Aléas fluviaux : cartographie du risque au Québec

En bref : les aléas fluviaux menacent une part croissante des réseaux linéaires du Québec. Cela touche les lignes électriques, les routes, les conduites, les gazoducs et les voies ferrées. Au Canada, les inondations sont déjà les catastrophes naturelles les plus fréquentes et les plus coûteuses. Près de 19 % de la population québécoise vit d’ailleurs en zone inondable. Avizo Experts-Conseils a donc développé une méthode de cartographie du risque fluvial basée sur l’intelligence artificielle. Ce modèle, de type Random Forest, a été publié dans une revue scientifique évaluée par les pairs. Il permet de localiser les tronçons les plus exposés aux aléas fluviaux, avant que l’événement ne survienne.

En août 2024, les restes de l’ouragan Debby ont causé environ 2,5 milliards de dollars de dommages assurés au Québec. Il s’agit de l’événement météorologique le plus coûteux de l’histoire de la province, selon le Bureau d’assurance du Canada. Ce n’est d’ailleurs pas un cas isolé. Entre 1983 et 2008, les sinistres assurés liés aux inondations au Canada atteignaient environ 405 millions de dollars par année. Entre 2009 et 2017, ce montant est passé à 1,8 milliard par année, selon l’Institut climatique du Canada. Les coûts ont donc quadruplé en quarante ans. Par ailleurs, la fréquence des pluies extrêmes s’accélère à l’échelle nationale. Un épisode qui survenait tous les 20 ans pourrait désormais survenir tous les 5 ans, d’ici la fin du siècle.

Derrière ces chiffres se cache une réalité concrète pour les gestionnaires de réseaux. Une part croissante des infrastructures linéaires du Québec longe ou traverse des cours d’eau. Elle se trouve donc exposée aux inondations, mais aussi à l’érosion des berges et du lit. Les changements climatiques amplifient par ailleurs la fréquence et la sévérité de ces événements.

Les aléas fluviaux, un angle mort dans la gestion des réseaux

Lignes de transport d’énergie, routes d’accès, conduites, gazoducs, voies ferrées : ces actifs sont nombreux. Ils s’étendent sur des dizaines, parfois des centaines de kilomètres. Évaluer leur exposition aux aléas fluviaux, tronçon par tronçon et à la main, est peu praticable à cette échelle.

En pratique, le risque finit souvent par se gérer en mode réactif. Les interventions sont alors déclenchées par l’événement plutôt que planifiées. Cela restreint les options techniques et alourdit les coûts. En effet, les travaux d’urgence coûtent en général plus cher que les travaux préventifs.

Détecter les aléas fluviaux par apprentissage automatique

Avizo mobilise un modèle d’apprentissage automatique de type forêt aléatoire (Random Forest). Ce modèle a été entraîné sur des données québécoises et publié dans la revue scientifique River Research and Applications [1]. Concrètement, un tel modèle agrège un grand nombre d’arbres de décision. Chacun classe un tronçon à partir de variables géomorphologiques : pente, largeur de la vallée, sinuosité. La prédiction retenue correspond ensuite à la tendance majoritaire. Le modèle apprend ainsi les signatures associées à l’inondation et à la mobilité fluviale. Il les généralise ensuite à des milliers de tronçons non visités.

Cette approche s’appuie sur l’expertise d’Avizo en hydrogéomorphologie. Cette discipline étudie le fonctionnement des cours d’eau et l’équilibre sédimentaire. Elle permet ainsi de prévenir les problématiques d’érosion, de sédimentation et d’inondation.

Les prédictions sont ensuite croisées avec la position des infrastructures. L’analyse se fait à un pas de 100 mètres le long du réseau hydrographique. Par ailleurs, le traitement s’appuie sur le Cadre de référence hydrologique du Québec (CRHQ) et sur des données LiDAR.

Cartographier les aléas fluviaux : cartes et indice de risque

L’analyse produit des cartes de susceptibilité à l’inondation et à la mobilité fluviale, superposées au réseau existant. Elle génère aussi un indice de 0 à 100 par tronçon et par actif. Cet indice hiérarchise les sites : il indique où concentrer l’attention et les ressources. Il permet aussi d’intégrer les résultats directement aux systèmes d’information géographique du gestionnaire.

Il devient ainsi possible d’analyser le risque en tenant compte de l’importance de l’infrastructure touchée. On considère aussi les conséquences sur la fonctionnalité du réseau. L’équipe applique la même logique à l’échelle d’un cours d’eau complet. C’est ce que montre cette étude de cas sur la rivière des Mares. La zone fluviale active s’y était élargie de 12 à 150 mètres selon les secteurs.

À quoi ressemble un livrable : la carte de mobilité fluviale

Concrètement, l’analyse produit des cartes comme celle-ci. Chaque tronçon de cours d’eau y est classé selon sa probabilité de mobilité, du vert (stabilité élevée) au rouge (mobilité élevée). La carte est ensuite superposée au réseau routier existant. Cette lecture visuelle met en évidence, en un coup d’œil, les points de contact à risque. Ces points se situent entre un réseau linéaire et l’hydrographie environnante.

Carte de probabilité de mobilité fluviale superposée au réseau routier (secteur de Nicolet).

Un outil de priorisation face aux aléas fluviaux, pas un diagnostic de site

La méthode a des limites qu’Avizo pose clairement face aux aléas fluviaux. L’indice oriente la décision : il dit où regarder en premier. Il ne remplace toutefois pas une étude hydraulique ou géotechnique détaillée sur les sites jugés critiques. Par ailleurs, la qualité des résultats dépend des données d’entrée.

Enfin, le modèle est calibré pour le contexte du Québec méridional, où il est le plus fiable. Toute extension à un autre territoire suppose donc une validation et, au besoin, un réentraînement. C’est pourquoi le déploiement se fait par étapes. Il commence par un projet pilote sur un secteur ciblé, à coût et à risque maîtrisés.

Cette cartographie du risque s’inscrit d’ailleurs dans une approche intégrée en hydrogéomorphologie. Modélisation hydraulique, données géomatiques et expertise terrain s’y combinent pour une vision complète du territoire.

Passer d’une gestion réactive à une planification préventive

Pour un gestionnaire d’infrastructures ou une ville, l’enjeu est concret. L’exposition aux aléas fluviaux augmente. La capacité à la localiser précisément devient donc déterminante pour la planification et la budgétisation. Anticiper les tronçons vulnérables permet de protéger des infrastructures critiques. Cela permet aussi de concentrer les budgets là où ils comptent et de réduire le recours aux interventions d’urgence. Il peut s’agir de prévenir l’inondation d’un tronçon. Cela peut aussi consister à planifier la stabilisation de berges et l’aménagement riverain d’un site déjà fragilisé.

Questions fréquentes

Qu’est-ce qu’un aléa fluvial?

Un aléa fluvial désigne un phénomène naturel lié à la dynamique d’un cours d’eau. Il s’agit notamment de l’inondation, de l’érosion des berges ou de la mobilité du lit. Il peut endommager les infrastructures situées à proximité.

Comment Avizo évalue-t-elle le risque fluvial pour un réseau d’infrastructures?

Avizo utilise un modèle d’apprentissage automatique (Random Forest), entraîné sur des données québécoises. Ce modèle a été validé par une publication scientifique évaluée par les pairs. Il croise des variables géomorphologiques (pente, largeur de vallée, sinuosité) avec la position des infrastructures. L’analyse se fait à un pas de 100 mètres. Elle produit un indice de risque de 0 à 100 par tronçon.

Cette méthode remplace-t-elle une étude hydraulique ou géotechnique?

Non. L’indice de risque est un outil de priorisation : il indique où concentrer l’attention en premier. Il ne remplace toutefois pas une étude hydraulique ou géotechnique détaillée sur les sites jugés critiques.

Où cette méthode est-elle applicable?

Le modèle est calibré et le plus fiable pour le contexte du Québec méridional. Son extension à d’autres territoires nécessite donc une validation et, au besoin, un réentraînement.

Quelle est l’ampleur du risque d’inondation au Québec?

Au Canada, les inondations sont les catastrophes naturelles les plus fréquentes et les plus coûteuses. Les sinistres assurés liés aux inondations ont d’ailleurs fortement augmenté. Ils sont passés d’environ 405 millions de dollars par année (1983–2008) à 1,8 milliard par année (2009–2017). Environ 19 % de la population québécoise vit en zone inondable.

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Pour aller plus loin. Avizo a résumé l’approche, le contexte québécois et les limites de la méthode dans un court document technique. Télécharger le document de positionnement (PDF)

Vos réseaux longent des cours d’eau ? Pour évaluer leur exposition ou définir un projet pilote, communiquez avec Michel Paquette, hydrogéomorphologue chez Avizo Experts-Conseils — 1 800 563-2005 — [email protected].

Références [1] Gava, M., Biron, P., Buffin-Bélanger, T. (2024). A random forest machine learning model to detect fluvial hazards. River Research and Applications, 40(10), 1837–1854. Bureau d’assurance du Canada et Catastrophe Indices and Quantification Inc. (CatIQ), 2024. Institut climatique du Canada, 2026.