Plus tôt cette année, l'ouragan Ida a assommé la côte est des États-Unis avec des précipitations record, noyant plus de quarante personnes dans leurs voitures et leurs maisons et laissant plus d'un million de personnes sans électricité. Il y a deux mois, des vagues de chaleur meurtrières ont ravagé l'ouest du Canada et le nord-ouest du Pacifique américain, tuant des centaines de personnes en raison de maladies liées à la chaleur et de la cuisson des récoltes dans leurs champs. Alors que notre monde post-pandémique s'adapte à la "nouvelle normalité", les climatologues nous avertissent que ces événements ne sont qu'un aperçu de l'autre "nouvelle normalité" qui nous attend si le statu quo est maintenu.

Réaction en chaîne

Cela étant dit, un observateur externe pourrait encore se demander — comme le font près d'un cinquième des adultes en Amérique du Nord [1] : est-ce le changement climatique ou le mauvais temps ? Ce que nous savons avec certitude, c'est que la température mondiale a augmenté d'environ 0.7 °C depuis les années 1960 et que l'air plus chaud absorbe plus d'humidité des océans, des lacs et des plantes que l'air plus frais. Par conséquent, lorsque cet air plus chaud et plus humide finit par se refroidir, l'humidité supplémentaire qu'il transporte se condense et tombe sous forme de pluie - ou de neige - lors d'orages d'une intensité plus grande qu'ils ne l'auraient été dans un climat plus frais. Ces averses plus fortes entraînent des inondations plus fréquentes et augmentent le ruissellement de surface - l'eau s'écoulant sur le sol au lieu de s'infiltrer dans le sol sous-jacent. Mais cela ne s'arrête pas là : le ruissellement de surface permet aux nutriments des engrais de pénétrer dans les lacs et les cours d'eau, exacerbant la prolifération d'algues nocives. À leur tour, ces proliférations d'algues libèrent des toxines qui contaminent l'eau potable, poursuivant cette réaction en chaîne. [2] 

Au Canada, la température moyenne s'est en fait réchauffée de plus de 1.3 °C depuis 1948, soit environ le double du taux de réchauffement moyen mondial. [3] Cependant, en raison de la complexité des facteurs impliqués, les conséquences de ce réchauffement devraient varier d'un bout à l'autre du pays. Selon le Conseil des académies canadiennes [4], « des augmentations des précipitations sont prévues pour la majorité du pays, à l'exception de certaines parties du sud du Canada, où une baisse des précipitations en été et en automne est prévue ». [5] On s'attend également à ce que le sud et le centre de l'intérieur du Canada connaissent des vagues de chaleur plus fortes pendant l'été. Comme le note également le Conseil des académies canadiennes, « une journée de chaleur extrême sur 1 ans devrait devenir environ un événement sur 20 ans dans la majeure partie du Canada d'ici le milieu du siècle ». [1] On peut donc s'étonner que, dans le contexte de l'impact croissant du changement climatique, notre pays doive se préparer à la fois à la qualité de l'eau ainsi que les problèmes de pénurie d'eau, bien qu'ils disposent de 7 % de l'eau douce renouvelable du monde.

Cinq cents ans en un clin d'oeil

Heureusement, une autre tendance à la hausse permet de transformer le défi posé par le changement climatique en opportunité d'innovation : l'augmentation exponentielle de la puissance de calcul et des données. 

Depuis les années 1960, la quantité de puissance de calcul qu'un dollar peut acheter a été multipliée par dix environ tous les cinq ans. [7] Par exemple, un programme qui aurait nécessité cinq cents ans pour s'exécuter en 1960 aurait besoin d'environ 0.15 seconde pour se terminer en 2021, soit environ la durée d'un clin d'œil. De plus, des données précises sont devenues de plus en plus disponibles pour les entreprises, les gouvernements et les services publics grâce à l'installation d'appareils IoT : des objets physiques intégrés à des capteurs, capables d'échanger des données sur Internet. Selon un study de Juniper Research, le nombre mondial de connexions IoT industrielles atteindra 36.8 milliards en 2025. [8] 

Innovation dans le secteur de l'eau

 

 

Lorsqu'une quantité suffisante de données environnementales peut être analysée rapidement, il existe un terrain fertile pour le développement d'algorithmes d'intelligence artificielle. À leur tour, ces algorithmes permettent de mettre en lumière des relations qui, jusqu'alors, étaient restées occultées dans les données, ainsi que d'aider les services publics à prendre des décisions pour optimiser la gestion de l'eau. En fait, un nombre croissant d'organisations privées et publiques travaillent déjà sur cette question.

Depuis 2017, CANN Forecast utilise l'apprentissage automatique pour aider les municipalités à mieux gérer leurs ressources en eau. Notre première solution, InteliSwim, est née d'une collaboration avec le service des eaux usées de la Ville de Montréal. En effet, dans les villes dotées de systèmes d'égouts unitaires, les eaux usées non traitées sont rejetées dans l'environnement lors de fortes tempêtes, ce qui constitue un problème majeur de pollution de l'eau. InteliSwim utilise des données concernant des phénomènes tels que les précipitations, les débordements d'égouts et le débit des cours d'eau pour estimer la qualité de l'eau dans les rivières jusqu'à 72 heures à l'avance. Deux ans plus tard, nous nous sommes associés à neuf communautés canadiennes pour développer InteliPipes, un modèle basé sur l'IA qui identifie les conduites à risque avant qu'elles ne se cassent. 

L'utilisation de la technologie pour préserver l'eau plus efficacement est une stratégie clé pour atténuer les effets des périodes de sécheresse de plus en plus fréquentes, considérant que les pertes d'eau potable sont déjà en moyenne de 13 % au Canada [9] et de 16 % aux États-Unis. [10] Cette situation est exacerbée par le vieillissement des infrastructures hydrauliques, ainsi que par l'effet domino du changement climatique. En 2010, par exemple, de graves sécheresses dans le Midwest des États-Unis ont provoqué un rétrécissement du sol, ce qui a augmenté le nombre de ruptures de conduites d'eau. [11]

Dans ce contexte, la California State University s'est associée à la ville de Sacramento pour réduire la consommation d'eau après que le gouvernement a imposé une réduction de 25 % de la consommation dans tout l'État. [12] En utilisant un algorithme de détection des fuites sur les données collectées par plus de 85,000 50 compteurs d'eau intelligents, ils ont obtenu une diminution de XNUMX % de la probabilité d'une fuite pour les ménages qui ont participé au programme.

Concevoir pour les gens

Si les outils technologiques d'adaptation au changement climatique sont de plus en plus nombreux dans le monde, il ne faut pas oublier que pour que ces innovations tiennent, elles doivent être dirigées au service des hommes. Comme le commentent les chercheurs de la California State University : « [S] les compteurs intelligents en eux-mêmes ne produisent pas de changements dans les habitudes de consommation », mais il existe plutôt un « besoin critique d'engager les clients » [13] tout au long du processus. Une autre erreur à éviter est de croire que toutes les solutions efficaces doivent être « intelligentes ». En mettant en place des infrastructures bleu-vert, par exemple, comme des toits verts et des jardins pluviaux, les municipalités peuvent réduire le risque d'inondation tout en améliorant le paysage urbain pour leurs citoyens.

1- Kate Whiting, « 3 graphiques qui montrent comment les attitudes envers la science du climat varient dans le monde », Forum économique mondial, https://www.weforum.org/agenda/2020/01/climate-science-global-warming-most-sceptics-country

2- Pour un aperçu plus détaillé du processus : « How Climate Change Impacts Our Water », par Sarah Fecht, Columbia Climate School  https://news.climate.columbia.edu/2019/09/23/climate-change-impacts-water

3- « Aperçu des changements climatiques au Canada », Gouvernement du Canada, https://www.nrcan.gc.ca/changements-climatiques/impacts-adaptation/overview-climate-change-canada/10321

4- Conseil des académies canadiennes. Les principaux risques liés aux changements climatiques au Canada : Le groupe d'experts sur les risques liés aux changements climatiques et le potentiel d'adaptation, [Ottawa, Ont. : 2019].

5- Ibid.

6-Idem.

7-  Luke Muehlhauser et Lila Rieber, Tendances exponentielles et non exponentielles dans les technologies de l'information, 2014, 5 décembre, https://intelligence.org/2014/05/12/exponential-and-non-exponential/

8- «Les connexions IoT industrielles atteindront 37 milliards dans le monde d'ici 2025, comme le concept« Smart Factory »est réalisé», Juniper Research, Le 2 novembre 2020, https://www.juniperresearch.com/press/industrial-iot-iiot-connections-smart-factories

9- Gestion de la demande municipale en eau de la rivière Grand, bassin versant de la rivière Grand : plan de gestion de l'eau, https://www.grandriver.ca/en/our-watershed/resources/Documents/Water_Supplies_Primer7.pdf. 

10- United States Environmental Protection Agency, Office of Water, Water Audits and Water Loss Control for Public Water Systems, 2013, https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-04/documents/epa816f13002.pdf

11- Mark W. LeChevallier, « L'impact du changement climatique sur les infrastructures hydrauliques », Journal - Association américaine des travaux d'eau, 106, non. 4 [2014]

12 – Wesley P. Schultz et al. "Les compteurs d'eau intelligents et l'analyse des données réduisent le gaspillage d'eau dû aux fuites" Journal - Association américaine des travaux d'eau 110, non. 11 [2018]

13 – Idem.