protection et revitalisation des rives – Étude de cas du Waterfront Toronto, ON, Canada

par Andrée-Ann Godin, candidate à la maîtrise en aménagement du territoire et développement régional (ATDR), Université Laval, Novembre 2012

Les changements climatiques se manifestent de différentes façons sur le territoire : îlots de chaleurs, sécheresse, problèmes de santé et inondations. Les inondations sont susceptibles d’affecter les villes côtières et, force est de constater avec les cas de la Louisiane (É-U) et de New-York (É-U), de faire des ravages. Dans ces cas extrêmes, les villes sont à faire une architecture d’urgence. Toutefois, pour bon nombre d’autres villes, la menace est également réelle et la recherche de solutions pour préparer ces villes est pressante.

Une présentation des concepts de développement durable et de résilience, du Low impact design (LID) et des approches écosystémique et de «Water-Sensitive urban design» (WSUD) permettront de mettre en place le cadre conceptuel du sujet. Au final, l’étude de cas d’un projet de design urbain, soit la création d’un corridor vert et la revitalisation des rives du Waterfront Toronto (CA) permettra d’appuyer et d’illustrer les enjeux exprimés par la réflexion.

L’adaptation des villes nord-américaines face aux risques d’inondations fait face à plusieurs défis, dont l’adoption d’une nouvelle façon de penser les villes, de designer les villes et d’habiter les villes. Comment une protection et une revitalisation des rives peuvent permettre aux villes côtières de s’adapter aux changements climatiques ?

1. Contexte nord-américain

 Établissement humain le long des côtes

En contexte nord-américain, les zones côtières sont les plus densément peuplées. Dans les grandes villes, le développement y est en continuelle croissance et les prévisions portent à croire que cette tendance ira en s’intensifiant (Watson et Adams, 2011). La pression exercée sur certaines infrastructures d’ingénierie vétustes permettant la rétention et la régulation du cycle de l’eau est forte et répondra difficilement aux exigences du futur (Watson et Adams, 2011 ;  Donofrio et al, 2009). Utilisées seules, ces infrastructures âgées sont limitées face aux changements climatiques (Donofrio et al, 2009).

Cycle naturel et cycle altéré de l’eau

Depuis des siècles, l’humain n’a cessé d’altérer le paysage naturel en réduisant ou en éliminant les aires naturelles qui jouaient un rôle essentiel de protection face aux inondations côtières.

Fig. 1 Cycle naturel de l’eau en milieu urbain
(Source : Watson et Adams, 2011 : 73)

En milieu naturel (Fig. 1), le cycle de l’eau connaît un équilibre. Les précipitations annuelles sont en partie absorbées par le sol, en partie évaporées et une faible quantité ruisselle en surface avant de se jeter dans un cours d’eau. Les systèmes naturels peuvent retenir l’eau en absorbant rapidement les premières précipitations et contrôler le volume et la rapidité de l’eau (Watson et Adams, 2011).

Dans un milieu urbain, où le paysage est altéré, le cycle de l’eau connaît un déséquilibre. En effet, les

Fig. 1.1 Cycle altéré de l’eau en milieu urbain
(Source : Watson et Adams, 2011 : 75)

précipitations annuelles sont peu absorbées par le sol en raison de surfaces imperméables qui le recouvre (béton, asphalte, toitures d’édifices) et s’évaporent peu. Les eaux de ruissellement ont donc augmenté en quantité, stagnant ou se déversant à fort débit dans les cours d’eau en raison de l’absence de bandes de protection riveraines. De plus, de nombreux cours d’eau sont redressés, donnant ainsi force et vitesse à ces volumes d’eau de plus en plus élevés (Watson et Adams, 2011 ; Morneau, 2012 ; Donofrio et al, 2009).

Changements climatiques

Les projections modélisées démontrent que dans les régions où les pluies sont présentes, ces dernières augmenteront en intensité avec les années. En effet, alors que le nombre de tempêtes n’augmente pas avec les années, ce sont leur intensité qui augmente considérablement. Dans le contexte du réchauffement climatique, les prévisions soutiennent que les précipitations liées aux tempêtes pourraient augmenter de 10 à 31%. Les installations actuelles seraient alors inadéquates pour faire face aux fortes inondations, aux vagues dommageables, à l’érosion et à l’accroissement des précipitations (Watson et Adams, 2011).

L’augmentation du niveau de la mer est variable selon les régions et sa variation est difficile à prédire. Possiblement causée par le réchauffement climatique et la fonte de la calotte glaciaire, l’augmentation du niveau de la mer n’est pas encore intégrée aux codes du bâtiment et à la gestion côtière (Watson et Adams, 2011 ; Morneau, 2012).

Fig. 2 L’augmentation des eaux de ruissellement est en corrélation positive avec l’augmentation des surfaces imperméables. En contexte urbain, où les surfaces imperméables tels le béton et l’asphalte sont plus nombreuses, la quantité des eaux de ruissellement peut atteindre jusqu’à 5 fois son volume en milieu naturel non altéré.
(Source : U.S. Dept of Agriculture, Soil Conservation Service. Urban Hydrology for Small Wathersheds, Technical Release No. 55, 2nd ed. (Washington, DC : Author, 1986) in Watson et Adams, 2011 : 93)

En bref, les conditions actuelles des rives (Fig. 2) jumelées aux changements climatiques contribuent à perturber l’équilibre du cycle de l’eau. C’est en raison de cette combinaison explosive qu’il y a augmentation de la sévérité des inondations dans les villes côtières nord-américaines.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Adapter les villes côtières nord-américaines aux risques d’inondation

Les villes ont dorénavant la nécessité de se tourner vers des approches de gestion et de design urbain de plus en plus adaptables aux perturbations, notamment aux changements climatiques.

Approche écosystémique

L’approche écosystémique repose sur une compréhension des interactions entre les divers écosystèmes. Cette approche ouvre la réflexion sur la responsabilité environnementale. Selon les tenants de cette approche, il y a des liens entre l’activité humaine, le milieu naturel, l’état de l’environnement, la dégradation de l’économie et les activités sociales (Laidley, 2006).

«Cities, it proposed, should be understood as natural ecosystems within which environmental, economic and community concerns are interrelated and mutually constitutive» (Laidley, 2006 : 264).

Pour redonner vigueur et utilité aux berges des villes côtières, cette approche propose une planification globale et un développement concerté à long terme entre l’environnement, l’économie et la communauté.  Le réaménagement des berges des villes côtières est donc considéré comme une réponse aux problèmes environnementaux ainsi qu’un apport à la qualité de vie urbaine.

Approche «Water-Sensitive urban design» (WSUD) et Low Impact Design (LID)

Il s’agit d’un processus de gestion intégrée de la composante eau : l’approche WSUD vise non seulement la prévention des inondations, mais également la protection de la qualité et l’eau ainsi que son approvisionnement. Sa méthode consiste comprendre et à adopter un processus où s’intègrent la forme bâtie, le paysage urbain et le cycle de l’eau en milieu urbain. Cette approche vise à améliorer les infrastructures liées à l’eau et à contribuer à l’embellissement des rives.

L’approche LID est décentralisée et opère à petite échelle. Tout comme l’approche écosystémique, elle mise sur la compréhension des écosystèmes.

«[…] is a stormwater management approach that aims to mimic or recreate predevelopment hydrologic (water balance) processus by increasing retention, detention, infiltration and treament of stormwater runoff at its source» (Donofrio et al, 2006 : 183).

Aménagement durable et résilience

L’aménagement plus durable des villes côtières selon Watson et Adams (2011) repose sur la notion de résilience, soit la capacité qu’un système a de subir les chocs tout en gardant une même structure de base et en s’adaptant au stress et aux changements. Transposée cette notion aux inondations signifie de créer des designs plus proactifs et en vue d’améliorer les conditions actuelles de la ressource eau et de réduire les risques d’impacts négatifs liés aux changements climatiques.

3. Le rôle du design urbain

Pour être en mesure de répondre aux changements climatiques, il est nécessaire de modifier la façon dont les villes sont pensées et construites. Bien que plusieurs approches coexistent, elles proposent somme toute, les mêmes outils afin de rendre la ville plus résiliente.

Naturalisation des rives

La naturalisation des rives permet d’aider à contrer la contamination des rives et d’y implanter un certain équilibre écologique. Elle permet également de restaurer et de créer des environnements naturels qui forment à nouveau des écosystèmes permettant d’absorber, de filtrer et de distribuer les eaux de pluie. Ce faisant, la naturalisation peut résoudre les menaces d’inondation en servant de zone tampon pour les surfaces construites et habitées de la ville qui. La naturalisation des rives peut prendre la forme de plantations, d’utilisation de matériaux perméables et l’aménagement de bassins de rétention et de filtration végétalisés.

Infrastructure verte

Le processus de naturalisation des rives peut également être envisagé comme l’occasion d’aménagement une infrastructure verte ou un corridor vert.  Idéalement, une telle infrastructure longe l’entièreté des rives afin de maximiser les bénéfices de protection contre l’érosion et les inondations. Une infrastructure verte d’envergure vise à restaurer la connectivité entre les multiples fragments d’espaces verts publics d’une ville. L’aménagement d’un corridor vert est généralement attrayant et idéal afin de donner un accès public aux rives.

 Aménagement hybride

L’utilisation d’une stratégie unique pour faire face aux risques d’inondations a été prouvée inefficace, qu’elle soit naturelle ou d’ingénierie (Watson et Adams, 2011). De nombreux auteurs suggèrent d’utiliser aménagement hybride et adapté au site afin de naturaliser les rives et diminuer les risques d’inondations. Par exemple, l’utilisation d’une stratégie intégrant végétalisation des rives par plantation et l’usage de membranes géotextile semble faire consensus parmi les auteurs (Watson et Adams, 2011 ; Donofrio, 2006).

Interventions ponctuelles

Plusieurs interventions ponctuelles peuvent être réalisées dans différents contextes d’insertion. L’échelle d’intervention est souvent celle d’un lot ou d’un îlot. Il est possible d’installer des toits verts sur des bâtiments, des chaussées aux matériaux perméables et de petits bassins de biorétention dans le but de favoriser l’infiltration des eaux de pluie dans le sol et de réduire la quantité d’eaux de ruissellement. De plus, l’aménagement de sites en pente, végétalisés ou utilisant des matériaux perméables permet de créer une zone tampon entre les plans d’eau et les zones habitées riveraines. Cette intervention permet non seulement de porter en hauteur les bâtiments, mais également de réduire la force de l’impact des vagues.

4. Défis des villes côtières nord-américaines : brève réflexion sur la ville habitée

«Risks to life safety and property due to severe storms and coastal flooding are defined not by natural hazard but by the decision to locate there and the nature of development that is built» (Watson et Adams, 2011 : 61)

La ville côtière nord-américaine, telle qu’habitée aujourd’hui, présente de graves risques liés aux inondations. L’intérêt pour l’occupation de terres en bordure d’un cours d’eau, pour avoir un accès privé au paysage s’offrant devant soi, amène comme résultat une modification drastique des paysages riverains et de la résistance naturelle face aux chocs.

Des interventions de l’ordre du design urbain sont utiles pour remédier à ces problématiques. Cependant, une intervention de la planification urbaine est plus que nécessaire afin de mettre en place une sensibilisation aux conséquences de l’établissement en zone riveraine et de proposer des solutions d’aménagement collectif. Avant d’avoir recours à des interventions physiques ou naturelles, il s’agit de penser à s’adapter aux côtes et à s’installer à une certaine distance (Fig. 3).

Fig 3.1
(Source : Watson et Adams, 2011 : 205)

Fig 3.2
(Source : Watson et Adams, 2011 : 206)

Fig 3.1 – 3.2 – 3.3 De tels modèles alternatifs proposent non seulement une zone tampon additionnelle en cas d’inondations ou d’augmentation du niveau de la mer, mais également des accès aux rives pour tous les lots et la moitié de la surface dédiée aux espaces verts publics.
(Source : Watson et Adams, 2011 : 207)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Étude de cas : Waterfront Toronto, ON (CA)

 Dans la région des Grands Lacs canadiens, les dommages potentiels des changements climatiques sont liés à l’intensité des vents, la direction et la durée des tempêtes ainsi que la hauteur que peuvent atteindre les vagues. Parmi les risques se trouvent l’érosion et les inondations. Le cas de la ville de Toronto est donc tout indiqué pour étudier la mise en œuvre d’une planification axée sur la protection des rives face aux risques d’inondations et les stratégies de design urbain mises de l’avant pour revitaliser les rives, ainsi que pour poursuivre la réflexion sur la ville habitée.

Historique

La configuration actuelle du bord de l’eau de Toronto est le résultat d’une pensée qui avait pour but l’efficacité du transport et la création de surfaces additionnelles destinées à des usages portuaires et industriels. En conséquence, les rives sont aujourd’hui peu esthétiques et non accessibles au public, présentant un équilibre écologique faible et surtout, elles sont vulnérables aux inondations (WTRC, 2006).

Après plus d’une décennie de recherches scientifiques, ce n’est qu’au tournant des années 2000, alors que la Ville de Toronto soumettait sa candidature pour les Jeux olympiques de 2008, que les trois paliers gouvernementaux (fédéral, provincial et municipal) annoncent un plan pour le réaménagement des 46 km des berges (Fig. 4).

Fig. 4 La revitalisation des 46 km de rives de la Ville de Toronto comprend trois sections aux stratégies distinctes. La section la plus à l’est est celle de l’embouchure de la rivière Don et de la zone portuaire. Il s’agit également de la zone la plus à risque face aux inondations.
(Source : Ville de Toronto, 2009 : 17)

Intentions

En 2006, la Ville de Toronto se dote d’une stratégie dite verte de protection contre les inondations et qui sera remise à jour en septembre 2012 (Fig. 5).

Fig. 5 Dans la partie est – rivière Don et zone portuaire – du projet, sont identifiées trois zones pouvant inonder près de 230 hectares de terres urbaines.
(Source : TWRC, 2006 : 3)

L’intérêt pour la ville de Toronto d’opter pour une revitalisation de ses rives repose également sur le désir de créer un environnement propice au développement. Subissant de fortes pressions du public et d’investisseurs privés, la Ville de Toronto a opté pour l’ouverture des berges à un développement multifonctionnel. Tout en proposant des solutions qui reposent sur les principes d’une approche écosystémique, les acteurs impliqués dans la revitalisation des rives insistent sur les bénéfices économiques d’un réaménagement des rives. Il s’agit d’investir dans des infrastructures riveraines vertes attrayantes pour créer une roue d’investissements privés (Laidley, 2006).

 Protection et revitalisation des rives de la Ville de Toronto

L’approche écosystémique développée dans les années 1990 a fortement imprégné les décisions d’aménagement pour les rives de la Ville de Toronto. En effet, la planification est basée sur des unités géographiques plutôt que sur des limites politiques (Laidley, 2006).

Le concept retenu pour revitaliser l’unité est – rivière Don et zone portuaire –  a pour but de naturaliser et restaurer l’embouchure de la rivière. La Ville de Toronto souhaite encourager l’appropriation des rives et y favoriser les activités récréatives (Fig. 6) (TWRC, 2012).

Fig 6.1
(Source : TWRC, 2006 : 1)

Fig 6.1 – 6.2 La Ville de Toronto souhaite tout de même intégrer certaines infrastructures existantes qui ne peuvent être déplacées (routes, rail, électricité).
(Source : TWRC, 2006 : 13)

En ce qui a trait à l’ensemble de la revitalisation des 46 km riverains, la Ville de Toronto opte pour une structure verte multifonctionnelle qui vient non seulement se connecter à différents réseaux verts existants, mais qui crée des ouvertures vers le milieu urbain. Le design des différents sites varie, mais prévoit un drainage naturel par la végétation. Un principe du Low impact design (LID), soit le traitement des eaux de pluie à même le site, est préconisé. Les différents espaces seront aménagés en pente et avec des matériaux perméables afin de capturer et ralentir le ruissellement (TWRC, 2009).

Conclusion

En bref, pour de nombreuses villes nord-américaines, telle Toronto, la menace d’inondations est réelle. En effet, les conditions actuelles des rives au paysage modifié jumelées aux changements climatiques contribuent à perturber l’équilibre du cycle de l’eau. C’est en raison de cette combinaison explosive qu’il y a augmentation de la sévérité des inondations dans les villes côtières nord-américaines. La recherche de solutions pour préparer ces villes est pressante et c’est ce que proposent les concepts et le design urbain du développement durable et de résilience, du Low Impact Design (LID) et des approches écosystémique et de «Water-Sensitive urban design» (WSUD).

L’adaptation des villes nord-américaines face aux risques d’inondations fait face à plusieurs défis, dont l’adoption d’une nouvelle façon de penser les villes, de designer les villes et d’habiter les villes. Une protection et une revitalisation des rives peuvent permettre aux villes côtières de s’adapter aux changements climatiques en recréant un équilibre proche de celui à l’état naturel et en offrant aux communautés visées par de tels changements un développement résilient.

RÉFÉRENCES

Donofrio, J., Kuhn, Y., McWalter, K. et Winsor, M. (2009), Water-Sensitive Urban Design: An Emerging model in sustainable design and comprehensive water-cycle management. Environmental Pratice, Vol. 11, No. 3, septembre 2009, p-179-189.

Laideley, J. (2007), The ecosystem approach and the global imperative on Toronto’s Central Waterfront. Cities, Vol. 24, No. 4, p. 259–272.

Morneau, F. (2012), L’impact des changements climatiques et les cours d’eau. Ministère de la Sécurité publique. Présentation dans le cadre du cours AME-6054 : Gestion écologique du territoire, Université Laval, 13 novembre 2012

Watson, D. et Adams M. (2011), Design for flooding : architecture, landscape, and urban resilience to climate change. John Wiley and Sons Inc., USA, 298p.

Toronto Waterfront Revitalization Corporation (TWRC) (2006), Don Mouth Naturalization And Port Lands Flood Protection Project – Revised Terms of Reference. Juin 2006. [En ligne] http://www.waterfrontoronto.ca/dbdocs/472637886aeef.pdf

(Page consultée le 21 novembre 2012)

Toronto Waterfront Revitalization Corporation (TWRC) (2009). Best Pratice Guide: Sustainable Parks and Open Space Deisgn. Hiver 2009. [En ligne] http://www.waterfrontoronto.ca/uploads/documents/parks_and_open_space_guideline_final_1.pdf

(Page consultée le 20 novembre 2012)

Toronto Waterfront Revitalization Corporation (TWRC) (2012), Port Lands Acceleration Initiative- Appendix 9 Flood Protection Strategy. Septembre 2012. [En ligne] http://www.waterfrontoronto.ca/uploads/documents/appendix_9_flood_protection_strategy_aug_17_trca_final_1.pdf

(Page consultée le 20 novembre 2012)

Ville de Toronto (2009).Western Waterfront Master Plan. May 2009.

[En ligne] http://www.toronto.ca/waterfront/pdf/wwmp-final-report-21aug09.pdf

(Page consultée le 20 novembre 2012)

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