Évaluer la résilience des systèmes d'eau à l'aide de tests de résistance

Il est essentiel de comprendre les effets des phénomènes météorologiques extrêmes sur les systèmes d'approvisionnement en eau si l'on veut réussir à maîtriser les inondations et les sécheresses. Les tests de stress sont un outil utile pour contribuer à cette compréhension. Dans cet article, Patrick Willems de la KU Leuven et Nathalie Asselman de Deltares expliquent les tests de résistance plus en détail.

Ils font partie d'une équipe de recherche internationale où ils travaillent sur une approche commune des tests de résistance qui peut être appliquée dans les bassins fluviaux régionaux entre la Flandre et les Pays-Bas. Les tests de stress permettent de vérifier la résilience des systèmes d'eau, qui sont soumis à une pression accrue en raison des conséquences du changement climatique. Le changement climatique entraîne des conditions météorologiques qui sont plus extrêmes, telles que des sécheresses ou de fortes précipitations qui provoquent des inondations.

Patrick explique comment se déroulent les tests de résistance : « On utilise des modèles informatiques pour simuler ces conditions météorologiques extrêmes. Le modèle calcule comment le système réagira à ces conditions. On commence par valider le modèle en examinant les événements historiques, puis on le compare aux mesures. Si ces dernières sont proches de la vérité, on commence alors à imposer des conditions encore plus extrêmes au modèle et à prédire l'impact sur cette base. L'idée est de voir avec les utilisateurs finaux, tels que les gestionnaires de l'eau, si, dans l'hypothèse où ces prédictions se réaliseraient, la société les jugerait acceptables. De cette manière, on peut voir dans quelle mesure notre système d'approvisionnement en eau résiste au stress. S'il est insuffisant, nous examinons les mesures possibles pour le rendre plus résistant au stress, mais il s'agit alors de l'étape suivante. »

Nathalie souligne l'importance d'une approche du risque pour les Pays-Bas et de trouver les normes de référence pour certains systèmes d'eau. Il peut s'agir d'une probabilité d'inondation de 1 sur 25 par an, ou d'une probabilité de 1 sur 100. Cependant, il est important de ne pas se limiter aux conditions de référence, mais de prendre également en compte les événements plus extrêmes. « Nous avons vu en juillet 2021 qu'il peut toujours y avoir des surprises, que les précipitations peuvent être beaucoup plus extrêmes que d'habitude. Nous voulons éviter que ce genre de situations extrêmes ne nous surprenne. Un test de résistance nous aide à comprendre comment les systèmes d'approvisionnement en eau réagissent dans des conditions extrêmes, afin d'éviter une catastrophe vraiment importante. » Aux Pays-Bas, le test de résistance complète l'approche standard du risque, et ses résultats sont destinés à faciliter la discussion et l'élaboration d'éventuelles mesures préventives. Combinés aux connaissances tirées des plans d'intervention en cas de catastrophe, ils peuvent contribuer à avertir les habitants de certaines zones ou à faciliter l'évacuation.

L'équipe travaille actuellement sur un rapport transfrontalier pour le bassin-versant, afin de déterminer ce qui est déjà connu grâce à des études antérieures et si ces connaissances peuvent être utilisées à cette fin spécifique, ainsi que pour identifier les principaux gestionnaires de l'eau dans la région. Du côté flamand, Patrick et son équipe ont commencé l'année dernière et sont maintenant assistés par Nathalie et son équipe sur la partie néerlandaise du bassin hydrographique. Cela leur permet d'obtenir une vue d'ensemble transfrontalière du fonctionnement des systèmes d'eau, de leurs principaux problèmes et des mesures qui ont déjà été prises. Nathalie explique le suivi : « Ensuite, nous effectuerons des analyses supplémentaires avec les modèles disponibles ou des modèles améliorés pour réaliser les tests de résistance. Aux Pays-Bas, par exemple, nous avons un événement pluviométrique standard de 200 mm en 48 heures qui est appliqué dans tous les tests de résistance. Cela sera très probablement intégré dans les calculs, mais en Flandre, il est possible qu'il y ait d'autres événements standards qui seront étudiés. »

Aux Pays-Bas, les inondations et la sécheresse étaient considérées comme deux phénomènes distincts, mais ces dernières années, il est devenu de plus en plus évident qu'il s'agit des deux faces d'une même médaille. C'est pourquoi les tests de résistance sont désormais menés simultanément pour les deux événements, ce qui est peut-être une pratique courante en Flandre depuis un certain temps. Patrick ajoute : « Nous examinons également les différences de méthodologie entre les Pays-Bas et la Flandre, car nous avons des traditions différentes en ce qui concerne la façon dont nous modélisons l'ensemble du système. Il ne s'agit pas seulement de calculer les précipitations, mais aussi de représenter les processus du système hydrique et de calculer les mesures possibles. Quels événements exceptionnels prendrons-nous en compte, et comment ? On apprend beaucoup les uns des autres de cette manière. »

Patrick Willems a une certaine expérience en matière d'inondations, puisqu'il a également travaillé sur l'avis de Weerbaar Waterland (terre d'eau résiliente) en tant que membre d'un groupe d'experts. Cet avis a été rédigé en réponse aux inondations désastreuses qui ont frappé la Wallonie, l'Allemagne et les Pays-Bas en juillet 2021, et sert à préparer la Flandre à des précipitations et des inondations extrêmes à l'avenir. Patrick s'attarde sur les principales recommandations du rapport : « Nous devons mieux nous armer contre ces types de phénomènes extrêmes. Les mesures suivantes devraient être prises systématiquement pour chaque bassin hydrographique :

1) Quels sont les risques actuels et futurs concernant les sécheresses et les inondations ?  

2) Quels sont les risques acceptables et inacceptables ? Il est important de trouver un consensus en discutant avec les parties prenantes.  

3) Définir des objectifs clairs : si nous voulons rendre ces risques acceptables, quel est le minimum à faire pour y parvenir ? Il pourrait s'agir de réduire un pourcentage minimum de l'écoulement de l'eau en augmentant le stockage et l'infiltration de l'eau en amont et/ou en créant de l'espace supplémentaire dans la vallée fluviale. Des mesures supplémentaires peuvent également être prises, telles que l'élévation de digues, si les mesures susmentionnées s'avèrent insuffisantes. »

La préparation générale est également importante, selon Patrick. « Si, dans certaines circonstances, vous devez toujours faire face à des inondations, vous devez vous assurer que vous disposez également de systèmes de prévision, d'alerte et d'évacuation adéquats, ainsi que de plans de crise et d'intervention ». 

Le rapport Weerbaar Waterland conseille en outre de prévoir un financement suffisant et de faire en sorte que l'eau soit plus facilement gérable dans la politique territoriale. Alors que les mesures de gestion de l'eau étaient auparavant formulées du haut vers le bas par le gestionnaire de l'eau, le rapport Weerbaar Waterland recommande d'adopter une approche du bas vers le haut. Définir et évaluer les risques avec toutes les parties prenantes, telles que le secteur agricole et environnemental, les villes et les municipalités, et élaborer un programme d'action avec des solutions soutenues par ces secteurs permet d'obtenir un soutien sociétal plus fort. Il a également été conseillé de donner la priorité aux solutions écologiques qui sont efficaces à la fois pour les inondations et les sécheresses, et qui offrent également d'autres possibilités de lien telles que la réduction de l'érosion et l'amélioration de la qualité de l'eau et de la biodiversité.

Les deux experts seraient satisfaits si le test de résistance était mené à bien et s'il incitait les gouvernements à coopérer plus intensément, tant en amont qu'en aval. Nathalie : « Il est étrange que nous limitions le bassin fluvial aux frontières nationales, alors que les rivières ne sont pas arrêtées par ces frontières. Au contraire, nous devons nous attaquer au problème par-delà les frontières pour être aussi efficaces que possible. Avec ce test de résistance, nous voulons promouvoir cette coopération. » Patrick : « Je suis tout à fait d'accord. Les conseils de Weerbaar Waterland sont maintenant des conseils sur papier, mais ils doivent encore être testés et l'aspect transfrontalier doit être vérifié en même temps. »

Nathalie et Patrick considèrent que la participation d'instituts de recherche appliquée en tant que membres du projet des deux côtés de la frontière est l'une des forces de JCAR ATRACE, car elle permet un partage efficace des connaissances et des meilleures pratiques, basé sur les traditions et les modèles de gestion de l'eau qui sont utilisés dans leurs pays respectifs. Nathalie : « Lorsque nous considérons la gestion de l'eau depuis les Pays-Bas, il ne suffit pas d'adopter une perspective purement néerlandaise. La coopération entre les instituts de connaissance et les gouvernements de part et d'autre de la frontière augmente les chances de réussite. » Patrick : « Je suis tout à fait d'accord, l'important est que nous apprenions de cette coopération. J'espère que cette coopération transfrontalière entre les Pays-Bas et la Flandre servira d'exemple à d'autres régions d'Europe et du monde. »