Programme de Prévision numérique environnementale

Objectifs

Le programme Prévision numérique environnementale du Saint-Laurent consiste à développer des modèles numériques qui simuleront l’évolution des processus physiques, biologiques ou chimiques du Saint-Laurent et de son bassin versant, afin de prévoir l’état de leur environnement terrestre et aquatique. Il vise à :

  • améliorer les prévisions afin de mieux comprendre les écoulements et l’écosystème du Saint-Laurent;
  • fournir un outil d’aide à la décision et à la planification pour la gestion intégrée du Saint-Laurent.

Les activités qui peuvent découler du programme de prévision numérique environnementale sont nombreuses et se déclinent comme suit :

  • Représenter et prédire la dynamique et l’état de l’écosystème, en permettant de favoriser l’adaptation aux conditions futures et d’analyser l’incidence des changements climatiques;
  • Appuyer des interventions en matière de sécurité publique, dans le cas d’urgences environnementales, par exemple lors d’un déversement accidentel qui pourrait contaminer l’eau, en période de crue ou d’étiage, ou lors d’activités de recherche et de sauvetage;
  • Faciliter l’évaluation environnementale, en permettant d’analyser les répercussions de travaux d’ingénierie potentiels, notamment les impacts sur les processus d’érosion et de sédimentation;
  • Soutenir les activités socioéconomiques, en permettant de prévoir, par exemple, le dégagement et la profondeur du chenal qui seraient nécessaires pour la navigation commerciale selon divers scénarios de changements climatiques.

Le programme de prévision numérique environnementale peut intégrer, dans ses modélisations, les éléments suivants :

  • L’eau – courants, température, vagues, niveaux, débits, qualité et salinité;
  • La glace et la neige – couvert, épaisseur, température et densité;
  • La santé de l’écosystème;
  • Les précipitations;
  • Les conditions des sols et de la végétation – température et contenu en eau.

L’image supérieure gauche présente un système météorologique dépressionnaire affectant le bassin des Grands Lacs et du Saint-Laurent. Les couleurs représentent différents types de précipitations simulés tandis que les isolignes représentent le champ de pression atmosphérique au niveau moyen de la mer. L’image supérieure droite présente la couverture visée par la modélisation hydrologique. L’image inférieure gauche présente des isosurfaces de niveaux d’eau simulés par le modèle hydrodynamique dans la région du lac Saint-Pierre. L’image inférieure droite présente un champ de température de surface simulé par le modèle océanographique.

Participants

Gouvernement du Canada

  • Environnement et Changement climatique Canada
  • Pêches et Océans Canada

Gouvernement du Québec

  • Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques

Exemples de projets

La réalisation complète d’un système de prévision environnementale est une tâche de longue haleine qui nécessite un engagement à long terme. Le programme s’articule donc sur un horizon de 15 ans (2011-2026). Au cours de sa première phase (2011-2016), le programme s’est amorcé par des études pilotes sur des bassins versants de tributaires et sur des tronçons ciblés du Saint Laurent. L’objectif poursuivi est de couvrir ensuite l’ensemble du bassin versant du Saint Laurent.

Voici les trois projets entrepris au cours de la phase 2011-2016 du PASL.

1) Le bilan d’eau du bassin versant de la partie fluviale du Saint-Laurent

La prévision hydrologique permet de prévoir le niveau d’eau et le débit des cours d’eau quelques jours à l’avance. Celle-ci doit inclure dans les données d’analyse la mesure de la neige, un facteur difficile à prévoir pour un endroit précis et qui influence grandement l’écoulement des cours d’eau. Environnement et Changement climatique Canada et le ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques doivent relever le défi d’harmoniser les modèles de prévision hydrologique et les outils informatiques qu’ils utilisent afin de pouvoir échanger leurs données météorologiques et hydrologiques. En développant des outils communs de prévision, les deux ministères pourront améliorer la prise de décision en temps réel pour le Saint-Laurent et ses tributaires, mieux prévoir leur comportement et intervenir rapidement.

2) L’écoulement fluvial dans la région de l’archipel de Montréal

Des modèles hydrodynamiques en deux dimensions (c’est-à-dire des modèles numériques des processus d’écoulement dans un cours d’eau et des variables qui en découlent) existent pour plusieurs secteurs du fleuve Saint-Laurent, mais aucun n’englobe tout l’archipel de Montréal. C’est pourquoi des tronçons modélisés du fleuve dans le secteur de l’archipel de Montréal seront révisés et développés afin de les homogénéiser dans un modèle commun représentant les conditions actuelles et prévisionnelles du Saint-Laurent dans ce secteur.

3) L’intégration d’outils sur le bassin versant de la rivière Richelieu

Les inondations du Richelieu en 2011 comptent parmi les pires catastrophes naturelles que le Québec ait connues. La prévision des débits et des niveaux d’eau est un outil essentiel pour prévoir ce type de menace et s’y préparer. Ce projet vise à combiner les données observées, les prévisions et les modèles existants en hydrologie (débits) et en hydraulique (profondeur, vitesse d’écoulement et surfaces inondées) pour créer un portrait le plus complet possible du bassin versant. Il contribuera ainsi à mieux prévoir les changements importants et à mieux s’y préparer, tout en explorant les mécanismes de collaboration entre le fédéral et le provincial sur un plus petit territoire que celui du Saint-Laurent.

Photos : Amandine Pierre, Université Laval Activités de suivi des précipitations solides et du manteau neigeux à la station météorologique expérimentale de la Forêt Montmorency. À gauche, une fosse à neige de 103 centimètres rend compte des principales caractéristiques du manteau neigeux, en particulier la hauteur, la densité et la température de chaque couche de neige. Ces mesures servent à l’évaluation des algorithmes de suivi du manteau neigeux développés par Environnement et Changement climatique Canada, pour les besoins de prévision météorologique, et par le ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques, pour les besoins de prévision hydrologique. À droite, le Double Fence Intercomparison Reference (DFIR),un appareil de référence unique au Québec,permet une mesure non biaisée des précipitations solides. Il n’en existe que quelques-uns au Canada.La Forêt Montmorency est maintenant l’un des sites les mieux équipés au monde pour la mesure des précipitations solides à l’aide d’appareils de référence et c’est le seul endroit où l’on retrouve à la fois une station climatique de référence canadienne et une station de suivi climatique du gouvernement du Québec.