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Société de conservation et d'aménagement des bassins versants de la Zone Châteauguay

Dans cette section, vous trouverez une description des caractéristiques physiques du territoire et du milieu humain.

  • 1.1. SUPERFICIE TOTALE ET SUPERFICIE DES DIFFÉRENTS SOUS-BASSINS
    Il existe plusieurs versions des limites physiographiques du bassin versant de la rivière Châteauguay. La plus ancienne cartographie a été produite par la SCABRIC dans la création de son premier dépliant au cours des années 1990 (SCABRIC, 1995), puis de la carte du bassin versant créée en 2001 (Bolduc, S. et J. Hénen, 2001). Au début des années 2000, le MDDEP a produit un découpage des limites des bassins versants à l'échelle du Québec. Pour le bassin versant de la rivière Châteauguay, ce découpage était de précision moindre que la version du dépliant. Plus tard, vers 2004, le MAPAQ Montérégie-Ouest a produit son propre découpage des limites des bassins versants de son territoire, incluant celui de la rivière Châteauguay et de ses principaux affluents. À l'échelle de chacune des MRC, celles-ci ont produit les cartes de découpage des bassins versants qui sont nécessaires à l'application de leur réglementation respective. La représentation la plus récente du bassin versant de la rivière Châteauguay se retrouve dans l'Atlas du bassin de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006). Ce sont les limites présentées dans ce document qui seront utilisées pour l'ensemble des cartes présentées dans le portrait du bassin, sauf exception, par exemple pour les cartes provenant du MAPAQ.
    • 1.1.1. Les sous-bassins versants

      De l'ouest vers l'est, les tributaires de la Châteauguay les plus importants sont les rivières Trout, aux Outardes et des Anglais. Ces tributaires prennent leur source dans les hautes-terres des Adirondacks du côté américain de la frontière. À l'échelle régionale, le drainage est contrôlé par le fleuve Saint-Laurent, qui constitue la principale zone de résurgence. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 4) 

      Tableau 001

      Figure 1 Le réseau hydrographique du bassin versant de la rivière Châteauguay et les trois principaux sous-bassins (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 4)

       
      Figure 1 modif
       

      En plus des sous-bassins de grande taille présentés à la page précédente, quelques bassins plus petits sont importants pour le Québec. Ils sont présentés au tableau 2 ci-dessous. La Société historique de la Vallée de la Châteauguay a produit un cahier d'exercice qui présente le bassin versant aux jeunes anglophones des écoles du territoire. Dans ce cahier on retrouve plusieurs cartes, dont une indiquant tous les cours d'eau. Cette carte complète est présentée à la figure 2 en page suivante.

      Tableau 2 Principaux affluents du bassin versant de la rivière Châteauguay

      Tableau 002

      Ajusté de (McGee, R., 2009, et de FAPAQ, 2002, p. 55).

      Figure 2 Le réseau hydrographique du bassin versant de la rivière Châteauguay indiquant les noms des principaux affluents (McGee, R., 2009).

      Figure 2 modif
    • 1.1.2. Des cours d’eau omniprésents
      Comme le démontrent les cartes des figures 1, p. 8 et figure 2, p. 10, la principale caractéristique des cours d'eau dans le bassin versant de la rivière Châteauguay est leur omniprésence. Rares sont les terrains qui ne sont pas traversés par un cours d'eau alimentant le réseau hydrographique de la rivière Châteauguay.
       
      Il n'existe aucun lac naturel sur le territoire. Les quelques lacs sont en fait les retenues d'eau en amont d'un barrage. Selon l'historienne Denyse B. Touchette, le territoire de la vallée de la rivière Châteauguay a été historiquement désigné par l'expression « une vallée de rivières » (Touchette, D.B., 2004, communication personnelle)
       
      On retrouve des secteurs de concentration de milieux humides qui alimentent une partie des cours d'eau (figures 39, p. 112 et figure 40, p. 115).
    • 1.1.3. Un réseau hydrographique modifié
      Tel que l'illustrent les figures 1 et 2, une grande proportion des cours d'eau ont été redressés. Dans le dernier demi-siècle, le ministère de l'Agriculture a financé ces redressements de cours d'eau, afin d'accélérer l'évacuation de l'eau des terres agricoles au printemps. Cela a permis de débuter la culture des champs plus tôt à chaque année. Dans le même objectif, la plupart des terres agricoles du territoire sont sillonnées de drains souterrains qui évacuent l'eau en surplus dans les champs vers les cours d'eau de surface. (Lavoie, L.-C., 2009, communication personnelle)
       
      [... L]e réseau naturel de drainage se transforme en un réseau structuré et plutôt dense, formé le plus souvent par des drains agricoles. Le développement des sols fertiles pour une vocation agricole a commencé au début des années 1800 avec l'arrivée massive de colons. Le drainage des champs, des sols organiques et des milieux humides ainsi que la déforestation se poursuivent toujours. De plus, des travaux d'excavation et d'approfondissement des lits de certaines rivières ont été réalisés dans les années 1960, pour accélérer l'évacuation des eaux de fonte au printemps. Toutes ces interventions sur le réseau de drainage naturel ont conduit inévitablement à l'augmentation des probabilités d'inondation ; ces probabilités sont les plus élevées à l'embouchure de la rivière Châteauguay. Enfin, la déforestation et le drainage des sols favorisent un ruissellement de surface plus important et plus rapide, provocant une plus grande érosion des sols et rives. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 7)
       

      La situation est similaire en zone urbaine, où plusieurs cours d'eau ont été canalisés et le réseau d'évacuation de l'eau a été structuré pour quadriller les quartiers résidentiels, commerciaux et industriels.

      Ainsi, les cours d'eau étant omniprésents, le nombre de croisements entre les routes et les cours d'eau est élevé. Sur le territoire de la Montérégie Ouest, le MTQ recense 652 ponts de 3 mètres et plus et 3135 ponceaux de moins de 3 mètres. De plus, le bassin versant comporte au moins 62 barrages de plus d'un mètre (Figure 85, p. 295). On retrouve le détail de ces informations à la section 4.2.2.5.1, p. 258.

       

    • 1.1.4. Nettoyage des cours d’eau
      Le nettoyage des cours d'eau est effectué afin qu'ils retrouvent leur efficacité de drainage des terres. Cette responsabilité échoit aux MRC. Lorsqu'un propriétaire effectue auprès de sa municipalité locale une demande de nettoyage, l'inspecteur municipal est dépêché sur les lieux pour valider s'il existe ou non un problème d'évacuation de l'eau. Si c'est le cas, une résolution est adoptée à la table du Conseil de la municipalité locale afin de demander l'intervention de la MRC. Sur réception de la résolution par la MRC, cette dernière mandate son ingénieur, sur recommandation du comité de cours d'eau de la MRC, afin d'entreprendre les démarches nécessaires aux travaux d'entretien d'une partie ou du cours d'eau en entier, selon le cas. Ces nettoyages sont effectués en respectant une série de critères : ils doivent s'effectuer en dehors des périodes de frai du poisson, ne doivent pas dépasser le profil original du cours d'eau et doivent considérer les efforts de stabilisation réalisés par les propriétaires. Actuellement, les MRC peuvent procéder avec les travaux d'entretien des cours d'eau sans obtenir, du MDDEP, un certificat d'autorisation. Il s'agit là d'une entente administrative entre les deux paliers. La pratique du nettoyage des cours d'eau requiert que l'une des rives soit déboisée afin de permettre à l'excavatrice d'avoir accès au cours d'eau. La facture de l'opération est distribuée au prorata de la superficie contributive de chacune des propriétés faisant partie du bassin versant du cours d'eau nettoyé. Un suivi des nettoyages est élaboré par l'ingénieur qui doit faire la surveillance de chantier. L'ingénieur doit être en mesure de répondre à toutes les questions concernant l'état d'avancement des travaux de chacun des dossiers en cours. (Crête, F., 2009, communication personnelle)
       
      Récemment, le MRNF a rendu disponible en ligne un outil afin de faciliter le choix des dates d'intervention pour les nettoyages de cours d'eau en Montérégie. Les comités de cours d'eau des MRC peuvent maintenant consulter les cartes interactives thématiques pour l'habitat du poisson en Montérégie au http:/plans-thematiques06.mrnf.gouv.qc.ca/index.asp.
       
      On y apprend que les seuls cours d'eau contenant des poissons d'eau froide sont situés en tête du bassin versant de la rivière Châteauguay, soit dans les sous-bassins de la rivière Hinchinbrooke, de la rivière aux Outardes et à la tête du bassin versant de la rivière des Anglais. Tous les autres affluents du bassin versant de la rivière Châteauguay, sont des cours d'eau contenant des poissons d'eau chaude.
  • 1.2. LIMITES PHYSIOGRAPHIQUES ET ADMINISTRATIVES
    Le bassin versant de la rivière Châteauguay draine un territoire [...] de [2543 km2], de part et d'autre de la frontière canado-américaine. Il prend sa source dans le lac Upper [Chateaugay] situé dans l'État de New-York (États-Unis), pour se jeter quelque 120 kilomètres plus loin dans le fleuve Saint-Laurent. [...] La population est principalement concentrée dans la partie nord du bassin versant, soit les [Basses-Terres] du Saint-Laurent situées majoritairement en territoire québécois. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 2)
     
    Le bassin versant de la rivière Châteauguay est à cheval sur la frontière qui sépare le Québec des États-Unis, plus précisément de l'État de New York. La portion québécoise du bassin versant occupe environ 1440 km2, soit un peu plus de 57 %, tandis que la portion américaine occupe 1056 km2, soit près de 43 % du bassin versant. Quatre municipalités régionales de comté (MRC) (du Haut-Saint-Laurent, Les Jardins-de-Napierville, de Beauharnois-Salaberry et de Roussillon) et deux comtés (Franklin et Clinton) se partagent le territoire du bassin versant. Au Québec, c'est la MRC du Haut-Saint-Laurent qui occupe la plus grande superficie, soit près de 62 % du territoire. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 5)
     
    Dans la portion québécoise, 27 municipalités se partagent le territoire. De celles-ci, 12 sont entièrement comprises dans le bassin versant. Enfin, les principales agglomérations sont Châteauguay, Ormstown, Huntingdon, Sainte-Martine et Hinchinbrooke. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 5)
     
    Figure 4 Localisation et détail du bassin versant de la rivière Châteauguay dans la province de Québec (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 2)
     
    Figure 4
     
    Figure 5 Les limites administratives dans le bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 5).
     
    Figure 5 modif
  • 1.3. ORGANISATION TERRITORIALE

    Le bassin versant de la rivière Châteauguay est inclus dans 6 unités administratives du niveau des MRC et counties.

    Tableau 3 Les MRC et les counties dans le bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 5).

    Tableau 003

    La portion québécoise du bassin versant touche à 27 municipalités.

    Tableau 4 Municipalités dans la portion québécoise du bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 5).

    Tableau 004

    * Les municipalités surlignées en jaunes se retrouvent à 100% dans le bassin versant de la rivière Châteauguay.

    Les données de superficie des municipalités qui sont présentées doivent être prises avec un bémol. Les données administratives de la province de Québec proviennent du défunt Institut de la Statistique. Plusieurs données de superficie municipale datent de 1855 et n'ont pas été validées, sauf dans les cas de fusion, d'annexion ou de démembrement de municipalités. Ces données, modifiées selon les résultats d'arpenteurs géomètres ou de calculs au planimètre pour des projets particuliers ont permis au ministère des Ressources naturelles de produire en 1975 la compilation cadastrale des superficies municipales en basant les informations sur des cartes topographiques à l'échelle 1 : 20 000. Lorsque des arpenteurs fournissent des données, du bureau de l'Arpenteur général du ministère des Ressources naturelles, les données sont acceptées sans autre vérification et ceux-ci tolèrent qu'il y ait une différence de 5% entre les données. Un autre élément à considérer est que l'arpenteur a la liberté de fournir la superficie totale des municipalités ou bien seulement celle en terre ou celle en eau.

    Lorsque le bureau de l'Arpenteur général du Québec met à jour des données de superficie de municipalités, il les transmet à la fois au niveau provincial au ministère des Affaires municipales, des Régions et de l'Occupation du territoire (MAMROT) et au niveau fédéral au bureau de la géographie de Statistiques Canada.

    Les données de superficie publiées sur le site Internet de Statistiques Canada ne sont pas les données officielles. Les données de 2001 ont été calculées à partir de la Base géographique nationale, qui est un système d'information géographique (SIG) comportant trois échelles de cartes, 1 : 50 000, 1 : 250 000 et 1 : 1 000 000. Plus l'échelle est fine, plus il y a de généralisation. Toutes les données de Statistiques Canada sont des superficies totales qui incluent les superficies en terre et en eau dans les municipalités. (http://www12.statcan.ca/english/census01/Products/Reference/dict/geo029.htm)

    Pour toutes ces raisons, on observe des variations parfois importantes des données d'une source à l'autre. Les données que la SCABRIC a choisi de présenter sont celles présentées dans l'Atlas du bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 5) qui proviennent du Système sur les découpages administratifs (MRN, 2001) du ministère des Ressources naturelles et de la Faune, à l'échelle 1 : 20 000. 

    Selon les limites du bassin versant de la rivière Châteauguay utilisées pour la production de ce document, la réserve autochtone de Kahnawà:ke est située à l'extérieur du bassin versant.

  • 1.4. POPULATION

    La densité moyenne de la population québécoise dans le bassin versant de la rivière Châteauguay est d'environ 44 habitants par kilomètre carré. Comme l'illustre le tableau de la densité de population par MRC du territoire, cette densité est concentrée dans la zone urbaine de la MRC de Roussillon.

    Tableau 5 Densité de la population dans les MRC du bassin versant de la rivière Châteauguay en 2009 (Sources : MAMROT, 2009a; Côté, M.-J., et al., 2006)

    Tableau 005

    Tableau 6 Population dans les municipalités du bassin versant de la rivière Châteauguay en 2009. (Sources : MAMROT, 2009a; Côté, M.-J., et al., 2006)

    Tableau 006

    • 1.4.1. Démographie
      La répartition de la population dans le bassin versant (tableaux 5 et 6, p. 18 et 19) s’explique par le fait que la colonisation des villages et des villes s’est effectuée par les européens via les cours d’eau : le fleuve Saint-Laurent, la rivière Châteauguay et la rivière des Anglais en particulier. Les Français ont préféré s’installer dans la plaine fertile de l’aval du bassin versant, près du fleuve Saint-Laurent, alors que les Écossais et les Irlandais se sont déplacés vers l’amont, entre autres près de Covey Hill et près du Rocher. Ainsi, dans l’amont de la portion québécoise du bassin versant, la proportion de citoyens dont la langue première est l’anglais est d’environ 35%, ce qui est beaucoup plus élevé que les 8% présents au Québec (Statistiques Canada, 2006)
  • 1.5. GÉOLOGIE ET PÉDOLOGIE
     Dans cette section, nous regarderons l'évolution du roc et du sol soit sa formation et les modifications.
    • 1.5.1. Propriétés hydrogéologiques du roc

      1.5.1.1. La cartographie des unités géologiques : l'évaluation du contenant

      L'eau souterraine est l'eau qui se trouve sous la surface du sol et qui remplit les porosités du milieu géologique, c'est-à-dire les fractures et les espaces entre les grains, que ce soit dans le sol, les dépôts meubles ou le roc. Plus la porosité du milieu géologique est élevée, plus il y a d'espace disponible pour emmagasiner de l'eau.

      Encadré 3

      Principaux types de porosité (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 22)

      Encadré 3 modif

      Pour qu'une unité géologique soit intéressante pour l'approvisionnement en eau souterraine, il faut aussi que cette eau se renouvelle, c'est-à-dire qu'il faut que les vides communiquent entre eux pour que l'eau puisse circuler d'un endroit à l'autre. En bref, pour évaluer si le contenant qu'est le milieu géologique constitue un bon aquifère, il faut connaître sa porosité, son degré de fracturation et sa capacité à transmettre l'eau rapidement d'un vide à l'autre. Les hydrogéologues peuvent déterminer ces propriétés par différents essais dans les trous de forages (obturateurs, injection, pompage, etc.) et par l'observation du roc et des dépôts meubles.

       1.5.1.1.1. Les aquifères de roches cristallines et métamorphiques

      Les roches cristallines et métamorphiques d'âge précambrien sont exposées à la tête du bassin versant, dans les hautes-terres des Adirondacks aux États-Unis. Dans la portion québécoise du bassin versant, elles sont présentes partout en profondeur, mais toujours sous les roches sédimentaires. C'est pourquoi elles n'apparaissent pas sur la carte.

      En raison de leurs origines, ces roches ont une porosité primaire très faible. En fait, l'eau circule surtout le long des fractures formées par le refroidissement des roches, leur déformation tectonique et le relâchement de pression à la suite de la fonte des glaciers. Généralement, ces ouvertures sont plus fréquentes près de la surface et deviennent plus rares et plus petites en profondeur, de sorte que la quantité d'eau qu'un puits peut fournir par mètre de puits foré décroît avec la profondeur de ce puits. Les roches cristallines et métamorphiques transmettent donc une certaine quantité d'eau, mais la quantité qu'elles peuvent emmagasiner est faible, et les puits induisent le plus souvent des rabattements assez importants même pour de faibles débits de pompage. Généralement, les puits forés dans ces roches fournissent un débit de quelques dizaines de litres par minute, ce qui permet d'alimenter une résidence, sans plus.

      1.5.1.1.2. Les aquifères de grès (formations de Cairnside et de Covey Hill)

      Les grès ceinturent les roches cristallines des hautes-terres des Adirondacks et sont présents en profondeur partout dans la région.

      Les grès sont des roches sédimentaires formées par l'accumulation de grains de sable (ou d'autre matériel de la même taille) en milieu aquatique. Même si la porosité des grès de la région est assez élevée (de 4 à 30%, avec une moyenne de 10%), la plus grande partie des espaces intergranulaires est remplie d'argile, de ciment de silice ou de carbonate. Par conséquent, l'eau souterraine circule surtout le long des ouvertures secondaires, c'est-à-dire dans les fissures et fractures ou entre les lits. En général, après s'être infiltrée verticalement le long des fissures et des fractures, l'eau circule horizontalement le long des lits à partir des zones de recharge situées en hauteur vers les zones de résurgence situées à la base des pentes et le long des rivières principales.

      La présence de puits qui « cascadent » aux environs du mont Covey Hill illustre ce phénomène : l'eau circule près de la surface le long des lits et tombe dans ces puits pour ensuite continuer son chemin dans une fracture plus profonde. Si la roche transmettait l'eau dans toutes les directions, comme une éponge, ce phénomène n'existerait pas.

      Figure 6 Écoulement dans le grès (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 22)

      Figure 6 modif

      Les grès de la région ne se comportent pas tous de la même façon. Celui de Covey Hill présente de rares zones conductrices d'eau, soit une zone conductrice très étendue pour plusieurs dizaines de mètres de profondeur, alors que le grès de Cairnside présente un plus grand nombre de fractures moins étendues ou discontinues.

      Les essais par obturateurs ont révélé que certaines fractures sont ouvertes sur plus d'un kilomètre. Cette observation confirme les résultats d'essais de pompage qui ont montré qu'un pompage important peut avoir un impact sur un puits situé à plus d'un kilomètre s'il est localisé dans la même fracture.

      Par conséquent, selon le réseau de fractures intercepté par un puits, la quantité d'eau disponible sera plus ou moins importante, et les grès de la région constitueront de plus ou moins bons aquifères.

       1.5.1.1.3. Les aquifères de dolomie et calcaire (formations de Laval, de Beauharnois et de Theresa)

      Les aquifères de dolomie et calcaire de l'Ordovicien moyen à inférieur recouvrent plus de la moitié de la région, mais représentent une faible épaisseur par rapport aux grès sur lesquels ils reposent.

      La dolomie et le calcaire sont des roches chimiques formées par la précipitation de minuscules grains de carbonate de calcium dans l'eau de mer ou par l'accumulation de fossiles marins. Ces roches sont constituées de lits individuels d'épaisseur variant de quelques centimètres à plus d'un mètre. Chaque lit est séparé du suivant par un horizon plus boueux qui marque un changement dans le régime sédimentaire.

      Figure 7 Coupe nord-sud du bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 22)

      Figure 7 modif

      En général, ces roches ont une porosité primaire très faible, car les grains qui les forment sont très petits. Par contre, les ouvertures entre les lits permettent une bonne circulation d'eau. De plus, comme ces roches sont formées de particules en partie solubles, la circulation de l'eau agrandit les ouvertures existantes. En raison de cette porosité secondaire, les dolomies et les calcaires peuvent souvent fournir des débits intéressants suffisants pour alimenter des petites collectivités. Ce sont donc de bons aquifères.

      La dolomie étant une roche en général très fracturée parce que mécaniquement peu résistante, en théorie on s'attendrait à ce que l'eau y circule facilement dans toutes les directions. Toutefois, des essais par obturateurs ont révélé que l'eau qui circule dans les dolomies de la région emprunte un nombre limité d'horizons qui transmettent beaucoup d'eau. Il est possible que ces « conduits naturels » soient causés par la dissolution de minces lits de gypse présents dans la roche. Pour les puits qui interceptent ces horizons, les dolomies de la région constituent de très bons aquifères. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 22 et 23)

    • 1.5.2. Type de sol

      1.5.2.1. Propriétés hydrogéologiques des sédiments quaternaires

      1.5.2.1.1. Beaucoup de sédiments!

      Les sédiments quaternaires recouvrent presque toute la surface du bassin, à l'exception de quelques zones d'affleurement situées sur Le Rocher, sur le flanc nord du mont Covey Hill et en élévation aux États-Unis. En général, l'épaisseur des dépôts meubles est de quelques mètres seulement, mais sous le lit de la rivière Châteauguay cette épaisseur peut atteindre 45 m, en raison de la présence d'une ancienne vallée, beaucoup plus large que la vallée actuelle, aujourd'hui comblée par les sédiments quaternaires.

      1.5.2.1.2. Des sédiments qui ont de l'influence

      Les sédiments quaternaires ont un effet important sur le comportement de l'eau souterraine dans le bassin, car leur perméabilité et leur épaisseur influent sur la recharge en contrôlant la quantité d'eau qui peut parvenir à l'aquifère régional. Par exemple, les sédiments grossiers qui sont associés aux eskers et aux anciennes plages de la mer de Champlain sont des voies de prédilection pour l'infiltration et la recharge de l'aquifère régional.

      Ces dépôts orientent également notre usage du territoire. Par exemple, les sédiments graveleux de Covey Hill se drainent trop rapidement pour y implanter de grandes cultures, alors que, à l'opposé, les sédiments fins lacustres et marins se drainent si mal qu'il est nécessaire d'y installer des systèmes de drainage.

      Encadré 4
      Sédiments quaternaires

      Encadré 4

      1.5.2.1.2.1. Les sédiments glaciaires (till)

      Les tills sont des sédiments mixtes (grossiers et fins) composés de roche broyée, transportée et déposée directement sur le roc par les glaciers. Vu leur granulométrie très variée, ces sédiments sont peu perméables. Cependant, comme ils couvrent une portion importante de la superficie du bassin, l'infiltration de l'eau à travers ces sédiments constitue une composante non négligeable du bilan hydrologique régional.

      Pour la majeure partie de la région, la portion supérieure du till a été remaniée par les vagues de la mer de Champlain, et constitue une couche plus perméable que le till non remanié. Par endroits, le till forme des drumlins, qui sont de petites collines de forme ovale à parois escarpées, disposées parallèlement au sens de déplacement du glacier. Ces drumlins sont recouverts d'une couche plus ou moins épaisse de till remanié, de sables et graviers littoraux ou de silts lacustres.

      1.5.2.1.2.2. Les sédiments littoraux post-glaciaires (sables et graviers)

      Autour du mont Covey Hill, à des élévations comprises entre 70 et 165 m (au-dessus du niveau de la mer), se trouvent des sables et graviers littoraux très perméables, formés par le remaniement du till par les vagues de la mer de Champlain. Aux endroits où ces sédiments reposent directement sur le roc, l'eau des précipitations peut s'infiltrer rapidement jusqu'à l'aquifère régional. Lorsqu'ils reposent sur une couche de till non remanié, l'infiltration est beaucoup moins importante.

      Ainsi, sur le flanc nord-est du mont Covey Hill, ces sédiments sont souvent en contact direct avec le roc, alors qu'aux environs de Hitchinbrooke une couche de till épaisse et continue les sépare du roc.

      Le village de Franklin et ses environs sont caractérisés par une bande de graviers remaniés par les eaux de la mer de Champlain. À la base de ces sédiments, des forages suggèrent la présence d'une couche de till discontinue d'épaisseur relativement importante (± 15 m) qui recouvre le roc. D'autres forages situés près de cette localité montrent que les graviers littoraux sont parfois en contact direct avec le roc sous-jacent. Il apparaît probable que la région de Franklin comprenne un aquifère de surface local au-dessus du till non remanié, et un aquifère profond (l'aquifère régional) sous le till (dans le roc).

      1.5.2.1.2.3. Les sédiments fluvio-glaciaires (eskers)

      Les eskers présents dans la région ont été mis en place par les eaux de fonte des glaciers qui formaient des rivières sur le glacier ou à l'intérieur de celui-ci. Typiquement, un esker est constitué d'une crête représentant le lit de la rivière et d'une frange de sédiments en forme de cônes d'épandage subaquatiques (un peu comme un delta). L'ancien lit de la rivière est constitué de sédiments grossiers, donc très perméables, mais les cônes d'épandage sont composés de sédiments plus fins, moins perméables. Les eskers peuvent contenir de très grandes quantités d'eau et les transmettre très rapidement.

      1.5.2.1.2.4. Les sédiments éoliens (dunes de sable)

      À quelques endroits dans la région, par exemple au nord-ouest de l'esker « Beaver crossing », les vents ont remanié les sables des eskers et ont formé des dunes.

      1.5.2.1.2.5. Les sédiments lacustres (silts)

      Pendant la période glaciaire, plusieurs lacs d'eau douce se sont succédé dans la région, soit avant la mer de Champlain (lac Iroquois et lac Lampsilis), soit après (lac Candona). Ces lacs temporaires ont laissé derrière eux des grandes étendues de sédiments fins silteux (rarement sableux ou argileux) relativement peu perméables, qui peuvent se trouver à différents niveaux dans la séquence stratigraphique (c'est-à-dire au-dessus ou au-dessous des argiles de la mer de Champlain).

      1.5.2.1.2.6. Les sédiments marins (argiles de la mer de Champlain)

      Les argiles de la mer de Champlain forment une grande plaine qui repose sur les sédiments glaciaires et fluvio-glaciaires de la région, et peuvent aussi être présentes dans les cuvettes situées entre les drumlins. L'épaisseur de ces argiles dépend à la fois de la profondeur du roc et de l'espace entre les drumlins. Au milieu des cuvettes, l'épaisseur des argiles est généralement de cinq à 15 mètres. En bordure des cuvettes la couche est plus mince, mais cette épaisseur augmente très rapidement en raison des pentes escarpées des flancs des drumlins. Généralement, on peut considérer que cette bordure « mince » où l'argile a moins de cinq mètres d'épaisseur est d'environ 100 mètres de largeur.

      Dans la région, les argiles de la mer de Champlain sont reconnues pour être quasi imperméables, en raison de leur épaisseur importante et de leur intégrité (peu de fracturation, pas de remaniement, peu d'altération). Par conséquent, partout où elles sont présentes, l'infiltration de l'eau vers l'aquifère régional est très limitée.

      Curieusement, les argiles de la mer de Champlain ne contiennent que très peu de minéraux de la famille des argiles. Elles portent le nom d'argiles parce qu'elles sont constituées de minuscules (<2 microns) fragments de roche qui ont la taille des vraies argiles.

      1.5.2.1.2.7. Les sédiments alluviaux post-glaciaires (sables et graviers)

      Les sédiments alluviaux sont formés par l'action des cours d'eau qui remanient les sédiments glaciaires. Typiquement, ils sont très perméables, mais dans la région, ils sont peu communs en raison du manque de matériel grossier dans les sédiments (notamment dans le till) de ce secteur.

      1.5.2.1.2.8. Les dépôts organiques

      La plupart des grandes superficies de terres noires de la région situées à l'est et à l'ouest du bassin sont des reliques d'anciennes tourbières reposant sur des couches de sédiments peu perméables.

      Pour comprendre l'hydrologie des grandes tourbières du bassin, il faut savoir que la plupart d'entre elles doivent leur existence aux drumlins, ces collines peu perméables qui constituent de véritables barrières au drainage hydrographique normal de la région. Vers la fin de la dernière glaciation, ces drumlins ont retenu l'eau de fonte des glaciers pendant un certain temps, créant ainsi des lacs temporaires dans lesquels se sont déposés les sédiments peu perméables qui forment aujourd'hui le fond des tourbières. Par conséquent, la plupart des grandes tourbières de la région sont des aquifères perchés, sans contact direct avec l'aquifère régional.

      Toutefois, certaines tourbières ont été formées dans des dépressions ou encore directement sur le roc (par exemple sur Le Rocher) et peuvent être en contact avec la nappe phréatique.
      (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 24)

      [...] les anciennes tourbières sur lesquelles on pratique aujourd'hui les cultures maraîchères sont le résultat de la présence d'une couche de sédiments peu perméables déposés localement. Ils forment une sorte de cuvette étanche située au-dessus du niveau de la nappe d'eau régionale. La plupart des grandes tourbières de la région sont donc des milieux humides isolés, sans lien hydrologique avec l'aquifère régional. On parle alors « de nappes perchées ». Comme ces tourbières interceptent l'eau de pluie et l'empêchent de pénétrer plus profondément jusqu'à l'aquifère régional, les grandes superficies de terre noire n'offrent pratiquement aucune recharge à la nappe régionale (une carte des recharges de cet aquifère régional est disponible dans Côté, M.-J., et al., 2006) et la nature des activités pratiquées sur ces sols ne pose que peu ou pas de problèmes à l'égard de la qualité de l'eau dans la nappe régionale. En revanche, même si la contamination ne peut atteindre la nappe régionale, les contaminants sont rapidement relâchés dans l'environnement en aval (là où l'eau souterraine fait résurgence dans le réseau hydrique) puisque le renouvellement de l'eau dans les aquifères perchés comme ceux situés sous les superficies de terre noire au sud de Montréal s'effectue très rapidement.

      Dans le contexte maraîcher, l'utilisation de puits de surface comme source d'approvisionnement pour l'irrigation n'est pas recommandée. En effet, le pompage d'eau dans l'aquifère perché entraînerait inévitablement une baisse localisée du niveau de l'eau souterraine (cône de rabattement), ce qui pourrait accélérer l'affaissement des sols dans la zone d'influence du puits de pompage. Pour ces raisons, les producteurs maraîchers utilisent plutôt des puits allant chercher l'eau dans l'aquifère régional. Cette eau est plus propre et elle est disponible en grande quantité, mais elle coûte beaucoup plus cher à pomper comparativement au prélèvement de l'eau de surface dans des cours d'eau. En effet, des frais de 30 000 à 50 000 $ (certificat d'autorisation et étude hydrogéologique) sont à prévoir avant même d'entreprendre le creusage de tout nouveau puits duquel on envisage pomper plus de 75 m³ par jour. Les eaux souterraines subviennent à 48% (ou 31 Mm³/an selon Côté, M.-J., et al., 2006) des besoins en eau de l'ensemble des utilisateurs du bassin versant de la rivière Châteauguay, à savoir : les municipalités (aqueducs), les commerces/industries (carrières, embouteillage, transformation des aliments, etc.), les entreprises agricoles et les particuliers (usage domestique). À elles seules, les entreprises agricoles (en particulier les maraîchers) sont responsables de près du tiers des volumes d'eau prélevés. Actuellement, l'approvisionnement en eau pour l'irrigation en Montérégie se fait à hauteur de 22% par des puits de ferme dans l'aquifère régional, 4% par aqueduc, 24% provenant des rivières ou des lacs (eau de surface), 43% des étangs de ferme et 7% d'autres sources (BPR, 2003). (Canards Illimités Canada, 2008, p. 9 et 10)

      Il existe une particularité spécifique aux sols organiques du bassin versant du ruisseau Norton, où sont situées l'essentiel des terres agricoles maraîchères du bassin versant de la rivière Châteauguay, soit le creusage du ruisseau dans le but de drainer les tourbières afin de les rendre davantage disponibles à l'agriculture (Groleau, L., 1993).

      Figure 8 Types de sols dans le bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 25)

      Figure 8

  • 1.6. GÉOMORPHOLOGIE ET TOPOGRAPHIE

    Dans cette section, nous regarderons le profil et le relief du bassin versant de la rivière Châteauguay.

    • 1.6.1. Réseau de drainage
      Tel que l'illustre la figure 9, dans la partie amont du bassin (1), la rivière s'écoule rapidement suivant une pente prononcée vers le nord-ouest. Par endroits, la rivière a creusé des canyons relativement étroits à travers le till et les grès. Le réseau de drainage naturel y est dense et bien développé, et les sols ont un potentiel d'érosion élevé en raison de la pente.

      Lorsque la rivière atteint les dépôts granulaires situés en bordure du mont Covey Hill (2), la densité du réseau de drainage diminue considérablement. Les sédiments grossiers en contact direct avec le roc semblent avoir une grande capacité d'accumuler l'eau des précipitations, réduisant du coup le drainage de surface à un phénomène d'infiltration et d'écoulement de l'eau dans le sol.

      À l'approche de la jonction avec la rivière Trout située un peu avant Huntingdon (3), le terrain accidenté fait place à la vaste plaine du Saint-Laurent et l'écoulement de surface devient beaucoup plus lent.

      Dans la partie aval du bassin, la rivière effectue un virage à 90 degrés vers le nord-est, bloquée par le champ de drumlins de Huntingdon-Cazaville (4). Ça et là, le paysage présente des dépressions remplies d'eau résultant du faible drainage sur le till. Plusieurs de ces dépressions sont demeurées remplies d'eau depuis le retrait des glaciers dans la région, ou se sont remplies à la suite [d'importants événements de précipitation] et/ou une fonte des neiges trop rapide, qui a créé une érosion importante apportant de grandes quantités de sédiments fins qui bloquent l'infiltration. Ces conditions ont favorisé l'établissement de tourbières et de zones humides où les matières organiques ont progressivement comblé les dépressions [(les plus connues étant les Large et Small Teafields)].

      Une fois sur la plaine argileuse (5), le réseau naturel de drainage se transforme en un réseau structuré et plutôt dense, formé le plus souvent par des drains agricoles. Le développement des sols fertiles pour une vocation agricole a commencé au début des années 1800 avec l'arrivée massive de colons. Le drainage des champs, des sols organiques et des milieux humides ainsi que la déforestation se poursuivent toujours. De plus, des travaux d'excavation et d'approfondissement des lits de certaines rivières ont été réalisés dans les années 1960, pour accélérer l'évacuation des eaux de fonte au printemps. Toutes ces interventions sur le réseau de drainage naturel ont conduit inévitablement à l'augmentation des probabilités d'inondation ; ces probabilités sont les plus élevées à l'embouchure de la rivière Châteauguay (6). Enfin, la déforestation et le drainage des sols favorisent [un] ruissellement de surface plus important et plus rapide, provocant une plus grande érosion des sols et rives. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 7)

      Figure 9 Stations de jaugeage et réseau de drainage de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 7).

      Figure 9 modif

    • 1.6.2. Profil de la rivière Châteauguay
      La rivière Châteauguay prend sa source dans la chaîne de montagnes des Adirondack, dans l'État de New-York. Le terrain s'aplanit ensuite dans le piedmont avec la Covey Hill situé à la frontière canado-américaine. La dénivellation du reste du bassin versant est très faible, ce qui constitue la plaine des Basses-Terres du Saint-Laurent. L'eau s'écoule du sud vers le nord, ce qui implique que le dégel printanier débute en amont et se termine en aval, augmentant ainsi les risques d'embâcles créant les inondations. (Leclerc, M., et al., 2006)

      Figure 10 Profil de la rivière Châteauguay et point de confluence des affluents (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 7)

      Figure 10 modif

      Figure 11 – Pentes dans le bassin versant de la rivière Châteauguay (Sarr, J. B. et Sullivan, A., 2010)

      Figure 11 modif

  • 1.7. CLIMAT

    Le bassin versant de la rivière Châteauguay est sous l'influence d'un climat de type modéré, sub-humide à saison de croissance longue. Cela se traduit généralement par des étés chauds et des hivers froids.

    • 1.7.1. Aperçu des conditions météorologiques
      Les températures observées pour les 10 stations du bassin versant de la rivière Châteauguay sont très similaires. La température annuelle moyenne est d'environ 6,3 °C. Le mois de janvier est le plus froid (moyenne de -9,9 °C) et le mois de juillet le plus chaud (moyenne de 20,7 °C). En général, le sol est gelé de la mi-novembre à la mi-mars. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 6)

      Le climat du bassin versant de la rivière Châteauguay a été l'un des mieux documentés au monde. Un observatoire, le réseau Mésonet-Montréal, est installé à Sainte-Clotilde-de-Châteauguay. Il était suivi et validé en temps réel par deux radars régionaux (Marcotte, D., 2004). Malheureusement ce système n'est plus utilisé suite à la dissolution du groupe de recherche par manque de fonds pour le fonctionnement.

      Figure 12 Moyennes des températures mensuelles observées pour les 10 stations du bassin versant de la rivière Châteauguay pour la période de 1960 à 2002 . (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 6)

       figure 12

      Figure 13 Les bioclimats du Québec et la position du bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 6)

      Figure 13 modif

    • 1.7.2. Régime de précipitations

      Contrairement aux températures, les précipitations sont très variables d'une station à l'autre. Ces précipitations tombent sous forme de neige lorsque la température est inférieure à 0 °C, soit de décembre à mars principalement. Pour la portion québécoise du bassin, la station qui enregistre les précipitations annuelles les plus faibles est Hemmingford (moyenne de 918 mm/an), et la station qui enregistre les précipitations annuelles les plus importantes est Franklin (moyenne de 1039 mm/an), principalement en raison de son altitude plus élevée. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 6)

      Tableau 7 Précipitations annuelles moyennes pour les stations retenues pour la caractérisation hydrogéologique du bassin versant de la rivière Châteauguay

      Tableau 007

      Sources : Au Canada : Canadian Daily Climate Data, Environnement Canada (2004a) : Stations Franklin/7022560, Hemmingford/7023075, Huntingdon/7023240, Mercier/7024878, Ormstown/7025745, Saint-Anicet/7026836, Sainte-Martine/7027040, Sainte-Clotilde/7027540, Saint-Rémi/7027690. Aux États-Unis : Station Constable 1S/ WBAN 301723. (Croteau, A., 2006).

      Figure 14 ‑ La distribution des précipitations dans le bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 6)

      Figure 14 modif

    • 1.7.3. Changements climatiques

      Le bassin versant de la rivière Châteauguay a été identifié, par le consortium Ouranos sur la climatologie régionale et l'adaptation aux changements climatiques en 2003, comme le laboratoire d'étude du sud du Québec des effets des changements climatiques et sur les adaptations aux effets prévisibles des changements climatiques. Le bassin versant a été jugé intéressant par les équipes de recherche sur les ressources en eau ainsi que sur les impacts sociétaux et environnementaux, ce qui a conduit à la rédaction des rapports S'adapter aux changements climatiques et Savoir s'adapter aux changements climatiques (DesJarlais, C., et al., 2004; DesJarlais, C., et al., 2010). Le consortium Ouranos, en collaboration avec le CEHQ du MDDEP, a réalisé des modélisations climatologiques et hydriques basées sur les données du bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 50 et 51). Les intervenants du bassin versant de la rivière Châteauguay ont été invités à participer à un atelier de discussion sur les changements climatiques du bassin versant en 2004. Ouranos a également utilisé le bassin versant de la rivière Châteauguay dans d'autres contextes : rencontre d'échange sur les nombreuses études réalisées sur le territoire par une panoplie de groupes de recherche (2004), poster sur les activités d'Ouranos pour la 11e rencontre internationale sur les changements climatiques (COP11) à Montréal (2005). Un intranet du bassin versant de la rivière Châteauguay avait été créé par Ouranos, mais n'est plus accessible.

      Sont présentés dans les paragraphes qui suivent les impacts appréhendés directs et indirects des changements climatiques dans le sud du Québec sur l'environnement bâti, sur les activités économiques telles la production hydroélectrique, la demande énergétique, l'eau de surface et souterraine, la forêt, le transport, sur le tourisme et les loisirs, sur la santé des populations et sur les écosystèmes et la biodiversité. (DesJarlais, C., et al., 2010).

      1.7.3.1. L'environnement bâti

      1.7.3.1.1. Le Sud

      Dans les sociétés occidentales, l'environnement bâti est très important, particulièrement dans les centres urbains où les réseaux et les structures sont relativement complexes et fortement interreliés (par exemple, les systèmes d'approvisionnement en eau potable dépendent d'une alimentation énergétique). Au Québec, les infrastructures représentent un investissement collectif considérable (par exemple, selon le MAMROT, à elles seules, les infrastructures souterraines d'eau potable et d'eaux usées sont évaluées à environ 60 milliards de dollars) et se révèlent essentielles au bien-être et à la santé des collectivités. Elles comprennent à la fois les réseaux de transport, de communication et d'énergie ainsi que les infrastructures municipales comme les systèmes d'approvisionnement en eau potable, de traitement des eaux usées et de gestion des déchets. Nous incluons aussi dans la définition les bâtiments, tant résidentiels, agricoles, industriels, commerciaux qu'institutionnels. L'ensemble de ces infrastructures forme une trame fortement interdépendante, fondamentale de notre mode de vie (Ruth, 2003).

      Or, la vaste majorité des infrastructures construites au cours des dernières décennies ont été conçues à partir de critères basés sur une analyse statistique des événements climatiques passés. L'hypothèse selon laquelle les conditions climatiques passées seraient représentatives des conditions futures est remise en cause avec les changements climatiques. Cela soulève notamment des questions au sujet de la sécurité et de l'efficacité des infrastructures, dont la durée de vie est en général de plusieurs décennies, une période pendant laquelle les effets des changements climatiques se feront sentir.

      Le développement même des communautés et des activités économiques, dans une société aussi tertiarisée que celle du Québec, dépend fortement du bon fonctionnement des infrastructures. L'interdépendance entre les infrastructures rend le Québec encore plus vulnérable aux défaillances provoquées par un événement climatique (Bruce et al., 1999 ; Kirshen et al., 2007 ; Chang et al., 2007). Plusieurs exemples illustrent à quel point un événement climatique entraînant la destruction d'infrastructures peut perturber les activités socioéconomiques et les populations. On peut noter, à cet égard, les inondations du Saguenay en 1996 (MSP, 1996 ; MTQ, 2000), la tempête de verglas de 1998 (MSP, 1999) ou encore des glissements de terrain (Lebuis et al., 1983) et des avalanches (Lied et Domaas, 2000 ; Sécurité publique Canada, 2006) provoqués par des précipitations importantes. Les pertes et les dommages causés par des événements climatiques sont en effet significatifs et semblent en augmentation (Bruce et al., 1999 ; McBean et Henstra, 2003).

      1.7.3.1.1.1. Les impacts

      Pour le Québec, les principales craintes à l'égard des infrastructures par rapport aux changements climatiques sont liées à des changements dans la durée, la fréquence ou l'intensité des événements de pluie (Mailhot, 2007a), tant en milieu urbain que rural. De tels événements, pouvant amener des inondations telles que celles du rond-point l'Acadie à Montréal en 2006 et de Rivière-au-Renard en 2007, pourraient devenir plus fréquents. Les changements climatiques entraîneront vraisemblablement une augmentation des cycles de gel-dégel dans certaines régions, ce qui affectera la conception et l'entretien des infrastructures, tant en surface que sous terre (dégradation accélérée de la chaussée et nids-de-poule, bris des réseaux souterrains d'eau potable et d'eaux usées, etc.). Enfin, l'assèchement des sols, dû aux températures plus élevées et aux périodes sans pluie, particulièrement dans les zones argileuses comme dans les régions de Montréal et de l'Outaouais, pourrait aggraver les problèmes de lézardes dans les fondations. Comme on peut le voir plus en détail dans d'autres sections de ce document, les infrastructures sont également menacées dans le Nord du Québec et sur la côte.

      Les événements climatiques extrêmes présentent sans doute les risques les plus grands pour les infrastructures (GIEC, 2007b ; Bruce et al., 1999 ; Auld et MacIver, 2004), mais les changements graduels les affecteront aussi de manière significative. On distingue trois grands types d'impacts directs des changements climatiques sur les infrastructures et l'environnement bâti (Ingénieurs Canada, 2008 ; Infrastructure Canada, 2006 ; Auld et MacIver, 2004 ; Case, 2008) :

      • Les problèmes structurels et la perte de fonctionnement à cause de charges excédant celles pour lesquelles la structure a été conçue à l'origine, par exemple : un volume et une intensité de pluie très élevés, une accumulation de neige considérable ou encore des vents très forts. Ces charges peuvent provoquer l'affaissement total ou partiel de la structure ou le bris de certaines de ses composantes (ponceaux, toitures, etc.).
      • L'accélération du rythme d'usure des matériaux, qui se traduit par une diminution générale de la durabilité des matériaux, de la corrosion, etc. Les conditions climatiques peuvent agir comme catalyseurs de certaines réactions chimiques qui ont pour effet d'altérer les matériaux et leur rythme de dégradation (comme l'augmentation du dioxyde de carbone qui dégrade le mortier et la pierre). L'usure prématurée de l'infrastructure peut également la rendre beaucoup plus vulnérable aux événements extrêmes.
      • La perte de la performance optimale de l'infrastructure. Même si l'intégrité de la structure n'est pas à risque, les nouvelles conditions climatiques peuvent affecter sa performance technique. À titre d'exemple, un bâtiment qui emmagasine beaucoup la chaleur peut constituer un milieu très inconfortable en période de chaleur intense, particulièrement pour des personnes vulnérables (voir la section « La santé des populations »).

      Les impacts indirects des changements climatiques sur l'environnement bâti sont essentiellement liés aux conséquences de ces derniers sur l'environnement naturel. Par exemple, les précipitations plus abondantes pourront provoquer des inondations, des glissements de terrain et des avalanches qui à leur tour affecteront les infrastructures localisées dans ces zones à risque. Des impacts sur l'eau pourront aussi avoir des conséquences sur certaines infrastructures ou certains procédés qui dépendent d'une eau brute à une température, une qualité ou une quantité données.

      Néanmoins, les intervenants associés au milieu bâti, dont les ingénieurs, sont de plus en plus sensibilisés à cet enjeu (Ingénieurs Canada, 2008 ; FCM, 2002 ; ICU, 2007 ; Ligeti et al., 2007 ; Case, 2008), et la capacité d'adaptation des communautés semble s'améliorer (Infrastructure Canada, 2006). Cela s'inscrit dans le contexte d'un effort considérable de construction de nouvelles infrastructures et de remise en état des infrastructures vieillissantes (Statistique Canada, 2006 ; Mirza, 2007 ; Larsen et al., 2008). Cet investissement massif dans les infrastructures constitue du même coup une occasion idéale pour intégrer des considérations liées aux changements climatiques dans la conception, la gestion et l'entretien des infrastructures.[...]

      Au Québec, l'environnement bâti demeure somme toute assez robuste, car la variabilité du climat est déjà relativement importante. Néanmoins, les infrastructures sont vieillissantes et, par conséquent, de plus en plus vulnérables. Dans ce contexte, le réinvestissement dans les infrastructures offre la possibilité non seulement de considérer les changements climatiques, mais aussi de revoir nos façons de concevoir les infrastructures, remettre en question le rôle qu'elles jouent et repenser la manière d'aménager le territoire. [...]

      1.7.3.2. Les activités économiques

      1.7.3.2.1. La production hydroélectrique

      L'industrie de l'électricité au Québec et au Canada pourrait être l'un des secteurs de l'économie les plus directement touchés par les changements climatiques tant du côté de la production, fortement hydroélectrique, que de celui de la demande. Au Québec en particulier, où la production hydroélectrique représente environ 96 % de la production totale d'électricité et près de 41 % de la demande totale d'énergie, les impacts des changements climatiques sur la ressource hydraulique sont d'une importance majeure.

      1.7.3.2.1.1. Les impacts

      Au cours des prochaines décennies, les changements climatiques entraîneront des modifications significatives dans les précipitations et conséquemment dans la disponibilité des ressources hydriques. Cela touchera en premier lieu le régime hydrologique des cours d'eau aménagés, mettant en jeu la capacité à respecter toutes les contraintes associées à l'usage multiple des ressources hydriques (production hydro-électrique, alimentation en eau potable, navigation, irrigation agricole, préservation des habitats fauniques, prévention des inondations, etc.).

      En second lieu, il est permis de croire que la conception des ouvrages hydrauliques à venir sera elle-même affectée, dans la mesure où les changements climatiques attendus viendront modifier la productivité des installations tout au cours de leur durée de vie. La prise en compte des effets potentiels de l'évolution du climat sur l'hydraulicité des divers bassins versants aménageables permettra de mieux dimensionner les ouvrages et d'optimiser la planification de leur exploitation, de manière à produire un maximum d'énergie tout en respectant les multiples contraintes avec lesquelles il faut composer.

      Les outils de simulation climatique mis au point par Ouranos ont permis d'améliorer la connaissance de l'évolution du climat projeté au cours des prochaines décennies, en portant une attention particulière aux changements attendus des températures et du régime des précipitations. Ces derniers ont, en effet, une grande incidence sur la prévision de l'offre et de la demande énergétique. L'amélioration des connaissances du climat à venir, plus spécifiquement de l'évolution du régime hydrologique, du régime thermique et de la fréquence des événements météorologiques extrêmes, permettra éventuellement de modifier certaines stratégies d'exploitation ou certains exercices de planification et de conception, de manière à tenir compte des effets des changements climatiques.

      D'une façon globale, on estime que les changements climatiques se traduiront par une augmentation des précipitations de neige et de pluie pour l'ensemble des bassins versants, avec cependant des différences importantes selon les régions (Desrochers et al., 2008). Comme on peut le voir dans la [figure 15 a) et b)], la moyenne des changements de débits annuels projetés à l'horizon 2050 se situe entre 1 % et 15 % selon les différents bassins. L'augmentation de débit annuel serait plus importante dans le Nord du Québec que dans la partie sud-ouest. Ainsi, pour la région Nord-Ouest, l'augmentation varierait entre 10 % et 15 % selon les diffé¬rents bassins versants et entre 7 % et 10 % pour Churchill Falls et la Côte-Nord, alors que pour la région Sud-Ouest, elle se situerait entre 1 % et 8 %.

      Figure 15 – a) Évolution des conditions du régime hydrologique à l'horizon 2050 et b) Dispersion entre les différentes projections de l'évolution du régime hydrologique à l'horizon 2050 (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Figure 15 modif

      Ces évaluations sont tirées de 90 simulations basées sur la combinaison de divers modèles globaux et de divers scénarios futurs d'émissions de gaz à effet de serre. Elles reposent sur la méthode des perturbations, qui consiste à modifier une série d'observations climatiques à partir de projections climatiques (Music et al., 2008). [...]

      Les changements dans la répartition à travers l'année seraient tout autant, sinon plus importants que les changements de moyenne annuelle (Roy et al., 2008b). La figure 16 présente les hydrogrammes (évolution des apports annuels sur un cycle annuel) moyens des 90 simulations sur la période 2041 à 2070 superposés à l'hydrogramme moyen reconstitué de la période actuelle.

      À l'échelle saisonnière, c'est au printemps que les changements seraient les plus importants, tant en termes absolus que relatifs. En moyenne, les apports des mois de mars, avril et mai seraient plus importants dans le futur. Cette augmentation des apports s'expliquerait en grande partie par le devancement de la période de crue printanière.

      Pour la période estivale, à l'inverse on s'attend à une diminution des apports naturels en raison justement de ce même déplacement de la période de crue. Le ruissellement résultant de la fonte des neiges a un impact plus important sur les débits des mois de juin, juillet et août de la période actuelle que pour les débits à l'horizon 2050. Une partie de cette diminution pourrait également s'expliquer par l'augmentation de l'évapotranspiration due à des températures plus chaudes à l'horizon 2050. Peu de changements sont anticipés pour la période automnale. On envisage enfin pour l'hiver, défini ici de décembre à février inclusivement, une augmentation des apports à l'horizon 2050. Cela résulterait de températures au-dessus du point de congélation plus fréquentes et, conséquemment, d'une proportion plus grande de précipitations sous forme liquide plutôt que solide au cours des mois d'hiver dans les prochaines décennies. Des étiages hivernaux plus soutenus découleraient ainsi des conditions d'hydraulicité plus favorables existant avant le début de l'hiver.

      Pour toutes les saisons tout comme pour les changements de volumes annuels, on note une certaine variabilité parmi les résultats des différentes simulations pour les changements du régime hydrologique à l'horizon 2050 — ce qui souligne le caractère incertain de ces évaluations. En dépit de cette incertitude, on note certaines caractéristiques communes, telles qu'un changement systématiquement positif à l'échelle annuelle de même que pour l'hiver. Pour l'automne cependant, toutes les projections ne s'accordent pas sur le sens du changement du régime hydrologique, certaines permettant d'envisager une réduction et d'autres une augmentation des débits automnaux considérés.

      Les résultats des simulations n'ont pas encore permis de quantifier le changement de la variabilité naturelle interannuelle des débits [...].

      Les changements attendus, tant dans les moyennes de précipitations que dans leur variabilité, pourraient avoir des conséquences sur les risques auxquels font face les entreprises de cette industrie.[...]

      Quant aux événements climatiques extrêmes, les modèles climatiques suggèrent que les cyclones extratropicaux affectant le territoire québécois pourraient être moins nombreux mais beaucoup plus intenses et donc que l'envergure des événements climatiques extrêmes à venir pourrait être plus grande. Si on négligeait de prévoir des mesures d'adaptation à ces événements climatiques, ceux-ci pourraient compromettre l'intégrité des installations de production, de transport et de distribution de l'hydroélectricité. L'augmentation probable des températures pourrait aussi modifier la capacité de refroidissement des eaux qui circulent dans les turbines hydrauliques. La hausse des températures de l'eau pourrait exiger d'avoir recours à des systèmes de refroidissement d'appoint. Notons que ce dernier élément est surtout important pour les centrales thermiques conventionnelles et nucléaires qui dépendent des cours d'eau pour leur refroidissement et pour lesquelles un réchauffement des températures peut entraîner une baisse de production.

      Figure 16 Hydrogrammes moyens reconstitués et futurs pour chacune des 90 simulations – bassins versants du Nord québécois (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Figure 16 modif

      1.7.3.2.2. La demande énergétique

      Pour le Québec, l'un des impacts directs attendus des changements climatiques parmi les plus importants sur le plan économique serait l'effet du réchauffement des températures sur la demande d'énergie. Les hivers froids et les étés relativement chauds au Québec entraînent en effet une demande de chauffage et de climatisation qui représente une forte dépense dans tous les secteurs de l'économie. L'impact du réchauffement du climat sur la demande énergétique se traduirait naturellement par des besoins de chauffage moindres en hiver et des besoins de climatisation accrus en été. En 2006, ces deux usages représentaient 59 % de la demande énergétique du secteur résidentiel et 56 % du secteur commercial et institutionnel. Comme ces deux secteurs correspondent eux-mêmes à 35 % de la demande totale (secteurs résidentiel, commercial institutionnel, industriel et les transports), l'impact énergétique et économique total des changements climatiques sera donc significatif, tant pour la demande d'électricité qui assure une grande part du chauffage dans les secteurs résidentiels, commercial et institutionnel et l'essentiel de la climatisation, que pour le gaz naturel relativement important pour le chauffage dans les secteurs tertiaire, comme on le verra ci-dessous (MRNF, 2009a).

      Le rapport entre la température, le chauffage et la climatisation a fait l'objet de plusieurs analyses au cours des dernières décennies dans le cadre notamment des études sur l'efficacité énergétique et d'analyses de prévision de la demande (MRNF, 2001 et 2005). Une étude plus récente sur l'augmentation des températures et de l'humidité, réalisée par Ouranos pour le compte de l'Agence de l'efficacité énergétique, visait aussi à mieux cerner l'impact des changements climatiques sur le chauffage et la climatisation des bâtiments (Sottile, 2006).

      Dans le secteur résidentiel, les besoins de chauffage sont étroitement liés au nombre de degrés-jours de chauffe et, en général, on assume que la relation est essentiellement proportionnelle ou linéaire pour une région et un type d'habitation donnés. Dans le cas de la climatisation, la relation est un peu plus complexe et dépend à la fois de la variation des degrés-jours de climatisation et de la diffusion des équipements. Cette dernière est elle-même fonction de l'évolution des températures, notamment en ce qui concerne l'usage d'un climatiseur central. Ainsi, on observe que le pourcentage d'habitations pourvues d'un climatiseur central est plus important dans les régions plus au sud présentant des températures plus élevées.

      1.7.3.2.2.1. Les impacts

      D'après une étude réalisée en 2006 (Lafrance et DesJarlais, 2006) suivant un scénario médian de réchauffement de 2,6 ° en hiver et de 2,0 ° en été à l horizon 2030 et de 3,5 ° en hiver et de 3,1 ° en été à l horizon 2050, les besoins en énergie du secteur résidentiel diminueraient en 2030 de 6,7 % et de 6,9 % en 2050 (voir le tableau 8) par rapport à la demande d'un scénario de référence sans changements climatiques. On notera dans ce tableau que l'impact de la hausse de la climatisation sur la demande d'énergie des ménages est moins grand que celui de la diminution des besoins de chauffage. Cela s'explique à la fois par des hausses de température plus importantes en hiver qu'en été et par un usage beaucoup moins répandu de la climatisation dans les résidences. Notons cependant que les besoins énergétiques de climatisation seraient multipliés par 4 en 2030 et par 7 en 2050, tandis que les besoins de chauffage ne diminueraient respectivement que de 13 % et 14 %.

      Tableau 8 – Impact (%) des changerments climatiques sur le chauffage et la climatisation dans le secteur résidentiel (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Tableau 008

      Pour sa part, la demande d'énergie dans le secteur commercial et institutionnel baisserait en 2050 de 10 % en raison des économies de chauffage dans un scénario médian et augmenteraient de 2,5 % pour les besoins de climatisation, soit une baisse nette de 7,5 % de la demande totale. En 2001, la part de la climatisation dans la consommation de ce secteur était supérieure à celle du secteur résidentiel.

      Dans le secteur industriel, qui représente 40 % de la demande totale d'énergie (MRNF, 2009a), la consommation d'énergie est due principalement aux procédés industriels et non au chauffage et à la climatisation. On note cependant dans la consommation des combustibles une variation saisonnière, qui permet d'estimer un impact limité du climat dans ce secteur, notamment dans l'industrie légère. Enfin, l'examen des consommations dans le secteur des transports (25 % de la demande totale d'énergie) ne permet pas d'établir de lien significatif entre climat et consommation d'énergie.

      Globalement, la demande en énergie (chauffage et climatisation) dans l'ensemble des secteurs (résidentiel, commercial et institutionnel, industriel et des transports) serait réduite de 2,7 % selon le scénario médian à l'horizon 2050. De plus, cette réduction affectera beaucoup plus fortement l'usage des combustibles, contribuant ainsi sensiblement à la réduction des gaz à effet de serre.

      Bien que modestes en pourcentage de la consommation totale de l'économie québécoise, ces économies annuelles peuvent s'élever à plusieurs centaines de millions de dollars sur la base des prix de 2003 (voir le tableau 5). Par ailleurs, ces économies touchent davantage les combustibles importés, ce qui contribue à l'amélioration de la balance commerciale du Québec.

      L'impact sur la demande d'électricité du secteur résidentiel et du secteur commercial et institutionnel est également significative quoique moindre en raison de l'utilisation importante des combustibles pour fins de chauffage. On estime que pour le secteur résidentiel la demande d'électricité serait réduite de 2,3 % dans un scénario médian à l'horizon 2050, tandis que celle du secteur institutionnel et commercial augmenterait de 0,7 %. Dans ce dernier cas, les hypothèses de diffusion de la climatisation dans les établissements de santé expliquent en partie les résultats.
      Enfin, il est intéressant de noter que l'impact sur la demande de pointe en hiver sera encore plus important, car les vagues de froid sont appelées à diminuer de façon encore plus marquée que la réduction des degrés-jours, comme on le voit à la figure 18, où l'on constate une quasi-disparition des températures inférieures à -25 °C.

      1.7.3.2.3. Les ressources en eau

      Le territoire québécois recèle une quantité importante d'eau douce, soit environ 3 % des eaux douces renouvelables de la planète. Les ressources en eau sont essentielles, tant en quantité qu'en qualité, au bien-être économique, social et environnemental du Québec. Leur utilisation dans une perspective de développement durable, intégrant par définition une réflexion prospective, relève de l'intérêt commun.

      De nombreuses infrastructures ont été mises en place au fil des ans pour profiter de cette ressource, tant par les individus et les entreprises que par les municipalités et les autres paliers de gouvernement.

      Au nombre de celles-ci, on compte les infrastructures de retenue (barrages, digues, ouvrages de contrôle), de protection (protection des berges, protection contre les inondations), de prélèvement (prises d'eau de surface, puits), de circulation de l'eau (drainage, ponts, ponceaux) et de navigation (voie navigable, écluses).

      Or, les changements climatiques appréhendés laissent entrevoir des perturbations importantes dans le régime hydrique. Comme on l'a vu à la section sur l'hydroélectricité et plus spécifiquement aux figures 15 a) et b), p. 41 et 16, p. 42, différentes projections climatiques laissent penser que la fréquence d'apparition et l'amplitude des crues d'été et d'automne pourraient se modifier. Les crues de fonte des neiges pourraient quant à elles être devancées, et les débits maximums, atteints au moment de ces crues, auraient tendance à diminuer. Pour leur part, les étiages estivaux pourraient être plus sévères et de plus longue durée. Globalement, on assisterait à une amplification de la variabilité des débits par rapport aux conditions actuelles et à une augmentation des situations de stress ponctuelles sur les systèmes hydriques.

      En ce qui a trait à la qualité de l'eau, des augmentations de température et des réductions des débits en été risquent de contribuer à la dégradation de certains de [ces] paramètres. De surcroît, l'intensification des étiages risque aussi d'amplifier certains problèmes de pollution des milieux récepteurs en réduisant la dilution bénéfique des contaminants.

      De plus, l'augmentation possible de la fluctuation des débits, jumelée à une augmentation possible des crues subites, risque d'augmenter l'érosion des berges des différents plans d'eau québécois. Enfin, les modifications du régime hydrique qu'apporteront les changements climatiques risquent de fragiliser l'apport des cours d'eau aux écosystèmes.

      À eux seuls, le grand nombre de ces infrastructures de même que leur rôle clé dans l'économie québécoise justifient amplement la réflexion sur l'étude des changements climatiques et de leurs effets sur les ressources en eau. Les changements appréhendés dans les caractéristiques du régime hydrique nécessiteront des adaptations de l'utilisation et de la mise à niveau des infrastructures liées à l'eau existantes.

      Cela pourrait aussi entraîner l'installation de nouvelles infrastructures à titre de mesures d'adaptation. En effet, l'utilisation et la mise en valeur actuelles de l'eau au Québec dépendent dans une certaine mesure des quantités d'eau disponibles et de leur variabilité dans le temps. Les infrastructures de gestion de l'eau mises en place pour tirer parti de cette disponibilité ont été conçues pour jouer efficacement leurs rôles à partir de données historiques sur les conditions hydriques moyennes et leurs fluctuations.

      À ces mesures d'adaptation de nature structurelle doit s'ajouter une réflexion sur les ajustements à apporter au cadre législatif et réglementaire, à l'aménagement du territoire et à l'optimisation de la gestion des systèmes hydriques dans ce nouveau contexte de changements climatiques.

      Tant en zones rurales qu'urbaines, les usages de l'eau sont majeurs et nombreux : mentionnons à titre d'exemples les prélèvements pour l'embouteillage, l'approvisionnement industriel, municipal, piscicole, agricole et minier de même que l'utilisation sur place de l'eau pour la production hydro-électrique, le transport fluvial, les usages récréatifs, la pêche et l'évacuation des eaux usées. Considérant ces besoins multiples et souvent conflictuels, ces mesures d'adaptation aux changements climatiques en matière de gestion de l'eau devront s'inscrire dans un processus de participation des usagers concernés.

      Enfin, il est à prévoir que l'environnement naturel et les écosystèmes qui sont, jusqu'à un certain point, en équilibre avec ces mêmes quantités moyennes et fluctuations historiques seront également perturbés et que des mesures d'adaptation spécifiques seront, là aussi, nécessaires.

      La provenance des approvisionnements en eau de la population et de l'économie québécoises se répartit entre le fleuve Saint-Laurent (environ 45 %), les lacs et les rivières (35 %) et les eaux souterraines (20 %). La section suivante abordera donc en premier lieu les questions relatives aux eaux de surface en s'intéressant aux bassins versants du Sud du Québec considérés globalement et au fleuve Saint-Laurent plus particulièrement, et en second lieu aux eaux souterraines. Enfin, le texte présentera un certain nombre d'éléments liés à l'adaptation.

      1.7.3.2.3.1. Les eaux de surface

      Les eaux de surface représentent environ 80 % des volumes d'eau utilisés au Québec (Mailhot et al., 2004 ; Rousseau et al., 2004). Leur abondance dans toutes les régions du Québec a en partie déterminé tant le mode de vie des Québécois que l'aménagement même du territoire habité et la nature des activités économiques.

      Sans que l'on puisse formellement y associer l'effet des changements climatiques, l'analyse des observations de 56 stations hydrométriques localisées dans le Sud du Québec, comparant les 15 années les plus récentes aux 15 précédentes (Larouche et al., 2008), a révélé des étiages plus sévères (-11 %) et plus longs (+3 jours), des crues de printemps moins intenses (-8 %) et une plus grande variabilité des débits (écart-type de +22 %). Ce type de comportements est semblable à ce que les projections climatiques futures attribuent généralement à l'impact des changements climatiques. Il semble aussi que les crues d'été et d'automne auraient été plus fortes au cours des 15 dernières années (+20 %), alors que les volumes annuels n'auraient pas subi de modifications statistiquement significatives. On doit par ailleurs préciser, bien que les différences entre ces deux périodes de 15 ans soient importantes, qu'elles ne constituent pas nécessairement des indices de tendances statistiquement démontrables.

      Sur le plan des statistiques tendancielles, l'étude de Jones (2008) s'attardant plus spécifiquement à la rivière Massawippi, en Estrie, montre que, même si certains paramètres climatiques ont été significativement modifiés au cours des dernières années (diminution de la neige au sol, plus grande proportion de précipitations liquides par rapport aux précipitations solides), cela n'a pas conduit à des modifications statistiquement significatives des débits.

      Au cours des prochaines décennies, on s'attend cependant à ce que la ressource en eau subisse des impacts similaires dus aux changements climatiques, dont des devancements et des réductions des crues de printemps, une intensification des étiages et des changements dans l'intensité et la fréquence des crues d'été et d'automne. Des changements sont aussi possibles dans les volumes annuels d'écoulement (Rousseau et al., 2003 ; Nantel et al., 2005).

      À cet égard, les études réalisées ces quatre dernières années sur le bassin versant de la rivière Châteauguay illustrent bien les impacts futurs des changements climatiques sur les eaux de surface dans le Sud du Québec.

      Ainsi, les modèles hydrologiques HYDROTEL et HSAMI, appliqués à la rivière des Anglais (un tributaire de la rivière Châteauguay), ont permis d'évaluer l'impact associé à six simulations climatiques futures à partir de trois modèles globaux du climat (ECHAM4, HadCM3 et CSIRO) et de deux scénarios d'émissions de gaz à effet de serre (A2 et B2), en utilisant la méthode des deltas pour la mise à l'échelle des résultats de simulation (Chaumont et Chartier, 2005). Comme le montre la figure 17, les pointes de crues de printemps seraient devancées dans le futur de près de deux mois, passant de la fin d'avril pour la période de 1961 à 1990, au début de mars au cours de la décennie 2050. L'exercice semble aussi indiquer une baisse des débits des étiages estivaux pour chacune des projections malgré la hausse des précipitations, en raison de l'augmentation plus importante de l'évapotranspiration (Pugin et al., 2006). En ce qui concerne le volume annuel d'écoulement, les projections divergent. Les projections alimentées par le modèle HadCM3 projettent une hausse du volume annuel d'écoulement, celles alimentées par ECHAM4 montrent une baisse importante, et celles utilisant CSIRO, une baisse plus faible. Ces écarts s'expliquent par les différences d'évolution des températures et des précipitations projetées par ces modèles climatiques.

      Figure 17 Hydrogrammes moyens annuels simulés par les modèles hydrologiques HYDROTEL (en haut) et HSAMI (en bas) à l'exutoire de la rivière des Anglais. Les simulations ont été réalisées pour la période de référence 1961-1990 et les décennies 2040-2069 (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Figure 17 modif

      Des résultats similaires, avec une plus grande diversité de méthodes de mise à l'échelle, ont été obtenus sur le bassin de la rivière Chaudière (Quilbé et al., 2008a). De même, l'étude de trois approches de modélisation différentes pour l'estimation de l'évapotranspiration sur le bassin de la rivière Châteauguay a permis d'estimer une augmentation annuelle de l'évapotranspiration allant de 79 mm à 141 mm (Vescovi et al., 2009).

      Trois approches ont aussi été testées pour estimer l'évapotranspiration à partir des simulations climatiques du modèle régional canadien MRCC4 pilotées par le modèle global canadien MGCC3 et à partir des modèles HYDRO¬TEL et PROMET (Mauser et Ludwig, 2002) alimentés par les précipitations et températures des mêmes simulations du climat. Les résultats, variables selon les approches, ont enclenché la réalisation d'une étude des choix de modèles hydrologiques pour les évaluations en changements climatiques, dont les premiers résultats ont été compilés par Ludwig et al. (2009).

      À une échelle plus fine, des évaluations des teneurs en eau des couches supérieures du sol, réalisées sur le ruisseau Norton (un sous-bassin de la rivière des Anglais) à l'aide d'un modèle de bilan, montrent une augmentation des besoins en irrigation des terres agricoles. Ceci s'explique essentiellement par la hausse de l'évapotranspiration. Compte tenu des contraintes environnementales liées au prélèvement d'eau de surface et malgré la relative dispersion des résultats des différents scénarios climatiques analysés, il faudrait vraisemblablement augmenter les efforts de planification concertée de l'utilisation de la ressource hydrique. Celle-ci devrait s'appuyer sur une gestion globale et intégrée à l'échelle du bassin versant afin de maintenir la proportion des besoins futurs en eau d'irrigation actuellement comblés à partir des cours d'eau du sous-bassin (Pugin et al., 2006).

      Les inondations provoquées par les crues de rivières demeurent parmi les événements hydroclimatiques les plus dommageables (Ashmore et Church, 2001 ; Brissette et al., 2003 ; Ouranos, 2004) auxquels le Québec doit faire face (MSP, 1996). À cet égard, Caron (2005) et Mareuil (2005) ont mené, eux aussi sur le bassin versant de la rivière Châteauguay, un exercice de modélisation basé sur un générateur stochastique de climat comprenant les anomalies mensuelles de températures et de précipitations tirées de trois modèles de circulation générale : MCCG2, HadCM3 et ECHAM4. Les scénarios dégagés du modèle ECHAM4 à l'horizon 2050 indiquent une diminution statistiquement significative des crues printanières pour les périodes de retour de 2 à 500 ans, et ceux dérivés des modèles HadCM3 et MCCG2 des résultats similaires, mais statistiquement non significatifs.

      Pour la période estivale, HadCM3 montre une légère augmentation de l'intensité des crues (mais statistiquement non significative), et ce, pour toutes les périodes de retour. Quant aux modèles ECHAM4 et MCCG2, ils indiquent une diminution statistiquement significative de 8 % à 10 %. Une étude complémentaire (Laforce, 2008) sur un tout autre bassin versant, celui de la rivière du Nord, présente des résultats similaires.

      Notons enfin que, pour le bassin versant de la rivière Châteauguay, les impacts appréhendés des changements climatiques prendraient la forme de crues printanières devancées et d'étiages plus sévères mais aussi d'inondations amplifiées ou réduites en fonction des variations des niveaux du Saint-Laurent. En effet, si les inondations causées par les embâcles à Châteauguay même résultent surtout du comportement du bassin hydrologique et de la présence de glace s'accumulant sur la rivière (Leclerc, M., et al., 2006), les inondations récurrentes en eau libre que connaît cette municipalité résulteraient davantage des niveaux fluctuants du fleuve.

      1.7.3.2.3.2. Les eaux souterraines

      Les eaux souterraines sont la source de 20 % des approvisionnements en eau potable au Québec. Rivard et al. (2003 et 2008) ont constaté que la recharge annuelle des ressources en eau souterraine semble être restée stable ou avoir diminué légèrement ces dernières décennies au Québec. Des baisses significatives de disponibilité en eau souterraine auraient d'importantes répercussions, surtout en zone rurale où une proportion non négligeable de la population (26 % en Chaudière-Appalaches, par exemple, contre 10 % pour l'ensemble du Québec) s'approvisionne à une source souterraine à l'aide de puits individuels (Régie régionale de la santé et des services sociaux de Chaudière-Appalaches, 2001). La vulnérabilité des nappes d'eau souterraine au Canada est d'autant plus grande que les connaissances à leur sujet accusent encore des lacunes. Au Québec, la cartographie de l'aquifère du bassin de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006) et le nouveau programme québécois d'acquisition de connaissance sur les eaux souterraines (MDDEP, 2008a) marquent des pas dans la bonne direction. De plus, sur ce même bassin, plusieurs projets de recherche démarrés en 2006 et soutenus par Ouranos et le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) tentent d'améliorer les connaissances des systèmes intégrant à la fois les eaux de surface et les eaux souterraines, entre autres à l'aide de la modélisation couplée. Ces connaissances permettront de contribuer à l'étude de la vulnérabilité de ces aquifères à l'échelle locale.

      1.7.3.2.4. La forêt

      Depuis la dernière glaciation, la forêt du Québec a évolué sous un climat rigoureux conjugué à une dynamique de perturbations naturelles principalement dominée par les feux de forêt et les épidémies d'insectes. Ceci a mené à la formation (voir zones et sous-zones de végétations de la figure 18) de trois grandes écozones forestières du sud au nord : l'érablière (11-15), la sapinière (7-10) et la pessière (4-6). Dans le dernier siècle, le climat s'est réchauffé de façon importante et les impacts des activités humaines sur la forêt, notamment la récolte, ont sensiblement modifié le paysage forestier. Ces impacts ont déjà entraîné une modification de la dynamique entre le climat et la composition forestière.

      Il est prévisible que le réchauffement climatique appréhendé en raison d'une augmentation de la concentration des gaz à effet de serre, et qui sera beaucoup plus rapide que celui observé au cours du siècle dernier, accélère davantage la rupture de l'équilibre entre le climat et la forêt. Cela entraînerait des modifications dans la composition et la productivité des peuplements forestiers. La dynamique des perturbations naturelles (feux et insectes) et la fréquence des événements météorologiques extrêmes (sécheresses et verglas) sont également appelées à changer. Dans ce contexte, les décisions qui sont prises aujourd'hui en matière d'aménagement forestier sont cruciales et doivent s'inspirer des connaissances les plus à jour sur les effets multiples et subtils des changements climatiques sur les écosystèmes forestiers.

      1.7.3.2.4.1. Croissance et productivité

      Les changements de température, les changements dans le régime des précipitations ainsi que les concentrations atmosphériques croissantes de CO2 ont chacun leur influence sur la croissance et la productivité des écosystèmes forestiers. L'augmentation des températures peut se traduire par un allongement de la saison de croissance. Ainsi, Julien et Sobrino (2009) ont estimé qu'entre les années 1981 et 2004, la longueur de la saison de croissance a augmenté, en moyenne, de 0,8 jour par année. Des signes d'un allongement de la saison de croissance sont déjà perceptibles ; par exemple, Raulier et Bernier (2000) ont constaté à l'aide de modélisations que l'ouverture des bourgeons de l'érable à sucre a été devancée de quelques jours sur une centaine d'années. Au cours du XXIe siècle, le réchauffement du climat pourrait devancer de 9,2 jours en moyenne (Morin et al., 2009) la date d'apparition des feuilles de nombreuses autres espèces présentes en Amérique du Nord.

      En plus de prolonger la saison de croissance, l'augmentation des températures pourrait agir directement sur la physiologie et le métabolisme des arbres et par le fait même augmenter la productivité primaire des forêts, dans la mesure où cet accroissement des températures n'affecterait pas la disponibilité en eau (Price et al., 1999 ; Kirschbaum, 2000). L'augmentation des températures du sol pourrait aussi induire une accélération de la décomposition de la matière organique, augmentant la disponibilité de l'azote pour le système racinaire des arbres (Van Cleve et al., 1990 ; Kirschbaum, 1995 ; MacDonald et al., 1995 ; Rustad et al., 2000 et 2001 ; Verburg, 2005).

      Figure 18 Zones et sous-zones de végétation au Québec. Le Québec est partagé en trois zones de végétation : la zone tempérée nordique, dominée par des peuplements feuillus et mélangés, la zone boréale, caractérisée par des peuplements de conifères sempervirents, et la zone arctique, marquée par une végétation arbustive et herbacée (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Figure 18 modif

      La figure 19 [, ci-dessous,] montre les écarts en degrés-jours de croissance pour la période 2041-2070 par rapport à la période de référence 1971-2000 simulés par le modèle régional canadien du climat (MRCC). La quantité de degrés-jours pour une région donnée est un indice de la quantité d'énergie disponible pour la croissance des végétaux. Plus précisément, cet indice indique le total annuel des degrés-jours au-dessus de 5 °C.

      Figure 19 Résultats des simulations des écarts de degrés-jours de croissance de la période 2041-2070 par rapport à la période 1971-2000, à partir de deux simulations du modèle régional canadien (MRCC version 4.2.0) et du scénario SRES A2 (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Figure 19 modif

      La figure 20, pour sa part, présente les projections médianes tirées d'un ensemble de modèles globaux de climat ainsi que les écarts-types associés.

      Figure 20 Médiane des écarts de degrés-jours de croissance selon plusieurs modèles globaux (à gauche) et écarts-types associés (à droite), à partir de 70 simulations utilisant les scénarios SRES A1b, A2 et B1 (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Figure 20 modif

      Sur le territoire de la forêt québécoise, la prédiction médiane de l'ensemble des modèles globaux montre une augmentation d'environ 300 à 400 degrés-jours, avec des augmentations plus élevées au sud du territoire. Considérer un grand nombre de modèles permet d'associer une mesure de dispersion autour d'un scénario moyen.

      Ainsi, on remarque qu'au sud de la forêt dans le domaine de l'érablière, les augmentations prédites sont de l'ordre de 400 ±200 degrés-jours [...]. La simulation du modèle régional canadien montre des hausses de degrés-jours un peu plus élevées que la médiane de l'ensemble des modèles globaux mais avec une résolution accrue, ce qui permet de mieux apprécier le gradient spatial des changements escomptés. Globalement, les augmentations de degrés-jours prévues sont quantitativement très élevées, étant de l'ordre de 35 % à 45 %.

      Un autre indice important pour la forêt est la longueur de la saison de croissance, qui est une variable définie comme étant le nombre maximal de jours consécutifs sans gels. Les prédictions des modèles globaux ainsi que du modèle régional pour 2050 montrent des augmentations de l'ordre de 25 à 30 jours (Logan et al., en préparation). Étant donné que la longueur de la saison de croissance est déjà plutôt courte, en particulier pour les conifères de la forêt boréale, une telle hausse est quantitativement importante.

      Le deuxième facteur est la hausse de la concentration du CO2 dans l'atmosphère qui aurait un effet fertilisant sur les forêts en augmentant le rendement photosynthétique des plantes et leur efficacité d'utilisation de l'eau, entraînant ainsi une augmentation de la productivité primaire nette (Drake et al., 1997 ; Ainsworth et Long, 2005 ; Norby et al., 2005). Plusieurs études dénotent déjà des productivités accrues dans les forêts au cours des dernières décennies (Gielen et Ceulemans, 2001 ; Nemani et al., 2003 ; Boisvenue et Running, 2006). Toutefois, à long terme, ces gains pourraient être annulés par l'acclimatation des arbres aux nouvelles concentrations de CO2 (DeLucia et al., 1999), ou encore limités par le manque d'éléments nutritifs, tels que l'azote, dans le sol (Luxmoore et al., 1993 ; Luo et al., 2004).

      Le contexte climatique en 2050 semble donc être plus favorable à la croissance de la forêt si on se base sur l'évolution probable des variables discutées ci-haut. Cependant, la vue d'ensemble paraît moins positive du côté des précipitations. En effet, bien que le MRCC (voir la figure 21) envisage des hausses marquées des précipitations annuelles, principalement pendant l'hiver [...] (Logan et al., en préparation), les changements seront minimes pendant la saison de croissance (juin, juillet et août) pour la majeure partie du Québec forestier [...]. Dans l'ensemble, ces résultats concordent avec ceux tirés des simulations des modèles globaux présentés à la figure 22, p. 54. Des précipitations à peu près identiques conjuguées à des températures plus élevées pourraient donc augmenter l'évapotranspiration des plantes et causer un assèchement des sols. Ces changements pourraient avoir des conséquences à la fois sur la composition et la productivité des forêts.

      Figure 21 Résultats des simulations des précipitations pendant la saison de croissance, pour la période 2041-2070 par rapport à la période 1971-2000, utilisant deux simulations du modèle régional canadien (MRCC version 4.2.0) et le scénario SRES A2 (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Figure 21 modif

      Figure 22 Résultats des simulations des précipitations pendant la saison de croissance, pour la période 2041-2070 par rapport à la période 1971-2000 (médiane à gauche et écarts-types à droite), à partir de 127 simulations utilisant plusieurs modèles globaux et les scénarios SRES A1b, A2 et B1 (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Figure 22 modif

      En considérant ces effets possibles d'une modification du climat sur les forêts, les résultats préliminaires de modèles de prédiction de croissance utilisant un scénario de doublement des concentrations de CO2 prévoient une augmentation de la productivité primaire nette des forêts de l'Est du Canada, alors que celles de l'Ouest seraient touchées de manière contraire (Price et Scott, 2006). La plupart des modèles sont toutefois basés sur des relations entre le climat et la croissance propres à diverses essences et ne tiennent pas compte des facteurs potentiellement défavorables à la productivité. Par exemple, les génotypes des espèces présentes dans un écosystème sont en général étroitement adaptés au climat qui y règne. Andalo et al. (2005) et Beaulieu et Rainville (2005) ont à cet égard démontré que lorsque des semences d'épinettes blanches du Québec étaient plantées dans des régions plus chaudes de 4 °C et où les précipitations étaient légèrement plus abondantes que dans leur lieu d'origine, leur productivité diminuait significativement. Les forêts pourraient avoir besoin de plusieurs générations pour s'adapter aux nouvelles conditions résultant d'un changement climatique.

      Il faut tenir compte du fait que l'évolution des écosystèmes forestiers face aux changements climatiques ne dépend pas uniquement de leur réponse directe aux facteurs énumérés plus haut. Le climat affecte aussi la forêt indirectement par l'influence qu'il exerce sur le régime des perturbations naturelles telles que les épidémies d'insectes, les sécheresses ou les feux.

      1.7.3.2.4.2. La migration

      L'une des stratégies d'adaptation et d'acclimatation des forêts est la migration des espèces et des communautés. Dans un scénario de doublement de la teneur atmosphérique en CO2, les modèles prédisent que les différents biomes auraient le potentiel de faire des déplacements d'aires géographiques importants, tant en latitude qu'en altitude. La hausse de température annuelle moyenne appréhendée de 3,2 °C d'ici à 2050 au centre du Québec provoquerait un déplacement des zones climatiques de 515 km vers le nord. Une forêt en équilibre avec un tel climat serait très différente d'aujourd'hui. Ainsi, la zone de l'érablière pourrait s'étendre jusqu'à Baie-Comeau [...].

      Toutefois, pour que les communautés forestières soient capables de « suivre » la vitesse des changements climatiques, cela impliquerait une vitesse de migration d'environ 10 km par an. Dans les faits, la vitesse de migration des arbres est beaucoup plus lente, atteignant des vitesses de 10 km à 45 km par siècle (Davis, 1981 ; Huntley et Birks, 1983). En outre, plusieurs facteurs risquent de ralentir ce mouvement, dont la fragmentation des écosystèmes forestiers (Schwartz, 1992). Par ailleurs, en raison des différences de vitesse de migration d'une espèce à l'autre, le déplacement pourrait mener à de nouvelles communautés forestières, affectant ainsi les interactions interspécifiques (Kirschbaum, 2000 ; Hansen et al., 2001). Enfin, la fertilité des sols et la capacité de rétention en eau pourraient également limiter le déplacement des arbres vers le nord, puisque les besoins en éléments nutritifs de la forêt varient selon les peuplements.

      Par exemple, les érablières ont un plus grand besoin d'éléments nutritifs que les sapinières ou les pessières (Houle, 2006). La migration des écosystèmes, qui prendra plusieurs siècles à s'effectuer, sera donc nettement inférieure au rythme de modification des habitats induit par les changements climatiques (Weber et Flannigan, 1997 ; Parker et al., 2000 ; Price et al., 2001 ; Malcolm et al., 2002 ; Neilson et al., 2005 ; Aitken et al., 2008).

      1.7.3.2.4.3. Les perturbations

      Le régime des perturbations naturelles joue un rôle important dans le façonnement du paysage forestier : il a un effet sur la composition, la structure et les processus inhérents aux écosystèmes. Ces perturbations comprennent les proliférations d'insectes, les feux de forêt, les maladies et les conditions climatiques extrêmes, telles que sécheresse, verglas et vents violents. Un changement de conditions climatiques influencera la gravité, la fréquence et l'étendue de ces perturbations.

      Les changements climatiques pourraient influer sur la distribution et l'abondance des insectes. L'adaptation de ceux-ci pourrait être rapide à cause de leur grande mobilité et de leur taux de reproduction élevé. Leur rythme métabolique pourrait bénéficier d'une augmentation des températures (Ayres et Lombardero, 2000). Les infestations pourraient donc être plus fréquentes, plus intenses et plus longues, rendant les forêts particulièrement vulnérables (Logan et al., 2003).

      En se basant sur une modélisation à l'échelle du paysage, Régnière et al. (2005) ont révélé que la tordeuse des bourgeons de l'épinette (Choristoneura fumiferana [Clem.]) verrait son aire de répartition augmenter de façon importante. De plus, la tordeuse provoquerait davantage de dommages dus à des infestations plus longues et à une augmentation du pourcentage de défoliation (Gray, 2008). Également, l'invasion de plusieurs espèces exotiques d'insectes, due aux changements climatiques, pourrait toucher grandement les forêts du Québec. Par exemple, la distribution de la spongieuse (Lymantria dispar [L.]) pourrait en progressant vers le nord atteindre le Sud du Québec, le dendroctone du pin ponderosa (Dendroctonus ponderosae [Hopk.]) pourrait s'étendre sur toute la forêt boréale de l'Ouest canadien jusqu'au Québec et aux Maritimes, alors que le longicorne asiatique (Anoplophora glabripennis [Motschulsky]) pourrait envahir les érables, les ormes et les bouleaux du Sud-Est du Canada (Carroll et al., 2003 ; Gray, 2004 ; Peterson et Scachetti-Pereira, 2004).

      Le réchauffement climatique pourrait aussi accroître la fréquence des feux de forêt dans plusieurs écosystèmes en raison notamment de l'allongement de la saison de croissance et d'une augmentation de l'occurrence de la foudre (Wotton et Flannigan, 1993). Plusieurs observations démontrent déjà une recrudescence des épisodes d'incendies extrêmes en lien avec les récents changements climatiques (Podur et al., 2002 ; Gillett et al., 2004). Dans un scénario de triplement de la teneur atmosphérique en CO2, Flannigan et al. (2005) estiment que d'ici la fin du siècle, la superficie de forêt brûlée annuellement au Canada pourrait doubler. Au Québec, la modification de la fréquence des feux pourrait être assez variable, selon la région géographique : ainsi, [...] elle resterait inchangée ou diminuerait dans l'Ouest et le Sud (Bergeron et al., 2004).

      Les modèles actuels projettent une augmentation des événements météorologiques extrêmes (précipitation intenses, vents violents, ouragans, tempêtes de verglas) en Amérique du Nord, bien qu'une certaine incertitude persiste (Field et al., 2007). Une hausse de la fréquence de ces événements pourrait modifier la dynamique des populations et des communautés ainsi qu'altérer les processus de l'écosystème forestier (Williamson et al., 2009).

      Finalement, le réchauffement climatique pourrait perturber la dynamique de gel du sol forestier. La diminution de l'épaisseur du couvert nival, sa discontinuité ou sa fonte précoce exposerait davantage le sol au gel, entraînant potentiellement des dommages importants aux racines, ce qui nuirait à la croissance des arbres (Boutin et Robitaille, 1995). La réduction du couvert de neige et la diminution de la durée de l'hiver pourraient également influer sur les activités forestières et leur planification, notamment par une réduction de la période d'accès aux sites pendant l'hiver, une hausse du potentiel de dégradation du terrain et une augmentation des fluctuations saisonnières des emplois.

      1.7.3.2.4.4. La production de sirop d'érable

      Le Québec est le plus grand producteur mondial de sirop d'érable, et cette activité rapporte plus de 200 millions de dollars bruts aux nombreux producteurs québécois. On sait depuis longtemps que la quantité de sève produite par chaque érable à sucre à la coulée printanière est directement influencée par les conditions climatiques. Une succession de jours pendant lesquels la température descend sous zéro la nuit et passe au-dessus de zéro le jour offre des conditions idéales et il peut être relativement facile, pour un endroit donné, de relier quantitativement la production journalière de sève au climat.

      Jusqu'à tout récemment, on ne disposait pas d'un modèle permettant de relier la production annuelle totale de sirop de la province au climat. Il existe maintenant un modèle qui prédit 84 % de la variabilité dans la production annuelle (exprimée par arbre entaillé) à partir de 4 variables mensuelles. À partir de ce modèle, Duchesne et al. (2009) ont utilisé des scénarios climatiques provenant de plusieurs modèles climatiques globaux pour estimer les effets du réchauffement climatique sur la production de sirop.

      Les résultats suggèrent que la production pourrait diminuer en moyenne de 15 % et 22 %, en 2050 et 2090 respectivement. Des mois d'avril de plus en plus chauds sont responsables de la majeure partie de ces diminutions dans le futur. Il est possible par contre que les pertes escomptées soient moins grandes si l'érable à sucre peut s'adapter pour devancer la période de production maximale de sève de 12 et 19 jours respectivement en 2050 et 2090. Or, il existe déjà une variation importante dans les dates de coulées d'une année à l'autre, ce qui suggère une certaine adaptabilité de l'érable à sucre, mais cette variabilité est présentement mal documentée. Une meilleure quantification de la variabilité intra- et interannuelle nous permettra d'améliorer notre compréhension des effets des changements climatiques sur la production de sirop d'érable.

      1.7.3.2.5. L'agriculture

      Les activités agricoles au Québec se concentrent essentiellement dans le Sud, région propice à l'agriculture grâce à son climat et à ses terres fertiles, notamment dans les régions centrales (Montérégie, Chaudière-Appalaches et Centre-du-Québec) où sont réalisés plus de 58 % des revenus agricoles en provenance du marché (MAPAQ, 2008a). Les superficies cultivées, qui atteignaient 2,5 millions d'hectares en 1931, ont diminué pour atteindre 1,6 million d'hectares en 1991. Elles ont recommencé à augmenter depuis, avec 1,9 million d'hectares en culture au Québec en 2006 (voir le tableau 6). En même temps, à l'instar de la plupart des pays développés, le nombre de fermes a chuté considérablement, entraînant une augmentation de la superficie en culture par ferme (Statistique Canada, 2007).

      En 2006, l'industrie agricole atteignait un produit intérieur brut (PIB) de 2 840 millions de dollars et procurait plus de 60 562 emplois. Les produits animaux et le bétail représentaient près de 68 % des recettes agricoles, avec les produits laitiers qui à eux seuls en constituaient 30 %. Les légumes, le maïs, les produits de l'industrie horticole et des pépinières, les produits de l'érable, la pomme de terre et le soya constituaient les principales productions végétales et comptaient pour plus de 74 % des recettes provenant des cultures (MAPAQ, 2008b).

      1.7.3.2.5.1. Le climat et l'agriculture

      Le climat est avec la nature et la qualité des sols l'un des éléments déterminants des activités agricoles pouvant être exercées. Le climat ainsi que les sols influencent surtout les cultures mais ont aussi leur importance pour l'élevage, entre autres par le biais des ressources d'alimentation.

      La longueur de la saison de croissance des cultures et le cumul de chaleur pendant cette saison constituent des facteurs agroclimatiques fondamentaux qui conditionnent le choix des cultures et les rendements. Les hybrides et les variétés cultivés sont sélectionnés en fonction du cumul de chaleur généralement observé dans une région donnée. Plus le cumul de chaleur pendant la saison de croissance est élevé, plus le potentiel de rendement est grand.

      Les conditions climatiques relativement fraîches et humides des régions agricoles du Québec sont favorables aux plantes fourragères et aux petites céréales (blé, orge, avoine, seigle), ce qui explique en partie l'importance de la production laitière dans l'agriculture québécoise. Pour les cultures plus exigeantes en chaleur, telles que le maïs et le soya, les superficies dédiées sont concentrées dans les régions plus au sud de la province. Notons que la productivité des cultures dont les besoins en chaleur sont importants est généralement supérieure à celle des cultures mieux adaptées aux climats frais.

      Selon Yagouti et al. (2008), les degrés-jours de croissance au-dessus de 5 °C (une mesure du cumul de chaleur pendant la saison de croissance) ont augmenté de façon statistiquement significative à 38 des 53 stations étudiées entre 1960 et 2005 dans le Québec méridional, rendant la saison plus favorable à la majorité des cultures. Par contre, il n'y a pas de tendance observable dans la longueur de la saison de croissance, cette dernière ayant diminué dans le tiers des cas et augmenté dans les autres mais, dans les deux cas, sans être statistiquement significative.

      La variabilité interannuelle climatique peut indiquer l'état de la sensibilité du secteur agricole par rapport aux conditions climatiques. Par exemple, dans la période s'étendant de 1987 à 2001 (voir la figure 23), la plus importante baisse de rendement du maïs a eu lieu en 2000, année marquée par une humidité excessive et un ensoleillement insuffisant pour en favoriser la croissance (Environnement Canada, 2002). En conséquence, il y a eu un niveau record des indemnisations versées par le assurances-récoltes pour le maïs, soit 97 millions de dollars en 2000, contre 191 000 $ en 1999 (La Financière agricole du Québec, 2006). Dans la même période, les sous-régions ont aussi montré des différences même quant aux impacts de la variabilité climatique, en raison des différents environnements biophysiques, type de sol, topographie, température (Bryant et al., 2005).

      Figure 23 L'évolution des rendements du maïs-grain tels qu'ils ont été rapportés par les agriculteurs dans leurs déclarations pour des indemnités, 1987-2001, pour les différentes régions agricoles du Québec (DesJarlais, C., et al., 2010).

      Figure 23 modif

      Tableau 9 Superficie en culture et nombre de fermes au Québec, de 1931 à 2006 (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Tableau 009

      1 Fermes déclarant des superficies en culture pour la période de 1971 à 2006, toutes les fermes pour la période de 1931 à 1951.

      1.7.3.2.5.2. Les impacts potentiels

      Au Québec, la production agricole est limitée surtout par une saison de croissance courte et un cumul de chaleur restreint. Les scénarios climatiques des prochaines décennies indiquent que les conditions climatiques pourraient être plus favorables à plusieurs cultures. À l'inverse, ces mêmes conditions climatiques peuvent aggraver la pression des ennemis des cultures et les risques d'érosion des sols. De plus, l'augmentation de la concentration atmosphérique du CO2 influe directement sur la croissance des cultures en augmentant la photosynthèse nette (Long et al., 2006) et peut aussi affecter le ratio feuille/racine des plantes (Ziska et McClung, 2008). L'effet net, soit positif soit négatif, dépendra des interactions complexes et parfois imprévisibles de tous ces facteurs et pourrait se traduire par des gains ou des pertes de revenus selon les cultures, l'intensité et la rapidité des changements ainsi que, bien entendu, la réaction des agriculteurs.

      1.7.3.2.5.3. Les températures

      Pour des cultures qui profitent de la chaleur estivale et d'une longue saison de croissance (comme le maïs et le soya), on prévoit une augmentation importante du potentiel agronomique pour les années à venir (Bootsma et al., 2004, 2005a et 2005b). Leur culture pourrait s'étendre dans de nouvelles régions où les sols et la topographie se prêtent à leur culture, par exemple le Saguenay–Lac-Saint-Jean, l'Abitibi et le Bas-Saint-Laurent–Gaspésie. Selon les mêmes études, les rendements des petites céréales seraient, toutefois, moins favorisés par les changements climatiques. Quant aux plantes fourragères, le nombre de récoltes par saison pourrait augmenter (Bélanger, 2002), mais la qualité nutritive en être diminuée (Gitz et al., 2006).

      Les conditions climatiques en dehors de la saison de croissance auront aussi des répercussions sur l'agriculture, notamment sur les plantes pérennes. Pour les plantes fourragères, dont les superficies représentaient environ 40 % des hectares cultivés en 2007 (ISQ et MAPAQ, 2009), des automnes plus chauds, une diminution de la couverture de neige et une hausse des pluies hivernales augmenteraient les risques de mortalité en hiver (Bélanger et al., 2002). Dans la région actuelle de la pomiculture commerciale au Québec, les pommiers seraient exposés à un risque moindre de froids intenses en hiver, tandis que le risque de gel printanier des bourgeons demeurerait inchangé (Rochette et al., 2004 ; Lease et al., 2009).

      1.7.3.2.5.4. Les précipitations

      Étant donné que la plupart des scénarios climatiques pour le Sud du Québec n'indiquent pas d'augmentation significative des précipitations pendant la saison de croissance, il existe une probabilité accrue de stress hydrique due à l'augmentation de l'évapotranspiration occasionnée par les températures plus élevées. Puisque l'efficience de l'utilisation d'eau par les plantes augmente sous une atmosphère enrichie en CO2 (Bunce, 2004), l'évaluation des impacts combinés de ces différents facteurs sur la productivité des cultures est incertaine.

      Par ailleurs, les excès d'eau sont aussi dévastateurs en agriculture, et les changements climatiques pourraient augmenter la probabilité de ces événements. À part leur impact direct sur les cultures, les précipitations ont une grande influence sur le ruissellement, l'érosion des sols et la qualité de l'eau. Des questions non seulement sur les apports en eau, mais également sur les changements d'intensité et sur le ratio pluie/neige des précipitations sont donc à considérer (Nearing et al., 2004). En effet, la fonte des neiges au printemps est une période particulièrement propice à l'érosion des sols et aux pertes d'éléments nutritifs (Beaudet et al., 2008).

      Toutefois, la vulnérabilité des sols à l'érosion hydrique est aussi fonction de l'occupation agricole du territoire. Dans une étude de modélisation historique du bassin versant de la rivière Chaudière (Savary et al., 2009), on voit que la lame d'eau annuelle, la charge en sédiments et le débit d'étiage à l'exutoire du bassin versant ont été fortement influencés par l'évolution de la superficie agricole. Dans l'étude de Quilbé et al. (2008b), on note que les incertitudes liées aux scénarios climatiques ne permettaient pas d'évaluer l'impact des différents scénarios de l'utilisation du territoire sur les différents paramètres hydrologiques étudiés.

      On sait que les choix de gestion des producteurs agricoles peuvent augmenter les risques d'érosion appréhendés, dans le cas d'un accroissement des superficies en culture laissant le sol exposé à l'érosion. En revanche, ces risques peuvent être atténués par une amélioration des pratiques de conservation des sols et par la gestion des ressources en eau.

      1.7.3.2.5.5. Les autres facteurs de stress

      Les changements climatiques risquent d'accroître les stress hydriques et thermiques qui menacent toujours les cultures et plus particulièrement les productions horticoles. La combinaison simultanée ou successive de différents stress climatiques cause des dommages immédiats aux cultures ou encore les rend plus vulnérables aux maladies. Plus précisément, quand les températures changent radicalement et trop rapidement, les plantes ne peuvent s'acclimater au même rythme, et l'on observe des problèmes d'insolation tels que brûlures et chancres au collet sur les carottes, laitues, radis et bon nombre d'autres plantes maraîchères. On relève également des cas d'asphyxie racinaire dans la pomme de terre, le maïs et le soya qui proviennent d'épisodes de précipitations abondantes qui, en laissant plusieurs centimètres d'eau dans les baissières, créent des conditions asphyxiantes aux racines. Dans ces circonstances, les délais pour le drainage de l'eau excédentaire des champs permettent l'entrée des champignons secondaires.

      Des modifications des populations d'agents pathogènes et d'insectes sont inéluctables, ces derniers étant étroitement affectés par la température et l'humidité. Une évaluation de l'ampleur des impacts de ces éléments demeure toujours difficile. Cette lacune est due aux différences parfois importantes entre les scénarios climatiques, aux réponses non linéaires des systèmes biologiques aux paramètres environnementaux et à la capacité non prévisible des organismes de s'adapter génétiquement aux nouvelles conditions environnementales (Scherm, 2004). L'efficacité des traitements de contrôle des mauvaises herbes peut diminuer, en partie à cause de l'effet direct d'une augmentation de la concentration atmosphérique du CO2 sur la croissance des racines des mauvaises herbes (Ziska et Goins, 2006).

      Les changements climatiques auront des conséquences aussi sur les productions animales qui dominent l'agriculture au Québec. Le danger que peuvent poser les vagues de chaleur a été mis en évidence en juillet 2002 quand au moins 500 000 volailles ont péri, malgré les systèmes de ventilation modernes. À l'opposé, des conditions hivernales moins rudes pourraient avoir pour effets un plus grand gain de poids chez les bovins de boucherie élevés en plein air et une réduction des besoins en chauffage des poulaillers et des porcheries.

      1.7.3.2.5.6. Les facteurs socioéconomiques

      Tracer un portrait intégré des impacts potentiels des changements climatiques sur le secteur agricole exige que l'on tienne compte de la situation décisionnelle des producteurs (Wall et al., 2004). Le projet européen Assessing climate change effects on land use and ecosystems (ACCELERATES) (Rounsevell et al., 2006) visait justement à intégrer divers modèles biophysiques avec des modèles socio-économiques afin d'évaluer la sensibilité future des agroécosystèmes européens. Il a permis de conclure que les impacts les plus importants sont liés aux scénarios socio-économiques plutôt que climatiques. L'incertitude inhérente à ces scénarios empêche de tirer des conclusions claires quant à l'avenir de l'agriculture.

      De nombreux autres facteurs influencent les activités agricoles, dont l'évolution des marchés domestiques et internationaux liée aux accords commerciaux, l'action des gouvernements et leurs programmes d'appui au revenu agricole, l'évolution des technologies, la capacité de gestion des entreprises, l'accès au financement, la réglementation en matière d'environnement. En particulier, il faudra tenir compte des impacts des changements climatiques sur l'agriculture hors Québec, qui provoqueront des changements dans les marchés mondiaux des produits agricoles potentiellement aussi importants que les impacts directs sur la production québécoise.

      1.7.3.2.6. Les transports

      Les transports sont essentiels à la vie de tous les jours. En assurant les déplacements des personnes et des biens nécessaires aux activités culturelles, sociales et économiques, ils constituent l'un des premiers moyens de communication. L'existence de systèmes de transport efficaces, fiables et sécuritaires représente un atout considérable pour l'économie du Québec, puisque leur efficacité est un élément important de productivité et de compétitivité tant pour les affaires internes que dans les échanges avec l'extérieur. Une interruption des transports, même momentanée, surtout en région éloignée, peut signifier entre autres des risques accrus pour la santé humaine, une diminution de la qualité de vie et des pertes économiques importantes pour les producteurs de biens et services tels que les productions agricoles ou les activités touristiques. Globalement, on estime que la demande finale en transport au Québec (c'est-à-dire l'ensemble des achats de biens et de services reliés au transport) représente 12 % de la valeur du produit intérieur brut.

      1.7.3.2.6.1. Les impacts

      Les modifications des moyennes de températures et de précipitations de même que de la fréquence et de la sévérité des événements climatiques extrêmes affecteront à la fois l'usage des moyens de transport et les infrastructures nécessaires à leur fonctionnement. Elles toucheront plus particulièrement le transport terrestre, mais aussi les transports maritime et aérien entre autres par leurs efforts sur les infrastructures.

      1.7.3.2.6.2. Les transports terrestres

      Sur le plan interne, les transports terrestres constituent la part la plus importante des activités de transport des personnes et des marchandises. À cet égard, le réseau routier joue le rôle principal, suivi du rail qui assure une bonne part du transport des marchandises.[...]

      1.7.3.2.6.3. La viabilité hivernale

      La conduite en hiver sur les routes du Québec représente un défi, en raison surtout des conditions difficiles et changeantes. Or, les tempêtes hivernales, bien que moins fréquentes, s'intensifieraient selon les projections faites pour l'hémisphère Nord (Cohen et Miller, 2001).

      Dans leur Analyse de simulations régionales du climat et d'indices climatiques associés au transport routier dans le Sud du Québec, Brown et Chaumont (2009) concluent que, selon les scénarios climatiques, le climat hivernal de la période 2041-2070 serait plus chaud et plus humide avec une arrivée plus tardive de la période de gel et une arrivée plus hâtive de la période de dégel, ce qui entraînerait une diminution de la période de gel de 24 jours. Le nombre annuel d'événements de chutes de neige diminuerait alors que le nombre d'événements de pluies hivernales augmenterait, tout comme les événements de redoux. La quantité de précipitations par événement serait aussi en hausse d'environ 10 % et 20 % pour les chutes de neige et les pluies hivernales respectivement. La gestion des opérations de viabilité hivernale, qui couvre l'ensemble des mesures prises par les divers acteurs pour combattre ou s'adapter à la dégradation des conditions de circulation en hiver, deviendrait alors plus complexe, notamment en présence de mélange de plusieurs types de précipitations (pluie, neige, verglas, grésil).

      1.7.3.2.6.4. La chaussée

      Dans le Sud du Québec, les écarts de température peuvent atteindre 25 °C en quelques heures. Pendant plus de quatre mois, le sol gèle à des profondeurs de 1,2 m à 3,0 m, et les précipitations peuvent atteindre jusqu'à 1 000 mm par an (MTQ, 2006b). Au printemps, après avoir résisté à la déformation due au gel profond, la route doit être en mesure de supporter des charges importantes, alors que la résistance de la chaussée est réduite de 40 % (Frigon, 2003). Or, les scénarios dérivés des modèles climatiques laissent présager une augmentation de l'incidence des épisodes de redoux (MDDEP, 2006c). Les cycles de gel-dégel, la profondeur du gel et une présence accrue d'eau sur la chaussée accentuent certains phénomènes de dégradation des revêtements ; ces nouvelles conditions climatiques ont une incidence sur l'état des chaussées et, par conséquent, sur les coûts d'entretien.

      1.7.3.2.6.5. Les glissements de terrain

      La majeure partie du Québec habité se trouve sur des sols argileux propices aux glissements de terrain (voir l'encadré), et toute hausse du nombre des glissements aurait des conséquences importantes sur la sécurité des personnes et des biens. Bien que les connaissances sur les liens entre le climat et la géologie du Sud du Québec soient limitées, il est à craindre qu'une augmentation des précipitations intenses attribuable aux changements climatiques ne se traduise par une augmentation encore plus importante du nombre de glissements de terrain et de ruptures du réseau routier.

      1.7.3.2.6.6. Les glissements de terrain au Québec

      Au Québec, des centaines de glissements de terrain se produisent chaque année et la plupart surviennent dans des sols argileux (voir la figure 24). Il est connu que l'infiltration de l'eau dans les sols, à la suite de la fonte des neiges printanière ou au moment des précipitations, est l'une des deux causes principales de déclenchement de glissements de terrain, l'autre étant l'érosion progressive des berges à cause de cours d'eau ou d'interventions humaines déstabilisantes. Or, les événements météorologiques extrêmes prennent souvent la forme de fortes quantités de pluie, causant fréquemment des crues importantes. Les nombreux glissements de terrain qui surviennent au printemps ou à l'occasion d'événements exceptionnels – comme les pluies diluviennes de juillet 1996 au Saguenay Lac-St-Jean, où plus de 1 000 glissements de terrain ont eu lieu en moins de 36 heures (MTQ, 2000) – en sont la preuve.

      Figure 24 – Inventaire des demandes d'intervention pour des glissements de terrain au Québec, entre 1972 et 2005 (carte fournie par le MTQ) (DesJarlais, C., et al., 2010).

      La zone en gris foncé montre les limites de l'invasion marine postglaciaire à dépôts argileux

      Figure 24 modif

       

      1.7.3.3. Le tourisme et les loisirs

      Sur les plans de l'économie et de l'emploi, les activités de tourisme et de loisir comptent sans aucun doute parmi les plus importantes activités économiques potentiellement touchées par les changements climatiques — les recettes touristiques dépassent les 10 milliards de dollars annuellement. En effet, le climat est un facteur déterminant des activités touristiques, sportives et de plein air, soit directement (soleil, beau temps, neige et glace), soit indirectement (paysages et végétation). Il conditionne, par exemple, la nature et la durée des activités liées à la neige et au froid (ski, motoneige), à l'eau (baignade, activités nautiques) ou encore à la couleur automnale des feuilles (randonnée), tout comme il influence les conditions de vie du gibier (chasse) ou du poisson (pêche). Il peut même influencer le nombre et la durée des séjours culturels. Malgré cette importance du climat pour le tourisme et les loisirs, les connaissances au sujet de ses impacts sur ce secteur et des capacités d'adaptation de ce dernier à la variabilité climatique demeurent limitées (Scott et Jones, 2006).

      1.7.3.3.1. Les impacts appréhendés

      Parmi les activités touristiques, seules les industries du ski et du golf ont fait l'objet d'études à ce jour et le ski est de loin l'industrie qui a été la mieux analysée. À cet égard, il peut être utile de rappeler que le Québec représente le plus grand marché régional du ski au Canada avec 80 stations, 37 % du marché national et près de 7 millions de visiteurs annuellement. De ceux-ci, environ 80 % proviennent du Québec, 11 % de l'Ontario, 6 % des États-Unis, 2 % d'outre-mer et 1 % des Maritimes (Archambault, 2008).

      L'impact économique annuel total de l'industrie du ski au Québec est évalué à quelque 600 millions de dollars incluant, entre autres, les dépenses relatives à l'achat de l'équipement et des vêtements, au transport, à l'hébergement, à la restauration et à l'acquittement de droits pour pratiquer l'activité. Au Québec, un total de 32 500 emplois sont associés à l'industrie du ski (Archambault, 2008).

      Selon Singh et al. (2006) et Scott et al. (2007), l'industrie québécoise du ski devra vraisemblablement s'adapter à des conditions climatiques plus difficiles au cours des prochaines décennies. Les régions du Sud du Québec (Montréal, Estrie) verraient s'accentuer des conditions douces et pluvieuses qui raccourciront la saison de ski. Certaines des périodes les plus rentables (Noël, Pâques, la semaine de relâche scolaire) pourraient aussi être touchées. Un réchauffement (moins de froid et de vent) aurait néanmoins pour effet d'augmenter le nombre de journées skiables et la fréquentation des pistes, surtout en janvier et en février. [...]

      Sur le plan de la demande, le Québec qui conservera une large proportion de neige naturelle, pourrait être avantagé en raison de l'attrait de celle-ci et de la qualité de ski qu'elle assure, notamment dans les stations qui peuvent attirer une clientèle de l'extérieur. [...]

      Des répercussions sérieuses sont à craindre sur d'autres activités hivernales, telles que la motoneige, le ski de randonnée et la raquette, où les moyens d'adaptation sont moins efficaces. Selon un scénario pessimiste, on a estimé (Scott et al., 2002a ; Scott et Jones, 2006) que la réduction de la couverture de neige pourrait entraîner une réduction allant jusqu'à 50 % de la saison de motoneige dans plusieurs régions du Canada. Or, il s'agit d'une autre activité touristique aux retombées économiques majeures, notamment pour les régions ressources. Ici encore les impacts négatifs des changements climatiques pourraient être compensés par l'avantage concurrentiel accru sur les régions plus au sud.

      La pêche sur glace présente aussi une grande vulnérabilité aux hausses des températures, qui entraînent une augmentation des risques pour la sécurité des pêcheurs. Enfin, des événements comme les festivals d'hiver seraient également touchés.

      En été, 75 % de la fréquentation des terrains de golf s'étale de juillet à septembre. On estime que la saison du golf pourrait, dans un contexte de changements climatiques, être prolongée de deux à trois semaines (Singh et al., 2006), essentiellement au début de la saison. L'occurrence de journées défavorables devrait cependant augmenter, avec une fréquence accrue de canicules et de journées de pluie, si une hausse des précipitations se confirme.

      Les besoins accrus en irrigation découlant de l'augmentation de la chaleur représentent le principal défi pour les terrains de golf, dans la mesure où ils deviendraient problématiques et source de conflits d'usage dans le contexte d'une baisse des niveaux d'eau. Les variétés actuelles des gazons se détérioreraient plus rapidement pendant la saison estivale. Par ailleurs, les redoux hivernaux et les conditions climatiques futures favoriseraient les bactéries et autres agents pathogènes. La qualité de drainage des terrains de golf serait également touchée par l'intensité et la récurrence des précipitations, et leur entretien serait plus coûteux si l'augmentation de l'évapotranspiration devait résulter en un assèchement des terrains. Ces nouvelles contraintes climatiques seraient cruciales pour les exploitants, qui doivent également composer avec les normes environnementales liées à l'utilisation des produits d'entretien, auxquelles il faut se conformer (Singh et al., 2006).

      En ce qui a trait aux autres activités touristiques estivales, malgré le manque d'études, on peut présumer une augmentation des activités telles que les randonnées, la fréquentation des parcs, les activités récréatives nautiques et la navigation de plaisance (Jones et Scott, 2005 ; Scott et al., 2002b). Plusieurs régions touristiques au climat plus froid seraient avantagées par un réchauffement des températures et, d'une façon générale, le Québec serait favorisé par rapport aux régions plus au sud, ce qui viendrait améliorer son bilan touristique. Les impacts négatifs proviendraient de l'accroissement des précipitations, des canicules ou de la dégradation de la qualité de l'eau, notamment en raison de la prolifération des cyanobactéries et d'autres espèces nuisibles (MDDEP, 2009a). La pêche serait perturbée, puisque les poissons sont sensibles même à de faibles variations de la température.

      1.7.3.4. La santé des populations

      Les changements climatiques posent un défi pour la santé humaine. Leurs impacts sont soit directs (par exemple, mortalité due aux coups de chaleur), soit indirects (par exemple, recrudescence d'insectes pathogènes). Les paragraphes suivants décrivent ce que l'on sait des principaux impacts des changements climatiques sur la santé humaine, notamment ceux du réchauffement moyen, des vagues de chaleur et des îlots thermiques urbains, de la pollution atmosphérique, des feux de forêt ou de friche, des tempêtes estivales et hivernales ainsi que de l'exposition aux rayons ultraviolets (UV). On aborde ensuite les effets plus indirects sur la quantité et la qualité des ressources hydriques, les maladies zoonotiques [(des maladies liées aux animaux)] et à transmission vectorielle, et enfin certains autres effets.

      La deuxième partie de cette section porte sur les mesures d'adaptation pour chacune des sources de vulnérabilité énumérée précédemment. À cet égard, les populations montrent des degrés de vulnérabilité différents aux changements climatiques, ce qui complique l'instauration de ces mesures.

      1.7.3.4.1. Les impacts et les sensibilités

      1.7.3.4.1.1. Le réchauffement moyen

      Au Québec, la hausse des températures moyennes pourrait, sans adaptation, entraîner une augmentation du taux annuel de mortalité (voir la figure 25). L'étude de Doyon et al. (2006, 2008) sur l'impact des changements climatiques sur la mortalité dans les villes de Montréal, Québec et Saguenay prévoit une hausse de la mortalité estivale de causes non traumatiques de l'ordre de 2 % à l'horizon 2020 et de 10 % à l'horizon 2080, selon le scénario A2 (GIEC, 2001a). Cette hausse ne serait pas entièrement compensée par une baisse de la mortalité en automne et en hiver. Donc, sur une base annuelle, la hausse du taux de mortalité serait de l'ordre de 0,5 % à l'horizon 2020 et de 3 % à l'horizon 2080, soit une augmentation de l'ordre de 150 décès vers 2020 et de 1 400 vers 2080 pour le Québec méridional au sud du 50e parallèle ; ces excès n'incluent pas les décès supplémentaires pendant les canicules. L'intervalle de confiance à 95 % de ces chiffres montre cependant une grande étendue des valeurs possibles, qui varient aussi selon les scénarios climatiques. Cette augmentation toucherait la plupart des régions du Québec, à l'exception de la Côte-Nord et de la Gaspésie, avec une progression d'intensité de l'est vers l'ouest.

      Figure 25 – Variation de la mortalité pendant l'été au Québec (villes et régions) selon divers scénarios (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Figure 25 modif

      Ces conclusions sont similaires à celles présentées pour plusieurs villes des États-Unis par Kalkstein et Green (1997) qui estimaient le nombre de décès au cours des journées chaudes comme étant trois fois plus important qu'au cours des journées froides. Elles contredisent cependant celles de Keatinge et al. (2000), qui ont prévu une diminution annuelle nette de la mortalité au Royaume-Uni en raison d'une diminution de la mortalité pendant l'hiver, probablement en raison de l'adaptation au froid (chauffage abordable, isolation des logements).

      Ces simulations ne considèrent ni le vieillissement de la population ni l'augmentation de la pollution atmosphérique qui peuvent élever substantiellement le taux de mortalité, ni les mesures d'adaptation qui peuvent le diminuer tout autant. Notons à cet égard qu'au Québec il y aura de plus en plus de gens âgés de 65 ans et plus, la proportion devant passer de 12 % en 2001 à environ 24 % en 2025 (ISQ, 2009), et que la mortalité pour ce groupe d'âge est de deux à trois fois plus importante que pour les personnes âgées entre 15 et 64 ans (Doyon et al., 2006). D'autres aspects méthodologiques sont aussi avancés pour expliquer ces différences (Gosselin et al., 2008).

      1.7.3.4.1.2. Les vagues de chaleur et l'effet d'îlot thermique urbain

      Des températures plus élevées, un humidex quotidien en hausse depuis les quatre dernières décennies à Montréal et à Québec ainsi que des vagues de chaleur plus fréquentes et plus intenses représentent des risques importants pour la santé humaine (Environnement Canada, 2004a et 2004b). À ces événements, il faut ajouter l'effet d'îlot thermique urbain (EITU), généré par les recouvrements asphaltés et les matériaux des infrastructures et bâtiments qui absorbent la chaleur et rehaussent la température de l'air ambiant de 0,5 °C à 5,6 ºC dans les milieux urbains (Oke, 1982). La chaleur peut provoquer de l'inconfort, allant d'une faiblesse aux troubles de la conscience, mais aussi des syncopes et des coups de chaleur pouvant s'avérer mortels (Besancenot, 2004). Indirectement, la chaleur peut également aggraver des pathologies chroniques. [...]

      Les populations du Sud du pays sont plus sensibles à une fréquence accrue des épisodes de chaleur accablante, tandis que celles du Nord souffrent davantage d'une hausse des températures, n'y étant pas acclimatées (Santé Canada, 2005). Plusieurs études scientifiques (Commission de la santé et de la sécurité du travail, 2004 ; Direction de la santé publique de Montréal, 2004) ont fait mention de personnes à vulnérabilité accrue en fonction de caractéristiques environnementales (par exemple, logement, travail, accès aux lieux frais) ou individuelles (par exemple, maladie, handicap, âge).

      Les études de Bélanger et al. (2006, 2007, 2008) ont jeté une lumière nouvelle sur la vulnérabilité de certains groupes à la chaleur. Elles ont mis en relief certains facteurs connus, et documenté de nouvelles associations pouvant aggraver l'impact des vagues de chaleur, notamment :

      1) le fait de vivre seules pour les personnes âgées ;
      2) la précarité économique ;
      3) une mobilité restreinte ;
      4) des problèmes neurologiques chroniques (épilepsie, sclérose en plaques) ;
      5) un faible soutien social ;
      6) le type de logement occupé (dont certains immeubles d'appartements) ;
      7) le manque d'accès à des activités récréatives en périodes de canicule
      (tels que des lieux de baignade).

      Le rapport entre les immeubles d'appartements comptant plusieurs étages et la hausse du taux de mortalité dans les épisodes de canicule a été établi par plusieurs chercheurs (Klinenberg, 2002 ; Dixsaut, 2005) et cette vulnérabilité a aussi été documentée dans les perceptions de la population pour l'ensemble du Québec (Bélanger et al., 2006). Une étude menée à Montréal (Smargiassi et al., 2009) suggère aussi que la mortalité estivale survenant à la maison ou dans un centre de soins prolongés augmente lorsque la bâtisse est localisée dans un îlot de chaleur urbain (tel que déterminé par des cartes satellitaires) ; cette augmentation était de l'ordre de 20 % quand on comparait les décès survenant les jours avec une température moyenne de 20 °C et ceux avec 26 °C, mais variait selon différents autres facteurs.

      Une étude exploratoire réalisée dans la région de l'Estrie et traitant de l'usage de médicaments au cours d'épisodes de chaleur accablante a mis en évidence l'importance des mises en garde de la part des pharmaciens (Albert et al., 2006). On y fait ressortir un fort pourcentage (30,2 %) de personnes âgées de 65 ans et plus prenant des médicaments dont l'effet peut être compromis par la déshydratation ou qui peuvent empêcher la perte calorique ou encore nuire à la fonction rénale.

      Près de 5 % des personnes âgées avaient trois ordonnances ou plus de médicaments de ce type, à prendre simultanément. Les connaissances sur ce sujet demeurent restreintes, ce qui limite toute interprétation quant aux impacts possibles en lien avec le climat.

      1.7.3.4.1.3. La pollution atmosphérique

      Un deuxième ensemble d'impacts des changements climatiques sur la santé humaine est lié à l'incidence de l'augmentation des températures sur la pollution atmosphérique, notamment les pollens, l'ozone et les particules en suspension. Or, la population urbaine (80,4 % des Québécois) est particulièrement vulnérable aux problèmes de qualité de l'air, surtout dans la région de l'île de Montréal (ISQ, 2005a et 2005b). Les estimations actuelles de mortalité et de morbidité pour le Québec liées à la pollution atmosphérique sont appréciables (Bouchard et Smargiassi, 2008) : sur une base annuelle, on compte près de 2 000 décès prématurés et quelque 250 000 jours/personnes symptomatiques d'asthme liés à la pollution pour une population de 3,6 millions de personnes. La charge sanitaire totale associée à la pollution de l'air pourrait donc augmenter substantiellement dans un contexte de changements climatiques.

      1.7.3.4.1.4. Les pollens

      L'Organisation mondiale de la Santé (OMS) a émis l'hypothèse qu'un climat plus chaud et plus humide augmente la concentration atmosphérique de certains pollens suscitant, par le fait même, une recrudescence des affections allergiques, telles que la rhinite allergique et l'asthme (McMichael et al., 2003). La rhinite allergique constitue un sérieux problème de santé publique dans les pays industrialisés, altérant la qualité de vie des populations, causant absentéisme et perte de productivité et entraînant d'importants coûts d'hospitalisation, de médicaments et de consultations médicales (Breton et al., 2006 ; Garneau et al., 2006). La rhinite allergique se classe au 5e rang (9,4 %) des problèmes de santé déclarés (ISQ, 2009) et touche surtout les enfants et les jeunes adultes. Sa prévalence semble avoir augmenté de 6 % depuis 1987 (Garneau et al., 2006), mais plusieurs facteurs externes autres que le climat peuvent y avoir contribué. Pour les régions de Québec et de Montréal, on a documenté entre 1994 et 2002 une hausse à la fois des concentrations polliniques et de la fréquence des consultations médicales pour cause de rhinite.

      1.7.3.4.1.5. L'ozone

      L'ensoleillement contribue à la formation d'ozone troposphérique (O3) dans les milieux urbains, un gaz nuisible à la santé humaine et composant principal du smog estival au Québec. La modélisation des données sur les changements climatiques au Canada soutient l'hypothèse qu'une hausse des températures favorisera l'augmentation des concentrations ambiantes d'O3 ainsi qu'un accroissement de la durée de dépassement des normes (Lamy et Bouchet, 2008). L'ozone troposphérique est responsable de dommages aigus et chroniques au système respiratoire ; les réactions aiguës sont particulièrement préoccupantes chez les asthmatiques. L'ozone peut provoquer l'irritation des yeux et des voies respiratoires, une réduction des fonctions respiratoires, une aggravation des maladies des voies respiratoires ou cardiaques et même une mort prématurée (Santé Canada, 2009).

      1.7.3.4.1.6. Les particules

      En ce qui concerne les particules, les mêmes simulations indiquent qu'elles demeureraient stables ou régresseraient légèrement. Les auteurs de ces simulations canadiennes soulignent cependant que les relations des changements climatiques avec les particules font toujours l'objet de nombreuses études et demanderaient plus de recherches. Il faut spécifier que ces simulations ne touchaient que l'été et n'incluaient donc pas le smog d'hiver, principalement lié (au Québec) aux particules fines trouvant leur source dans le chauffage au bois pour 47 % du total (MDDEP, 2002). Ces résultats sur les particules méritent en effet d'être considérés comme préliminaires si l'on consulte quelques études récentes menées aux États-Unis. Ainsi, selon Pye et al. (2009), le changement climatique seul (avec le modèle GEOS-Chem, sous le scénario A1B) amènerait pour 2050 une augmentation des aérosols (sulfates et ammoniums) pour le Midwest et le Nord-Est américain, alors que les niveaux décroîtraient ailleurs aux États-Unis, pour une augmentation à l'échelle nationale, avec des variations saisonnières importantes.

      Une analyse des effets sur la santé menée par une modélisation historique combinant le climat et la pollution atmosphérique (Jacobson, 208) conclut que les concentrations d'ozone et de particules se sont élevées simultanément avec les concentrations de CO2 depuis l'ère préindustrielle, avec une augmentation de la mortalité de 1,1 % par degré Celsius, dont 60 % est attribuable à l'effet des particules, et 40 % à l'ozone.

      Comme le signale l'évaluation états-unienne sur la santé et les changements climatiques (Ebi et al., 2008), la plupart des études menées jusqu'ici ne concernaient que l'ozone, et des recherches supplémentaires sur les particules sont nécessaires avant de conclure quoi que ce soit. Ce qui est très bien connu par contre, c'est que les particules fines (d'une taille inférieure à 2,5 μm — PM2,5) sont associées à des hospitalisations et à une augmentation de la morbidité cardiorespiratoire, tout en aggravant notamment l'asthme (Dominici et al., 2006 ; Goldberg et al., 2001), et que l'impact nocif des vagues de chaleur est amplifié par la pollution atmosphérique, tant de l'ozone que des particules en suspension (OMS, 2008).

      Ces particules sont émises par divers processus de combustion dont celle du bois de chauffage, de plus en plus populaire (Bélanger et al., 2008). Ainsi, Montréal a connu à l'hiver 2008-2009 la pire saison de smog (lié aux particules) de son histoire, soit 68 jours par rapport au record précédent de 19 jours en 2005, le chauffage au bois y contribuant en grande partie. Alors que le recours à ce type de chauffage est recommandé par le ministère des Ressources naturelles du Canada en cas de panne d'électricité pour augmenter la résilience et l'indépendance énergétique des ménages, dans les faits, il constituerait une mauvaise adaptation en raison de ses impacts sanitaires importants (Bélanger et al., 2008). Son usage a d'ailleurs fait récemment l'objet d'une réglementation plus stricte de la Ville de Montréal.

      1.7.3.4.1.7. Les feux de forêt ou de friche

      L'impact des feux de forêt sur la santé constitue une autre préoccupation majeure. En plus de leur impact économique important sur l'industrie forestière, les feux de forêt émettent dans l'atmosphère des composés chimiques, à savoir des particules, des oxydes d'azote, du monoxyde de carbone ou encore des composés organiques. Ces émissions peuvent, chez l'être humain, entraîner des problèmes d'irritation des voies respiratoires, une aggravation des maladies chroniques et des intoxications imputables à l'inhalation de fumée. Des syndromes aigus peuvent aussi survenir chez les pompiers qui combattent ces incendies et chez les travailleurs de la forêt longuement exposés à la fumée (Dost, 1991). À ces impacts directs, il faut ajouter les effets indirects sur la santé de la population et des travailleurs liés au stress post-traumatique et à toutes ses conséquences souvent sévères.

      Les scénarios actuels pour la forêt boréale ne prévoient pas de modifications notables du régime des pluies et des feux de forêt au Québec, mais l'incertitude persiste (Ouranos, 2004) car le Nord-Est américain et l'Ontario semblent au contraire s'orienter plutôt vers une augmentation des feux (Lemmen et al., 2008 ; Ebi et al., 2008), ce qui exposerait davantage la population québécoise par le biais du transport atmosphérique transfrontalier des polluants.

      Figure 26 – Image satellitaire des particules polluantes de monoxyde de carbone émises par des feux de forêt et de friche touchant le Midwest états-unien et les Prairies canadiennes, en juillet 2004. Le niveau de pollution augmente de bleu à vert, jaune et rouge (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Figure 26 modif

      Pour l'ensemble du Canada, l'évolution future des feux de forêt serait à la hausse, sauf peut-être dans certaines portions du Québec où leur nombre pourrait demeurer stable (Lemmen et al., 2008). De même, on s'attend à une hausse marquée des feux de forêt dans tout l'Ouest du continent américain (Ebi et al., 2008). En tenant compte du transport de longue distance dont la dominante circule d'ouest en est, les risques d'exposition aux particules provenant des feux de forêt seraient donc accrus. La figure 26, p. 71 illustre un épisode de transport de longue distance de pollution provenant de feux de forêt et de friche du Midwest américain et des Prairies canadiennes en juillet 2004 (zones polluées en jaune et rouge), notamment vers le Québec.

      1.7.3.4.1.8. Les tempêtes estivales et hivernales

      Les tempêtes produisent aussi des effets sanitaires importants. Les tempêtes estivales de pluies violentes entraînant des inondations peuvent causer des blessures, des problèmes cardiaques et des décès par noyade. Les effets indirects prennent la forme de maladies infectieuses (conjonctivites et dermatites) causées par les contaminants présents dans l'eau des crues, de gastroentérites dues à la contamination microbiologique des sources d'eau potable et de problèmes respiratoires provoqués par les moisissures.

      À cause des pertes affectives ou matérielles importantes liées à ces événements (perte du domicile, de l'emploi), les sinistrés et les intervenants peuvent souffrir d'un syndrome de stress post-traumatique pouvant mener à la dépression, à l'angoisse, à des troubles psychosociaux, voire au suicide (OMS, 2005).

      Les tempêtes hivernales se traduisent par des blessures, des engelures, de l'hypothermie et quelquefois des décès (100 Canadiens chaque année) (Institut de prévention des sinistres catastrophiques, 2005).

      La pluie verglaçante pendant cinq jours consécutifs au Québec, en janvier 1998, a laissé plus de 3 millions de personnes sans électricité, et pour des centaines de milliers d'entre eux pendant près de 40 jours. Cet épisode a occasionné quelque 21 décès et 200 intoxications au monoxyde de carbone (Roy, 1998), principalement en Montérégie et dans l'île de Montréal. (Tremblay et al., 1998). Laplante et al. (2004) ont mené une étude sur 224 femmes sélectionnées, qui étaient alors enceintes ou qui le sont devenues dans les trois mois suivant cette tempête. Les facteurs de stress « objectifs » (le nombre de jours sans électricité) et les réactions « subjectives » (syndrome de stress post-traumatique) ont été évalués. Les résultats montrent un lien entre un stress prénatal important chez la mère et une mortalité périnatale élevée, des différences de développement psychomoteur chez les enfants âgés de 2 à 5,5 ans et des troubles de comportement chez ceux âgés de 4 à 5,5 ans. [...]

      1.7.3.4.1.9. Les effets des changements climatiques sur la quantité et la qualité des ressources hydriques

      Dans le Sud, les changements climatiques pourraient entraîner une baisse des niveaux et des débits des cours d'eau, une modification du régime pluviométrique et une hausse de la salinité des eaux du Saint-Laurent (Bourgault, 2001). Il s'agit d'une projection inquiétante, car plus de 70 % de la population tire son eau potable des eaux de surface (MDDEP, 2004). Les risques de contamination microbienne, chimique et par biotoxines naturelles seraient plus élevés. La population en général serait touchée par des pénuries d'eau sur les plans physique et psychologique ; les familles déjà en situation précaire vivraient davantage d'insécurité sur le plan alimentaire, en ayant à acheter leur eau (Direction de la santé publique de la Montérégie, 2004). De plus, les pénuries d'eau, causées par la diminution de la capacité des aqueducs, présentent un risque accru en cas d'incendie, accompagné de blessures, décès et incidences psychologiques importantes pour les familles qui assistent à la destruction de leurs biens personnels (Enright, 2001).

      Des maladies d'origine hydrique pourraient se manifester si des micro-organismes pathogènes migraient vers les eaux souterraines ou de surface utilisées comme sources d'approvisionnement (Conseil canadien des ministres de l'Environnement, 2005a et 2005b). Le phosphore, l'ensoleillement et la température sont les principaux facteurs responsables de la prolifération d'algues ou fleurs d'eau de cyanobactéries (MDDEP, 2009a). Au Québec, ce phénomène a déjà touché quelque 156 lacs et cours d'eau différents entre 2004 et 2008 (MDDEP, 2009b), dont certains pendant plusieurs saisons estivales, et a mené à des interdictions de consommer l'eau et de se baigner, sans provoquer toutefois de maladies humaines rapportées à ce jour.

      Les cyanotoxines produites par les cyanobactéries peuvent causer une irritation de la peau, des dommages hépatiques ou nerveux sérieux, tant par contact cutané que par ingestion d'eau (American Water Works Association, 1999 ; Agriculture et Agroalimentaire Canada, 2003). Les jeunes enfants, les personnes âgées et les malades chroniques risquent davantage de présenter des symptômes sévères résultant de la contamination de l'eau. Les amateurs d'activités aquatiques sont particulièrement vulnérables à la contamination par biotoxines naturelles (MSSS, 2008).

      Pour ce qui est de la capacité de traitement des usines québécoises face aux cyanobactéries, par contre, il semble bien que leur état actuel et les améliorations déjà en chantier soient amplement suffisants pour se prémunir contre les risques liés aux biotoxines provenant de ces algues (Barbeau et al., 2008).

      Une étude récente a permis de montrer que les projections climatiques actuelles tendent vers une modification de la distribution intra-mensuelle des événements de pluie pendant l'été ainsi que, vraisemblablement, vers une augmentation des intensités de chaque événement pluvieux (Mailhot et al., 2008a), fournissant un contexte susceptible d'entraîner l'éclosion de maladies infectieuses d'origine hydrique. Plusieurs études suggèrent une relation étroite entre l'émergence d'épisodes de maladies hydriques et des événements météorologiques extrêmes (MacKenzie et al., 1994 ; Rose et al., 2000 ; Thomas et al., 2006). Curriero et al. (2001) ont ainsi montré, à partir de données observées aux États-Unis dans la période 1984-1994, que l'éclosion d'épisodes d'infections hydriques était précédée, dans 68 % des cas, d'événements de pluies intenses (80e percentile et plus). Une récente étude menée dans plusieurs régions rurales du Québec arrive à la même conclusion (Febriani et al., 2008). Cela suggère fortement que les épisodes pluvieux, sans être l'unique facteur en cause, jouent tout de même un rôle prépondérant (Watson et al., 2005).
      Il demeure à l'heure actuelle très difficile de déterminer, de façon précise, l'incidence qu'une modification, par exemple de l'occurrence des pluies extrêmes, pourra avoir sur la fréquence et l'ampleur des éclosions de maladies hydriques (Patz et al., 2000 ; Benson et al., 2000 ; Huntingford et al., 2007). Les autres facteurs responsables de ces éclosions sont variés et peu évalués. Des variations importantes de la qualité de l'eau d'approvisionnement associées à des équipements de traitement inadéquats des usines de production d'eau potable, ou encore des conditions d'opération non optimales de ces usines sont autant de facteurs pouvant être mis en cause (Rizak et Hrudey, 2008). [...]

      Au Nunavik, une personne sur cinq est âgée de moins de cinq ans ; il s'agit là d'un groupe à risque pour les maladies gastroentériques en raison de la fragilité du système immunitaire des enfants (Martin et al., 2005a et 2005b). Les changements pressentis mettent en évidence l'urgence d'améliorer les systèmes de monitorage environnemental et de surveillance sanitaire pour détecter et traiter rapidement les problèmes de santé liés à la qualité de l'eau (Owens et al., 2006).

      1.7.3.4.1.10. L'émergence et l'intensification des maladies zoonotiques et à transmission vectorielle

      Les changements climatiques pourraient modifier l'aire de distribution des parasites et des maladies transmises par des animaux, des insectes et des tiques, entraînant une hausse des maladies infectieuses existantes ou même l'apparition de nouvelles maladies infectieuses au Québec. Au nombre des maladies zoonotiques transmissibles à l'humain, on compte le syndrome pulmonaire à hantavirus (SPH), causé par un virus qui peut infecter certains rongeurs. Un climat plus chaud pourrait entraîner la propagation des rongeurs dans de nouvelles régions. Plusieurs rongeurs indigènes peuvent servir de vecteurs de cette maladie ; un premier cas a été rapporté au Québec en 2005 (Direction de la santé publique, 2005).

      La rage est une autre maladie transmissible à l'être humain par des morsures ou des griffures d'animaux infectés. Les changements climatiques pourraient occasionner des modifications de l'habitat, de la durée d'hibernation et des conditions de reproduction des animaux-réservoirs, et avoir ainsi pour effet de propager cette maladie dans le Nord du Québec (Institut de recherche forestière de l'Ontario, 2003).

      Au Québec, il existe actuellement peu d'espèces de moustiques vecteurs de maladies virales transmissibles à l'humain. Toutefois, quelques espèces présentes dans le Sud sont des vecteurs du virus du Nil, de l'encéphalite de Saint-Louis, de l'encéphalite de La Crosse et de l'encéphalite équine de l'Est (INSPQ, 2003a et 2003b).

      Des hivers plus doux et des étés plus longs pourraient prolonger la durée de vie de ces moustiques, ainsi que la saison de la transmission du virus responsable de l'encéphalite de Saint-Louis, originaire des États-Unis, qui pourrait alors s'étendre au Québec. L'encéphalite de La Crosse, pour sa part, existe de façon endémique aux États-Unis, et la variété Snowshoe Hare (qui attaque le lièvre) de ce virus est présente au Québec. Le virus de l'encéphalite équine de l'Est a déjà été identifié au Québec, mais aucun cas n'a été rapporté chez l'humain jusqu'à présent (INSPQ, 2005a et 2005b) ; il risque par contre d'être réintroduit chaque année par les oiseaux migrateurs (Institut de recherche forestière de l'Ontario, 2003), comme cela a été le cas avec un épisode équin en septembre 2008. La maladie de Lyme est une zoonose émergente au Canada. Sa bactérie peut être transmise aux êtres humains par la morsure de tiques infectées. Selon les chercheurs de l'Université de Montréal et, comme l'illustre la figure 27, les tiques responsables de la propagation de cette maladie séviraient d'ici 10 à 20 ans dans plusieurs des régions de l'Est du Canada, dont le Québec, à mesure que le climat se réchauffera (Ogden et al., 2006 ; Charron et al., 2008).

      Figure 27 – Simulation de l'évolution de la présence de la maladie de Lyme au Québec, vers 2050 (DesJarlais, C., et al., 2010)

      Figure 27 modif

      Plusieurs zoonoses existent aussi chez les espèces animales arctiques, notamment : la tularémie chez les lièvres, les rats musqués et les castors ; la rage chez les renards (Dietrich, 1981) ; la brucellose chez les ongulés, les renards et les ours ; l'échinocoque chez les espèces canines (Chin, 2000). Les Inuits présentent des niveaux élevés de plusieurs zoonoses parasitaires, notamment la toxoplasmose (Tanner et al., 1987 ; Anctil et Rochette, 2008). Les changements climatiques sont susceptibles d'en accroître la transmission, soit par ingestion de chair animale ou par contamination hydrique. De même, le taux de survie à l'hiver et l'aire de répartition de certains insectes progressent en raison de l'élévation des températures, ce qui peut provoquer l'apparition de nouvelles pathologies dans les régions arctiques ou accroître les risques d'infection par des agents endémiques (Parkinson et Butler, 2005). [...]

      1.7.3.4.1.11. L'exposition aux rayons ultraviolets (UV)

      Dans les régions nordiques telles que le Québec, les changements de comportements liés aux changements climatiques seraient le facteur le plus important de l'exposition future aux rayons ultraviolets (UV), plutôt que l'amincissement de la couche d'ozone (Diffey, 2004). On prévoit en effet que l'allongement de la saison chaude amène une plus grande exposition de la population aux rayons ultraviolets (Hill et al., 1992). Une augmentation de l'exposition aux rayons UV signifie globalement une augmentation de l'incidence des coups de soleil, des cancers de la peau (de 4 % à 6 % d'augmentation annuelle), des cataractes et des maladies associées aux effets immunosuppresseurs des rayons UV (OMS, 2003). Diffey (2004) a montré que des températures estivales plus chaudes sous nos latitudes peuvent encourager la population à vivre davantage à l'extérieur et que le réchauffement moyen futur amènerait une augmentation de l'exposition aux UV et des cancers de la peau de l'ordre de 20 % par rapport aux niveaux actuels. Cette augmentation est deux fois plus grande que l'effet de l'amincissement de la couche d'ozone sur les cancers (environ 10 % d'augmentation) qui devrait être éliminé vers 2050 en vertu du protocole de Montréal.

      Les problèmes de santé associés aux UV pourraient donc continuer de s'accroître à un rythme encore plus grand que celui des dernières décennies. Les impacts sur la santé publique sont sérieux, avec quelque 80 000 nouveaux cas de cancers de la peau (estimation) chaque année au Canada. Il s'agit de la forme de cancer la plus fréquente (Société canadienne du cancer, 2009) ; quelque 400 cas de mélanomes (la forme la plus grave, qui peut être mortelle) sont diagnostiqués chaque année au Québec. Or, il y a très peu de recherche sur ce sujet au Québec et on tient rarement compte de la composante protection contre les UV dans les mesures d'adaptation même si ce thème est une priorité canadienne (Warren et al., 2004).

      1.7.3.5. Écosystèmes et biodiversité

      Le climat est le principal facteur agissant sur la structure et la productivité végétale ainsi que sur la répartition des espèces animales et végétales à l'échelle mondiale (GIEC, 2002). Il est certain que les changements climatiques prévus sur le territoire du Québec auront des effets que l'on pourra constater à l'échelle locale, sur des populations ou des écosystèmes sensibles. Dans certains cas, les impacts des changements climatiques se traduiront par la réduction d'effectifs ou la disparition de certaines populations ; dans d'autres cas, ils permettront d'accroître les effectifs et d'étendre l'aire de répartition des populations. Ils modifieront les dynamiques écologiques des écosystèmes et, à moyen et long terme, les paysages (McCarty, 2001 ; Root et Schneider, 2002 ; Scott et al., 2002b ; Walther et al., 2002, Rodenhouse et al., 2009).

      1.7.3.5.1. Une biodiversité dynamique

      Ces transformations ne sont pas déterministes ; les êtres vivants sont soumis à de multiples pressions et les changements climatiques ne constituent qu'un des éléments de l'équation. En effet, chaque écosystème a une structure et un fonctionnement propres qui se maintiennent dans le temps de manière dynamique, en fonction de l'évolution des paramètres du milieu (Di Castri et Younes, 1990). C'est cette dynamique et cette évolution qui ont permis de maintenir la diversité biologique (ou biodiversité) que nous connaissons. La biodiversité se décline sur trois plans : diversité des gènes, diversité des espèces et diversité des écosystèmes (Nations Unies, 1993 ; Di Castri et Younes, 1996).

      C'est du côté des populations que les enjeux autour de la biodiversité peuvent être appréhendés de la manière la plus concrète. Une population est un groupe d'individus de la même espèce qui tente de maintenir ses effectifs de génération en génération ; elle est l'unité sur laquelle s'exercent les pressions d'adaptation. À chaque nouvelle génération, les individus doivent s'adapter à un ensemble de facteurs écologiques et engendrer une descendance fertile pour le maintien de l'espèce. Les écosystèmes présentent une multitude de biens et services essentiels à la survie humaine, comme l'attestent certaines collectivités autochtones ou rurales particulièrement dépendantes de ces ressources (GIEC, 2002).

      Les organismes vivants réagissent directement aux facteurs écologiques et survivent selon leur tolérance. Ils peuvent aussi être affectés indirectement par des variations du climat qui modifient par exemple la disponibilité de leur alimentation. Ainsi, le nombre d'individus d'une population dans un écosystème est un indicateur de leur adaptation aux facteurs biophysiques et climatiques (Dajoz, 2000). Plus leur tolérance est élevée, meilleure est leur adaptation, comme l'ont démontré Albanese et al. (2004) chez les poissons. Par exemple, une espèce envahissante agrandit rapidement son aire de répartition dans un nouvel écosystème, soit parce qu'elle n'est plus limitée par un facteur écologique qui agissait autrefois, soit parce qu'elle profite de nouvelles conditions créées par une perturbation agissant sur les espèces dominantes du milieu et avec lesquelles elle entre en compétition, que ce soit en termes de nourriture ou d'habitats (Bagon et al., 1996).

      Plusieurs modifications phénologiques ont été constatées au XXe siècle, et cette tendance, déclenchée par des modifications de température, des précipitations, de la photopériode ou d'une combinaison d'événements, devrait s'accélérer (GIEC, 2002). Ainsi, des modifications phénologiques ont été déjà observées chez des populations de petits mammifères nordiques, comme l'écureuil (Réale et al., 2003 ; Berteaux et al., 2004). Des observations indiquent que les oiseaux arrivent plus tôt au printemps au Québec, ce qui semble confirmer une tendance claire observée ailleurs dans le monde (Berteaux, communication personnelle).

      Visser et Both (2005) ont démontré que la plupart des espèces n'arrivent pas à coordonner les modifications de leur phénologie de façon optimale avec celles de leur nourriture. Par exemple, la date d'une migration déclenchée par une photopériode précise ne changera pas avec l'augmentation de la température, mais celle-ci pourrait influencer le comportement de l'espèce ou le comportement de proies. Cette absence de coordination risque de réduire en particulier les effectifs de prédateurs migrants (Jones et al., 2003 ; Strode, 2003).

      1.7.3.5.2. Les enjeux régionaux

      Les impacts des changements climatiques sur les espèces et les écosystèmes du Québec seront très différents selon la région considérée et, d'une façon générale, on peut s'attendre à une progression des espèces du sud vers le nord en réaction au réchauffement des températures et au déplacement vers le nord des isothermes (Berteaux, 2008). Sur le plan de la diversité spécifique, l'effet du réchauffement climatique n'aurait pas forcément que des impacts négatifs, puisque des espèces actuellement menacées pourraient trouver un refuge salutaire en migrant dans certaines régions au rythme de l'évolution du climat (Berteaux, 2009). Pour d'autres espèces, par contre, les changements climatiques seront synonymes de déclin. Les modifications de précipitations ainsi que le devancement des crues et des étiages auront aussi des impacts variés selon les espèces concernées. Cela s'appliquera en particulier aux insectes, qui devraient connaître des changements dans leurs aires de distribution géographique, entraînant localement des modifications de la biodiversité (Rodenhouse et al., 2009).

      L'impact des changements climatiques sur la distribution des espèces au Québec et le déplacement potentiel des niches écologiques dans de nouvelles régions biogéographiques font d'ailleurs l'objet d'un important projet de recherche qui s'étend de 2007 à 2010, regroupant des chercheurs de plusieurs universités et utilisant l'expertise d'Ouranos en climatologie régionale (voir http://cc-bio.uqar.ca). Cette étude devrait jeter une lumière nouvelle sur l'état actuel de la biodiversité au Québec et sur l'impact prévisible des changements climatiques.

      1.7.3.5.3. La région sud

      Le Sud, région qui abrite la majeure partie des espèces et des écosystèmes menacés ou vulnérables (Institut québécois d'aménagement de la forêt feuillue, 2003), sera entre autres touchée par la hausse des températures moyennes, la modification du régime des crues et les redoux hivernaux (Kling et al., 2003).

      En raison principalement des impacts des changements climatiques sur les Grands Lacs, les modifications du régime des crues et des débits et niveaux moyens du Saint-Laurent amèneront un réajustement géomorphologique des embouchures des tributaires. Celui-ci se traduira par l'incision et la déstabilisation des lits et des berges, touchant de nombreuses Espèces animales et floristiques, reliées ou non aux terres humides, qui subissent déjà les effets de l'activité humaine (Mortsch et al., 2000 ; Morin et al., 2005).

      Des travaux sur deux deltas du lac Saint-Pierre indiquent des processus d'ajustements rapides s'accompagnant d'une progradation de ces formes dans le fleuve (Boyer et al., 2004). Les espèces dépendantes du régime des crues du Saint-Laurent, comme le grand brochet (Esox lucius) et la perchaude (Perca flavescens), seront touchées (Casselman, 2002 ; Chu et al., 2005 ; Brodeur et al., 2006).

      L'approche combinant des modèles d'habitat multivariés avec la modélisation bidimensionnelle de la physique (Morin et al., 2003 ; Mingelbier et al., 2004 et 2005) permet de mesurer les impacts des changements climatiques sur les surfaces d'habitat disponibles pour plusieurs espèces de poissons dans les périodes cruciales de leur vie. La température de l'eau, la vitesse du courant et le niveau d'eau sont des variables clés pour comprendre quels effets les changements climatiques auront sur les poissons. Déjà, des données indiquent un réchauffement de l'eau à certains endroits (Hudon, 2004), et les températures atypiques de l'été 2001 ont entraîné une mortalité massive de carpes (Cyprinus carpio) dans le Saint-Laurent fluvial et ses affluents (Mingelbier et al., 2001, Monette et al., 2006).

      Pour leur part, les amphibiens sont très dépendants des mares d'eau temporaires qui résultent de la fonte des neiges ou des crues printanières et ils risquent d'être affectés par une réduction des précipitations neigeuses et par des périodes de sécheresse qui diminueraient leur succès reproductif (Brooks et Hayashi, 2002). En revanche, le réchauffement des températures pourrait permettre à certaines espèces d'amphibiens d'étendre leur aire de répartition vers le nord (Araujo et al., 2006).

      Les modifications projetées des crues printanières entraîneront une baisse de reproduction comme celle constatée chez les oiseaux palustres et la sauvagine de la plaine du Saint-Laurent, qui comprennent quelques espèces en péril (Giguère et al., 2005 ; Lehoux et al., 2005 ; Desgranges et al., 2006). Dans la plaine inondable du fleuve, le rat musqué (Ondatra zibethica) est particulièrement sensible aux fluctuations hivernales du niveau de l'eau et les changements le toucheront profondément (Ouellet et al., 2005).

      Dans l'extrême sud, des espèces de mammifères de petite taille qui hibernent, comme les chauves-souris, recherchent une température hivernale stable. Des fluctuations à la hausse, telles qu'on peut en observer en période de redoux, amènent les animaux à se réveiller, ce qui comporte un coût énergétique important.

      Une augmentation de la fréquence des redoux hivernaux pourrait causer des décès dans les colonies de la petite chauve-souris brune (Myotis lucifugus) (Rodenhouse et al., 2009). Par ailleurs, les changements dans le régime des crues et les périodes de sécheresse peuvent réduire l'abondance des insectes dont elles se nourrissent, ce qui pourrait limiter la capacité de plusieurs espèces de chauve-souris à s'alimenter adéquatement.

      Les populations de poissons d'eau froide du sud seront touchées par une eutrophisation accélérée ainsi que par des crues subites, potentiellement plus fréquentes, qui entraîneront une érosion du bassin versant et le transport de sédiments dans les lacs, tendance d'ailleurs déjà renforcée par l'activité humaine comme l'agriculture, l'urbanisation et l'exploitation forestière (Shuter et al., 1998). L'augmentation des températures des lacs du Sud du Québec causerait de plus longues périodes de stratification thermique, entraînant des conditions anoxiques dans l'hypolimnion pendant une partie de l'année. Le touladi (Salvelinus namaycush), par exemple, est sensible à ces deux derniers stress (Hesslein et al., 2001).

      Les altérations des débits du fleuve Saint-Laurent vont également modifier la distribution spatiotemporelle des masses d'eau et les propriétés physicochimiques caractéristiques (Frenette et al., 2003 et 2006). Ces changements risquent d'avoir une incidence sur la qualité nutritive des algues (Huggins et al., 2004) et la structure des communautés algales (micro- et macrophytes). La baisse de profondeur devrait se traduire par une augmentation de lumière près du fond et, donc, par une augmentation concomitante de la quantité de plantes submergées, ainsi que par des modifications des propriétés de la matière organique dissoute dans l'eau et des particules (Martin et al., 2005a).

      Les terres humides de toutes les régions sont sensibles aux changements climatiques en raison de la variation amplifiée des crues et des étiages annuels ou interannuels associée aux précipitations violentes ou aux sécheresses. Turgeon et al. (2005) ont démontré qu'il existait des liens fondamentaux entre l'hydrologie et la distribution spatiale des grandes classes de terres humides. Plusieurs Espèces animales utilisant les terres humides seraient perturbées, ce qui représente un enjeu important pour l'écosystème du Saint-Laurent, tout comme pour les marais du lac Saint-Pierre (Hudon et al., 2005). De plus, d'autres pressions, notamment l'agriculture et le développement industriel et urbain, s'y exerceront (Bernier et al., 1998 ; Robichaud et Drolet, 1998 ; Jean et al., 2002 ; Ouranos, 2004) et entraîneront un fractionnement néfaste des habitats (Root et Schneider, 2002 ; Villeneuve, 2008).

  • 1.8. HYDROGRAPHIE ET HYDROLOGIE

     

    Le bassin versant de la rivière Châteauguay est constitué essentiellement de rivières et de milieux humides, avec quelques lacs artificiels créés suite à l’installation de barrages. 

    • 1.8.1. Rivières

      Selon l'historienne Denyse B. Touchette (Touchette, D. B., 2004, communication personnelle), l'une des premières appellations du bassin versant de la rivière Châteauguay, par les explorateurs de la région a été « Une vallée de rivières », ce qui illustre bien l'omniprésence des cours d'eau et la quasi-absence des lacs.

      Les données recueillies au sujet des cours d'eau présents dans le bassin versant proviennent de nombreuses sources. Évidemment, étant donné la variété des sources, les données ne correspondent pas toutes.

      Le Ministère de l'Environnement et de la Faune publiait en 1996 un portrait de la qualité des eaux du bassin versant de la rivière Châteauguay (Simoneau, M. et collaborateurs, 1996), dans lequel un tableau (tableau 10) présente les longueurs, les superficies et les pentes moyennes des principaux cours d'eau du bassin versant de la rivière Châteauguay en territoire québécois.

      Tableau 10 Caractéristiques hydrographiques de la rivière Châteauguay et de ses principaux tributaires en sol québécois (Simoneau, M. et collaborateurs, 1996)

      Tableau 010

      Le Ministère des Ressources naturelles du Québec a créé une base de données informatiques de la topographie au Québec (BDTQ). La base de données de 2004 inclue des données sur les cours d'eau et leurs bassins versants. À partir de ces données la SCABRIC a créé une série de quatre (4) figures (figures 28 à 31, page 81 à 84) illustrant l'arborescence des cours d'eau nommés dans le bassin versant ainsi qu'un tableau (tableau 11, page 85 à 99) indiquant les noms des cours d'eau du territoire, le bassin versant dans lequel il se jette, la juridiction qui le concerne et la somme des longueurs totales pour les cours d'eau portant un nom dans la base de données. Ainsi, si un segment de cours d'eau ne porte pas de nom dans la base de données, les longueurs n'ont pas été additionnées. De même, le cours d'eau principal n'a pas nécessairement été identifié et fait partie de l'addition des longueurs totales de cours d'eau dans le bassin versant. Pour les cours d'eau où l'information était connue, on a indiqué les débits moyens journaliers (moyen, en crue, en étiage) (Simoneau, M. et collaborateurs, 1996).

      Figure 28 – Affluents de la rivière des Anglais, principal sous-bassin de la rivière Châteauguay. (Audet, G., 2010d)

      Figure 28

      Figure 29 – Affluents du ruisseau Norton, principal sous-bassin de la rivière des Anglais (Audet, G., 2010d)

      Figure 29

      Figure 30 – Affluents de la rivière Châteauguay et leurs sous-bassins respectifs. (Audet, G., 2010d)

      Figure 30

      Figure 31 – Affluents de premier niveau de la rivière Châteauguay (Audet, G., 2010d)

       

      Figure 31

      Tableau 11 – Cours d'eau du bassin versant de la rivière Châteauguay (Audet, G., 2004b)

      Tableau 011 1

      Tableau 011 2

      Tableau 011 3

      Tableau 011 4

      Tableau 011 5

      Tableau 011 6

      Tableau 011 7

      Tableau 011 8

      Tableau 011 9

      Tableau 011 10

      Tableau 011 11

      Tableau 011 12

      [*] Les cours d’eau de la colonne « A » se jettent dans ceux de la colonne « B ».

      [**] Les longueurs indiquées pour les cours d'eau restent à confirmer. Elles proviennent de la somme des longueurs de cours d'eau ayant un toponyme fournies par le MRN

      1.8.1.1. État des bandes riveraines

      Les données existantes au sujet des zones d'érosion et d'instabilité à l'échelle du bassin versant de la rivière Châteauguay sont inscrites aux schémas d'aménagement de trois (3) des quatre (4) MRC du territoire, soit dans du Haut-Saint-Laurent, de Beauharnois-Salaberry et de Roussillon (MRC Roussillon, 1998, 2002 et 2006 ; MRC Beauharnois-Salaberry, 2000; MRC Haut-Saint-Laurent, 2000). La MRC des Jardins-de-Napierville a obtenu une dérogation de la Loi sur l'aménagement et l'urbanisme (Gouvernement du Québec, 2010), car aucune étude des zones inondables ni des zones d'érosion n'a été réalisée pour les cours d'eau du territoire (Desgroseillers, G., 2009, communication personnelle; MRC Jardins-de-Napierville, 2000).

      L'information concernant l'état des berges provient de sources multiples. En plus des quelques zones d'érosion identifiées à la figure 32, qui sont montrées à titre d'exemple dans l'Atlas du bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 45), la plupart des données proviennent d'une série d'études réalisées pour l'Association de chasse, pêche et plein-air Les Balbuzards (Pro Faune, 1998, 2000 et 2005). L'étude détaillée de l'état des bandes riveraines du sous-bassin de la rivière Esturgeon a été réalisée par un consortium dans le cadre d'un projet sur l'évaluation des biens et services écologiques (BSE) rendus par certains aménagements agroforestiers (Dion, J.-P., 2008, communication personnelle) (Figure 33). Ces informations n'ont pas été intégrées dans un seul format accessible, ce qui devra être fait dès que possible.

      Figure 32 Les contraintes naturelles et anthropiques du bassin versant de la rivière Châteauguay, ce qui indique, entre autres, les zones d'inondation du bassin versant et les zones à risque d'érosion. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 45)

      Figure 32

      Figure 33 Secteurs étudiés pour la qualité des bandes riveraines dans le bassin versant de la rivière Châteauguay. Tiré des études réalisées pour Les Balbuzards (Pro Faune, 1998, 2000 et 2005), et de celles réalisées dans le cadre du projet BSE (Dion, J.-P., 2008, communication personnelle).

      Figure 33

      1.8.1.2. Inondations

      Les inondations étant une problématique reconnue à l'échelle de la province, la Ville de Châteauguay et le ministère de la Sécurité publique du Québec ont embauché l'INRS-ETE pour comprendre et trouver des solutions aux inondations, ce qui a requis l'identification des risques d'inondations et la définition des zones inondables (Leclerc, M., et al., 2006, p. 1). Le MDDEP a publié, dans l'Atlas du bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006), une carte des contraintes naturelles et anthropiques sur le territoire (figure 32 page 101 du portrait) qui indique, entre autres, les zones d'inondations et les endroits où se forment les embâcles, cause principale des inondations, selon l'étude de Michel Leclerc (Leclerc, M., et al., 2006, p. 1). La SCABRIC a produit une carte intégrant les zones d'inondation et les milieux humides du bassin versant de la rivière Châteauguay (figure 39, page 112).

      D'autre part, le gouvernement fédéral a désigné plusieurs municipalités du bassin versant de la rivière Châteauguay qui sont à risque d'inondations récurrentes et graves (Tableau 12). Pour chacune des ces municipalités, des cartes d'inondations détaillées des crues centenaires ont été produites.

      Tableau 12 Municipalités désignées à risque d'inondation graves et récurrentes (Environnement Canada, 2009b)

      Tableau 12

      Cette cartographie a été intégrée aux schémas d'aménagement des MRC de Roussillon, de Beauharnois-Salaberry et du Haut-Saint-Laurent. On doit joindre le Centre d'expertise hydrique du Québec pour obtenir une copie des cartes papier pour les villes désignées en 1978 ou la géoboutique du MRNF pour les cartes électroniques produites pour les villes désignées en 1997. (Morin, D., 2009, communication personnelle)

      Afin d'assurer un suivi en temps réel des risques d'inondation, quatre (4) municipalités et villes du bassin versant sont dotées de stations des niveaux d'eau ou des débits (tableau 13) (HydroMétéo, 2010a).

      Tableau 13 Stations de suivi en temps réel des niveaux d'eau ou des débits dans le bassin versant de la rivière Châteauguay (HydroMétéo, 2010a)

      Tableau 13

      1.8.1.2.1. Origine des inondations

      L'étude des inondations dans la ville de Châteauguay a permis de confirmer que les embâcles sont la principale cause des sinistres (Leclerc, M., et al., 2006, p. 1). On observe occasionnellement des crues à l'eau libre, qui découlent de la gestion des niveaux et débits de l'eau du lac Saint-Louis (Saint-Laurent/rivière des Outaouais) (Leclerc, M., et al., 2006, p. 1). Mais ce n'est pas le seul endroit dans le bassin versant où les habitations et les rues sont régulièrement inondées (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 44-45). Ces inondations récurrentes découlent d'une combinaison de facteurs environnementaux et anthropiques, tels :

        • La topographie particulière de la rivière Châteauguay qui ne facilite pas l'évacuation des débâcles hivernales ou printanières, notamment dans la ville et à sa confluence avec le fleuve Saint-Laurent (lac Saint-Louis)
        • Les hauts niveaux occasionnels du fleuve Saint-Laurent qui se conjuguer aux crues fortes de la Châteauguay

      Auxquels s'ajoutent des facteurs potentiellement aggravants :

        • Le drainage agricole dans le bassin versant [...] conjugué à l'imperméabilisation des surfaces en région urbanisées
        • La gestion des retenues à l'amont du bassin versant
        • La morphologie et l'orientation nord-sud du bassin
        • [... L]a menace d'une aggravation du risque reliée aux changements climatiques observés depuis près d'un siècle et dont le rythme d'évolution semble s'accélérer
        • [...Le] refoulement des réseaux de drainage pluvial lesquels, lors des événements de pluie majeurs ou quand le niveau de la rivière surpasse la cote des émissaires en crue, n'arrivent pas à évacuer le surplus de ruissellement et peuvent, en toute hypothèse, via des branchements inadéquats permettant la communication entre les réseaux sanitaires et pluviaux, occasionner l'inondation de sous-sols, même en l'absence de submersion directe des bâtiments en question. (Leclerc, M., et al., 2006, p. 1)

      1.8.1.2.2. Débits et stations de jaugeage

      1.8.1.2.2.1. Stations de jaugeage

      La rivière Châteauguay et ses principaux tributaires sont pourvus de 14 stations de jaugeage, dont quatre situées aux États-Unis, et permettent de documenter les variations du débit des rivières (Voir figure 34). (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 7)

      Figure 34 Position des stations de jaugeage mesurant le débit des cours d'eau dans le bassin versant de la rivière Châteauguay. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 7).

      Figure 34 modif

      1.8.1.2.2.2. Débits

      Les débits de la rivière Châteauguay (à Mercier et à Huntingdon) et de la rivière des Anglais (à Très-Saint-Sacrement) ont été mesurés périodiquement par le ministère de l'Environnement du Québec depuis 1970 (figure 35). Les données des autres stations de jaugeage du bassin versant sont accessibles sur le site Internet du Centre d'expertise hydrique du Québec du MDDEP. En plus de ces stations de suivi gouvernementales, la ville de Châteauguay paie la firme HydroMétéo pour effectuer un suivi des niveaux de la rivière Châteauguay et pour déclencher la mise en œuvre des mesures qui permettront de réduire les effets des inondations au moment opportun (HydroMétéo, 2010b).

      Figure 35 Débits annuels moyens des rivières Châteauguay et des Anglais de 1970 à 2003. Données du ministère du Développement durable, de l'Environnement et des Parcs du Québec (MDDEP).

       Figure 35

      Au cours des onze dernières années les débits de la rivière, à Châteauguay, ont presqu'atteint ou dépassé par 2 fois la valeur des crues centenaires, considérées de 902 m3/s dans le rapport de Boucher, J.-P. et L. Hébert (1991), soit en 1998 (avec 1091 m3/s) et en 2001 (avec 897 m3/s). (Leclerc, M., et al., 2006, p. 9 à 11)

      En 2009, trois stations de débit sont suivies dans le bassin versant de la rivière Châteauguay (figures 36 à 38, pages 107 à 109). On trouve les mesures des débits moyens journaliers de l'année en cours et les moyennes des minimums, maximums et médianes des données journalières existantes sur le site Internet du MDDEP, aux adresses suivantes :

      - Rivière Châteauguay, station 030905 à Mercier (figure 36) : http://www.cehq.gouv.qc.ca/suivihydro/graphique.asp?NoStation=030905

      - Rivière Châteauguay, station 030919 à Huntingdon (figure 37) : http://www.cehq.gouv.qc.ca/suivihydro/graphique.asp?NoStation=030919

      - Rivière des Anglais, station 030907 à Très-Saint-Sacrement (figure 38) : http://www.cehq.gouv.qc.ca/suivihydro/graphique.asp?NoStation=030907

      Figure 36 Débits moyens journaliers de la rivière Châteauguay à la station 030905 à Mercier. Tiré du site Internet du MDDEP le 9 mars 2009. (CEHQ, 2009b)

      Figure 36

      Figure 37 Débits moyens journaliers de la rivière Châteauguay à la station 030919 à Huntingdon. Tiré du site Internet du MDDEP le 9 mars 2009. (CEHQ, 2009c)

      Figure 37

      Figure 38 Débits moyens journaliers de la rivière des Anglais à la station 030907 à Très-Saint-Sacrement. Tiré du site Internet du MDDEP le 9 mars 2009. (CEHQ, 2009a)

      Figure 38

      1.8.1.2.2.3. Débits réservés écologiques

      Le débit réservé écologique est défini comme étant le débit minimum requis pour maintenir, à un niveau jugé acceptable, les habitats du poisson. Ce degré d'acceptabilité correspond à une quantité et à une qualité suffisantes d'habitats pouvant assurer le déroulement normal des activités biologiques des espèces de poisson qui accomplissent, en tout ou en partie, leur cycle vital dans le ou les tronçons perturbés. Ces activités peuvent être liées à la reproduction, à l'alimentation et à l'élevage. Quant à la libre circulation du poisson (déplacements et migrations), celle-ci doit être assurée par des modulations appropriées du débit réservé écologique ou par des aménagements particuliers aux sites infranchissables.

      [La politique de débits réservés écologiques (Faune et Parcs Québec, 1999) s'applique aux] nouveaux projets d'aménagement hydroélectrique, [au] suréquipement de centrales existantes, [à] la réfection de barrages désaffectés de même [qu'aux] révisions de plans de gestion des eaux retenues présentées au ministère de l'Environnement du Québec. Elles incluent également les projets de prélèvement d'eau et de dérivation de cours d'eau (ex. : creusage d'un lac artificiel). Ces activités doivent suivre le cheminement méthodologique décrit dans la [...] politique, en vue de déterminer les mesures les plus adéquates afin que soient respectés les trois principes directeurs [, soit :]

      1. Aucune perte nette d'habitats du poisson ou de productivité des milieux récepteurs;
      2. Maintien de la libre circulation du poisson dans les cours d'eau;
      3. Contribution à la protection de la biodiversité des écosystèmes aquatiques.

      [L'application de la politique] privilégiée par Faune et Parcs Québec et par le ministère de l'Environnement du Québec, consiste à laisser un débit réservé écologique dans le ou les tronçons où le régime hydrologique sera modifié.

      Ainsi, selon la méthode écohydrologique de détermination des débits réservés pour la protection des habitats du poisson dans les rivières du Québec (Belzile, L., et al., 1997), on peut calculer, à l'aide de la formule suivante, les débits réservés écologiques pour la rivière Châteauguay (tableau 14).

      Qr = ek x Sa

      Qr : débit réservé en m3/s
      e : 2,71828
      k : ordonnée à l'origine du type de débit réservé
      S : superficie du bassin versant en km2
      a : coefficient de régression partielle rattaché à la superficie du bassin versant

      Tableau 14 – Débits réservés écologiques appliqués au bassin versant de la rivière Châteauguay (Belzile, L., et al., 1997)

      Tableau 14

      1.8.1.3. Zones inondables

      Au fil des ans, plusieurs intervenants ont défini les zones inondables dans le bassin versant de la rivière Châteauguay (figure 39). Chacune des quatre MRC du bassin versant de la rivière Châteauguay devait intégrer les zones d'inondation dans son schéma d'aménagement et de développement, ce qui a été fait dans les MRC de Roussillon, de Beauharnois-Salaberry et du Haut-Saint-Laurent (MRC Roussillon, 1998, 2002 et 2006 ; MRC Beauharnois-Salaberry, 2000; MRC du Haut-Saint-Laurent, 2000). La MRC des Jardins-de-Napierville a obtenu une dérogation de la Loi sur l'aménagement et l'urbanisme (Gouvernement du Québec, 2010), car aucune étude des zones inondables n'a été réalisée pour les cours d'eau du territoire (Desgroseillers, G., 2009, communication personnelle; MRC Jardins-de-Napierville, 2000).

      Il est reconnu par certains intervenants que les zones inondables définies dans les schémas d'aménagement en vigueur en 2009 ne correspondent pas aux zones inondables réelles. Toutefois, les ajustements provenant des données de l'Atlas du bassin versant de la rivière Châteauguay, qui sont elles-mêmes incomplètes d'après les auteurs (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 44), devraient être intégrés aux prochaines versions des schémas d'aménagement et de développement des MRC concernées.

      Figure 39 Milieux humides et zones d'inondation dans le bassin versant de la rivière Châteauguay qui sont définies aux schémas d'aménagement des MRC de Roussillon, de Beauharnois-Salaberry et du Haut-Saint-Laurent (Sullivan, A., 2010d)

      Figure 39

       

    • 1.8.2 Lacs

      Le bassin versant de la rivière Châteauguay est un endroit de cours d'eau et de milieux humides, non de lacs. Tous les plans d'eau du territoire sont artificiels, s'étant créés suite à l'installation d'un barrage. Selon les données obtenues du MRNF (MRN, 2004), il existe seulement trois lacs qui portent un nom sur le territoire québécois. Aussi, « Situés à [la] tête [de la rivière Châteauguay], les lacs Upper Chateaugay et Lower Chateaugay totalisent une superficie de 12,6 km2 et sont alimentés par les eaux de ruissellement provenant des Adirondacks. » (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 4)

      Tableau 15 Plans d'eau du bassin versant de la rivière Châteauguay (extrait du tableau 11 précédent)

      Tableau 15

    • 1.8.3 Milieux humides

      1.8.3. Milieux humides

      Historiquement, les milieux humides étaient omniprésents dans sur le territoire. Cependant, l'installation des colons au cours du 19e siècle est venue « assécher » et « nettoyer » le territoire afin de le rendre accessible à l'agriculture. Au fil des siècles, les pertes de milieux humides ont été majeures. À titre d'exemple, les cartes de l'époque indiquaient que les Teafields couvraient environ 5075 ha en 1863, alors qu'il restait 1156 ha en 2004. (Brisson, J. et A. Bouchard, 2006).

      Les données concernant les milieux humides couvrant plus de 0,5 ha en Montérégie ont été mises à jour récemment dans l'Atlas des milieux humides de la Montérégie (GéoMont, 2008). L'extraction des données (Figures 39, page 112 et figure 40, page 115) permet de visualiser qu'il existe 3 grands secteurs de concentration des milieux humides dans le territoire des MRC du bassin versant de la rivière Châteauguay :

      • Secteur 1 : dans les municipalités d'Hinchinbrooke, de Franklin, d'Ormstown, d'Havelock et de Très-Saint-Sacrement, on retrouve des ensembles de milieux humides sur Le Rocher et au pied de la colline de Covey Hill ;
      • Secteur 2 : dans les municipalités du Canton d'Hemmingford et de Saint-Patrice-de-Sherrington, on retrouve l'ensemble de milieux humides de la partie sud de la MRC des Jardins-de-Napierville ;
      • Secteur 3 : dans les municipalités de Léry, Châteauguay, ainsi que sur la réserve autochtone de Kahnawà:ke, on retrouve l'ensemble de milieux humides situé à l'embouchure de la rivière Châteauguay et du ruisseau St-Jean.

      Un de ces secteurs est identifié par Conservation de la nature comme des cibles de biodiversité à protéger sur le territoire du Haut-Saint-Laurent (Conservation de la nature, 2008).

      Il existe de nombreux types de milieux humides. Les milieux humides sont des étendues de terre recouvertes par l'eau pendant une période de temps suffisante, à l'intérieur d'une journée ou d'une année, pour changer la végétation. Les milieux humides sont caractérisés par une grande diversité d'espèces et la capacité de retenir et de filtrer l'eau. Les milieux humides sont classés en eau peu profonde (étangs), marais, marécages, tourbières bog et tourbières boisées (fen).

      Dans la portion québécoise du bassin versant de la rivière Châteauguay, on retrouve 7935 ha de milieux humides, ce qui signifie qu'ils couvrent près de 6% du territoire du bassin versant au Québec.

      Tableau 16 Milieux humides présents sur le territoire du bassin versant de la rivière Châteauguay. Extrait de GéoMont, 2008 et de MDDEP, 2008a.

      Tableau 16

      Figure 40 Répartition des milieux humides dans le bassin versant de la rivière Châteauguay (GéoMont, 2008)

      Figure 40

    • 1.8.4 Eaux souterraines

      1.8.4.1. Dynamique de l'eau souterraine

      Comme partout ailleurs, sous l'aire d'étude se trouve une nappe d'eau souterraine (dans notre cas, l'aquifère régional du bassin versant de la rivière Châteauguay). Cette nappe est constituée de toute l'eau souterraine qui remplit les porosités du milieu géologique (roc, roches sédimentaires, etc.). Cette eau se renouvelle plus ou moins rapidement en fonction des apports atmosphériques locaux et de la capacité de l'eau de pluie à rejoindre la nappe. (Canards Illimités Canada, 2008, p. 9; Tremblay, J. J., 1999)

      Encadré 5

      L'eau souterraine peut se déplacer également dans les nappes souterraines perchées, on parle alors de ruissellement hypodermique (Encadré 7, page 120). Le secteur des sols organiques, ou Terres Noires, de même que la plaine argileuse de Sainte-Martine (figure 8, page 28) sont de parfaits exemple d'endroits où l'eau se déplace dans la nappe de surface sans rejoindre l'aquifère régional, ce qui réduit la vulnérabilité de l'aquifère régional dans ces secteurs (en bleu sur la figure 50, page 132).

      De façon générale, l'eau souterraine du bassin versant, comme l'eau de surface, s'écoule d'un point haut vers un point bas, soit de l'amont vers l'aval, des États-Unis vers le fleuve Saint-Laurent. Cependant, les différentes unités géologiques influent sur l'écoulement des eaux souterraines, selon qu'elles constituent des milieux perméables laissant passer l'eau ou des milieux moins perméables créant des barrières naturelles à l'écoulement.

      De façon plus particulière, l'écoulement de l'eau souterraine dans l'aquifère régional du bassin de la rivière Châteauguay est surtout influencé par la nature et l'épaisseur des sédiments quaternaires. Ces caractéristiques déterminent notamment le degré de confinement de l'eau souterraine et les directions d'écoulement. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 26)
      1.8.4.1.1. Confinement de l'écoulement souterrain

      Globalement, les conditions de nappe libre se trouvent là où les dépôts meubles sont peu épais et perméables, ainsi qu'aux endroits où le roc affleure en surface, situation observée surtout dans les zones de haute altitude du sud du bassin. À l'opposé, l'épaisse couche de sédiments fins et peu perméables que l'on trouve dans les zones de faible altitude confine l'écoulement souterrain, l'isolant ainsi de l'écoulement de surface.

      Compte tenu de ces observations, la carte « Géologie des sédiments quaternaires » peut être simplifiée pour représenter les conditions de confinement de l'écoulement souterrain en trois contextes hydrogéologiques distincts :

      • Conditions de nappe libre : roc affleurant en surface ou recouvert par une mince couche de till d'épaisseur inférieure à trois mètres. De telles conditions se trouvent à de hautes altitudes aux États-Unis, sur le mont Covey Hill, sur Le Rocher (limite de partage des eaux située à l'ouest de Huntingdon), et entre Saint-Chrysostome et Sainte-Clotilde-de-Châteauguay.
      • Conditions de nappe confinée : roc recouvert par une couche d'argile et/ou silt d'épaisseur supérieure à cinq mètres. Cette situation est surtout observée dans la vallée de la rivière Châteauguay et sur les rives du fleuve Saint-Laurent, à des altitudes de moins de 60 mètres au-dessus du niveau de la mer.
      • Conditions de nappe semi-confinée : roc recouvert par une couche de till de plus de trois mètres d'épaisseur et/ou une couche argileuse ou silteuse d'épaisseur inférieure à cinq mètres. Cette catégorie constitue une condition de confinement intermédiaire observée dans les autres portions du bassin. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 26)

      1.8.4.1.2. Influence des contextes hydrogéologiques sur l'écoulement

      Encadré 6 – Influence des contextes hydrogéologiques sur l'écoulement (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 26)

      Encadré 6 modif

      Figure 41 Les contextes hydrogéologiques de l'aquifère régional du bassin versant de la rivière Châteauguay. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 27)

      Figure 41

      1.8.4.1.3. Le bilan hydrologique

      Le bilan hydrologique est une évaluation des quantités d'eau qui contribuent aux différentes étapes du cycle de l'eau : la précipitation, l'évapotranspiration, le ruissellement de surface et l'infiltration, qui se distribue entre le ruissellement hypodermique et la recharge.

      Pour assurer la pérennité de l'eau souterraine dans une région, il est d'abord nécessaire de connaître les quantités disponibles et le taux de renouvellement. L'estimation de ces quantités peut se faire en dressant le bilan hydrologique du bassin versant. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 30)

      1.8.4.1.3.1. Le cycle de l'eau

      • La précipitation, sous forme de pluie ou de neige, est la source d'apport en eau. Elle dépend principalement des conditions climatiques.
      • L'évapotranspiration correspond à l'eau qui est transpirée par les plantes et évaporée au niveau du sol. Elle dépend du type de végétation, des propriétés physiques du sol, de la température et du taux d'humidité dans l'air.
      • Le ruissellement de surface (ou écoulement de surface) survient lors d'un évènement de précipitation durant lequel la capacité d'infiltration du sol est atteinte de sorte que l'eau ne peut plus le pénétrer et s'écoule en surface. Il dépend, entre autres, du climat, de la pente, du type, des propriétés physiques et de l'utilisation du sol.
      • L'infiltration (qui devient l'écoulement de l'eau souterraine) se divise en deux parties :
      • Le ruissellement hypodermique s'effectue près de la surface et est constitué de l'eau qui s'infiltre dans le sol et qui circule horizontalement dans les couches supérieures jusqu'à ce qu'elle face résurgence à la surface, par la pente du terrain ou dans un cours d'eau, ou bien jusqu'à ce qu'elle s'infiltre plus bas vers l'aquifère.
      • La recharge correspond à l'eau qui atteint l'aquifère. Le partage entre le ruissellement hypodermique et la recharge dépend surtout des propriétés hydrogéologiques des formations géologiques. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 30)

      Figure 42 – Le cycle de l'eau

      Figure 42 modif

       1.8.4.1.3.2. Le bilan hydrologique en chiffres

      Encadré 7 Bilan hydrologique, en chiffre, du bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 30)

      Encadré 7 modif

      1.8.4.1.3.2.1. Les facteurs qui affectent le bilan hydrologique

      Pour évaluer les quantités d'eau qui participent aux différentes étapes du bilan hydrologique, on utilise les données relatives aux principaux facteurs qui peuvent affecter le bilan.

      Tableau 17 – Facteurs affectant le bilan hydrologique (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 31)

      Tableau 17

      1.8.4.1.3.2.2. L'impact des activités anthropiques

      Encadré 8 L'impact des activités anthropiques dans le bassin versant de la rivière Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 31)

      Encadré 8 modif

      1.8.4.2. Piézométrie de l'aquifère régional

      1.8.4.2.1. Le niveau de la nappe phréatique : une question d'équilibre

      La profondeur de l'eau souterraine fluctue avec les variations saisonnières des précipitations. Cette profondeur peut également être affectée localement par les prélèvements qui s'effectuent dans l'aquifère. Au sein de l'aquifère, il se crée une sorte d'état d'équilibre qui fait en sorte que la plage de fluctuation saisonnière des niveaux d'eau demeure relativement constante d'une année à l'autre.

      En conditions normales, le volume d'eau qui pénètre l'aquifère (principalement les précipitations) étant égal à celui qui en sort, la réserve en place demeure constante (la réserve est le volume d'eau présent dans ce réservoir que constituent les formations géologiques dites aquifères). Toutefois, une augmentation significative des prélèvements (ex. : un accroissement du nombre de puits) ou une variation marquée et durable des précipitations d'une année à l'autre (ex. : climat sec) crée un changement d'état d'équilibre traduisant une modification de la réserve en place. Un tel changement se reflétera sur les niveaux d'eau sous la forme d'un déplacement de la plage de leur fluctuation saisonnière (à la baisse dans le cas des exemples précédents). (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 28)

      1.8.4.2.2. Pourquoi suivre les niveaux d'eau?

      Le suivi des fluctuations des niveaux d'eau permet d'abord d'évaluer s'il y a diminution des réserves d'eau. Les données passées servent ainsi à évaluer si les niveaux observés correspondent à une variation habituelle ou anormale.

      En conditions d'écoulement naturel, les fluctuations du niveau d'eau sont négligeables. Toutefois, lorsque les niveaux sont influencés par des pompages intermittents, comme des pompages saisonniers (par exemple en agriculture), ces variations peuvent être significatives. Par ailleurs, une variation des précipitations peut également faire varier le niveau d'eau. Le suivi des niveaux d'eau permet donc de comprendre l'effet des modifications anthropiques ou naturelles sur la réserve en place, et donc sur la disponibilité de la ressource.

      Par ailleurs, en présence d'une zone de contamination, comme celle de Mercier, il est requis de suivre les niveaux d'eau pour s'assurer que le système de confinement hydraulique exerce un contrôle durable de la contamination. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 28)

      1.8.4.2.3. Fluctuations observées dans le bassin versant

      1.8.4.2.3.1. Fluctuations annuelles

      Avec la fonte des neiges et les pluies printanières, au printemps, le niveau de l'eau souterraine dans le sol s'élève pour se rapprocher de la surface. Au cours de l'été, avec la résurgence de l'eau dans les rivières et l'évapotranspiration, le niveau d'eau redescend pour atteindre son minimum vers la fin de la période de croissance de la végétation (septembre-octobre). Par la suite, les niveaux remontent en deux paliers. Le premier est associé aux pluies d'automne et le second, plus important, au dégel du printemps.

      Figure 43 – Niveaux d'eau dans le puits 8R

      Figure 43 modif

      1.8.4.2.3.2. Fluctuations à long terme

      D'après les résultats obtenus à l'analyse des hydrographes de 32 puits du bassin (voir carte ci-dessous), les fluctuations annuelles moyennes sont plus prononcées dans les aquifères en condition de nappe libre et semi-confinée (2,7 m) que dans les aquifères à nappe confinée (1,6 m). Dans la région, les puits mis en place pour assurer un suivi au site de Mercier n'ont pas révélé de tendance (ni à la baisse ni à la hausse) des niveaux d'eau souterraine pendant la période 2000 à 2005.

      Figure 44 – Niveaux d'eau dans le puits 03097094

      Figure 44 modif

      1.8.4.2.3.3. Fluctuations causées par les pompages

      Les pompages provoquent également des fluctuations du niveau d'eau. Par exemple, au site des puits 5R et 5MT, les niveaux d'eau du puits au roc varient d'environ 50 cm chaque jour en raison d'un pompage à proximité alors que les niveaux dans les dépôts meubles demeurent constants.

      Figure 45 – Niveaux d'eau dans les puits 5R (au roc) et 5MT (dans les dépôts meubles)

      Figure 45 modif

      Le cône d'influence du rabattement varie grandement selon les secteurs où les pompages sont effectués. Des études dans le secteur de Covey Hill (Tremblay, J. J., 1999 ; ENVIROTECHEAU, 1997) démontrent que ce cône s'étend sur un rayon dépassant les 10 km dans les conditions de pompage sur plus de 17 jours dans le roc fracturé présent à cet endroit. La réglementation en vigueur au Québec demande des études dans un rayon d'un kilomètre, ce qui est applicable seulement dans des conditions de nappe d'eau libre, non dans une situation de nappe confinée (Tremblay, J. J., 1999 ; Tremblay, J. J., 1997 ; ENVIROTECHEAU, 1997).

      1.8.4.2.4. Piézométrie de l'aquifère régional

      La piézométrie, aussi appelée le niveau piézométrique, est le niveau que l'eau souterraine atteint dans un sondage ou un puits foré ouvert à l'atmosphère. Si on pouvait connaître la piézométrie de l'aquifère régional en tous points de la région, la surface imaginaire qui relierait tous les niveaux mesurés s'appellerait la surface piézométrique. Cette surface doit être considérée comme une surface imaginaire qui détermine les directions d'écoulement de l'eau souterraine. C'est un peu comme si chaque goutte d'eau s'écoulait en suivant les pentes de la surface piézométrique, du haut vers le bas.

      Pour représenter la surface piézométrique sur une carte, on trace des lignes entre différents points de même niveau piézométrique (appelées isopièzes ou courbes piézométriques), exactement comme avec les courbes topographiques. Comme l'écoulement de l'eau souterraine se fait des points de piézométrie élevée aux points de piézométrie plus basse, l'écoulement de l'eau souterraine se fait perpendiculairement aux courbes piézométriques.

      Il est à noter que la surface piézométrique ne doit pas être interprétée comme la profondeur de l'eau souterraine, ni celle de l'aquifère. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 28)

      Figure 46 – La piézométrie de l'aquifère régional du bassin versant de la rivière Châteauguay. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 29)

      Figure 46

      1.8.4.3. Vulnérabilité de l'aquifère régional

      1.8.4.3.1. Vulnérabilité de l'aquifère régional à la contamination

      1.8.4.3.1.1. Pourquoi cartographier la vulnérabilité à l'échelle régionale?

      La protection d'un aquifère régional aussi étendu que celui du bassin versant de la rivière Châteauguay constitue un défi de taille, surtout en territoire habité. Heureusement, l'effort à fournir pour protéger l'aquifère n'est pas le même partout. En effet, suivant les variations de la topographie, de la pédologie et de la géologie, certaines parties de l'aquifère sont naturellement mieux protégées que d'autres et sont donc moins vulnérables à une éventuelle contamination causée par les activités de surface.

      La cartographie de la vulnérabilité à l'échelle régionale permet donc de classer par ordre de priorité les zones à protéger et de mieux choisir les emplacements des activités susceptibles d'affecter la qualité des eaux souterraines. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 34)

      Encadré 9

      1.8.4.3.1.2. La méthode DRASTIC

      Il existe de nombreuses méthodes pour évaluer la vulnérabilité des aquifères. La plus utilisée est la méthode DRASTIC, qui a été créée aux États-Unis par la National Water Well Association (NWWA) et l'Environmental Protection Agency (EPA) pour cartographier la vulnérabilité intrinsèque des aquifères à l'échelle régionale.

      Cette méthode évalue la vulnérabilité d'un aquifère à la contamination à partir de sept paramètres : la profondeur de l'eau, la recharge, la nature géologique de l'aquifère, la texture du sol, la topographie, l'impact de la zone vadose et la conductivité hydraulique. Chaque paramètre est cartographié individuellement, puis les résultats sont combinés pour obtenir la carte des indices de vulnérabilité DRASTIC. Les indices obtenus peuvent varier entre 23 et 226. Plus l'indice est élevé, plus l'aquifère est vulnérable.

      Il est important de savoir que la méthode DRASTIC suppose qu'un éventuel contaminant serait localisé à la surface du sol, et qu'il s'infiltrerait à travers les différentes couches géologiques jusqu'à l'aquifère régional de la même façon que l'eau de la recharge, sans effet de retard et sans réaction avec le milieu environnant. Par conséquent, pour évaluer s'il y a un risque qu'une activité contamine l'eau souterraine dans une zone vulnérable, il faut également considérer la nature des contaminants émis par cette activité, leur localisation et leur comportement dans l'environnement. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 34)

      Encadré 10

      1.8.4.3.1.3. Une vulnérabilité dictée par le contexte hydrogéologique

      L'aquifère régional est constitué des différentes roches sédimentaires des Basses-Terres du Saint-Laurent.

      La vulnérabilité de l'aquifère régional varie d'un point à l'autre du bassin versant de la rivière Châteauguay en fonction de la géologie et des conditions d'écoulement de l'eau souterraine.

      La superposition de la carte de la géologie des sédiments quaternaires avec la carte de la vulnérabilité montre clairement que les zones de forte vulnérabilité correspondent aux zones d'affleurement du roc et aux zones caractérisées par une faible épaisseur du till. De même, l'observation des cartes du taux de recharge et des contextes hydrogéologiques permet de constater que les zones de vulnérabilité élevée coïncident avec les zones de recharge et les portions de l'aquifère qui sont en condition de nappe libre ou semi-confinée.

      Ainsi, aux endroits où l'aquifère est confiné par plus de trois mètres d'argile, l'indice DRASTIC est inférieur à 60, alors que sous les sables et graviers en condition de nappe libre la vulnérabilité est supérieure à 180. Entre ces deux extrêmes, on trouve une variété de contextes plus ou moins vulnérables. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 34)

      1.8.4.3.1.4. Exemples d'indices de vulnérabilité de l'aquifère régional

      1.8.4.3.1.4.1. Vallée de la rivière Châteauguay

      De chaque côté de la vallée de la rivière Châteauguay, le till glaciaire est recouvert par d'épaisses couches d'argiles marines quasi imperméables. Même si par endroits on observe des sédiments alluviaux perméables en surface, l'indice DRASTIC du roc est relativement faible partout en raison de la présence de cette couche d'argile qui agit comme une barrière imperméable à l'écoulement.

      Figure 47 – Exemples d'indices de vulnérabilité de l'aquifère régional – Vallée de la Châteauguay (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 34)

      Figure 47 modif

      1.8.4.3.1.4.2. Esker de Mercier

      Dans le secteur de l'esker de Mercier, comme en plusieurs autres endroits, les dépôts de sables et graviers fluvio-glaciaires perméables qui affleurent à travers les couches de till et d'argile sont en contact direct avec le roc, créant ainsi un chemin d'accès à l'aquifère pour un contaminant déposé en surface. Dans ces cas, l'indice DRASTIC est beaucoup plus élevé que dans le reste de la région.

      Figure 48 – Exemples d'indices de vulnérabilité de l'aquifère régional – Esker de Mercier (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 34)

      Figure 48 modif

      1.8.4.3.1.4.3. Secteur de Covey Hill

      Aux environs du mont Covey Hill, l'aquifère rocheux est recouvert d'une couche de till d'épaisseur variable que les vagues de la mer de Champlain ont remanié dans la partie supérieure, de sorte que les particules fines initialement présentes dans la matrice ont été emportées. Il en résulte des sables et graviers littoraux très perméables. Ainsi, les parties du roc en contact avec ces dépôts ont une vulnérabilité plus élevée que les parties du roc recouvertes par le till non remanié.

      Figure 49 – Exemples d'indices de vulnérabilité de l'aquifère régional – Secteur de Covey Hill (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 34)

      Figure 49 modif

      Figure 50 – Vulnérabilité de l'aquifère régional du bassin versant de la rivière Châteauguay à la contamination. (Côté, M.-J., et al., 2006, p. 35)

      Figure 50