Inondations de sous-sols, refoulements d’égouts, rues transformées temporairement en rivières : les épisodes de pluies extrêmes mettent de plus en plus souvent en évidence les limites des infrastructures urbaines. Pour Jean-Luc Martel, professeur à l’ÉTS, ces problèmes ne sont pas des anomalies ponctuelles, mais le symptôme d’un environnement bâti historiquement conçu pour un climat qui n’est plus celui d’aujourd’hui.
Titulaire de la Chaire FRQ-AdapT sur la gestion résiliente des eaux de ruissellement urbain et rural, qu’il codirige avec le professeur Mathieu Lapointe (ÉTS) et Nathalie Tufenkji (MCGill), Jean-Luc Martel s’intéresse avant tout à une question fondamentale : comment adapter l’environnement bâti aux extrêmes climatiques à venir?
Quand les infrastructures ne suivent plus
Les enjeux actuels liés aux eaux pluviales s’expliquent en grande partie par la manière dont les infrastructures urbaines ont été historiquement conçues. Jusqu’au milieu des années 2000, la conception s’est essentiellement concentrée sur les conduites d’égouts souterraines, dimensionnées pour gérer des pluies relativement intenses, typiquement associées à des périodes de retour de l’ordre de 5 à 10 ans. Le ruissellement de surface, qui devient prépondérant lorsque la capacité des égouts est dépassée, n’était toutefois pas explicitement pris en compte dans la conception des réseaux de drainage.
Ce déséquilibre a conduit à des systèmes capables de fonctionner adéquatement pour les pluies fréquentes, mais intrinsèquement vulnérables lors d’événements plus intenses, associés à des périodes de retour de 50 à 100 ans. Lorsque la capacité des égouts est dépassée, le ruissellement excédentaire s’écoule en surface sans trajectoires clairement planifiées, s’accumulant dans les zones de dépressions, appelées cuvettes, et provoquant les inondations urbaines et les refoulements d’égouts observés aujourd’hui. Les changements climatiques amplifient cette dynamique en augmentant à la fois l’intensité et la fréquence de ces événements.
Le principe du double drainage, qui reconnaît explicitement le rôle complémentaire du réseau souterrain et de l’écoulement en surface, s’est imposé plus récemment dans la pratique. Toutefois, dans de nombreux quartiers existants, en particulier les secteurs plus anciens, le ruissellement de surface demeure contraint par l’aménagement urbain existant, rendant les adaptations nécessaires complexes et coûteuses pour améliorer la résilience face aux événements extrêmes.
Passer d’une logique réactive à une approche planifiée
Les travaux de Jean-Luc Martel visent à aider les municipalités à passer d’interventions ponctuelles, souvent réactives vers une planification structurée de la gestion des eaux pluviales, intégrant explicitement les changements climatiques.
En combinant données de réclamations récentes, d’informations topographiques et de modélisation hydrologique et hydraulique, son équipe cherche à identifier les zones les plus vulnérables : où l’eau s’accumule-t-elle? Où sont les cuvettes? L’objectif est de cibler les secteurs prioritaires et d’analyser quelles stratégies d’intervention offrent les meilleurs résultats.
Retenir l’eau le plus près possible de sa source
Un principe clé qui ressort de ces travaux est de retenir l’eau le plus près possible de l’endroit où elle tombe, puisqu’une fois qu’elle a atteint la cuvette, il est souvent trop tard.
Sur le domaine public, cela peut se traduire par l’aménagement de parcs éponges, de pavés perméables, de cellules de biorétentions ou de saillies drainantes végétalisées. Ces infrastructures vertes et bleues permettent de réduire et de retarder les volumes d’eau de ruissellement, tout en offrant des bénéfices supplémentaires : diminution des îlots de chaleur, augmentation de la biodiversité et amélioration du cadre de vie.
Sur le domaine privé, les citoyens peuvent aussi contribuer, notamment par l’aménagement de jardins de pluie, la déconnexion des gouttières, ou la rétention temporaire sur les toits plats. Les interventions réalisées en amont d’une cuvette peuvent ainsi réduire significativement les volumes envoyés vers les zones les plus vulnérables.
Aider les villes à faire les bons choix
Les municipalités disposent de budgets limités et d’un large éventail d’options : conduites surdimensionnées, bassins souterrains, infrastructures vertes et bleues, etc. Toutes ces solutions n’offrent pas les mêmes performances ni les mêmes retombées.
Jean-Luc Martel développe des outils d’aide à la décision multicritère qui intègrent des critères techniques, environnementaux, sociaux et économiques. Ces travaux montrent notamment que des solutions comme la biorétention, les parcs éponges et les jardins de pluie peuvent offrir une performance globale supérieure, globalement, que les infrastructures grises traditionnelles, lorsqu’on considère l’ensemble de leurs bénéfices.
Densification et climat futur
La densification urbaine accentue la pression sur des réseaux d’eau déjà vieillissants. En collaboration avec des municipalités et des partenaires de recherche, l’équipe de Jean-Luc Martel travaille à mieux prioriser les interventions et à intégrer les projections climatiques dans la conception et la réhabilitation des futures infrastructures urbaines en eau.
Résolument ancrés dans la pratique, ces projets de recherche visent à outiller les villes pour mieux investir, mieux planifier et, ultimement, rendre l’environnement bâti plus résilient face aux pluies extrêmes qui ne peuvent plus être considérées comme strictement exceptionnelles.