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Diagnostic de vulnérabilité intégrée aux changements côtiers à l’échelle des communautés

Colloque 611 - Adaptation aux changements climatiques et à l’augmentation du niveau de la mer en zones côtières : une perspective mondiale, ACFAS 2014, Montréal, 12 mai 2014. Diagnostic de vulnérabilité intégrée aux changements côtiers à l’échelle des communautés. Ursule Boyer-Villemaire, UQAR

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Diagnostic de vulnérabilité intégrée aux changements côtiers à l’échelle des communautés

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  1. Colloque 611 - Adaptation aux changements climatiques et à l’augmentation du niveau de la mer en zones côtières : une perspective mondiale,ACFAS 2014, Montréal, 12 mai 2014 Diagnostic de vulnérabilité intégrée aux changements côtiers à l’échelle des communautés Ursule Boyer-Villemaire, UQAR Pascal Bernatchez, UQAR J. Andrew G. Cooper, U. Ulster Javier Benavente, U. Cádiz

  2. Carleton&Maria, MRC Avignon, Baie des Chaleurs, Québec (CAN) AVI Vulnérabilité Condition résultant de facteursphysiques, sociaux, économiques ou environnementaux qui prédispose les éléments exposés à la manifestation d’un aléa à en subir des préjudices ou des dommages. Stratégie des Nations Unies pour la prévention des catastrophes Kilkeel, Co. Newry & Mourne, Northern Ireland (UK) KIL Maritime tempéré froid CHI Chipiona, Cádiz, Andalucía (Spain) Maritime tempéré Océanique mediterranéen

  3. Limites des méthodes existantes • Mélange sensibilité/vulnérabilité • Approches multi-critères trop aggrégées • Absence du point de vue écosociosystémique (ESS) • Négligence de l’aléa d’érosion • Un seul type de côte • Un seul système institutionnel • Négligence de plusieurs facteurs socio-économiques locaux, notamment les perceptions des risques, de la gouvernance des risques • Nécessité de travailler à l’échelle des communautés (community-based) • Difficulté d’opérationnalisation et d’utilisation par les gestionnaires Anderies et al., 2004; Hinkel, 2011; Dawnson et al., 2009; Kont et al., 2008; del Rio et Gracia, 2009; Hart and Knight, 2009 ; Meur-Férec et al., 2008 Élaborer une méthode d’évaluation de la vulnérabilité côtière à l’échelle des communautés, d’un point de vue ESS

  4. Résultats:Topologie des facteurs (Ionescu et al., 2009; McFadden et al., 2007) V(t) = Impacts(t) – Adaptation(t-1) (V) pour unattributd’unsystèmeà unstressà untempsdonné(t) Inter-échelle Füssel, 2007

  5. Résultats: Méthodologie mixte et intégrée Externe IB IS Interne EB ES Barre d’outil DSAS 4.3 (USGS) Dans ArcGIS 10

  6. Résultats: Méthodologie mixte et intégrée IB IS Modifiedfrom Brown and Reed, 2009 1 EB ES Exemple: Valeur esthétique, entre Greencastle et Kilkeel 2 3 4

  7. Résultats: Outil de visualisation pour les usagers IB IS EB ES

  8. Résultats: Outil de visualisation pour les usagers IB IS 5 EB ES 1 3 2 4

  9. Résultats: Méthodologie mixte et intégrée IB IS EB ES 4 axes de recherche principaux (recherche documentaire/entrevues) • Schéma d’aménagement par et pour la communauté incluant les risques côtiers? • Réglementation de protection/entretien pour certains types de côtes? • Réglementation des futurs développement selon le type de côte? • Autres adaptations (positives)?

  10. Résultats: Méthodologie mixte et intégrée IB IS EB ES

  11. Résultats: Méthodologie mixte et intégrée IB IS EB ES Intention Actions Stratégie Participation Monitoring Apprentissage Décision Évaluer les problèmes Évaluer les options

  12. Résultats: Méthodologie mixte et intégrée IB IS EB ES

  13. Résultats: Méthodologie mixte et intégrée • Gestion des risques avant/pendant/après prévention, préparation • Adaptation aux changements climatiques événements extrêmes, changements graduels, changements futurs IB IS EB ES

  14. Résultats: Méthodologie mixte et intégrée IB IS EB ES

  15. Résultats: Identification des facteurs locaux et pistes d’adaptation • Kilkeel, UK IB IS EB ES • EB: • -Tendances régionales projetées à la hausse • Nécessité de suivirégional

  16. Résultats: Identification des facteurs locaux et pistes d’adaptation • Kilkeel, UK IB IS • IB: • -Côtes meubles et en recul et possibilité de multiplication des enjeux exposés si les tendances régionales projetées se manifestent • Nécessité de suivi local • Nécessité de cartographie officielle de l’érosion EB ES

  17. Résultats: Identification des facteurs locaux et pistes d’adaptation • Kilkeel, UK IB IS • IS: • -Enjeux immédiats: • Cartographie des enjeux à risque d’érosion, prévention et préparation en sécurité civile, gestion des côtes meubles • -Enjeux potentiels: Routes et bâtiments exposés • Stratégies d’adaptation des routes et bâtiments • -Cellules moteurs économiques (tourisme) fortement vulnérables + peu d’actions concrètes • -Peu d’adaptations locales positives, peu de réglementation locale • Stratégies d’adaptation communautaires, rôle d’organismes locaux (Mourne Heritage Trust) • -Perception intermédiaire des risques, mais problème au plan de la cohérence entre citoyens et gestionnaires + absence de participation locale • Besoins sensibilisation, communication, concertation EB ES

  18. Résultats: Identification des facteurs locaux et pistes d’adaptation • Kilkeel, UK IB IS • ES: • -Plans d’aménagement faits à distance • -Utilité du « coastal forum »? • -Peu de connection avec la sécurité civile • Réflexion sur la gouvernance inter-échelle et collaboration interministérielle • -En attente de la Loi de la Côte depuis >10ans • Clarification du cadre législatif EB ES

  19. Discussion et conclusions • Méthodologie mixte couvre un plus grand ensemble de facteurs • Portrait global, 4 mois de terrain / communauté • Production d’outils visant les usagers (excel) • Retour dans les communautés: bien accueilli • Établit un réseau minimal; identification des champions locaux

  20. Discussion et conclusions • Limites: Indicateurs: agrégation des variables • Amélioration de la résolution spatiale possible • Phase 2: Co-construction d’autres stratégies/scénarios/priorisation/cascades d’adaptation ?

  21. Baie des Chaleurs 2010/12/6-14 Remerciements Source: C. Fraser, Chaire de recherche en géoscience côtière. ursulebv@gmail.com À surveiller: présentations au Colloque 617 sur les risques naturels Vulnérabilité et stratégies d’adaptation pour les routes côtières Mercredi 14 mai, 10h & 16h30

  22. Abstract • Les villages faisant face aux aléas d’érosion côtière et de submersion sont nombreux dans l’Est du Québec. Pour identifier les stratégies d’adaptation prometteuses, il est nécessaire de se doter d’une méthode de diagnostic de vulnérabilité qui produise une vision d’ensemble soutenue par des informations crédibles visant à identifier les principaux facteurs de vulnérabilité. D’un point de vue écosociosystémique, les méthodes existantes présentent plusieurs limites : la négligence de l’aléas d’érosion, un contexte se limitant à un seul type de côte, à un seul__ système institutionnel, à une seule échelle organisationnelle et la négligence de plusieurs facteurs socio-économiques locaux, notamment les perceptions des citoyens. Le cadre choisi est : V(t) = I(t) – A(t-1), où la vulnérabilité V au temps t égale les impacts I au temps t moins les adaptations A au temps t-1. Le résultat principal consiste en une évaluation de la vulnérabilité intégrée des communautés côtières, développée en alliant la classification côtière géomorphologique, l’évolution historique des côtes, des sondages de perceptions, une cartographie interactive des enjeux et des fonctions du paysage, des entrevues semi-dirigées avec les décideurs locaux à nationaux et des recherches documentaires. Pour plus de robustesse, la méthode a été développée en se basant sur trois communautés similaires réparties au Québec, en Irlande du Nord et dans le Sud de l’Espagne.

  23. Sites d’étude Carleton&Maria, MRC Avignon, Baie des Chaleurs, Québec (CAN) AVI • Géomorphology similaire, risque d’érosion & submersion, méso-tidal • Gradient climatique • Contexte socio-economique similaire Kilkeel, Co. Newry & Mourne, Northern Ireland (UK) KIL Maritime tempéré froid CHI Chipiona, Cádiz, Andalucía (Spain) Maritime tempéré Océanique mediterranéen

  24. Contexte • Érosion: 60% - événements >10m • Submersion: 43% - difficulté de prédiction - interaction: érosion • Facteurhumain: - Structures de protection inadéquates - Absence d’unités côtières de gestion (permis, cadastre) => TCR Côtestotalessuivies: 3570km 63% -0,63 m/an 69% -0,30 m/an Avignon (Carleton-Maria) -0,48 m/an 32% -0,39 m/an Légende Côte active en 2006 - % - [m/an] 65% -0,73 m/an 35% -1,17 m/an Vulnérabilité des enjeux ? Stratégies d’adaptation ?

  25. Objectifs 1. Identifier des composantes opérationnelles de la vulnérabilité côtière (communauté) • => facteurs de vulnérabilité et pistes d’adaptation 2. Proposer et tester la méthode dans 3 communautés 3. Proposer une représentation fonctionnelle pour les usagers

  26. Le Golfe du Saint-Laurent: lieu critique mondial Anomalies d’augmentation du niveau marin projeté Condition résultant de facteursphysiques, sociaux, économiques ou environnementaux qui prédispose les éléments exposés à la manifestation d’un aléa à en subir des préjudices ou des dommages. - Stratégie des Nations Unies pour la prévention des catastrophes (UNISDR) X X Vulnérabilité des enjeux ? Stratégies d’adaptation ?

  27. Méthodes existantes et limites • Approche de cartographie par indicateurs (Thieler & Hammer-Klose, 1999) + Données de recensement (Boruff et al., 2005) - Confusion sensibilité et vulnérabilité • Multiplicité et complexité des scénarios côtiers • Exclusion des enjeux, de l’héritage d’adaptation • Communautés Vs. résolution des aléas/protections • Absence d’ancrage dans la communauté et facteurs sans variabilité interne Gutierrez et al., 2009. US-CCSP report, App. 2

  28. Méthodes existantes et limites • Approche multi-critères (radar semi-quantitatif) • Sources de données multiples • Aléas: postulat d’indépendance • Difficulté de distinction des groupes de facteurs (échelle)

  29. Résultats: Topologie des facteurs Internalbiophysical Internalsocio-economical Effective Perceived • Spatial: (impacts potentiels (sur divers horizons de temps – selon taux d’érosion et HNMR): • Dénombrement d’infrastructures exposées • Dénombrement de ménages exposées • Qualtiative: • Sensibilité des principaux moteurs économiques • Sensibilité du développement futur • Impacts potentiels sur le bien-être • Spatial: • Dénombrement d’aléas • Exposition aux aléas selon les unités côtières • Recul du trait de côte (taux) actuel et projeté • Topographie et submersion (cotes de submersion) • Impacts potentiels sur les services écosystémiques (valorisation selon l’utilisation du sol) • Qualtitative: • Épisodes historiques (érosion ou submersion) • Spatial • Valeurs intangibles du paysage (valorisation selon la cartographie interactive) • Semi-quantitative • Functionalawareness of naturalhazards (survey): • Perception of dreadfulness • Perception of uncertainty • Behavioral change • Semi-quantitative • Perception citoyenne de la gouvernance (sondage) • Groupes vulnérables (recensement) Impacts • (Spatial: Natural resilience of the coast) • Quantitative: % naturalcoastline • Qualitative: • Presence of information strategiestargettingfunctionalawareness of naturalhazards and community’s perception of governance • Spatial: • Mapping of structures of protection, their state and adequacy • Othermeasures to decreaseexposure • Qualtiative: • Presence of a local coastalcommittee • Local urban planning rules to decrease of exposure Adaptation Externalbiophysical Externalsocio-economical Effective Perceived • Semi-quantitative(historique, récent & futur) • Tendances régionales hydro-climatiques, météo-marines, NMR • Qualitative • Phénomènes anthropiques externes (dragage, drainage, barrages) • Qualitative: • Cadre réglementaire • Analyse d’acteurs (diversité, connectivité) • Analyse de processus institutionnels (complétion, fonctionnement, concordance avec les besoins) • Qualitative: • Managers’ perception of naturalhazards and governance • Semi-quantitative: • Managers-citizensfunctionalcohesion for governance Cross-scale socio-economical Impacts Impacts Perceived Effective • Qualitative: • Urban planning rulestargettingdecrease of exposure • Spatiaux: • - Sources sédimentaires de régénération des plages externes (naturelle ou artificielle) • Qualitative: • Governmental adaptation measures • ONG adaptation measures • Qualitative: • Presence of information strategiestargettingfunctionalcoherence Adaptation Adaptation

  30. Résultats: Enjeux directs et vulnérabilité Exemple: Kilkeel, NI, UK IB IS Cumulative assetsexposedfollowing A1, B1 and B2 scenarios EB ES Land exposed (m2) Yrs Legend Nb. buildings Road lenght (km) B2 (rapid acceleration) B1 (acceleration) A1 (linear) Yrs

  31. Acceleration of changes: illustration of constant erosionaccelerationmethod (CEAM) Coastline position at time t: (X,Y)t Transectused for rate calculation and projection (X,Y)t+50 + sm +e 50 yrs buffer zone (X,Y)t+50 20 yrs buffer zone (X,Y)t+20 + sm +e (X,Y)t+20 Minimal zone of event, frommost inward position (X,Y)t0 (X,Y)t-1 Erosion Stability sm = securitymargin e = minimal zone of event (widthdepends on type of coast) Accumulation

  32. Calculated for eachsub-unit, after MM7 on rates for eachinterval Coastline position estimate: case types Optimistic Linear projection of lowest accumulation/highestretreatperiod Pessimistic Change of trend by one categorytowards more erosive Observations • Eroding => erodingfaster • Stopped/startederoding => erodingfaster • Cyclic/Stability => erodinglinearly • Stopped/startedaccumulating => back to • historical position and stable • Accumulating => stability Optimistic projection Withevent Pessimistic projection Withevent Coastline position Yrs

  33. Calculation of accelerated rates and position:Constant erosionacceleration* method (CEAM) against time *Accelerationrefers to the increasetowards more negativecoastline migration rates, therefore an acceleration of erosion rates, but is an inclusive formulation for initially stable or positive rates Single eventdisplacement to prepare for Final position Initial position Linear rate displacement Supplementary displacement due to acceleration + = + + X(t) = X0 + v0∆t + a(∆t)2/2 + e a = (v(ta) – v0)/ta => H0: excludinghumanactivity influence; H1: assumes constant eventintensity over time H2: assumes constant acceleration over time Condition: need to impose a decelerationconstant: e.g. erosion rate doubling over 100 yrs Variables: X(t): coastline final position X0: initial position t: time (discrete) v0: initial migration rate a: acceleration factor (constant) ta: time constraint: nb. yearsconsidered for acceleration factor (e.g. over 50 yrs) v(ta): speed constraint: accelerated migration rate considered for acceleration factor E: event Intervalsconsidered: + 20 yrs + 50 yrs + 100 yrs

  34. Assetsexposed: direct stakes • State of vital functions of the communityat +20yrs, +50 yrs, +100 yrs • Lives: population/households • Buildings: nb. and strategic buildings (power station, sewage stations, schools, elder homes, etc.) • Transport: road service by road class, unique evacuationroads, roads as protection for buildings • Future: 3 scenarios based on securitymargins

  35. Distribution of shoreline evolution, by period by sub-unit Mean EPR by sub-unit Pre-recentperiod (1834/50-1975) Recentperiod (1975-2006) Historical (1834/50-2006) WAR ROS KLW MIL GRN CRA KIL ANN DNM 3 6 1 2 4 5 W E CarlingfordLough Open Irish sea WAR: Warrenpoint, ROS: Rostrevor, KLW: Killowen, MIL: Mill Bay, GRN: Greencastle, CRA: Cranfield, KIL: Kilkeel, ANN: Annalong, DNM: Dunmore KILevolutionSTACK_byseg.xls

  36. Distribution of trends(for areas with multiple coverages: Mill Bay to Bloody bridge – units 2 to 6) Trend diagnosisat the scale of sub-units (cells), based on average of transect points (MM7) for eachperiod, reported in proportion of coastlinelenght • Overall, 1/3 accumulating, 1/3 stable, 1/3 erodingcurrently or in the the past Reference classes [m/y] Erosion: < -0.05 Stability: -0.05 to 0.05 Accumulation: < 0.05 KILevolutionSTACK_byseg.xls

  37. Spatial vulnerabilityindicators • Common structure of indicators (nb. assets(t) + additionalassetsunder B2 scenario(t) * B2factor)*othervaluable, agravating or adaptive factors V(t) = (For a unit or cell) Coastlinelenght (either unit or cell) • Calculated for eachcoastal unit and cell • Sameassumption for factor of B2 additionalassets: 1:3 (0.33)

  38. Variation of trends - Lack of high resolution trends study (especially erosion) - Critical environmental phenomeno for future natural risks: + sea level, + storm waves + coastal erosion, + coastal flooding + winter and summer stability => (drought, but also number of freeze-thaw cycles) => attention coastal landslides Also: dependance on Silent Valley dam management

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