Les inondations à court terme causées par des tempêtes extrêmes posent un sérieux problème de transport dans les villes américaines. Ce problème - qui devrait s'aggraver au cours du prochain siècle avec notre crise climatique mondiale - est souvent le plus dur pour les populations vulnérables, y compris les quartiers défavorisés et minoritaires. Le dernier rapport de l'Institut national des transports et des collectivités (NITC), dirigé par Courtney Crosson de l'Université de l'Arizona (UA), fait progresser les méthodes de recherche nationales pour évaluer la vulnérabilité aux inondations et prioriser les investissements dans l'amélioration des transports afin de s'assurer qu'aucune communauté ne se retrouve bloquée lors de la prochaine inondation.

Crosson et ses collègues chercheurs Daoqin Tong (Arizona State University) et Yinan Zhang (UA) ont mené une évaluation de la vulnérabilité aux inondations de la ville de Tucson, Le système de transport multimodal de l'Arizona dans les quartiers à faible revenu et minoritaires. Ils ont identifié des emplacements prioritaires pour Tucson afin d'investir dans des améliorations pour atténuer les inondations du système de transport urbain, et travaillent maintenant avec les agences municipales et régionales pour mettre en œuvre ces conclusions. Ce projet sert également de preuve de concept pour faire progresser les méthodes de recherche nationales visant à réduire les impacts sur la mobilité des inondations chroniques.

Utilisation efficace des infrastructures vertes dans les quartiers à faible revenu

L'infrastructure verte est une tendance urbaine croissante où les eaux pluviales sont gérées en élargissant les zones perméables de végétation naturelle dans toute la ville. Cette approche de la gestion de l'eau vise à protéger, restaurer, ou imiter le cycle naturel de l'eau. L'équipe de recherche de Crosson a découvert que la construction d'infrastructures vertes complètes à l'échelle du quartier dans l'emprise est efficace pour augmenter l'accès multimodal dans des conditions d'inondation modérées.

Cette solution d'infrastructure verte n'a pas résolu les problèmes de mobilité résultant d'inondations extrêmes. Au lieu que les municipalités sélectionnent les zones qui ont le plus grand volume d'inondations ou le plus grand volume de plaintes des résidents, des fonds pour les infrastructures vertes devraient être investis dans les quartiers populaires soumis à des inondations modérées afin d'améliorer au maximum l'accès multimodal.

Parmi les zones étudiées, 93 % faisaient partie de secteurs de recensement dont le revenu médian des ménages était inférieur à la moyenne de Tucson. Les chercheurs se sont intentionnellement concentrés sur les quartiers populaires, car trop souvent, les personnes vivant dans ces zones sont les plus durement touchées par les effets des catastrophes naturelles. Des recherches antérieures dans ce domaine se sont fortement concentrées sur la vulnérabilité de l'infrastructure de transport à elle seule, en ignorant en grande partie les gens dans les communautés. Un projet NITC financé en 2020 développera une nouvelle méthodologie qui intègre la vulnérabilité socio-économique des communautés dans l'évaluation des vulnérabilités des infrastructures de transport pour les villes et les régions confrontées à des aléas.

Méthode de recherche pour évaluer la vulnérabilité aux inondations dans les infrastructures de transport

1. Première étape — Estimation des conditions d'inondation dans les quartiers à faible revenu :les chercheurs ont estimé les conditions d'inondation pour une période de 5 ans, Événement orageux d'une heure (c'est-à-dire une inondation due à une tempête de pluie d'une d'une taille qui se produit environ tous les cinq ans) à l'aide du logiciel de modélisation des crues FLO-2-D et d'un modèle numérique d'élévation construit à l'aide de données LiDAR. Cette analyse hydrologique a été réalisée à la fois à l'échelle de la ville et à une résolution de grille de 20 pieds.
2. Deuxième étape — Identifier les priorités de transport multimodal :L'équipe a ensuite analysé la vulnérabilité du quartier en matière de transport. En utilisant les résultats de leur modèle d'inondation, ils ont examiné la performance globale du système de transport dans trois modes (conduite, vélo et transports en commun). Données des 10 dernières années de comptage de véhicules, compte de vélos, et l'achalandage des arrêts de bus ont été utilisés pour identifier les dix emplacements prioritaires pour l'atténuation des inondations, en fonction de l'utilisation la plus élevée pour chacun des trois modes.
3. Troisième étape — Effectuer des analyses de scénarios d'infrastructure verte :enfin, ils ont pris ces dix principaux sites pour chacun des trois modes de transport et effectué trente analyses de scénarios d'infrastructure verte. Ils voulaient voir le changement dans l'accessibilité du réseau de transport après les mêmes conditions d'inondation, mais avec une infrastructure verte complète à l'échelle du quartier en place. Pour faire ça, ils ont utilisé ArcGIS Hydrology Analysis pour trouver les "points d'écoulement, " ou des endroits où l'eau s'écoule de la zone. Ensuite, ils ont modifié leur modèle pour inclure des bassins en bordure de route (suivant les normes de conception de la NACTO et du comté de Pima) pour contrôler ce flux.

Sur la base de ces résultats de modèle, les chercheurs ont identifié cinq priorités clés en matière de performances de conception d'infrastructures vertes.

Cinq priorités de conception clés pour l'infrastructure verte afin de maximiser l'accessibilité multimodale

Ces cinq principes peuvent être utilisés par les planificateurs et les ingénieurs des transports, hydrologues, gestionnaires d'inondations, et les concepteurs urbains lors de l'approche et de l'évaluation des sites de projet et des investissements afin de maximiser l'impact sur l'accessibilité multimodale accrue.

1. Donner la priorité à l'atténuation en amont :à travers les trente scénarios, les segments prioritaires avec l'accès au transport le plus amélioré se trouvaient dans des zones qui présentaient d'importantes mesures d'atténuation en amont. Cela suggère que l'infrastructure verte ne devrait pas seulement être mise en œuvre directement à côté des lieux de transport en commun prioritaires, mais aussi (et parfois plus important) mis en œuvre en amont du segment prioritaire.
2. Donner la priorité aux inondations modérées—Dans les trente scénarios, les impacts les plus importants sur l'amélioration de l'accès aux transports se sont produits dans les zones ayant subi des inondations modérées, par rapport aux zones d'inondations extrêmes. Souvent, les municipalités et les agences de transport sont motivées à placer des installations d'infrastructure verte dans des emprises adjacentes aux zones où il y a les plus grandes préoccupations d'inondation et le plus grand nombre de plaintes des résidents. Mais pour aider en cas d'inondations extrêmes, des mises en œuvre plus importantes (telles que des canalisations souterraines d'eaux pluviales ou de grands bassins) devraient être mises en œuvre de concert avec des investissements plus modestes. Lorsque le budget se limite à des investissements à l'échelle du quartier, afin de montrer visiblement un impact sur la réduction des inondations et l'augmentation de l'accessibilité au réseau multimodal, les sites modérément inondés sont les meilleurs candidats.
3. Prioriser les gains du réseau :lors de la sélection des sites de projet, il est essentiel de considérer les gains de réseau qui peuvent être réalisés en concentrant l'infrastructure verte dans une zone. En abordant le problème des inondations dans un segment de rue ou de trottoir, d'autres problèmes d'inondation en aval peuvent également être aidés.
4. Prioriser les grandes emprises—Sur les trente sites et segments, les impacts les plus importants se sont souvent produits lorsqu'il y avait une quantité substantielle d'emprise disponible pour la mise en œuvre d'infrastructures vertes. Prise en considération avec les autres principes de conception, la superficie (et le volume correspondant) de l'emprise disponible peut faire une grande différence dans le succès total de la réduction des inondations.
5. Donner la priorité aux lieux de déplacement des piétons—Les impacts les plus importants de l'infrastructure verte sur l'accessibilité ont été l'accès des piétons aux arrêts d'autobus. La largeur de ces zones désignées à atténuer était plus petite dans les cas de piétons par rapport aux cas de vélos et de véhicules. Agir comme un tampon entre la route et les zones de marche piétonne, l'infrastructure verte a le mieux soutenu un meilleur accès.

Implications pour la recherche et la pratique futures

La recherche attend des résultats directs sur les futures décisions de planification prises par le ministère des Transports de la ville de Tucson, Eau de Tucson, Services de planification et de développement, et le district régional de lutte contre les inondations du comté de Pima (RFCD). Les chercheurs du NITC sur ce projet ont rencontré le directeur du ministère des Transports de Tucson et du RFCD, et la direction des deux agences a exprimé un grand intérêt pour les résultats de la recherche pour la prise de décision à venir concernant l'allocation de fonds d'infrastructure verte pour l'atténuation des inondations des routes.

Cette recherche peut servir de preuve de concept pour un projet à long terme pour faire progresser les méthodes de recherche nationales pour réduire l'impact des inondations chroniques sur le réseau de transport multimodal. Les recherches futures devraient évaluer l'impact sur plusieurs durées (plutôt que de simples calculs d'événements de pointe) et travailler pour optimiser la mise en œuvre d'infrastructures vertes à travers de multiples avantages pour plusieurs modes de transport (plutôt que des modes individuels).

En priorisant systématiquement ces projets dans l'emprise, les villes peuvent évoluer vers une accessibilité accrue au réseau de transport et une équité accrue.