Pendant de nombreuses années, le changement climatique est une menace imminente dans l'esprit des ingénieurs en infrastructure. Mais récemment, cette menace est devenue beaucoup plus évidente pour le grand public. De nombreux effets du changement climatique peuvent être dommageables pour les infrastructures :changements de températures extrêmes, variations des précipitations, intempéries, augmentation du niveau de la mer, et dans certaines régions, une diminution de la disponibilité de l'eau potable.
"Des précipitations record ont déclenché plus de 20 inondations graves dans certaines parties du Texas, Oklahoma, Louisiane, Arkansas, Missouri, Iowa, Floride, Caroline du Nord, et Caroline du Sud en 2015 et 2016, " rapporte le professeur Costa Samaras du département de génie civil et environnemental de l'Université Carnegie Mellon. " Ces événements ont conduit à la fermeture de deux aéroports, inondation de plus de 200 maisons, nombreuses évacuations, voitures calées dans les hautes eaux nécessitant un sauvetage, et des crues soudaines mortelles."
Il y a eu une forte augmentation des catastrophes météorologiques et climatiques avec des dommages de plusieurs milliards de dollars aux États-Unis au cours des dernières années. Et ces chiffres ne feront que continuer à augmenter à mesure que le climat se dégrade et que nos infrastructures civiles deviennent de plus en plus surchargées. Afin de sauver des vies futures, ainsi que nos villes, les ingénieurs civils et environnementaux doivent intégrer les informations sur le changement climatique dans leurs normes de conception à l'avenir. Mais c'est beaucoup plus facile à dire qu'à faire.
C'est pourquoi Samaras, avec Lauren Cook, assistante de recherche diplômée du CEE, et Christopher Anderson, professeur adjoint de recherche à l'Iowa State University, ont trouvé une solution. Dans leur papier, "Cadre pour l'intégration de la production climatique à échelle réduite dans les méthodes d'ingénierie existantes :application aux courbes de fréquence des précipitations, " l'équipe présente un cadre en cinq étapes pour guider la révision des normes de conception grâce à l'utilisation des sorties de modèles climatiques accessibles au public des précipitations futures. Cela aidera les ingénieurs à définir les aspects pertinents des normes existantes qui doivent être mis à jour, puis sélectionnez les données climatiques pertinentes pour mettre à jour les normes de manière appropriée.
"Le problème réside dans la façon d'utiliser les résultats de nombreux modèles climatiques différents, " dit Samaras. " La plupart sont d'accord sur la direction du changement de température, mais la tendance et l'ampleur des précipitations varient selon l'emplacement, conduisant à une incertitude sur la quantité exacte de pluie à attendre. Cela rend les modèles et les données sur le changement climatique difficiles à appliquer à la conception des infrastructures, ce qui nécessite des instructions très précises et concrètes."
Étant donné que les modèles climatiques ne peuvent pas fournir d'informations très spécifiques à l'emplacement, il est très difficile pour les concepteurs d'infrastructures et les autres parties prenantes de mettre en œuvre ces modèles dans leur prise de décision. Mais parce que les normes de conception d'infrastructure sont si largement utilisées, les conséquences publiques potentielles de l'ignorance des effets futurs du changement climatique peuvent être généralisées et dévastatrices.
Jusque là, l'équipe a testé son nouveau modèle en l'appliquant à une entrée commune de la conception des infrastructures de gestion des eaux pluviales :les courbes profondeur-durée-fréquence. Ces courbes et leur application détermineront la performance et la résilience de l'infrastructure des eaux pluviales lors d'événements extrêmes futurs.
"La recherche effectuée ici à Carnegie Mellon peut conduire à de grandes avancées dans la façon dont les villes et les communautés se préparent et conçoivent pour les impacts du changement climatique, " dit Samaras. " Il est de notre devoir en tant qu'ingénieurs de considérer comment l'infrastructure fonctionne à la fois maintenant, et à l'avenir."
