Le risque d`inondation et son évolution sur la rivière Châteauguay

Le risque d`inondation et son évolution sur la rivière Châteauguay

186
Le risque d’inondation et son évolution sur la
rivière Châteauguay
M.-C. Bouillon, F.P. Brissette et C. Marche
Résumé : Cet article présente les premiers résultats d’un projet de 3 ans visant à étudier, comprendre et caractériser
l’évolution du risque d’inondation au Québec. Dans le cadre de cette étude, le risque d’inondation est défini comme le
produit du risque hydrologique d’un événement donné et des dommages résultant pour le même événement. Il importe
donc d’évaluer les variations historiques des deux composantes du risque d’inondation. Ces deux composantes ont été
étudiées pour un tronçon de 32 km de la rivière Châteauguay, entre la frontière canado-américaine et la ville
d’Ormstown. À partir des données de deux stations hydrométriques, les fonctions de répartition des débits de la loi
log-Pearson type III ont été calculées. Suite à l’établissement des fonctions de répartition, le calcul du risque
d’inondation est défini par une méthodologie en trois étapes. La première consiste à relier les débits avec les niveaux
d’eau à l’aide d’un simulateur d’écoulement. Les niveaux d’eau calculés sont par la suite utilisés en conjonction avec
un logiciel qui définit la zone inondable et calcule les dommages engendrés aux propriétés. La dernière étape consiste
à établir le risque global d’inondation qui tient compte de la fonction de répartition complète. Pour tous les sites
choisis le long du tronçon à l’étude, le risque global d’inondation a augmenté au cours des 60 dernières années.
Lorsque le risque global est normalisé par l’ensemble des populations, on observe que l’évolution du risque diffère
grandement d’un site à l’autre. Pour l’un des sites à l’étude, le risque global normalisé a augmenté d’un ordre de
magnitude au cours de la période étudiée. Les résultats montrent aussi que plus de 75% du risque global est dû aux
crues ayant une période de retour de 4 ans et moins.
Mots clés : inondation, risque, dommages, modèle numérique, prévisions hydrauliques.
Abstract: This article presents the first results of a three-year study that aimed at studying, understanding, and
characterizing the evolution of flood risk in Quebec. In this study, flood risk is defined as the product of the return
period of an event and the damages caused by this event. It is therefore important that both these components of the
flood risk be assessed historically. The two components have been evaluated for a 32 km reach of the Châteauguay
River located between the Canadian–American border and Ormstown, Quebec. A flood frequency analysis was
undertaken on historical flow data for two gauging stations on the river and the data fitted with a log-Pearson type III
distribution. The flood risk was then established using a three-step methodology. The first step was to establish flood
levels over a range of discharges using a hydraulic model. Then the computed water levels were processed to define
the flooded area and determine the property damage. The last step established the global flood risk, taking into account
the complete flood distribution function. The results show that over the last 60 years, the global flood risk has
increased for all of the study sites along the reach of interest. When the global flood risk is standardized based on
population, the evolution of the risk differs greatly between study sites. For one site, the standardized global flood risk
has increased by one order of magnitude over the period studied. The results also demonstrate that 75% of the global
flood risk is due to floods having a return period of 4 years or less.
Key words: flood, risk, damages, numerical modelling, flood forecasting.
[Journal translation]
Bouillon et al.
196
Reçu le 23 juin 1998. Révision acceptée le 23 octobre 1998.
M.-C. Bouillon et C. Marche1. École Polytechnique de
Montréal, Département des génies civil, géologique et des
mines, C. P. 6079, succursale Centre-ville, Montréal,
QC H3C 3A7, Canada.
F.P. Brissette. École de Technologie Supérieure, Université
du Québec, Département de génie de la construction,
1100, rue Notre-Dame Ouest, Montréal, QC H3C 1K3, Canada.
Les commentaires sur le contenu de cet article doivent être
envoyés au directeur scientifique de la revue avant
le 31 août 1999 (Voir l’adresse au verso du plat supérieur).
1
Auteur correspondant (tél. : (514) 340-4711, poste 4801;
téléc. : (514) 340-2989; e-mail : [email protected]).
Can. J. Civ. Eng. 26: 186–196 (1999)
Plusieurs crues majeures ont marqué l’actualité québécoise ces dernières années. Exceptionnelles par l’ampleur
de leurs dommages et pour la période où elles sont survenues (Saguenay et Côte-Nord) (Morazain 1997) ou répétitives (Rivières Chaudière et Châteauguay), les crues nous
rappellent que le contrôle exercé par l’homme sur les rivières n’est pas absolu.
L’impression générale, tant dans la population que chez
certains spécialistes en ressources hydriques serait que la situation tend à s’aggraver depuis les dernières années, entraînant des coûts croissants de reconstruction ou d’indemnisation.
Mais cette impression pourrait aussi provenir du simple fait
de l’efficacité de notre société de l’information, de l’image,
© 1999 CNRC Canada
Bouillon et al.
qui nous tient de mieux en mieux informé de toutes les catastrophes.
Le but de cet article est de présenter l’état du risque
d’inondation sur un secteur précis de la rivière Châteauguay.
On se concentre sur le risque d’inondation qui touche les
propriétés privées et leurs contenus. Les dommages causés
aux infrastructures comme les routes, les ponts, ainsi que les
pertes industrielles et agricoles nécessitent une évaluation
cas par cas et n’ont pas été considérés. Les dommages sont
évalués en eau libre et excluent les conséquences des glaces,
sur lesquelles les interventions locales ont beaucoup d’effet.
L’état du risque d’inondation résume les résultats d’un projet
de recherche mené en 1998 à l’École Polytechnique de
Montréal en collaboration avec les municipalités concernées.
Il vise trois objectifs : (i) définir le risque d’inondation et les
méthodes nécessaires à son évaluation sur un terrain précis;
(ii) établir à plusieurs moments de l’histoire récente de ce
territoire, la valeur concrète de ce risque et le fardeau qu’il
représente sur la communauté locale; (iii) discuter de
l’évolution de ce risque au cours des années et de celle des
charges financières qu’il impliquerait sur chaque citoyen si
la communauté locale seule devait prendre les coûts à sa
charge.
Les trois objectifs sont abordés successivement ci-dessous
et les analyses effectuées conduisent à deux conclusions
simples. (i) Le risque global d’inondation augmente avec le
temps dans les cinq sites étudiés. (ii) Lorsqu’il est réparti sur
l’ensemble des populations locales touchées, il évolue différemment dans les zones rurales ou urbaines.
Ces conclusions ne sont applicables que localement. Elles
devront être confirmées ou précisées lorsque l’analyse d’un
plus grand nombre de sites et de rivières sera complétée.
Le terme « risque » fait partie du vocabulaire courant,
mais ses nombreuses utilisations montrent que le sens qui lui
est attribué diffère selon le contexte dans lequel il est
employé. Pour la suite de ce texte, la définition du risque qui
figure dans les normes canadiennes sera retenue.
« Le risque est une mesure de la probabilité et de la sévérité d’un effet défavorable pour la santé, pour les biens ou
pour l’environnement. Le risque est souvent estimé par
l’espérance mathématique des conséquences de l’occurrence
d’un événement défavorable sur une période de temps déterminée (e.g., risque = probabilité × conséquences). Néanmoins, une interprétation plus globale du risque incorpore la
probabilité et les conséquences sous une forme non multipliée. » (Canadian Standard Association 1991)
Simonovic (1996) a repris la notion de risque proposée
par Niwa (1989) et l’applique à la gestion des ressources
hydriques. « Le risque est défini comme étant la chance de
certaines occurrences défavorables qui affectent les objectifs
du projet. Il est le degré de l’exposition à ces événements
négatifs, et leurs conséquences probables. Donc, le risque est
caractérisé par un vecteur à trois éléments : (i) l’événement
qui cause le risque ou l’occurrence risquée (danger,
défaillance); (ii) la probabilité de ce risque (quantification de
l’incertitude); et (iii) la sévérité du risque (une mesure des
conséquences). »
187
Le risque particulier à une inondation est donc évalué par
une formule simple du type :
[1]
Ri = piDi
pi étant la probabilité d’occurrence d’une crue d’amplitude i
et Di étant le montant des dommages matériels imputable à
la crue d’amplitude i.
Le risque global d’inondation est calculé à partir des risques particuliers de différentes inondations. La formule suivante permet d’obtenir ce risque :
[2]
R = ∑ Ri
i
La probabilité d’occurrence d’une crue d’amplitude donnée
(de débit local donné) est habituellement définie par les
études hydrologiques. Elle est égale à l’inverse de la période
de récurrence ou de retour de la crue.
On voit donc que le risque global d’inondation d’un territoire peut changer, soit parce que la période de retour des
crues change, soit parce que les dommages rattachés à chaque
crue changent. À titre d’exemple, les dommages peuvent
changer suite à des modifications au lit de la rivière et à un
changement de la relation niveau–débit à la station hydrométrique ou en fonction d’une modification de l’utilisation
du territoire inondé.
Pour évaluer le risque global d’inondation sur un territoire, il faut, si l’on retient la définition [2] procéder en
quatre étapes.
La première étape consiste à déterminer l’historique des
débits de crue sur le cours d’eau, la fonction de répartition
des débits de crue et les probabilités associées aux inondations à l’étude.
Depuis toujours, la rivière Châteauguay subit des crues
importantes aux conséquences notables. La figure 1 présente
le bassin versant, quelques municipalités et la localisation de
la rivière Châteauguay. Certaines des crues qui se sont produites depuis une cinquantaine d’années ont été répertoriées
afin d’obtenir une séquence historique intéressante. Dans le
cadre de ce projet, nous avons analysé les données disponibles pour chaque événement et avons retenu cinq inondations intéressantes et documentées. Les événements de mars
1944 et d’avril 1971 correspondent aux inondations qui ont
causé le plus de dommages dans la région d’Huntingdon, selon les responsables de la Municipalité Régionale de Comté
(MRC) Le Haut-St-Laurent (Daoust 1997). L’inondation
d’avril 1963 est aussi dans la mémoire des gens, car Howick, une ville en aval d’Huntingdon, a été coupée du reste
du monde pendant une semaine. La station météorologique
de St-Paul-de-Châteauguay le confirme en ayant enregistré
les plus hauts débits à ces dates. L’événement de novembre
1996 a surpris la population et les météorologues, car les
stations hydrologiques ont enregistré la plus grande quantité
de pluie tombée dans la même journée depuis le début des
mesures. Finalement, en janvier 1996, le temps s’est tellement adouci que la fonte des neiges a provoqué de fortes
inondations sur la rivière Châteauguay.
Les débits de la rivière Châteauguay et de ses affluents
ont été estimés à partir des débits enregistrés en aval de
Huntingdon à St-Paul-de-Châteauguay (no de station du Ministère de l’Environnement et de la Faune (MEF) 030901)
pour les événements précédents 1971 et à Mercier (no de station du MEF 030905) pour les événements les plus récents.
© 1999 CNRC Canada
188
Can. J. Civ. Eng. Vol. 26, 1999
Fig. 1. Schéma du bassin versant et situation géographique (source : Ministère de l’Environnement et de la Faune 1981b., p. 6.)
Les deux stations sont assez voisines l’une de l’autre et procurent une année de données concomitantes. Les écarts entre
ces données concomitantes sont quelquefois appréciables,
mais les tests d’homogénéité effectués permettent de considérer la série des données comme unique.
Les débits journaliers maximums annuels enregistrés entre
1971 et 1990 à la station 030905 à Mercier ont servi à pro-
duire la fonction de répartition de la loi log-Pearson type III
(El-Jabi et Rousselle 1990). L’analyse de fréquence utilise la
méthode des moments. La figure 2 présente l’ajustement de
la loi log-Pearson type III. Cette courbe donne les périodes
de retour des débits des cinq événements historiques et elle
fournit les débits de périodes de retour spécifiques comme
20 et 100 ans utilisés aussi dans la recherche.
© 1999 CNRC Canada
Bouillon et al.
189
Fig. 2. Ajustement de la loi log-Pearson type III sur la rivière Châteauguay à la station hydrométrique n o 030905.
Tableau 1. Probabilités associées aux inondations à l’étude.
Date de l’événement
Avril 1971
Novembre 1996
Avril 1963, janvier 1996
Mars 1944
Période de retour
(années)
Probabilité de
dépassement
Intervalle
(années)
Probabilité qu’un
événement survienne
dans l’intervalle
1
2
3
4
20
100
400
∞
1,0000
0,5000
0,3333
0,2500
0,0500
0,0100
0,0025
0,0000
1–2
2–3
3–4
4–20
20–100
100–400
400–∞
0,5000
0,1667
0,0833
0,2000
0,0400
0,0075
0,0025
L’étude statistique des crues a été basée sur les débits
maximums enregistrés chaque année sans égard à l’époque
de l’année où ce débit était enregistré. Il était logique en
effet d’utiliser une étude statistique non saisonnière, puisque
l’étude de risque devait être réalisée sans égard à la saison.
Ce facteur pourrait expliquer en partie la qualité d’ajustement
visible sur la figure 2.
L’inverse de la période de retour d’un événement fournit
la probabilité que cet événement ou un événement plus rare
se produise. Pour trouver la probabilité d’un événement dont
la période de récurrence se situerait entre T1 et T2, il faut
soustraire à la probabilité que l’événement se produise en T1
la probabilité que l’événement se produise en T2. Un exemple
de ces calculs est donné au tableau 1. Pour couvrir le risque
global d’inondation, la somme des probabilités est 1. De
plus, les dommages encourus sont considérés nuls lors d’une
crue normale annuelle.
Une étude détaillée, période par période, des récurrences
de crues sur le territoire permet alors de juger de l’évolution
temporelle du risque hydrologique. En d’autres termes, elle
renseigne sur la probabilité d’occurrence d’une crue donnée
et montre si au fil des années, cette probabilité a changé.
Cette probabilité pourrait changer si l’on constatait des
modifications climatiques sensibles, une urbanisation notoire
ou un contrôle du ruissellement sur le territoire. La méthode
pourrait donc servir à long terme pour vérifier l’efficacité
des politiques de gestion du territoire à ce chapitre.
La deuxième étape consiste à relier le débit d’inondation
au niveau d’eau atteint par la rivière dans le secteur à
l’étude. Cette étape est confiée à un simulateur numérique d’écoulement comprenant un modèle unidimensionnel
non permanent dérivé de DAMBRK (Fread 1984).
La partie de la rivière Châteauguay située entre la frontière américaine et l’ancien barrage à Ormstown correspond
au tronçon confié au simulateur. Sur ces 32 km, le débit observé tient compte du débit à la frontière américaine et de
ceux des cinq cours d’eau principaux qui se jettent dans la
rivière. Des sections du lit du cours d’eau définissent la rivière en milieu rural et en milieu urbain. Les sections sont
déduites à partir de cartes topographiques à l’échelle 1 :
10 000 avec des courbes à équidistance de 2,5 m en zone rurale et des cartes du risque d’inondation 1 : 2000 avec des
courbes à équidistance de 0,5 m en zone urbaine. Le modèle
a besoin des coefficients de Manning, des coefficients de
© 1999 CNRC Canada
190
contraction et de tous les paramètres habituellement nécessaires aux calculs numériques. Sa calibration est assurée à
partir des trois calculs réalisés pour le débit moyen, le débit
de crue 1/20 ans et le débit de crue 1/100 ans. Pour ces deux
dernières crues, les ajustements se sont fait sur les limites
d’inondation de récurrence 20 et 100 ans cartographiées par
les autorités responsables et ne peuvent pas être véritablement considérés comme des calibrations précises.
Les inondations historiques de 2, 3, 4, 20, 100 et 400 ans
de récurrence ont été reproduites avec le simulateur. Pour
chacune des six inondations historiques, les débits estimés
ont été introduits dans le logiciel, et la simulation a fourni le
niveau des eaux et leurs vitesses à toutes les sections et aux
temps demandés.
La troisième étape consiste à établir pour chaque crue, la
zone inondable ainsi que l’ensemble des propriétés et des infrastructures se trouvant dans la zone inondable (Hydrocosme
Inc. 1996).
Un nouveau logiciel spécifiquement développé pour ce
travail par Hydro-Québec, DOMINO (dommage d’inondation,
Sobek Technologies Inc. 1998), définit la zone inondée et
évalue les dommages aux propriétés lors des inondations.
Après lui avoir transmis les données nécessaires à la reproduction du terrain et des bâtiments de la municipalité, il calcule la zone inondée à partir des résultats hydrauliques. Le
logiciel recherche ensuite les bâtiments touchés et évalue le
coût des dommages reliés au scénario d’inondation simulé.
Les données économiques de chaque propriété sont celles
fournies par les rôles d’évaluation foncière de chaque municipalité. Pour un matricule donné, la valeur du bâtiment
comprend tous les biens immeubles sauf la valeur du terrain
qui est mentionnée à part. On retrouve la valeur des commerces, des résidences, des garages, des cabanons, des bâtiments de fermes, etc.
Le coût des dommages est évalué à partir de critères de
pondération des impacts fournis à DOMINO. Dans le cadre
de ce projet, les critères correspondent à ceux d’une norme
généralisée maintenant (American Society of Civil Engineering 1988) qui définit la loi de pondération des dommages
des inondations selon les principes actuariels.
Les résultats des six scénarios d’inondations étudiés par le
simulateur ont donc été introduits dans DOMINO afin qu’il
évalue le coût des dommages pour chacune des six inondations historiques et à chaque époque.
La quatrième étape conduit finalement à l’établissement
du risque global d’inondation. Elle consiste à calculer en
premier lieu le risque particulier de chaque inondation, à
chaque époque, avec [1]. Puis, [2] permet de calculer la
valeur du risque global d’inondation à différents moments de
l’histoire et pour chaque site. Le risque global d’inondation
pour une année spécifique tient compte des événements qui
peuvent survenir pour des périodes de retour de 2, 3, 4, 20,
100 et 400 ans. C’est sur ces résultats qu’ont été établies les
principales conclusions de cette étude.
Le risque global d’inondation, calculé selon la méthode
précédente, donne une image instantanée de la situation, valable au moment où se situe l’évaluation hydrologique du
cours d’eau et l’évaluation économique des impacts. À chaque
Can. J. Civ. Eng. Vol. 26, 1999
époque, un risque d’inondation peut donc être calculé, et
l’ensemble des valeurs produites permet d’analyser l’évolution
historique du risque.
Le travail a été fait pour cinq secteurs situés dans les municipalités de Huntingdon (deux secteurs), Hinchinbrooke,
Godmanchester et Ormstown. Les acquis majeurs sont résumés ci-dessous.
Localisation des zones étudiées
La rivière Châteauguay prend sa source dans le lac Upper
Chateaugay, situé dans l’état de New York aux États-Unis.
Après un parcours de 53 km dans ce pays, elle pénètre au
Québec par la MRC Le Haut Saint-Laurent, traverse la MRC
Beauharnois-Salaberry puis la MRC Le Roussillon pour se
jeter dans le fleuve Saint-Laurent à Châteauguay. Elle coule
sur 68 km au Québec (Ministère de l’Environnement et de la
Faune 1981a). La rivière Châteauguay draine un bassin
hydrographique de 2543 km2 dont plus de 43% est situé aux
États-Unis. La figure 1 donne le schéma du bassin versant et
son réseau hydrométrique.
Le bassin de la Châteauguay est marqué par deux ensembles physiographiques : les Basses-Terres du Saint-Laurent
et les Appalaches. Les Basses-Terres sont une plaine uniforme
formée des meilleures terres arables du Québec. Elles occupent
presque toute la partie québécoise du bassin, à des altitudes
inférieures à 30 m le long des rives du Saint-Laurent,
augmentant graduellement de pente vers le sud-est pour
atteindre le plateau appalachien. Une colline s’élève au-delà
de 335 m au-dessus du niveau de la mer près de la frontière
américaine et constitue le point culminant du côté québécois.
(Ministère de l’Environnement et de la Faune 1981b).
Du côté américain, le relief très varié des Appalaches,
plus spécifiquement celui des monts Adirondaks, domine le
bassin. En fait, le relief passe de vallonné à montagneux au
fur et à mesure qu’on se dirige vers le sud, pour atteindre en
général des sommets d’environ 900 m. La figure 3 montre le
profil en long de la rivière.
Dans le cadre de cette recherche, seule la partie de la
rivière Châteauguay située entre la frontière américaine et
l’ancien barrage d’Ormstown est étudiée afin d’identifier ses
risques d’inondations. La figure 4 présente les cinq sites à
l’étude. Les sites 1 et 2 sont situés à Huntingdon, le site 4
est situé à Ormstown et les sites 3 et 5 sont en milieu rural,
soit à Hinchinbrooke et à Godmanchester.
Résultats obtenus sur le risque hydrologique
Le caractère stable du risque hydrologique sur le bassin
versant de la rivière Châteauguay a été démontré dans
un autre article issu des travaux réalisés dans le cadre du
même projet. Les résultats de l’analyse sont concluants. Ils
montrent qu’aucune tendance à la hausse ou à la baisse
n’est observée dans le risque hydrologique évalué sur plus
de 60 années de données (Awadallah et al. 1998). Le risque
hydrologique ne peut donc être retenu comme facteur
d’explication aux variations actuellement perçues dans le
risque d’inondation.
Exemples de définition de zone d’inondation et
d’identification des propriétés touchées
En ce qui a trait à l’évaluation des dommages, DOMINO
fournit pour chaque écoulement simulé la carte des zones
© 1999 CNRC Canada
Bouillon et al.
191
Fig. 3. Profil en long de la rivière Châteauguay.
Fig. 4. Localisation des sites étudiés.
© 1999 CNRC Canada
192
Can. J. Civ. Eng. Vol. 26, 1999
Fig. 5. Zones inondées et propriétés touchées lors de l’inondation d’avril 1963 sur le site 1 (Huntingdon).
inondées et l’emplacement des unités d’évaluation. Il liste
dans un rapport détaillé les unités d’évaluation inondées, la
profondeur d’inondation à chaque unité et les dommages
estimés encourus durant l’événement.
Comme exemple, la figure 5 illustre la zone maximale
inondée et les propriétés touchées sur le site 1 (Huntingdon)
lors de l’inondation du 1er avril 1963 et la figure 6 montre
l’extension de l’inondation du 10 novembre 1996 sur le site
2 (Huntingdon).
Évaluation des dommages
L’évaluation des dommages aux propriétés causés par
chaque inondation est fournie dans un rapport détaillé à la
fin de chaque simulation. Par exemple, le tableau 2 donne le
rapport des dommages causés par l’inondation du 1er avril
1963 sur le site 1 (Huntingdon) correspondant à la figure 5
présentée précédemment. Les matricules ont été supprimés
pour assurer la confidentialité des informations sur les
résidents touchés. On retrouve d’autres informations
pertinentes qui ont été tronquées ici telles les adresses, les
positions Easting et Northing, les profondeurs et les vitesses
moyennes d’écoulement ainsi que les facteurs de pondération.
En plus de fournir les dommages à chaque unité d’évaluation,
le rapport indique le nombre de personnes susceptibles
d’être sinistrées, le nombre de bâtiments touchés, le total des
dommages aux bâtiments et le total des dommages aux
contenus des bâtiments pour le site en entier.
Pour l’étude, le montant des dommages utilisés dans
[1] correspond à la somme du coût des dommages aux
bâtiments et du coût au contenu des bâtiments. Le tableau 3
présente le rapport d’analyse des impacts causés par
l’inondation du 10 novembre 1996 sur le site 2 (Huntingdon) et correspond à la zone inondée de la figure 6.
Les calculs d’inondation et d’impacts économiques définis
et illustrés ci-dessus peuvent être répétés en variant le
contexte et les prémisses de calculs, pour établir d’une part
l’évolution historique du risque global d’inondation et
d’autre part la progression de ce risque en fonction de la
période de retour.
Les données économiques des propriétés telles qu’elles
apparaissent dans les rôles d’évaluation foncière des municipalités concernées sont disponibles et publiques. Les rôles
utilisés dans cette recherche sont ceux de 1997 pour chaque
municipalité concernée. Le rôle de 1997 a été utilisé pour
estimer les dommages et les risques à toutes les époques et
les rendre comparables en dollars constants.
Évolution historique du risque global d’inondation
Les années 1963, 1971 et 1996 ont été l’occasion
d’événements exceptionnels et sont utilisées pour décrire
l’évolution historique du risque d’inondation. Les probabilités de leurs crue sont similaires et les périodes de retour varient de 2 à 4 ans. On peut donc qualifier ces événements de
presque courants hydrologiquement.
Les données ont été triées tout d’abord sur la date de
construction apparente pour obtenir l’ensemble des construc© 1999 CNRC Canada
Bouillon et al.
193
Fig. 6. Zones inondées et propriétés touchées lors de l’inondation de novembre 1996 sur le site 2 (Huntingdon).
tions existantes en 1963, 1971 et 1996. L’hypothèse de base
sous-jacente à ce tri est qu’une unité dont la date de construction apparente est 1942, par exemple, n’existait pas
avant 1942 ou avait avant 1942, une valeur négligeable. Les
calculs ont été faits en regroupant les sites par municipalité,
et le tableau 4 montre l’évolution du nombre total d’unités
d’évaluation à Huntingdon, à Hinchinbrooke et à Ormstown
entre 1963 et 1996. Les données sur le nombre d’unités
d’évaluation sur le site 5 (Godmanchester) n’étaient pas disponibles.
Pour chacune des 3 années et pour chacun des sites, la
zone inondable et les coûts des dommages associés à chaque
inondation de récurrence 2, 3, 4, 20, 100 et 400 ans sont
évalués en introduisant successivement les rôles
d’évaluations appropriés dans le logiciel d’évaluation des
impacts. [2] permet ensuite de calculer la valeur du risque
global d’inondation à différents moments de l’histoire, soit
en 1963, 1971 et 1996.
La figure 7 montre une représentation de l’évolution historique du risque global d’inondation aux sites retenus.
L’analyse montre tout d’abord que le risque est différent
d’un site à l’autre, mais qu’il est en progression partout. Sur
les deux sites d’Huntingdon, il a évolué de façon similaire et
a plus que doublé depuis 1960. Mais à Ormstown, la progression est beaucoup plus rapide, et le risque actuel est environ 40 fois plus élevé qu’en 1960. En milieu rural, la
progression semble se stabiliser à Godmanchester, et les risques à Hinchinbrooke augmentent mais ils restent négligeables. Rappelons que durant la même période, il a été
démontré que le risque hydrologique n’avait pas changé
(Awadallah et al. 1998) et que la progression historique
constatée ne peut être que le résultat d’un changement dans
l’occupation du territoire ou dans la valeur des propriétés
touchées.
Évolution historique du risque global d’inondation
normalisé
Parallèlement à l’augmentation du risque global d’inondation
dans chaque municipalité, s’opère une variation de la population sur laquelle le fardeau économique pourrait peser si
les dommages étaient à la charge de la communauté locale.
Le risque global a donc été divisé, année par année, par le
nombre total de propriétés pour étudier l’évolution historique du fardeau individuel local. Cette opération conduit au
© 1999 CNRC Canada
194
Can. J. Civ. Eng. Vol. 26, 1999
Tableau 2. Rapport d’analyse des impacts causés par l’inondation du 1er avril 1963 sur le site 1 (Huntingdon).
Région : RICHELIEU
Site : st01
Rivière : Chateauguay
Calculs du : 1998/02/17 - 20h:45
Temps d’analyse : 3600
Variante d’analyse : 8
Temps de référence : 0
Variante de référence : 3
Impact sur les occupants : 22 personnes
Impact aux bâtiments : 61 620 $ sur 31 bâtiments
Impact au contenu des bâtiments : 168 790 $
Municipalité
Code
munic.
matricule
Code
utilisation
Nb.
étages
Élévation
terrain
Valeur
bâtiment
Valeur
terrain
Dommages
bâtiments
Dommages
contenu
Huntingdon
Huntingdon
Huntingdon
Huntingdon
Huntingdon
Huntingdon
69055
69055
69055
69055
69055
69055
9999-99-9999
9999-99-9999
9999-99-9999
9999-99-9999
9999-99-9999
9999-99-9999
1000
5330
1000
1000
1000
1000
2
2
1
2
2
2
48,72
47,44
48,38
48,09
48,15
48,51
41 200
168 000
59 900
49 100
64 000
37 300
12 000
68 700
16 400
4 200
6 400
3 400
0
33 600
0
0
0
0
4 120
16 800
5 990
4 910
6 400
3 730
(c)
(c)
(c)
(c)
(c)
(c)
Note : (c) centre de gravité.
Tableau 3. Rapport d’analyse des impacts causés par l’inondation du 10 novembre 1996 sur le site 2 (Huntingdon).
Région : RICHELIEU
Site : st03
Rivière : Chateauguay
Calculs du : 1998/02/87 - 17h:03
Temps d’analyse : 3600
Variante d’analyse : 4
Temps de référence : 0
Variante de référence : 3
Impact sur les occupants : 0 personnes
Impact aux bâtiments : 0 $ sur 18 bâtiments
Impact au contenu des bâtiments : 359 990 $
Municipalité
Code
munic.
Matricule
Code
utilisation
Nb.
étages
Élévation
terrain
Valeur
bâtiment
Valeur
terrain
Dommages
bâtiments
Dommages
contenu
Huntingdon
Huntingdon
Huntingdon
Huntingdon
Huntingdon
Huntingdon
69055
69055
69055
69055
69055
69055
9999-99-9999
9999-99-9999
9999-99-9999
9999-99-9999
9999-99-9999
9999-99-9999
1000
1990
4832
1000
1000
2420
1
0
1
1
2
1
48,77
48,90
48,87
48,50
48,50
48,93
59 800
3 600
1 303 100
55 200
39 900
1 275 000
10 700
3 900
36 900
6 200
6 200
68 900
0
0
0
0
0
0
5 980
360
130 310
5 520
3 990
127 500
(c)
(c)
(c)
(c)
(c)
(c)
Note : (c) centre de gravité.
risque global d’inondation normalisé. D’une façon concrète,
un risque global d’inondation normalisé de 200 $ signifie
pour le contribuable local qu’à long terme, il lui en coûterait
200 $ par année pour participer au dédommagement des propriétaires affectés sur le territoire, si la facture était répartie
localement.
L’évolution historique du risque global d’inondation normalisé dépend donc de celle du risque global calculé pour le
site et du nombre de propriétés recensées sur le site à chaque
moment. Le marché immobilier joue donc un rôle dans cette
estimation. La figure 8 montre les résultats obtenus à ce chapitre.
En 1963, vivre à Huntingdon supposait que l’on acceptait
un risque de l’ordre de 500 $ relié aux inondations sur les
deux sites. La situation a peu changé et le risque y est stable
ou tend à diminuer avec les années. Il est donc sous contrôle. À Hinchinbrooke il était négligeable et il l’est resté.
Mais à Ormstown, il était presque inexistant dans les années
© 1999 CNRC Canada
Bouillon et al.
195
Tableau 4. Nombre d’unités d’évaluation par époque.
Année
Huntingdon
Hinchinbrooke
Ormstown
1963
1971
1996
544
882
1230
602
788
995
328
402
568
Fig. 9. Variation du risque d’inondation en fonction de la
période de retour.
Fig. 7. Progression historique du risque global d’inondation.
Fig. 10. Progression du risque cumulé d’inondation en fonction
de la période de retour.
Fig. 8. Progression historique du risque global d’inondation par
propriété.
60 et est devenu majeur en 1996. La tendance est très nette
et conduira dans les années prochaines à une situation alarmante si rien n’est changé. Le risque global d’inondation
normalisé n’a pas été calculé pour Godmanchester, puisque
l’information du nombre de propriétés à chaque époque
n’était pas disponible.
Progression du risque d’inondation en fonction de la
période de retour
L’évolution du risque en fonction de la période de retour
est présentée à la figure 9 pour les cinq sites analysés. La
première conclusion apparaissant à la lecture de ce graphique est que la crue de 2 ans donc quasi normale engendre
déjà des risques élevés sur tous les sites à l’exception de
celui d’Hinchinbrooke. On trouve ici une explication immédiate au fait que cette région fait la nouvelle chaque printemps ou à chaque pluie un peu exceptionnelle.
Le risque progresse très rapidement avec la période de retour sur tous les sites touchés et est maximal lors des crues
de récurrence 4 ans. Il faut se rappeler que cette notion de
risque aide à décider de l’ampleur et de la rentabilité des
travaux qu’il est normal de faire pour améliorer la situation.
La figure 9 montre que les moindres travaux qui pourraient
améliorer le passage des crues courantes seraient efficaces
presque à chaque année et sans doute très régulièrement tous
les 5 ans.
C’est aussi ce que démontre la figure 10 sur laquelle on a
cumulé le risque en fonction de la période de retour. Pour
quatre des cinq sites étudiés, on constate que l’efficacité des
correctifs serait maximisée s’ils étaient conçus pour régler
les problèmes courants soit ceux revenant régulièrement tous
les 4 ans.
Il faut mentionner pour finir que les risques évalués sont
relatifs à un nombre très limité de sites, alors que les travaux
effectués devraient diminuer les dommages sur le territoire
complet. Pour décider de l’ampleur des travaux à accomplir
et à financer sur une période donnée, il faudrait donc ajouter
le risque calculé sur chaque site et ce pour chaque période
de retour.
© 1999 CNRC Canada
196
Can. J. Civ. Eng. Vol. 26, 1999
gents à toute la population et ne font que des perdants. Le
risque d’inondation peut et doit être géré.
Les inondations récurrentes sur le territoire québécois ont
fait couler beaucoup d’encre dernièrement et ont souvent été
gratuitement associées à des variations climatiques. Les résultats présentés dans cet article indiquent que sur le tronçon
de la rivière Châteauguay à l’étude, si le risque hydrologique
est resté constant au cours des 60 dernières années, le risque
global d’inondation a lui augmenté sur tous les sites étudiés.
Cette augmentation ne peut résulter que d’une modification
au lit de la rivière ou à l’utilisation du territoire dans la zone
inondable. Le fait que 75% du risque global d’inondation
soit dû à des crues ayant des périodes de retour de 4 ans et
moins est troublant. Les dommages dus aux crues deviennent donc des événements presque normaux plutôt
qu’exceptionnels. En contrepartie, toutes mesures visant à
alléger les crues courantes auront des effets importants sur la
diminution du risque global d’inondation.
La recherche démontre que cette augmentation est strictement obtenue par l’empiétement des riverains dans la zone
inondable. Les cartes du risque d’inondation produites
conjointement par le ministère de l’Environnement et de la
Faune du Québec et par Environnement Canada datent de
septembre 1996 pour le territoire à l’étude et elles ne couvrent que la zone urbaine de Huntingdon, de Godmanchester
et d’Ormstown. Il est certain qu’avant cette date, les dirigeants des municipalités n’avaient aucun outil technique ni
légal pour limiter le développement résidentiel et commercial dans ces zones.
La méthodologie développée pour les fins du présent
projet pourrait servir d’aide aux autorités responsables afin
de s’assurer que tout nouveau projet d’aménagement ne résulte en aucune augmentation du risque global d’inondation
sur les rivières concernées. Elle pourrait aussi servir à
l’évaluation de mesures visant à diminuer les dommages reliés aux crues sur les rivières. Lorsque répartis sur
l’ensemble de la population, les coûts de ces mesures correctrices pourraient être amortis rapidement surtout si la distribution du risque d’inondation est fortement répartie sur les
crues courantes comme c’est le cas sur le tronçon à l’étude
dans le présent article.
Actuellement, les gouvernements provincial et fédéral dédommagent en partie les citoyens touchés par les inondations. Dans le cas d’un transfert de ces coûts aux
municipalités, Huntingdon et Ormstown devraient hausser
considérablement les taxes pour dédommager eux-mêmes
les citoyens victimes des inondations. Il serait très difficile,
voir même impossible pour les municipalités concernées
d’indemniser les citoyens touchés en plus de supporter la reconstruction de certaines infrastructures telles qu’une partie
des routes et des ponts existants sur leurs territoires. Les
inondations de juillet 1996 au Saguenay et celles de mars et
d’avril 1998 survenues sur beaucoup de rivières du Québec
ont fait des dommages importants. Le coût des dommages
d’inondation atteint maintenant plusieurs centaines de millions de dollars par année au Québec. Certaines pertes demeurent malgré tout impossibles à indemniser et ne sont pas
incluses dans les mesures de dédommagement des victimes.
Au bout du compte, les inondations coûtent énergies et ar-
Les auteurs remercient les intervenants contactés dans les
municipalités concernées, à la MRC Le Haut-St-Laurent
ainsi qu’au ministère de l’Environnement et de la Faune du
Québec. Que ce soit en partageant leurs connaissances sur la
région à l’étude où en mettant leurs bases de données à la
disposition du projet, ces personnes ont rendu cette étude
possible et ses résultats concrets. Les auteurs remercient
également Hydro-Québec et Sobek Technologies Inc. pour
l’accès obtenu au logiciel DOMINO. Ce projet est financé
par le Fond pour la Formation de Chercheurs et d’Aide à la
Recherche (FCAR) du gouvernement du Québec. Les
auteurs tiennent à remercier tous ceux qui, par leurs
commentaires et suggestions, ont grandement contribué à la
mise en forme de cet article et Monsieur Gaston Patenaude
pour la réalisation des figures.
American Society of Civil Engineering (ASCE). 1988. Evaluation
procedures for hydrologic safety of dams. Task Committee on
Spillway Design Flood Selection, American Society of Civil
Engineering, New York.
Awadallah, A., Rousselle, J., et Leconte, R. 1998. Évolution du risque hydrologique sur la rivière Châteauguay. Revue Canadienne
de génie civil,
Canadian Standards Association (CSA). 1991. Risk analyses requirements and guidelines. CAN/CSA-Q634-91, Canadian Standards Association, Rexdale, Ont.
Daoust, R. 1997. Communications personnelles, Huntingdon, Qué.
El-Jabi, N., et Rousselle, J. 1990. Hydrologie fondamentale. 2e éd.
Chap. 8. Éditions de l’École Polytechnique de Montréal, Montréal,
Qué. pp. 8–28.
Fread, D.L. 1984. Dambreak model. Office of Hydrology, National
Weather Service, Silverspring, Md.
Hydrocosme Inc. 1996. Évaluation des impacts des inondations,
cas test d’utilisation du logiciel DOMINO pour le secteur de La
Tuque en Haute-Mauricie. Rapport no 1. Hydro-Québec, Montréal,
Qué.
Ministère de l’Environnement et de la Faune. 1981a. Caractéristiques
physiques et démographiques, eaux de surface, bassin versant de
la rivière Châteauguay. Ministère de l’Environnement du Québec, Québec, Qué.
Ministère de l’Environnement et de la Faune. 1981b. Les utilisations
de l’eau, étude de la presse écrite, bassin versant de la rivière
Châteauguay. Ministère de l’Environnement du Québec,
Québec, Qué.
Morazain, J.M. 1997. L’après-déluge, le grand chantier hydraulique.
Plan, la revue du génie québécois, Avril : 12–17.
Niwa, K. 1989. Knowledge-based risk management in engineering:
a case study in human-computer cooperative systems. John
Wiley & Sons, New York. p. 132.
Simonovic, S.P. 1996. Decision support systems for sustainable
management of water resources. I. General priciples. Water
International, 21 : 223–232.
Sobek Technologies Inc. 1998. DOMINO. Guide de l’utilisateur,
Montréal, Qué.
© 1999 CNRC Canada