"Quand il pleut, il pleut à verse" était autrefois une métaphore des mauvaises choses qui se produisaient en grappes. Aujourd'hui, cela devient une déclaration de fait sur les précipitations dans un climat en changement.
Dans toute la zone continentale des États-Unis, les précipitations intenses d’une seule journée sont de plus en plus fréquentes, alimentées par le réchauffement de l’air qui peut retenir des niveaux d’humidité croissants. Plus récemment, début mai 2024, les zones au nord de Houston ont reçu 30 à 50 centimètres de pluie en plusieurs jours, entraînant des routes inondées et des évacuations.
Plus tôt dans l'année, San Diego a reçu 7 centimètres de pluie le 22 janvier, qui ont endommagé près de 600 maisons et déplacé environ 1 200 personnes. Deux semaines plus tard, une rivière atmosphérique a déversé 12 à 25 centimètres de pluie sur Los Angeles, provoquant des coulées de boue généralisées et laissant plus d'un million de personnes sans électricité.
Des événements comme ceux-ci ont suscité l’intérêt pour ce que l’on appelle les villes éponges – une approche globale de l’atténuation des inondations urbaines qui utilise des conceptions innovantes d’aménagement paysager et de drainage pour réduire et ralentir le ruissellement, tout en permettant à certaines parties de la ville d’être inondées en toute sécurité lors de conditions météorologiques extrêmes. Les techniques des villes éponges diffèrent des autres approches de gestion des eaux pluviales car elles sont adaptées à des tempêtes beaucoup plus importantes et doivent être appliquées sur presque toutes les surfaces urbaines.
Je suis ingénieur en ressources en eau qui étudie et conçoit des stratégies de gestion durable des eaux pluviales urbaines. En réponse aux récents épisodes d'inondations, certaines villes américaines commencent à prendre des mesures pour intégrer le concept de ville éponge dans leurs plans de gestion des eaux pluviales, mais la plupart de ces projets sont encore des projets pilotes. Si ce concept doit évoluer vers la nouvelle norme de conception urbaine, les responsables municipaux et les promoteurs devront trouver des moyens d'étendre et d'accélérer ce travail.
Le problème des eaux pluviales
Pendant plus d'un siècle après que les villes américaines ont commencé à installer des systèmes d'égouts centralisés au milieu des années 1800, les canalisations transportaient les eaux pluviales (pluie ou neige fondue qui s'écoulaient des rues et des bâtiments) vers les rivières ou les ports voisins. Cette approche a réduit les inondations locales mais a pollué les eaux adjacentes et exacerbé les risques d'inondation plus en aval.
La Clean Water Act de 1972 visait à rendre les eaux du pays pêchables et baignables d'ici 1983, mais n'a pas réussi à atteindre cet objectif. L'une des principales raisons était que la loi se concentrait initialement sur la réduction uniquement des sources ponctuelles :les rejets de pollution provenant d'une source identifiable, comme une canalisation rejetant des déchets humains ou industriels.
À la fin des années 1980, le Congrès a modifié la loi pour lutter contre les sources de pollution diffuse ou diffuse de l’eau, y compris les eaux pluviales. Les ingénieurs ont commencé à concevoir des systèmes pour capturer les sédiments dès le « premier ruissellement », car on pensait que les polluants nocifs tels que les métaux lourds adhèrent à ces particules.
À ce jour, les infrastructures vertes et autres pratiques de gestion des eaux pluviales aux États-Unis sont généralement conçues pour retenir, retenir ou filtrer uniquement les premiers 1 à 2 pouces (2,5 à 5 centimètres) du ruissellement. Individuellement, ils ne peuvent pas capturer tout le ruissellement généré lors de tempêtes plus importantes, le genre d'événements qui deviennent plus fréquents en raison du changement climatique. De plus, la gestion des eaux pluviales n'est souvent pas nécessaire sur des parcelles de terrain plus petites, qui peuvent collectivement représenter une grande partie des bassins versants urbains.
Tous ces facteurs limitent la capacité des infrastructures vertes à réduire les risques d'inondation.
Le terme « ville éponge » est apparu en Chine vers 2010, mais les villes américaines ont utilisé des idées similaires depuis les années 1970 pour améliorer la qualité de l'eau des rivières et des ruisseaux.
Au début des années 2000, l’idée de concevoir des communautés capables de filtrer et d’absorber les eaux pluviales est devenue connue sous le nom d’infrastructure verte. Les régulateurs et les services publics y ont vu une stratégie potentiellement rentable pour se conformer aux réglementations fédérales sur l’eau potable. Dans les villes où les systèmes d'égouts pluviaux existants se déversaient directement dans les ruisseaux, les lacs et les rivières, les infrastructures vertes avaient le potentiel de filtrer les polluants des eaux pluviales avant qu'elles ne s'écoulent dans ces cours d'eau.
Dans des centaines de villes, principalement dans le Nord-Est et le Midwest, les eaux pluviales et les eaux usées sont transportées dans les mêmes canalisations d’égouts. Les infrastructures vertes offraient une stratégie pour détourner les eaux pluviales du système d’égouts vers des endroits où elles pourraient s’infiltrer dans le sol. Cela a contribué à réduire les risques de débordement des systèmes d'égouts et d'envoi d'eaux pluviales et d'eaux usées non traitées dans les eaux locales.
Des villes comme Philadelphie, New York, Cincinnati, San Francisco, Cleveland, Washington, D.C. et Kansas City, Missouri, ont dépensé des milliards de dollars au cours des 20 dernières années pour moderniser les paysages aménagés avec des jardins pluviaux, des toits verts, des trottoirs perméables, des zones humides et autres mesures de contrôle des eaux pluviales à l’échelle du site. Cependant, la plupart de ces systèmes ont été installés dans les zones qui produisaient le plus de pollution de l'eau et n'étaient pas dimensionnés pour gérer de grosses tempêtes.
Dans le meilleur des cas, les infrastructures vertes ont été installées sur des terrains publics et requises pour des développements à grande échelle nouveaux ou repensés. Il s'est avéré beaucoup plus difficile d'incorporer des infrastructures vertes sur des parcelles de terrain privées plus petites, qui représentent collectivement un pourcentage important des zones de bassins versants urbains.
Dans certaines villes, certains nouveaux développements sont encore approuvés sans aucun système de traitement des eaux pluviales requis ni analyse des conséquences dramatiques avec lesquelles les eaux pluviales pourraient provoquer des inondations sur les propriétés en aval et adjacentes. Et dans de nombreuses villes, les eaux pluviales provenant de petites parcelles de terrain peuvent s’écouler sans traitement dans les réseaux d’égouts. Si de nombreuses parcelles de ce type sont situées dans le même quartier, cette pratique courante peut augmenter les risques d'inondation en aval.
Dans mon laboratoire de l'Université Drexel, nous étudions des solutions aux inondations dans la section Eastwick du sud-ouest de Philadelphie. Ce quartier se trouve à l’extrémité aval d’un bassin versant suburbain de 77 milles carrés. Lorsqu'il pleut abondamment en amont, Eastwick est inondé. En 2020, la tempête tropicale Isaias a inondé certaines maisons avec plus de 1,2 mètre d'eau.
Nos modèles informatiques suggèrent que si une infrastructure verte conventionnelle avait été en place pour traiter le ruissellement de 65 % des surfaces imperméables du bassin versant, Isaias n'aurait pas provoqué l'inondation d'Eastwick. Mais cela représente cinq fois plus de traitement que ce que les communautés en amont prévoient dans le cadre de leurs plans de réduction de la pollution des eaux pluviales mandatés par l'État.
Certains critiques affirment qu’un tel niveau de verdissement n’est pas techniquement, logistiquement ou socialement réalisable. Mais si l'on veut que la notion de villes éponges devienne une réalité, les villes devront éventuellement trouver un moyen d'y parvenir.
Pour atteindre 65 %, ces villes devraient traiter les eaux de ruissellement de presque tous les toits, parkings et surfaces routières au moyen d’une forme d’infrastructure verte. Si l'espace réservé aux nouveaux jardins pluviaux et aux zones humides au sol est limité, les parkings pourraient être équipés d'asphalte ou de béton perméable permettant à l'eau de passer à travers le sol jusqu'au sol. Les toits pourraient être convertis en toits verts végétalisés qui retiennent et retiennent les eaux pluviales.
Dans cette vision de ville éponge, les rues seraient redessinées pour diriger les eaux pluviales vers les parcs et les terrains de loisirs construits à quelques pieds sous la surface de la rue et conçus pour être inondés en toute sécurité lors de conditions météorologiques extrêmes. Les zones naturelles existantes seraient exploitées pour le stockage des eaux pluviales, améliorant ainsi leur écologie.
Selon l'endroit où se produisent les précipitations extrêmes, ces systèmes pourraient fonctionner individuellement ou ensemble, imitant la modularité et la redondance trouvées dans les écosystèmes naturels.
Dans les villes éponges, chaque surface doit être reliée à un espace inondable en toute sécurité. Passer des infrastructures vertes traditionnelles aux villes éponges nécessite des politiques, des plans et des incitations intégrés qui appliquent ce type de solutions partout où il pleut.
Les parkings peuvent être conçus pour inonder et évacuer l’eau lentement. Il en va de même pour les terrains de basket, les parcs, les places et même les rues, comme le prescrit le plan de gestion Cloudburst du Danemark à Copenhague.
Une telle transformation de l’environnement bâti ne peut pas être entièrement financée par les services d’eaux pluviales. Ces organisations sont confrontées à un éventail vertigineux d'exigences réglementaires et ne peuvent pas augmenter leurs tarifs au-delà de la capacité de payer de leurs clients.
Une façon de collecter davantage d'argent serait de collaborer entre les agences municipales responsables de l'amélioration des routes, des parcs, des cours d'école et d'autres terrains publics qui attirent également des fonds fédéraux, comme les projets Cloudburst Resiliency de la ville de New York. Dans certains cas, le financement d'un tiers Le parti pourrait compléter cet effort. Un exemple est une collaboration entre la ville de New York et le Trust for Public Land pour ajouter des éléments d'infrastructure verte à une cour d'école du Bronx afin de contribuer à réduire les inondations locales.
Les villes pourraient également offrir des incitations pour moderniser et étendre les systèmes de gestion des eaux pluviales existants sur les terrains privés. Un système commercial pourrait être mis en place pour vendre la capacité résiduelle aux propriétaires fonciers à proximité qui ne disposent pas d'opportunités de gestion des eaux pluviales sur place.
Cette stratégie n’est pas bon marché, mais l’inaction ne l’est pas non plus. Les inondations intérieures ont causé 177,9 milliards de dollars de dégâts entre 1980 et 2022, et les catastrophes valant des milliards de dollars sont de plus en plus fréquentes avec le changement climatique.
À mesure que les événements météorologiques extrêmes deviennent plus fréquents, je m’attends à ce que les normes de planification et de conception urbaines évoluent pour inclure les concepts de villes éponges. Et cette approche plus robuste de la gestion des eaux pluviales continuera à figurer en bonne place dans toutes sortes de décisions municipales et privées de conception et de développement.
Fourni par The Conversation
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