Les plans d’atténuation des inondations le long des rivières urbaines profitent souvent davantage à certains quartiers qu’à d’autres. Des chercheurs et des collaborateurs travaillant dans une plaine inondable densément peuplée de Californie ont développé un moyen d'aider les planificateurs à comprendre comment la conception des infrastructures, l'élévation du niveau de la mer et les violentes tempêtes alimentées par le changement climatique affecteront le risque d'inondation au niveau local.
La montée des eaux et les tempêtes extrêmes alimentées par le changement climatique se combinent pour générer des inondations plus fréquentes et plus graves dans les villes situées le long des rivières et des côtes, et les infrastructures vieillissantes sont mal équipées pour faire face à la nouvelle réalité. Mais lorsque les gouvernements et les planificateurs tentent de préparer les communautés à l'aggravation des risques d'inondation en améliorant les infrastructures, les bénéfices sont souvent injustement répartis.
Une nouvelle approche de modélisation des chercheurs de l'Université de Stanford et de l'Université de Floride propose une solution :un moyen simple pour les planificateurs de simuler les futurs risques d'inondation au niveau du quartier dans des conditions qui devraient devenir monnaie courante avec le changement climatique, comme des pluies torrentielles extrêmes qui coïncident avec des marées hautes élevées. par l'élévation du niveau de la mer.
L'approche, publiée le 28 mai dans Environmental Research Letters , révèle les endroits où un risque élevé est invisible avec les méthodes de modélisation conventionnelles conçues pour évaluer les risques futurs sur la base des données d'une seule inondation passée.
"Demander à ces modèles de quantifier la répartition des risques le long d'une rivière pour différents scénarios climatiques, c'est un peu comme demander à un micro-ondes de cuire un soufflé sophistiqué. Cela ne se passera tout simplement pas bien", a déclaré Jenny Suckale, auteure principale de l'étude et professeure agrégée de géophysique à la Stanford Doerr School of Sustainability. "Nous ne savons pas comment le risque est réparti, et nous ne regardons pas qui en profite, ni dans quelle mesure."
La nouvelle étude est le fruit d'une collaboration avec des planificateurs régionaux et des habitants de villes situées au bord de la baie, notamment East Palo Alto, qui est confrontée à des risques croissants d'inondation provenant de la baie de San Francisco et d'une rivière urbaine qui serpente le long de sa frontière sud-est.
La rivière, connue sous le nom de San Francisquito Creek, serpente depuis les contreforts au-dessus du campus de Stanford jusqu'à la baie en passant par des canaux aménagés. Ses plaines inondables historiques se sont depuis longtemps transformées en villes densément peuplées. "Nous vivons autour, nous le contournons, nous le traversons sur les ponts", a déclaré l'auteur principal de l'étude Katy Serafin, ancienne chercheuse postdoctorale du groupe de recherche de Suckale.
La rivière a une histoire d’inondations destructrices. La plus importante, en 1998, a inondé 1 700 propriétés, causé plus de 40 millions de dollars de dégâts et conduit à la création d'une agence régionale chargée d'atténuer les risques d'inondations futures.
Près de 20 ans après cette inondation historique, Suckale a commencé à réfléchir à la manière dont la science pourrait éclairer les futurs efforts d'atténuation des inondations autour des rivières urbaines comme le San Francisquito, alors qu'elle enseignait un cours à East Palo Alto axé sur l'équité, la résilience et la durabilité dans les zones urbaines. Désigné comme cours Cardinal pour sa forte composante de service public, le cours a été proposé plus récemment sous le titre Façonner l'avenir de la région de la Baie.
À l'époque où Suckale a commencé à enseigner le cours, l'agence régionale, connue sous le nom de San Francisquito Creek Joint Powers Authority, avait élaboré des plans pour redessiner un pont afin de permettre à plus d'eau de couler en dessous et d'éviter les inondations dans les villes au bord du ruisseau. Mais les responsables de la ville d'East Palo Alto ont déclaré à Suckale et à ses étudiants qu'ils craignaient que le plan n'aggrave les risques d'inondation dans certains quartiers en aval du pont.
Suckale s'est rendu compte que si les étudiants et les scientifiques pouvaient déterminer comment la conception proposée affecterait la répartition des risques d'inondation le long du ruisseau, tout en collaborant avec l'agence pour comprendre ses contraintes, leurs conclusions pourraient alors guider les décisions sur la manière de protéger tous les quartiers. "C'est une science concrète, pas seulement de la science pour le plaisir", a-t-elle déclaré.
La Joint Powers Authority avait élaboré le plan en utilisant un modèle de risque d'inondation couramment utilisé par les hydrologues du monde entier. L'agence a pris en compte les préoccupations soulevées par le personnel de la ville d'East Palo Alto concernant les risques d'inondation en aval, mais a constaté que le modèle standard ne pouvait pas les étayer.
"Nous voulions modéliser un plus large éventail de facteurs qui contribueront au risque d'inondation au cours des prochaines décennies à mesure que notre climat change", a déclaré Serafin, qui a servi de mentor aux étudiants du cours Cardinal et est maintenant professeur adjoint à l'Université de Floride.
Serafin a créé un algorithme pour simuler des millions de combinaisons de facteurs d'inondation, notamment l'élévation du niveau de la mer et des épisodes plus fréquents de précipitations extrêmes, une conséquence du réchauffement climatique déjà ressenti à East Palo Alto et dans toute la Californie.
Serafin et Suckale ont incorporé leur nouvel algorithme dans le modèle largement utilisé pour calculer la probabilité statistique que le ruisseau San Francisquito soit inondé à différents endroits le long de la rivière. Ils ont ensuite superposé ces résultats avec des données agrégées sur le revenu et la démographie des ménages ainsi qu'un indice fédéral de vulnérabilité sociale.
Ils ont constaté que la refonte du pont en amont offrirait une protection adéquate contre une répétition de l'inondation de 1998, qui était autrefois considérée comme une inondation de 75 ans. Mais la modélisation a révélé que la conception prévue exposerait des centaines de ménages à faible revenu à l'est de Palo Alto à un risque accru d'inondation, car le changement climatique rend plus fréquents les phénomènes météorologiques violents et les inondations autrefois rares.
Lorsque les scientifiques ont partagé leurs découvertes avec la ville d'East Palo Alto, la Joint Powers Authority et d'autres collaborateurs communautaires au cours de conversations sur plusieurs années, ils ont souligné que le modèle conventionnel n'était pas faux :il n'était tout simplement pas conçu pour répondre aux questions sur capitaux propres.
Les résultats ont fourni des preuves scientifiques pour guider les plans d'infrastructure de la Joint Powers Authority, qui se sont étendus pour inclure la construction d'un mur anti-inondation permanent au bord du ruisseau à East Palo Alto. L'agence a également adopté un plan visant à construire les berges du ruisseau dans une zone particulièrement basse afin de mieux protéger les maisons et les rues voisines.
Ruben Abrica, représentant élu d'East Palo Alto au conseil d'administration de la Joint Powers Authority, a déclaré que les chercheurs, les urbanistes, le personnel municipal et les décideurs politiques ont la responsabilité de travailler ensemble pour « mener à bien des projets qui ne mettent pas certaines personnes plus en danger que d'autres ».
Les résultats de la recherche de Stanford ont démontré comment des modèles apparemment neutres qui ignorent l’équité peuvent conduire à une répartition inégale des risques et des avantages. "Les scientifiques doivent devenir plus conscients de l'impact de la recherche, car ceux qui lisent les recherches ou ceux qui planifient comptent sur eux", a-t-il déclaré.
Serafin et Suckale ont déclaré que leur travail avec San Francisquito Creek démontre l'importance du respect mutuel et de la confiance entre les chercheurs et les communautés positionnés non pas comme des sujets d'étude, mais comme des contributeurs actifs à la création de connaissances.
"Nos collaborateurs communautaires se sont assurés que nous, en tant que scientifiques, comprenions les réalités de ces différentes communautés", a déclaré Suckale. "Nous ne les formons pas pour devenir des modélisateurs hydrologiques. Nous travaillons avec eux pour nous assurer que les décisions qu'ils prennent sont transparentes et équitables pour les différentes communautés concernées."
La nouvelle approche de modélisation des risques d'inondation peut aider les urbanistes et les planificateurs régionaux à créer de meilleures évaluations des risques d'inondation et à éviter de créer de nouvelles inégalités, a déclaré Suckale. L'algorithme est accessible au public pour que d'autres chercheurs puissent l'adapter à leur emplacement.
