Les normes de conception actuelles pour les infrastructures hydrologiques des États-Unis ne sont pas préparées à la fréquence et à la gravité croissantes des tempêtes de pluie extrêmes, ce qui signifie que les structures telles que les bassins de rétention et les barrages seront confrontées à des inondations plus fréquentes et plus graves, selon une nouvelle étude.

Les phénomènes météorologiques extrêmes se multiplient, mais les systèmes de gestion de l'eau américains utilisent des directives de conception obsolètes. Nouvelle recherche, publié dans la revue AGU Lettres de recherche géophysique , a analysé les données de plusieurs régions des États-Unis et a découvert que le nombre croissant de tempêtes extrêmes combiné à des critères de construction obsolètes pourrait submerger les structures hydrologiques comme les systèmes d'eaux pluviales.

La nouvelle étude est particulièrement opportune à la lumière des récentes tempêtes et crues éclair le long de la côte est.

"Le message à retenir est que les infrastructures dans la plupart des régions du pays ne fonctionnent plus au niveau qu'elles sont censées, en raison des grands changements que nous avons observés dans les précipitations extrêmes, " a déclaré Daniel Wright, un hydrologue à l'Université du Wisconsin-Madison et auteur principal de la nouvelle étude.

Les ingénieurs utilisent souvent des estimations statistiques appelées courbes IDF pour décrire l'intensité, durée, et la fréquence des précipitations dans chaque zone. Les courbes, publié par la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), sont créés à l'aide de méthodes statistiques qui supposent que les conditions météorologiques restent statiques au fil du temps.

« Ingénieurs concepteurs dans les villes, sociétés de conseil, et les comtés l'utilisent à des fins différentes, comme la gestion de la conception des infrastructures, évaluation des risques liés aux infrastructures et ainsi de suite. Il a beaucoup d'applications d'ingénierie, " dit Amir Aghakouchak, hydrologue à l'Université de Californie, Irvine qui n'était pas impliqué dans la nouvelle étude.

Mais le changement climatique provoque des événements de précipitations extrêmes plus fréquents dans de nombreuses régions du monde, quelque chose que les courbes IDF ne prennent pas en compte. Une mesure des précipitations extrêmes est la tempête centennale, une tempête qui a 1% de chance de se produire au cours d'une année donnée, ou une probabilité statistique de se produire une fois tous les 100 ans en moyenne.

Wright et ses collègues voulaient savoir comment les courbes IDF existantes se comparent aux changements récents des précipitations extrêmes. Ils ont analysé les enregistrements de plus de 900 stations météorologiques à travers les États-Unis de 1950 à 2017 et ont enregistré le nombre de tempêtes extrêmes, comme des tempêtes centenaires, dépassé les normes de conception. Par exemple, dans l'est des États-Unis, les tempêtes de pluie extrêmes se produisent 85 % plus souvent en 2017, qu'en 1950. Dans l'ouest des États-Unis, ces tempêtes apparaissent 51 pour cent plus souvent qu'auparavant.

Les scientifiques ont découvert que dans la majeure partie du pays, le nombre croissant de pluies torrentielles extrêmes peut être lié au réchauffement des températures dû au changement climatique, bien que les événements naturels, comme El Niño, affectent également occasionnellement le climat du Sud-Est.

En comparant le nombre de tempêtes qui se sont réellement produites par rapport au nombre prédit par les courbes IDF, les chercheurs ont également montré les conséquences potentielles pour les infrastructures américaines. Dans certaines régions, par exemple, des infrastructures conçues pour résister à des pluies torrentielles extrêmes pourraient faire face à ces tempêtes tous les 40 ans au lieu de tous les 100 ans.

« L'infrastructure conçue selon ces normes couramment utilisées est susceptible d'être submergée plus souvent qu'elle n'est censée l'être, " a déclaré Wright.

Les chercheurs espèrent que les résultats encourageront les climatologues, hydrologues, et des ingénieurs à collaborer et à améliorer les directives américaines en matière d'infrastructure hydrologique.

"Nous devons vraiment faire savoir à quel point nos normes de conception sont loin de là où elles devraient être, " a déclaré Wright.