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Caractérisation des impacts des changements climatiques sur les plaines inondables du bassin versant de la rivière Châteauguay

Simard, Marie-Claude (2008). Caractérisation des impacts des changements climatiques sur les plaines inondables du bassin versant de la rivière Châteauguay. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Alors que vient de se terminer la conférence sur les changements climatique de Bali, il devient de plus en plus certain que le réchauffement du climat aura des répercussions sur l'ensemble du globe, tout particulièrement sur les ressources hydriques. La rivière Châteauguay, située au sud-est de Montréal est particulièrement vulnérable aux inondations. En effet, la rivière est sous haute observation particulièrement au printemps, où les crues causent régulièrement des débordements de rivière. Ainsi, cette étude vise à évaluer l'impact des changements climatiques sur les plaines inondables du bassin versant de la rivière Châteauguay. Tout d'abord, une modélisation hydrologique du bassin versant a été effectué à l'aide d'observations relevées entre 1959 et 2003. Par la suite, neufs projections de changement climatique, issues de quatre modèles climatiques, sont utilisées pour perturber le climat présent. L'analyse fréquentielle de crues est utilisée pour comparer les crues printanières et les crues estivales/automnales passées avec celles des différents scénarios issus des séries futures de 2020 et 2080.

En hiver, les modèles prévoient en moyenne pour 2020 des hausses de 1.7°C et de 7% des précipitations. Ces changements se répercutent sur la crue centenaire qui varie de -5% (ECHAM4) à +14% (CGCM3r) par rapport au passé simulé selon les scénarios de la famille A. Pour 2080, les changements s'intensifient avec des hausses de température de 5°C en moyenne et de précipitation de près de 30%. Les modèles sont moins consistants entre eux et les variations de la crue centenaire printanière vont de -87% à +48 %. L'été et l'automne, pour la période centrée sur 2020, les températures et les précipitations changent très peu avec 1.7°C et 3% respectivement. Tous les modèles, sauf le CSIRO, prévoient des diminutions des débits des crues. Le modèle ECHAM4 prévoit la plus forte diminution de la crue centenaire avec -15%. Pour 2080, tous les modèles sans exception prévoient des diminutions des débits de pointe, allant de -30% à -5%. Ces différences entre les réponses des modèles soulignent l'incertitude des modèles de circulation générale (MCG), tout particulièrement pour les études régionales.

Un simulateur hydraulique permet ensuite de convertir les débits de pointe de crue obtenus à l'aide de la modélisation hydrologique, en niveau d'eau. Deux scénarios sont utilisés pour cartographier un tronçon de la rivière et évaluer l'impact des changements climatiques sur les plaines inondables de la rivière pour les crues printanières de 20 et 100 ans. Ces deux cartographies mettent en lumière que les résultats pour 2080 sont très incertains et qu'il n'est pas possible de conclure actuellement sur l'impact des changements climatiques sur les plaines inondables du bassin versant. L'utilisation de techniques de mise à l'échelle, soit statistique ou dynamique, pourraient augmenter la confiance que l'on accorde aux projections de changements climatiques pour le bassin versant de la rivière Châteauguay.

Titre traduit

Climate change impacts on the floodplain of the Châteauguay river basin

Résumé traduit

While the Bali conference for the climate changes just closed, it becomes more and more clear that the reheating of the climate will have repercussions on the whole globe, quite particularly on the hydrological resources. The Châteauguay river, situated in the southeast of Montreal is particularly vulnerable to the floods. Indeed, the river is under high observation particularly in the spring, when the floods cause regularly overflowing of the river. This study aims to estimate the impact of climate change on the floodplains of the Chateauguay river basin. First of all, a hydrological modelling of the river basin was made with observations taken between 1959 and 2003. Afterward, nine projections of climate change, coming from four climate models, are used to perturb the present climate. The frequency analysis of floods is used to compare the past spring and summer / autumnal floods with those of the various scenarios stemming from future series of 2020 and 2080.

In winter, the models forecast for 2020 an average temperature increase of 1.7°C and 7 % for the precipitation. These changes echo on the 100 years spring floods which varies of- 5% ( ECHAM4) to +13 % (CGCM3r) in regard with the currently observed, for the scenarios of the A family. For 2080, the changes intensified with an average temperature increase of 5°C and the precipitation increased for about 30 %. The models are less coherent between them and the variations of the 100 years spring floods range from -87 % to +48 %. The summer and the autumn, for the period centred on 2020, the temperatures and the precipitation change little with 1.7°C and 3 % respectively. All the models, except the CSIRO, forecast decreases in discharge of the floods. The model ECHAM4 simulated the strongest decrease of 15% for the 100 years floods. For 2080, all the models without exception modelled decreases of the peak flows, going from -30% to -5 %. These differences between the predictions of the models underline the uncertainty linked to the global climate models, quite particularly for the regional studies.

A hydraulic simulator allows converting the peak flows, obtained with the hydrological modelling, in water level. Two scenarios are used to map a section of the river and estimate the impact of climate changes on the floodplains of the river for the spring floods of 20 and 100 years. These two maps bring to light that the results for 2080 are very uncertain and that it is not possible to conclude on the impact of the climate change on the floodplains of the Châteauguay river basin.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie, concentration environnement." Bibliogr : f. [106]-110.
Mots-clés libres: 1959, 2003, 2020, 2080, automnal, bassin, caracterisation, chateauguay, changement, climatique, crue, estiva, hydraulique, hydrologique, impact, inondable, modelisation, plaine, printannier, riviere, simulation, versant
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Brissette, François
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Leconte, Robert
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 11 août 2010 13:15
Dernière modification: 21 déc. 2016 00:05
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/116

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