Infrastructure : Adaptation de nos systèmes et services pour survivre au changement climatique

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Mis à jour le: 30 Apr 2021

Nous avons déjà discuté des infrastructures liées à la santé, mais qu’en est-il des autres infrastructures dont nous dépendons ? On peut considérer les infrastructures comme les systèmes et services physiques ou organisationnels qui composent une société . Cela englobe tout, des moyens de transport et de communication à la distribution des ressources de base comme l’eau et l’énergie . Nous ne pouvons pas nous permettre de perdre ces services, alors explorons comment nous pourrions les adapter à un climat changeant.

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Les réseaux d’infrastructure sont essentiels pour une adaptation réussie

Pourquoi faut-il adapter nos infrastructures ?

Les bâtiments nous abritent des éléments, nous protégeant ainsi des pires effets du changement climatique . Cependant, cette protection a ses limites ; la majorité des infrastructures d’aujourd’hui a seulement été conçue pour résister aux extrêmes climatiques et aux variations saisonnières actuels . En outre, les réseaux d’infrastructure sont étroitement interconnectés ; ce qui signifie que toute perturbation dans un système aura des répercussions sur les autres . Le changement climatique rapide menace donc la durabilité à long terme de la façon dont nous interagissons en tant que société .

Quelles sont donc les principales menaces et comment pourraient-elles avoir un impact sur nos infrastructures ? Premièrement, plus notre planète se réchauffe, plus nos systèmes et services seront susceptibles de surchauffer . Des températures plus élevées entraînent la dilatation des matériaux de construction . Ce phénomène engendre un stress interne et provoque la déformation des structures et leur instabilité, conduisant à la déformation des rails de chemin de fer et à la formation de fissures et de nids-de-poule sur les routes .

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Effets boule de neige des risques de chaleur

La fréquence et l’intensité croissante des catastrophes naturelles est une autre menace importante pour les infrastructures . Les inondations, tempêtes et ouragans extrêmes ont tous un impact dévastateur et durable sur les réseaux de transport, de communications et de distribution d’eau . À l’échelle mondiale, on prévoit que les inondations fluviales et côtières causeront à elles seules une augmentation des dommages structurels évalués à des milliers de milliards de dollars américains .

Enfin, le changement climatique affectera également la manière dont nous interagissons avec les infrastructures. Par exemple, sur une planète plus chaude, notre demande en eau  et en énergie  va probablement augmenter. Indirectement, la demande en infrastructures changera également à mesure que les différentes populations se déplaceront en réaction au changement climatique .

Les coûts liés aux perturbations et à l’entretien se font rapidement ressentir. En fait, la majeure partie de l’entretien actuel des infrastructures est largement causée par la variabilité climatique et coûte déjà 391 à 647 milliards de dollars américains par an dans les pays à faible ou moyen revenu . En Europe, les coûts d’entretien detrueent être 10 fois plus élevés d’ici 2100 en raison du changement climatique .

Image of Le coût des dommages causés aux infrastructures sera beaucoup plus élevé à l’avenir

Le coût des dommages causés aux infrastructures sera beaucoup plus élevé à l’avenir

Même s’ils impliquent des coûts initiaux , les bâtiments résilients au changement climatique pourraient être jusqu’à 4 fois moins chers sur leur durée de vie puisqu’ils sont conçus pour durer plus longtemps et coûtent moins cher à entretenir .

Comment bâtir une société plus résiliente aux changements climatiques ?

Si nous voulons construire des infrastructures résilientes au changement climatique, notre première option est la construction neuve . Dans ce cas, nous devons commencer par concevoir des normes de conception qui tiennent compte des prévisions climatiques . Par exemple, le Pont de la Confédération au Canada a été construit pour résister à une élévation future du niveau de la mer allant jusqu’à 1 m . Mais le travail ne s’arrête pas là : durant la construction, nous pouvons sélectionner des matériaux de construction capables d’absorber et de stocker de grandes quantités d’énergie thermique qui régulent naturellement la température et prolongent même la durée de vie du bâtiment . Les architectes peuvent également utiliser la forme et la disposition d’un bâtiment pour fournir une ventilation naturelle  et une meilleure protection contre les éléments .

Pour les liens d’infrastructure essentiels, il peut être utile de créer des versions « redondantes » supplémentaires comme renforts en cas de catastrophe naturelle . Par exemple, si un pont majeur devait s’effondrer lors d’une inondation, un pont de secours serait là pour sauver la mise . Plus important encore, nous devons surveiller les structures existantes pour réduire leur risque de défaillance au fil du temps . Avec des prévisions rigoureuses, nous pouvons réduire le risque de catastrophe en nous adaptant tôt et en évitant d’avoir à prendre des décisions difficiles dans le futur . Si nous voulons truement progresser, nous pouvons construire des infrastructures polyvalentes, comme des tunnels de circulation routière qui servent d’entonnoir pour les excès d’eaux pluviales .

Pour économiser du temps et de l’argent, une autre option est de mettre à jour les infrastructures que nous avons déjà. Cela s’appelle la rénovation durable , et celle-ci comprend par exemple des trottoirs perméables, des routes surélevées et des fontaines d’eau dans les espaces publics . À Abu Dhabi, les architectes ont attaché des pare-soleil géométriques à l’extérieur des gratte-ciels qui non seulement fournissent de l’ombre, mais sont même capables de changer leur position en réponse à la lumière du soleil . Cool, non ?

En fait, la rénovation durable des bâtiments peut être aussi simple que d’installer des capteurs de chaleur ou de peindre les toits, routes et chemins de fer en blanc afin de refléter les rayons du soleil . Si cela est fait correctement, un toit blanc peut refléter jusqu’à 80% de l’énergie solaire, contre seulement 5 à 10% pour un toit noir . Étant donné que les trottoirs et les toits représentent généralement plus de 60% des surfaces urbaines, imagine à quel point cela pourrait être efficace !

Image of Conception adaptée au climat pour les villes

Conception adaptée au climat pour les villes

La climatisation est une autre solution simple de rénovation durable. Malheureusement, le conditionnement de l’air est une épée à double tranchant parce qu’il peut en fait aggraver le problème de chaleur urbaine à long terme . En effet, la demande croissante de climatisation fait pression sur le réseau électrique  : pour chaque augmentation de température de 1 °C, la consommation d’électricité dans les villes peut augmenter de 2 à 4% ! Cela génère plus d’émissions de gaz à effet de serre et augmente les températures .

Image of Cycle négatif de la climatisation

Cycle négatif de la climatisation

Une option plus durable, comme mentionnée plus tôt, est de concevoir des bâtiments capables de mieux tolérer une gamme plus large de températures . Une solution particulièrement novatrice consiste à combiner un système de refroidissement alimenté par des énergies renouvelables avec une technologie de capture du carbone (consulte notre autre cours sur la capture du carbone !) pour obtenir une véritable solution gagnant-gagnant..

1. Gouvernance, science et politique

L’adaptation sera un effort de collaboration entre les gouvernements, les industries et l’action locale . Une adaptation réussie detruet également tirer le meilleur parti de l’expertise scientifique disponible. Par exemple, les géologues peuvent nous aider en développant des cartes géologiques et des zones inondables de base pour nous aider à identifier les endroits les plus sûrs où construire . Dans le secteur de l’énergie, les experts en mégadonnées ont identifié des zones sujettes aux feux de brousse en utilisant des stations météorologiques éloignées . En évitant ces zones à haut risque, on peut alors réduire la probabilité de coupures d’électricité . Ce genre de réflexion visionnaire est truement utile lors du réaménagement des zones urbaines et de la planification des futurs projets d’infrastructure.

Dans le secteur de la construction, il est de plus en plus important de trouver des moyens plus efficaces de traiter les déchets et les émissions  et d’établir des règles environnementales plus strictes. Par exemple, en France, les nouveaux projets de construction sont encouragés à envisager dès le début les risques climatiques futurs . Malheureusement, la majorité des codes environnementaux ne sont pas aussi modernes : seuls 5 des 35 pays membres de l’OCDE ont des codes à jour qui mentionnent le changement climatique .

Image of Infrastructures en cours d’adaptation

Infrastructures en cours d’adaptation

2. Économie

Selon les estimations, le coût global d’adaptation des infrastructures varie entre 8 et 130 milliards de dollars d’ici 2030 . C’est beaucoup d’argent, alors comment pouvons-nous augmenter les fonds disponibles ?

Pour ce faire, nous devons chercher différentes sources de financement, des subventions publiques et privées jusqu’aux programmes gouvernementaux et aux banques de développement multilatérales .

Étant donné que 87 à 91% du financement des infrastructures provient des gouvernements dans les pays à faible et moyen revenu , il y a de bonnes raisons de repenser comment (et par qui) les gouvernements sont financés et où cet argent est ensuite investi . Aux Îles Fidji, le gouvernement a adopté un Prélèvement pour l’adaptation environnementale et climatique : une taxe de 10% sur les articles de luxe et sur les ménages riches . En 2019, la perception de l’impôt a réussi à générer plus de 119 millions de dollars fidjiens (soit environ 56 millions de dollars américains), dont la majorité a été dépensée pour adapter les infrastructures, y compris de nouveaux ponts, digues et systèmes de drainage .

3. Solutions communautaires

En impliquant les communautés locales dans la planification de l’adaptation au changement climatique, nous pouvons bénéficier des connaissances locales. Cela pourrait inclure des techniques traditionnelles pour prédire des événements météorologiques graves  ou la restauration d’habitats côtiers pour protéger à la fois leurs habitants et les infrastructures dont ils dépendent .

4. Infrastructure verte et solutions basées sur la nature

Nous pouvons aussi littéralement rendre nos villes plus vertes en créant plus d’espace pour la nature . Par exemple, les toits verts contrôlent les températures estivales élevées , absorbent l’excès d’eaux pluviales  et peuvent même soutenir des mini-fermes .

Image of Les infrastructures vertes peuvent être très bénéfiques pour le climat

Les infrastructures vertes peuvent être très bénéfiques pour le climat

Ces solutions font partie d’une idée plus vaste appelée infrastructure verte, par opposition à l’infrastructure « grise » fabriquée par l’homme . Les infrastructures vertes cherchent à utiliser des caractéristiques naturelles, telles que les étangs, les parcs et les forêts, pour à la fois améliorer la vie urbaine  et aider les villes à faire face au changement climatique en absorbant l’excès d’eaux pluviales et en réduisant les températures locales .

Par exemple, une étude a découvert qu’investir 100 millions de dollars par an dans la plantation d’arbres en milieu urbain pourrait potentiellement créer suffisamment d’ombre pour réduire les températures moyennes de 1 °C pour 77 millions de personnes dans le monde . Cependant, pour que cela soit truement durable, nous devons nous assurer que nous avons des réserves d’eau adéquates  ou que nous utilisons des espèces d’arbre tolérantes à la sécheresse , et de préférence endémiques à la région .

Image of Couverture végétale et température

Couverture végétale et température

La nature peut également inspirer les architectes. C’est ce qu’on appelle le biomimétisme . Il peut être utilisé pour concevoir une infrastructure mieux adaptée à son environnement : des bâtiments inspirés des coléoptères du désert  et des termitières  pour la ventilation naturelle et la régulation de la température , aux dispositifs hydroélectriques à base d’algues .

Image of Biomimétisme

Biomimétisme

Nous pouvons également nous adapter en nous inspirant d’écosystèmes entiers. En Chine, les urbanistes ont placé un quart des terres du pays sous protection pour favoriser l’accès à l’eau douce et améliorer la capacité des sols à faire face aux catastrophes naturelles en permettant aux plaines inondables protégées et aux voies fluviales de retenir l’excédent d’eau .

Conclusion

Il est important de se rappeler que différentes régions connaîtront des risques climatiques différents . Cela signifie qu’il n’y a pas de feuille de route simple sur la façon de bâtir des villes résilientes au changement climatique . Cependant, il est probable que nous aurons besoin d’une combinaison de solutions « vertes » et « grises » afin de minimiser les risques climatiques locaux .

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