Chapitre 5 : Changements dans le cycle de l’eau

Description du chapitre

Le présent chapitre évalue les changements climatiques passés et futurs qui ont une incidence sur les composantes du cycle de l’eau et qui influent sur la disponibilité de l’eau douce au Canada, à savoir la composante atmosphérique du cycle de l’eau (évaporation et précipitations), le débit des cours d’eau, le stockage des eaux de surface (lacs et milieux humides), les eaux souterraines, les sécheresses et les inondations.

Messages clés du chapitre

Résumé en langage clair^{Note de bas de page 1}

Le cycle de l’eau concerne le mouvement de l’eau sous forme liquide, solide ou gazeuse entre les réservoirs de l’océan, de l’atmosphère, de la surface terrestre, du sous-sol et de la cryosphère. De nombreux éléments de ce cycle régissent la disponibilité de l’eau douce au Canada. Dans le présent chapitre, la disponibilité de l’eau douce est définie comme l’eau présente à la surface (cours d’eau, lacs et milieux humides), dans le sol et dans les aquifères (eaux souterraines) qui est disponible pour l’usage des humains et des écosystèmes. Nous utilisons plusieurs sources de données pour évaluer les changements passés et futurs des composantes du cycle hydrologique qui sont importantes pour la disponibilité de l’eau douce au Canada. L’évaluation présentée dans ce chapitre complète les informations fournies dans les chapitres 2 et 3 sur les changements passés et futurs de la température et des précipitations, dans le chapitre 4 sur la variabilité de la circulation à grande échelle, dans le chapitre 6 sur les changements dans la cryosphère et dans le chapitre 8 sur les changements dans les phénomènes extrêmes.

Les changements passés et futurs de la composante atmosphérique du cycle hydrologique sont associés à une augmentation des précipitations annuelles totales et des épisodes de fortes précipitations et, dans une moindre mesure, à une augmentation de l’évaporation pendant la saison chaude. Le réchauffement climatique a également une incidence sur les phases des précipitations, avec des changements dans la proportion de pluie par rapport à la neige. Ces changements modifient le bilan hydrique traditionnel dans de nombreuses régions du pays et devraient se poursuivre.

Depuis la première édition du Rapport sur le climat changeant du Canada et son évaluation de la disponibilité en eau douce (Bonsal et al., 2019), les changements observés dans les caractéristiques saisonnières du débit des cours d’eau comprennent des crues printanières encore plus précoces (débits plus élevés résultant de la fonte des neiges et des glaces au printemps), des débits hivernaux plus élevés et, dans de nombreuses régions, des débits estivaux plus faibles. Ces changements modifient la nature des cours d’eau, qui passent d’un régime hydrologique nival (dominé par la fonte des neiges) à un régime pluvial (dominé par la pluie) ou mixte. Ces changements sont cohérents avec le réchauffement observé et les changements connexes dans la neige, la glace et les phases des précipitations. L’ampleur du débit annuel des cours d’eau a augmenté dans les régions du nord du Canada dominées par le pergélisol. Cette augmentation est due à l’augmentation des précipitations et au dégel du pergélisol, qui permet à l’eau de ces précipitations de s’infiltrer plus profondément, augmentant ainsi le débit des cours d’eau. Dans d’autres régions du pays, les débits annuels des cours d’eau, ainsi que les niveaux des eaux de surface (c’est-à-dire la quantité d’eau stockée dans les lacs et les milieux humides) et des aquifères souterrains peu profonds, ont pour la plupart varié au fil du temps, sans tendance claire. La variabilité des niveaux des eaux de surface s’est récemment caractérisée, dans certains cas, par des transitions rapides entre des niveaux extrêmement faibles et extrêmement élevés, et vice versa. La fréquence des phénomènes hydroclimatiques extrêmes, à savoir les sécheresses et les inondations, a varié au fil du temps, sans tendance claire au cours des 50 à 100 dernières années.

Comme décrit ci-dessus, on s’attend à ce que le réchauffement continu et les changements connexes dans les précipitations (chapitre 3), la réduction de la durée du manteau neigeux, le recul des glaciers de montagne et l’augmentation du dégel du pergélisol (chapitre 6) continuent à modifier les caractéristiques saisonnières du débit des cours d’eau. Le débit annuel devrait augmenter dans certaines régions (principalement les régions nordiques dominées par le pergélisol) et rester constant dans d’autres. À l’avenir, les niveaux des eaux de surface pourraient baisser dans certaines régions et augmenter dans d’autres en raison des nombreux facteurs complexes qui influent sur le stockage des eaux de surface. Ces facteurs comprennent la durée de la couverture de glace, l’évaporation des surfaces d’eau libre, la répartition temporelle de l’augmentation des précipitations, le dégel du pergélisol et le drainage connexe de lacs ou, dans certains cas, l’expansion de lacs. Le réchauffement climatique influe sur tous ces facteurs.

En raison des données limitées et de la complexité des systèmes d’eaux souterraines, il est difficile d’évaluer les changements futurs dans les systèmes d’eaux souterraines du Canada dus aux changements climatiques. La recharge des eaux souterraines au printemps devrait se produire plus tôt dans l’année en raison de la fonte précoce des neiges et des pluies hivernales. En outre, les changements les plus importants dans les eaux souterraines continueront de se produire dans les régions nordiques touchées par le dégel du pergélisol. Étant donné leur temps de réponse plus lent au climat par rapport aux eaux douces de surface, on s’attend à ce que les eaux souterraines restent l’une des ressources en eau douce les moins touchées par les changements climatiques au cours des prochaines décennies.

On prévoit une augmentation de la fréquence et de l’intensité des sécheresses météorologiques (diminution des précipitations et augmentation de l’évaporation) et des sécheresses agricoles (diminution de l’humidité du sol), en particulier pendant l’été dans le centre et le sud du Canada, les changements les plus importants étant projetés dans les Prairies. Les sécheresses hydrologiques estivales (baisse du niveau des eaux de surface) devraient également s’intensifier dans de nombreuses régions du sud du Canada, principalement en raison de l’augmentation de l’évaporation et de la diminution du ruissellement provenant des zones montagneuses. On s’attend à ce que ces changements soient plus marqués en cas de réchauffement plus élevé, ce qui devrait se produire vers la fin du siècle selon la fourchette des scénarios d’émissions.

Les changements dans la fréquence et l’intensité des inondations fluviales dépendent de divers facteurs. On s’attend à ce que l’augmentation projetée des précipitations extrêmes accroisse le risque d’inondations soudaines, y compris dans des zones urbaines. Le réchauffement devrait également entraîner des inondations plus hâtives dues à la fonte des neiges, aux embâcles et à la pluie sur la neige. Cependant, on ignore comment la hausse projetée des températures printanières et la réduction de la couverture de neige se conjugueront pour influer sur la fréquence et l’ampleur des futures inondations dues à la fonte des neiges et aux embâcles.

L’évaluation du cycle de l’eau présentée ci-dessus est tout à fait conforme à celle de la première édition du Rapport sur le climat changeant du Canada (Bonsal et al., 2019), le présent rapport étant encore plus probant en ce qui concerne les débits fluviaux et les phénomènes hydroclimatiques extrêmes (sécheresses et inondations). Cependant, l’incertitude subsiste quant aux changements futurs des niveaux des eaux de surface et des eaux souterraines en raison de la complexité de ces systèmes. On s’attend à ce que les changements dans la disponibilité de l’eau douce soient plus importants vers la fin du siècle, dans un contexte de réchauffement plus élevé, compte tenu des changements climatiques associés plus élevés. Les baisses potentielles de la disponibilité de l’eau douce dans les régions qui dépendent actuellement de la fonte des neiges et des glaces comme sources d’eau douce, ainsi que dans les régions où le dégel du pergélisol modifie les débits des cours d’eau et les niveaux des eaux de surface, sont particulièrement préoccupantes. Cependant, on s’attend à ce que la répartition temporelle et la quantité d’eau douce dans toutes les régions du Canada soient modifiées d’une manière ou d’une autre. On prévoit également que la modification du cycle de l’eau entraînera des phénomènes hydrologiques extrêmes (sécheresses et inondations) plus fréquents et plus graves, et donc des pénuries et des excédents d’eau. Ces phénomènes extrêmes nécessiteront des mesures d’adaptation et des approches intégrées de gestion de l’eau afin d’assurer la sécurité et la résilience de l’approvisionnement en eau dans le contexte des changements climatiques.

5.1 : Introduction

L’eau douce est essentielle à toute forme de vie. Au Canada, un approvisionnement adéquat en eau douce est fondamental pour l’environnement et de nombreuses activités sociales et économiques, notamment l’industrie, la production d’électricité, les loisirs et les modes de vie des Premières Nations, des Inuits et des Métis. Il est également crucial pour la sécurité alimentaire et l’approvisionnement en eau potable. Le Canada dispose d’une abondance d’eau douce sous forme de lacs, de rivières, de milieux humides, d’aquifères (formations rocheuses ou sédimentaires qui contiennent des réserves d’eau souterraine sous forme liquide ou gelée), d’eau stockée dans la neige (qui s’accumule et se comprime au cours d’un hiver avant de fondre) et de glaciers, ainsi que dans le sol. En fait, les lacs, les rivières et les milieux humides du Canada contiennent environ 20 % de l’eau douce de surface de la planète. Le Canada compte plus de 8 500 rivières et plus de 875 000 lacs d’une superficie supérieure à 0,1 km², couvrant près de 9 % du pays (Federal, Provincial and Territorial Governments of Canada, 2010; Messager et al., 2021), tandis que les milieux humides couvrent environ 13 % (1,29 million de km²) du pays. Le Canada dispose également de réserves d’eau souterraine estimées à 70 000 km³ dans les 200 m immédiatement sous la surface (Rivera, 2014).

La disponibilité en eau douce est principalement régie par de nombreux processus et interactions complexes dans le cycle de l’eau (un schéma est présenté à la figure 5.1). Au cours de ce cycle, l’eau passe continuellement de l’état liquide à l’état solide ou gazeux entre les réservoirs de l’océan, de l’atmosphère, de la biosphère, de la surface terrestre, du sous-sol et de la cryosphère (diverses formes de glace) (par exemple, GIEC, 2014). Une partie de l’eau qui s’évapore des océans et de la surface terrestre retombe sur la terre sous forme de précipitations, qui fournissent l’humidité du sol et le débit des cours d’eau et rechargent les nappes phréatiques. Une partie peut également s’accumuler à la surface sous forme de neige, qui fournit également l’humidité du sol et le débit des cours d’eau et alimente les eaux souterraines après sa fonte. Les précipitations et l’eau de fonte des neiges alimentent les eaux de surface et finissent par s’évaporer, ou s’infiltrent dans le sol et sont ensuite absorbées par la végétation et transpirées dans l’atmosphère. L’eau du sol peut s’écouler rapidement vers les cours d’eau et les lacs à travers des sous-sols très perméables ou percoler en profondeur pour recharger les aquifères. Cette eau profonde s’écoule vers les cours d’eau, les plans d’eau douce de surface et l’océan beaucoup plus lentement, sur des périodes allant de quelques jours à des milliers d’années, selon la perméabilité des formations géologiques. La gestion humaine de l’eau, notamment les barrages, les réservoirs et les prélèvements d’eau, ainsi que les changements dans l’utilisation des terres, comme l’urbanisation, ont également un impact majeur sur le cycle de l’eau. Ces perturbations causées par l’être humain rendent souvent difficile de discerner quand les changements climatiques affectent l’eau douce.

Faits saillants de la figure : Le cycle de l’eau comprend de nombreux éléments, ainsi que des processus et des interactions complexes qui influent sur la disponibilité de l’eau douce au Canada.

 

Figure 5.1 : Schéma du cycle de l’eau. L’eau qui s’évapore des océans est transportée au-dessus des terres, où elle retombe sous forme de précipitations. Elle retourne ensuite dans l’atmosphère par évapotranspiration à partir des sols, des plantes et des eaux de surface, ou est stockée sous forme de glace et de neige, ou encore s’écoule vers les rivières, les lacs et les eaux souterraines (par diverses voies) et finit par retourner à l’océan. Adapté de : Bonsal et al. (2019).

Le cycle de l’eau comprend de nombreux processus hydroclimatiques (interactions entre le climat de la Terre et le cycle de l’eau, qui englobe le mouvement et la distribution de l’eau), certains dans l’atmosphère, d’autres à la surface du sol et d’autres encore sous la surface du sol. Le présent chapitre se concentre uniquement sur les composantes du cycle de l’eau qui ont une incidence directe sur la disponibilité de l’eau douce au Canada. Compte tenu de la nature transversale du cycle de l’eau, certains processus sont évalués dans d’autres chapitres du présent rapport (figure 5.2). La section 5.2 du présent chapitre porte sur les changements dans la composante atmosphérique du cycle de l’eau, notamment l’évaporation et les précipitations. Les sections 5.3, 5.4 et 5.5 évaluent les changements dans la disponibilité de l’eau douce en ce qui concerne les composantes de stockage en surface et de stockage souterrain du cycle de l’eau, y compris le débit des cours d’eau et sa répartition temporelle (5.3), les lacs et les milieux humides (5.4) et les eaux souterraines (5.5). Les phénomènes hydroclimatiques extrêmes liés au cycle de l’eau, notamment les sécheresses et les inondations, sont évalués respectivement dans les sections 5.6 et 5.7. La section 5.8 donne ensuite un aperçu des principales lacunes dans les connaissances et des nouveaux enjeux, tandis que la section 5.9 présente l’évaluation intégrée des changements dans le cycle de l’eau.

Notre évaluation repose principalement sur les données relatives aux masses d’eau compilées par les réseaux de surveillance fédéraux, provinciaux et territoriaux. Cependant, la densité de leurs points d’observation pour les indicateurs de disponibilité en eau douce (tels que le débit des cours d’eau, le niveau des lacs, l’humidité du sol et les eaux souterraines) varie à travers le pays, avec une surveillance à de nombreux points rapprochés dans certaines régions, mais aucune surveillance dans d’autres, en particulier dans une grande partie du nord du Canada. Les mesures issues de la télédétection satellitaire fournissent des indicateurs continentaux de l’eau douce qui peuvent, dans certains cas, être utilisés pour évaluer les changements survenus au cours des 30 à 40 dernières années environ. Les données provenant des deux sources – réseaux de surveillance et télédétection – sont utilisées dans le présent chapitre pour évaluer les changements passés dans les eaux de surface et les eaux douces à l’échelle du pays.

Les changements futurs dans la composante atmosphérique du cycle de l’eau sont principalement déterminés à l’aide des résultats des modèles climatiques globaux (MCG) et des modèles régionaux du climat (MRC) pour différents scénarios d’émissions de gaz à effet de serre ou niveaux futurs de réchauffement planétaire. Les changements futurs dans la disponibilité de l’eau douce en surface et souterraine sont principalement déterminés à l’aide de modèles hydrologiques, qui intègrent les données de température et de précipitations issues de ces modèles climatiques. Pour certaines variables relatives à l’eau douce, telles que le ruissellement et l’humidité du sol, les données directes issues des modèles climatiques sont disponibles et peuvent être utilisées pour évaluer les changements futurs. Notre évaluation comprend des études basées sur les résultats de modélisation des MCG les plus récents, soit ceux de la phase 6 du Projet d’intercomparaison de modèles couplés (CMIP6), qui utilisent des scénarios d’émissions basés sur la trajectoire commune d’évolution socio-économique (SSP) (voir les résultats du CMIP6 à la section 3.3.1 du chapitre 3). Toutefois, notre évaluation comprend également certaines études basées sur les résultats de modélisation antérieurs des MCG de la phase 5 du Projet d’intercomparaison de modèles couplés (CMIP5), qui utilisaient des scénarios d’émissions basés sur des trajectoires de concentration représentatives (RCP). Les études qui ont comparé les indicateurs hydrologiques entre les projections CMIP5 et CMIP6 concordaient systématiquement pour de nombreuses régions du Canada, avec une incertitude généralement faible parmi les modèles CMIP6 (Martel et al., 2022). Il convient de noter qu’une grande partie de la documentation relative au cycle de l’eau tend à se concentrer sur des scénarios d’émissions élevées, représentant des niveaux de réchauffement planétaire élevés.

Cette évaluation s’appuie sur des études nationales, régionales et mondiales pertinentes, ainsi que sur les données relatives aux changements dans les moyennes annuelles et saisonnières de température et de précipitations présentées aux chapitres 2 et 3, aux changements dans la cryosphère présentés au chapitre 6 et aux changements dans les phénomènes extrêmes présentés au chapitre 8. Elle se concentre principalement sur les nouvelles données obtenues depuis l’évaluation correspondante des changements dans la disponibilité de l’eau douce dans la première édition du Rapport sur le climat changeant du Canada (Bonsal et al., 2019).

Faits saillants de la figure : Aperçu visuel du contenu du chapitre et de liens importants entre les chapitres.

Figure 5.2 : Guide visuel du contenu du chapitre 5 et des liens entre les chapitres.

5.2 : Composante atmosphérique du cycle de l’eau

Message clé 5.1 : La composante atmosphérique du cycle hydrologique du Canada a été modifiée et continuera de l’être sous l’influence humaine (degré de confiance moyen^{Note de bas de page 2}). Les précipitations annuelles totales ont augmenté, et on projette qu’elles continueront d’augmenter (degré de confiance élevé). Bien que le degré de confiance quant aux augmentations observées de la fréquence et de l’intensité des différents types de précipitations fortes ne soit que de faible à moyen, l’augmentation de ces précipitations à l’avenir est associée à un degré de confiance élevé. L’évaporation pendant la saison chaude a augmenté et devrait continuer d’augmenter dans une grande partie du Canada, y compris à partir des eaux libres, en raison de l’allongement des périodes sans glace (faible degré de confiance). L’isotherme de 0 °C (ligne de même température) devrait se déplacer vers le nord et à des altitudes plus élevées dans tout le Canada (degré de confiance moyen), ce qui devrait entraîner des changements dans la proportion des précipitations sous forme de pluie par rapport à celles sous forme de neige.

La composante atmosphérique du cycle de l’eau comprend principalement l’évaporation dans l’atmosphère à partir des masses d’eau de surface, de la surface terrestre et de la végétation (évapotranspiration; ET), le mouvement de la vapeur d’eau dans l’atmosphère et les précipitations qui retombent à la surface (figure 5.1) (par exemple, Oki et Kanae, 2006). La hausse des températures entraîne une augmentation de la demande évaporative et de la capacité de rétention d’eau de l’atmosphère, ce qui se traduit par des niveaux plus élevés de vapeur d’eau atmosphérique (Held et Soden, 2006; Trenberth et al., 2003). Cette quantité plus importante de vapeur d’eau atmosphérique augmente le potentiel de condensation de la vapeur d’eau en nuages et de précipitations. Le réchauffement climatique augmente également le transport de vapeur d’eau vers les systèmes météorologiques, ce qui entraîne une intensification des précipitations à différentes échelles de temps, allant de moins d’une journée à une saison (Allan et Soden, 2008; Trenberth, 2011). Cette intensification des précipitations aggrave la sévérité de certains aléas liés aux inondations (Bonsal et al., 2019). À mesure que les températures mondiales augmentent, les épisodes exceptionnellement humides et secs pourraient devenir plus graves (Diffenbaugh et al., 2017; Dwyer et O’Gorman, 2017). Cependant, les changements dans les régimes de circulation atmosphérique (chapitre 4) influent sur la localisation et la fréquence de ces périodes extrêmes, ce qui entraîne des variations régionales et des disparités saisonnières importantes (Allan et al., 2020; Pfahl et al., 2017; Shepherd, 2014).

Des travaux considérables ont été menés sur la composante atmosphérique du cycle mondial de l’eau, et il est généralement conclu que le réchauffement planétaire a contribué à une augmentation globale de l’ET, de la vapeur d’eau atmosphérique et de l’intensité des précipitations, et qu’il continuera à le faire (Douville et al., 2021; GIEC, 2021). En se fondant sur la compréhension des changements à l’échelle mondiale, la présente section évalue les changements passés et futurs liés à l’eau atmosphérique, car ils ont une incidence sur la disponibilité de l’eau douce au Canada. Ces changements comprennent les variations de l’évaporation en eau libre, de l’ET, de l’évapotranspiration potentielle (PET) et de la quantité, de la phase et de l’intensité des précipitations.

5.2.1 : Changements passés

5.2.1.1 : Évaporation

Les changements climatiques passés ont influé sur l’évaporation en eau libre et l’ET. L’arrivée plus hâtive du printemps a généralement augmenté l’ET, car, à mesure que les surfaces se dégagent de la neige, les plans d’eau perdent plus tôt leur couverture de glace et la végétation commence à transpirer plus tôt (DeBeer et al., 2021). De même, les gels plus tardifs à l’automne ont prolongé la période d’évapotranspiration. Bien que les températures de l’air plus chaudes, les périodes sans neige et sans glace plus longues et la capacité accrue de rétention d’eau de l’atmosphère puissent toutes augmenter l’évaporation des eaux libres (Blanken et al., 2000; Spence et al., 2018), les tendances à long terme sont difficiles à détecter en raison de la difficulté à mesurer l’évaporation des eaux libres. Il n’y a pas eu d’analyses systématiques à grande échelle des tendances de l’évaporation mesurée des lacs au Canada dans son ensemble, mais les mesures effectuées dans certaines régions, à l’aide de diverses approches et couvrant différentes périodes, renseignent sur les taux d’évaporation annuels (Gibson et al., 2019, 2020; Spence et Hedstrom, 2018). La tendance générale qui se dégage de ces mesures suggère une augmentation des taux d’évaporation dans l’atmosphère, mais il est difficile de déterminer si ces tendances sont significatives en raison de la variabilité d’une année à l’autre élevée et du manque de mesures à long terme (Gronewold et Stow, 2014).

La vitesse du vent influe également de manière significative sur l’évaporation en éliminant la vapeur d’eau des surfaces, ce qui permet une évaporation plus importante. À l’échelle du Canada, les tendances passées en matière de vitesse du vent ont été variables, diminuant principalement du sud des Prairies au centre du Québec et augmentant en Colombie-Britannique et dans les régions nordiques (chapitre 2, section 2.6). Ces tendances variables mettent en évidence la difficulté d’évaluer les changements passés en matière d’évaporation et la nécessité de poursuivre les recherches sur le rôle du vent dans les changements d’évaporation au Canada.

Comme mentionné plus haut, la durée de la couverture de glace détermine la durée de la saison des eaux libres (période pendant laquelle un lac est libre de glace), influant ainsi sur la quantité d’eau perdue par évaporation. Une récente étude mondiale sur des lacs, utilisant des observations satellitaires et des outils de modélisation, a quantifié les taux d’évaporation pour la période 1985-2018 (Zhao et al., 2022). Les simulations de cette étude pour le Canada indiquent que les taux annuels d’évaporation des lacs ont augmenté dans une grande partie du nord, du centre et de l’est du pays (figure 5.3).

Les tendances de l’évapotranspiration au Canada sont, comme celles de l’évaporation des eaux libres, difficiles à évaluer en raison de l’absence d’analyses systématiques à grande échelle. Des études locales et régionales ont été menées dans différentes régions du pays à l’aide de nombreuses approches et couvrant différentes périodes (Armstrong et al., 2015; Burn et Hesch, 2007; Li et al., 2020; Shah et al., 2022; Spence et al., 2024). Dans les régions froides des hautes latitudes, où la température est le principal facteur limitant l’évaporation, on observe souvent une augmentation de l’ET lorsque les températures augmentent. Dans les régions sèches, où la disponibilité de l’eau est le facteur limitant l’évaporation, l’ET est restée stable. Au cours des récentes décennies, l’ET a augmenté dans les régions des Prairies et de la forêt boréale du pays. Ces changements sont liés à la hausse des températures et à la capacité accrue de l’atmosphère plus chaude à retenir l’humidité. En outre, les régions arctiques et subarctiques du Canada connaissent également une augmentation rapide de l’ET en raison de l’expansion de la végétation et de la hausse des températures (Zeng et al., 2018), qui ont été attribuées au réchauffement climatique anthropique (d’origine humaine).

Les tendances générales à la hausse de l’évaporation simulée des lacs (figure 5.3) correspondent globalement à l’évaluation à l’échelle du Canada des tendances à long terme de l’ETP (qui mesure la demande en eau de l’atmosphère) et sont principalement dues à la hausse des températures (Li et al., 2020). Cette tendance à la hausse de l’ETP s’étend au-delà du Canada à l’échelle mondiale et est en partie attribuée au forçage anthropique (GIEC, 2021).

Faits saillants de la figure : Les simulations indiquent que l’évaporation des lacs a augmenté historiquement dans une grande partie du Canada.

Figure 5.3 : Carte des tendances des taux d’évaporation simulés en mm/an des lacs à travers le Canada pour la période de 1985 à 2018. Les données canadiennes ont été obtenues à partir des données mondiales présentées dans Zhao et al. (2022). Les couleurs rouges indiquent une augmentation des taux d’évaporation, tandis que les couleurs bleues indiquent une diminution. Le seuil de signification est fixé à 5 % (ce qui signifie qu’il y a ≤ 5 % de chances de conclure qu’un effet ou une tendance existe alors qu’il n’en est rien).

5.2.1.2 : Précipitations

Les précipitations annuelles totales ont augmenté dans tout le Canada, les augmentations les plus importantes en pourcentage ayant été observées pendant l’hiver et le printemps (chapitre 2, section 2.5). Les épisodes de fortes précipitations ont également augmenté (chapitre 8, section 8.3). Ces conclusions concordent avec plusieurs études nord-américaines et mondiales.

Le rapport entre les phases des précipitations a également changé dans tout le Canada, les précipitations tombant davantage sous forme de pluie que de neige (chapitre 2, section 2.5). Cette augmentation de la pluie par rapport à la neige a eu une incidence sur les régimes hydrologiques en modifiant l’ampleur et la chronologie de l’accumulation et de la fonte des neiges, en augmentant le nombre d’épisodes de pluie tombant sur la neige et en faisant passer les régimes hydrologiques de nival (dominé par la fonte des neiges) à pluvial (dominé par les précipitations) (section 5.3) (DeBeer et al., 2021).

Le type de précipitations (pluie, pluie verglaçante ou neige mouillée) dépend en grande partie de la présence de températures de l’air en surface proches de 0 °C (-2 à 2 °C) et du profil vertical de température et d’humidité (voir par exemple Stewart et al., 2015). Les précipitations peuvent modifier les caractéristiques du manteau neigeux et le moment de la saison de fonte des neiges. Aucune tendance n’a été observée au cours des dernières décennies dans la plupart des stations à travers le Canada en ce qui concerne l’occurrence de conditions proches de 0 °C (Mekis et al., 2020). Par exemple, la fréquence des températures proches de 0 °C est restée inchangée entre 1956 et 2020 à Terrace, en Colombie-Britannique, même si la température moyenne de l’air a augmenté (Cardinal et al., 2024). À grande échelle, Bonsal et Prowse (2003) ont évalué les tendances et la variabilité des dates de 0 °C au printemps et à l’automne au Canada au cours du XX^e siècle et ont constaté des tendances significatives vers des printemps plus précoces (en particulier dans les régions occidentales), mais peu de changement à l’automne.

5.2.2 : Changements futurs

5.2.2.1 : Évaporation

Avec le réchauffement continu, on s’attend à ce que l’évaporation des eaux libres et l’ET augmentent dans tout le Canada. Cependant, seules quelques études régionales sur l’évaporation future des eaux libres et l’ET ont été menées. Par exemple, dans un scénario d’émissions très élevées (RCP8.5), Kurkute et al. (2020) ont prédit que l’ET augmentera dans les bassins hydrographiques du fleuve Mackenzie et de la rivière Saskatchewan pendant la saison chaude en raison de l’augmentation de la demande évaporative (ETP). D’autres études ont examiné les changements futurs de l’ETP, principalement à l’aide de divers indices de sécheresse (précipitations moins ETP), la majorité d’entre elles révélant des augmentations projetées de l’ETP dans de nombreuses régions du pays. Ces augmentations entraînent une recrudescence des sécheresses météorologiques et agricoles (section 5.6) (Zare et al., 2023).

Cependant, un important facteur d’incertitude dans la projection des taux futurs d’ET et d’ETP concerne les réponses de la végétation aux changements climatiques. Ces réponses comprennent souvent diverses adaptations physiologiques, qui à leur tour influent sur les taux de transpiration. Les rétroactions complexes entre la terre et l’atmosphère associées aux changements dans la couverture végétale et l’humidité du sol peuvent encore accroître cette incertitude (GIEC, 2022a). Ces incertitudes liées à la végétation sont particulièrement importantes dans les régions boréales et arctiques du Canada, où le réchauffement rapide entraîne des changements écologiques importants (Reich et al., 2022).

5.2.2.2 : Précipitations

On prévoit que les précipitations totales au Canada continueront d’augmenter, en particulier pendant l’hiver et le printemps (chapitre 3, section 3.5). De plus, on prévoit une augmentation des épisodes de fortes précipitations dans la majeure partie de l’Amérique du Nord, y compris au Canada (chapitre 8, section 8.3) (Li et al., 2021, 2025; Li et al., 2019; Rasmussen et al., 2017), ce qui pourrait entraîner des changements dans le cycle de l’eau (Scaff et al., 2020). Des précipitations moins fréquentes mais plus intenses peuvent entraîner un ruissellement plus important. Elles peuvent également conduire à des conditions plus sèches entre les précipitations, car le sol a du mal à absorber l’eau lorsque les pluies sont intenses (encadré 5.1).

Avec le réchauffement climatique, on s’attend à un changement important du régime des neiges et des proportions relatives des chutes de neige et des pluies (DeBeer et al., 2021; López-Moreno et al., 2020). On prévoit également que les transitions de la neige à la pluie se produiront à des latitudes et altitudes plus élevées, en fonction dans une certaine mesure de la saison et de la position d’une zone donnée dans le paysage (comme l’altitude et l’orientation des pentes) par rapport aux vents dominants (Almonte et Stewart, 2019; Thériault et al., 2023). Dans de nombreuses régions du Canada, on prévoit une augmentation de la fréquence des pluies sur neige et de l’ampleur des épisodes de fonte en plein hiver, sauf dans les régions où l’enneigement est marginal, où les pluies sur neige seront moins nombreuses en raison de la perte du manteau neigeux (par exemple, López‑Moreno et al., 2020). Dans les régions relativement chaudes, les pluies sur neige devraient diminuer en raison de la réduction des accumulations de neige et de la durée plus courte de la couverture de neige au sol, qui ont un impact sur le ruissellement (DeBeer et al., 2021). Ces changements de température et de phase de précipitations auront également des incidences sur la cryosphère (y compris la neige, les glaciers, la glace des lacs et des rivières, le pergélisol et les sols gelés de façon saisonnière), comme indiqué au chapitre 6, ainsi que sur les régimes hydrologiques et la chronologie du ruissellement, comme indiqué à la section 5.3. Ils auront également des incidences sur les phénomènes extrêmes tels que les inondations dues à la pluie tombant sur la glace ou sur la neige à des épisodes extrêmes de fonte de neige et de glace (section 5.7).

Les changements dans la phase des précipitations se produisent lorsque la température de l’air est proche de 0 °C. L’isotherme 0 °C devrait se déplacer vers le nord au Canada au cours du reste du XXI^e siècle (figure 5.4) (Stewart et al., 2019). Des variations régionales sont apparentes et peuvent être attribuées à la topographie et à la présence de grandes étendues d’eau, telles que la baie d’Hudson. Ce changement dans la position de l’isotherme de 0 °C aura une incidence directe sur la phase des précipitations et la période de fonte des neiges et des crues printanières, ce qui aura à son tour une incidence sur le cycle de l’eau et la disponibilité de l’eau douce au Canada.

Faits saillants de la figure : On observe un déplacement vers le nord de l’isotherme 0 °C au printemps et à l’automne en raison du réchauffement planétaire.

Figure 5.4 : Cartes de la position moyenne de l’isotherme de température de l’air 0 °C en a) mars et b) novembre, de 1976 à 2095. L’ensemble multimodèles CMIP5 et un scénario d’émissions très élevées (RCP8.5) ont été utilisés. Les couleurs représentent différentes périodes futures, et la zone grisée correspond à la région délimitée par les 25^e et 75^e centiles de la température moyenne de l’ensemble de 2086 à 2095. Source : Stewart et al. (2019).

L’air plus chaud généré par le réchauffement planétaire augmente la quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère, ce qui entraîne une augmentation de la durée moyenne de séjour de la vapeur d’eau à l’échelle mondiale, ce qui signifie que la vapeur d’eau reste plus longtemps dans l’atmosphère avant de retomber sous forme de précipitations. Les estimations suggèrent une augmentation de 3 à 6 % par degré Celsius de réchauffement planétaire (Gimeno et al., 2021). Le fait que la vapeur d’eau reste plus longtemps dans l’atmosphère peut entraîner son transport sur une plus longue distance. Selon les conditions atmosphériques, ce changement dans le transport de l’humidité peut déclencher des précipitations à différents endroits, entraînant une modification des régimes de précipitations dans l’espace et dans le temps. Ces changements dans les régimes de précipitations seront particulièrement marqués dans les régions de latitude moyenne à élevée comme le Canada, où les augmentations de température devraient être supérieures à la moyenne mondiale (chapitre 3, section 3.4). Comme l’évaluent le présent chapitre et les chapitres 2, 3 et 8, les effets combinés des changements dans les régimes de précipitations, des transitions neige-pluie et de l’augmentation de l’évaporation auront des répercussions importantes sur les ressources en eau, les écosystèmes et l’agriculture du Canada.

Encadré 5.1 : Comprendre les fluctuations hydroclimatiques rapides et leurs effets sur les risques de sécheresse et d’inondation au Canada

L’interaction dynamique entre les inondations et les sécheresses, en particulier dans un climat qui se réchauffe, devient de plus en plus prononcée. Les changements climatiques modifient le cycle hydrologique, entraînant des extrêmes hydroclimatiques plus fréquents et plus graves. Ces phénomènes peuvent se succéder rapidement, aggravant les risques pour les écosystèmes, les infrastructures et les communautés. Ces transitions rapides entre des conditions sèches et humides sont souvent appelées fluctuations hydroclimatiques rapides. Les recherches sur ces fluctuations hydroclimatiques permettent de mieux comprendre le défi croissant de la gestion de ces phénomènes extrêmes, dont la fréquence et l’intensité devraient augmenter dans les scénarios climatiques futurs (Na et Najafi, 2024; RahimiMovaghar et al., 2025; Rezvani, Na, et al., 2023; Rezvani, RahimiMovaghar, et al., 2023). Les mécanismes à l’origine de ces transitions sont multiples. Les changements dans les régimes de circulation atmosphérique (chapitre 4), notamment la fréquence des rivières atmosphériques et du courant-jet (une bande étroite de vent rapide dans la haute atmosphère qui influe sur la situation météorologique), peuvent jouer un rôle important dans les transitions rapides entre les extrêmes, tels que les sécheresses et les inondations (Na et Najafi, 2024). De même, les vagues de chaleur et les périodes de sécheresse prolongées peuvent durcir les sols, réduisant ainsi leur capacité à absorber l’eau. Cette situation augmente la probabilité d’inondation si une sécheresse est suivie de précipitations intenses (RahimiMovaghar et al., 2024).

Des événements récents au Canada mettent en évidence la réalité de ces transitions. En 2021, la Colombie-Britannique a connu des vagues de chaleur extrêmes fin juin et début juillet, suivies de feux de forêt généralisés pendant les mois d’été. Ces événements ont été suivis par deux épisodes consécutifs de rivières atmosphériques en novembre, qui ont provoqué de graves inondations et glissements de terrain, entraînant d’importants dommages aux infrastructures et des déplacements de population dans le sud de la Colombie-Britannique (Gillett et al., 2022). Les Prairies canadiennes sont également de plus en plus vulnérables à ces transitions d’une sécheresse extrême à une pluie extrême qui se produisent souvent dans des délais très courts (Wheaton et al., 2023). En 2021, une sécheresse a touché la quasi‑totalité (99 %) des régions agricoles des Prairies. La sécheresse a été suivie de fortes pluies, qui ont provoqué des inondations localisées et des dommages importants aux infrastructures. Les projections pour le nord-ouest de l’Amérique du Nord indiquent une augmentation de la fréquence des séquences inondation-sécheresse ou vice versa, avec une diminution des temps de transition dans les scénarios de réchauffement planétaire élevé (Na et Najafi, 2024).

5.2.3 : Termes liés à la confiance dans les messages clés : résumé des données probantes.

Message clé 5.1 : La composante atmosphérique du cycle hydrologique du Canada a été modifiée et continuera de changer en raison des activités humaines (degré de confiance moyen). Les précipitations annuelles totales ont augmenté, et on projette qu’elles continueront d’augmenter (degré de confiance élevé). Bien que le degré de confiance quant aux augmentations observées de la fréquence et de l’intensité des différents types de précipitations fortes ne soit que de faible à moyen, l’augmentation de ces précipitations à l’avenir est associée à un degré de confiance élevé. L’évaporation pendant la saison chaude a augmenté et devrait continuer d’augmenter dans une grande partie du Canada, y compris au-dessus des eaux libres, en raison de l’allongement des périodes sans glace (faible degré de confiance). L’isotherme de 0 °C (ligne de même température) devrait se déplacer au nord et à des altitudes plus élevées dans tout le Canada (degré de confiance moyen), ce qui devrait entraîner des changements dans la proportion des précipitations sous forme de pluie par rapport à celles sous forme de neige.

Nous avons un degré de confiance moyen dans la première affirmation concernant la modification des composantes atmosphériques du cycle hydrologique au Canada, étant donné l’évaluation de chacune de ces composantes atmosphériques dans les trois affirmations suivant la première, et la cohérence avec plusieurs études nord-américaines et mondiales. Nous avons une confiance élevée dans l’évaluation des précipitations passées et futures (total annuel et épisodes intenses), compte tenu de la cohérence des résultats pour le Canada dans son ensemble (chapitres 2, 3 et 8). Cependant, certaines variations régionales sont apparentes, en particulier en ce qui concerne les épisodes pluvieux intenses (chapitre 8, section 8.3). Notre faible confiance dans l’augmentation passée et future de l’évaporation pendant la saison chaude dans une grande partie du Canada est due à l’absence d’études nationales sur l’évaporation en eau libre et l’ET passées et futures, ainsi qu’à la difficulté de mesurer et de modéliser l’évaporation et l’ET. Bien que de nombreuses études prévoient une augmentation de l’ETP, il existe des incertitudes liées aux réactions futures de la végétation aux changements climatiques. La confiance dans une augmentation future de l’évaporation est renforcée par la cohérence des projections de réchauffement et l’augmentation connexe de l’évaporation des eaux libres et de l’ET en raison de l’allongement des périodes sans glace et sans neige. Nous avons un degré de confiance moyen dans le déplacement futur de l’isotherme 0 °C vers le nord et vers des altitudes plus élevées. Cette évaluation est basée sur une étude directe à l’échelle du Canada sur les isothermes de température de l’air 0 °C (figure 5.4) et sur la projection de réchauffement futur présentée au chapitre 3. On s’attend à ce que ce déplacement entraîne des changements dans la proportion des précipitations sous forme de pluie par rapport à celles sous forme de neige; toutefois, aucune étude n’a été menée sur ce sujet. Aucune affirmation n’est faite sur les changements passés de l’isotherme de température de l’air à 0 °C, en raison du manque de données probantes.

5.3 : Débits fluviaux et leur chronologie

Message clé 5.2 : D’importants changements dans le débit des cours d’eau au Canada se sont produits et devraient se poursuivre sur une base saisonnière. Au cours des 50 à 70 dernières années, les débits des cours d’eau ont augmenté en hiver et au printemps et ont diminué en été dans certaines régions (degré de confiance élevé). Les augmentations hivernales devraient se poursuivre dans tout le pays, tandis que les diminutions estivales devraient se produire dans l’ouest du Canada (degré de confiance élevé).

Message clé 5.3 : Les débits annuels ont augmenté dans les régions du nord du Canada dominées par le pergélisol et continueront de le faire (degré de confiance élevé). Aucun changement historique à long terme ou projeté des débits annuels n’est évident dans le reste du pays (degré de confiance élevé).

Message clé 5.4 : Les débits fluviaux atteignent leur maximum au printemps plus tôt dans tout le Canada en raison de l’arrivée plus précoce des crues printanières. Ce changement a entraîné une transition des régimes hydrologiques dominés par la fonte des neiges vers des régimes dominés par les pluies. Ces changements devraient se poursuivre (degré de confiance élevé).

Le Canada compte plus de 8 500 cours d’eau de différentes longueurs, dont les bassins hydrographiques ont une superficie totale équivalant à 6 % de la superficie terrestre mondiale (gouvernements fédéral, provinciaux et territoriaux du Canada,2010). Les rivières du Canada soutiennent des activités socio‑économiques telles que l’approvisionnement en eau, l’agriculture, les loisirs et la production d’énergie hydroélectrique (Zaerpour et al., 2021). La variabilité naturelle du climat influe sur la disponibilité de l’eau dans tout le Canada et continuera de le faire. Les changements climatiques d’origine humaine modifient également les débits fluviaux et leur répartition temporelle et spatiale, ce qui a des répercussions sur l’exploitation des barrages, la lutte contre les inondations et d’autres activités de gestion des ressources en eau (Koshida et al., 2015). Les études qui évaluent les tendances passées du débit des cours d’eau au Canada ont analysé les variables du débit à l’échelle des bassins versants, des régions et du pays. Cependant, ces études ont une capacité limitée à fournir des perspectives à l’échelle du Canada, en grande partie en raison des grandes variations régionales du climat et des caractéristiques des bassins versants. Les changements futurs du débit des cours d’eau sont évalués à l’aide des données climatiques (précipitations et température) provenant de divers MCG et MRC qui alimentent un modèle hydrologique. La multitude de modèles climatiques et hydrologiques utilisés dans ces études ajoute de l’incertitude aux projections des débits fluviaux (Seneviratne et al., 2012).

5.3.1 : Changements passés

5.3.1.1 : Débits fluviaux

Les débits fluviaux constituent un indicateur clé pour évaluer les changements dans la disponibilité des eaux de surface. Ces débits sont évalués à l’échelle quotidienne, mensuelle, saisonnière et annuelle afin de déterminer les changements dans les débits globaux et le calendrier des débits, et d’examiner les changements dans le régime des débits. La première édition du Rapport sur le climat changeant du Canada (RCCC de 2019) a conclu qu’il n’y avait pas eu de tendance systématique dans les débits fluviaux annuels au Canada dans son ensemble (Bonsal et al., 2019). Depuis lors, plusieurs études régionales ont été menées, dont beaucoup dans les régions nordiques de pergélisol. Par exemple, une analyse du débit des cours d’eau dans les régions nordiques présentant des degrés variables de pergélisol montre une augmentation significative du débit annuel moyen pour la période 1976-2021 dans la plupart de ces systèmes dominés par le pergélisol (Bennett et al., 2023). Ces augmentations du débit sont dues au fait que, à mesure que la région connaît des conditions plus chaudes et plus humides dans un climat en changement, le pergélisol fond et les couches actives s’approfondissent, ce qui entraîne une augmentation de l’apport d’eaux souterraines aux cours d’eau et de la proportion de l’eau reçue à la surface sous forme de précipitations qui s’écoule vers les cours d’eau. L’analyse des changements dans le débit fluvial entre 1945 et 2018 à 84 stations hydrométriques de la région de pergélisol du Canada a révélé que 68 % des stations affichaient une augmentation des débits minimaux quotidiens (44 % présentant une augmentation significative au seuil de signification de 10 %, ce qui signifie qu’il y a ≤ 10 % de chances de conclure qu’un effet ou une tendance existe alors qu’il n’en est rien). De même, 62 % des stations ont enregistré une augmentation des débits quotidiens moyens (15 % au seuil de signification de 10 %) (Shrestha, Pesklevits et al., 2021). La plupart des stations de la région de pergélisol où l’on observe une augmentation du débit se trouvent dans le nord-ouest du Canada, tandis que dans les régions du sud et de l’est, le débit est resté inchangé ou a diminué (figure 5.5). De même, une augmentation du débit annuel moyen (hausse de 18,1 % par rapport au débit annuel moyen) pour la période 1989-2013 a été signalée pour 42 rivières du nord du Canada (Déry et al., 2016), tandis qu’une étude portant sur 49 rivières nord-américaines pour la période de 1975 à 2015 a révélé une tendance générale à la hausse du débit d’eau douce vers l’océan Arctique (Durocher et al., 2019). En résumé, ces études indiquent que le débit des cours d’eau a augmenté ces dernières années dans une grande partie de la région nordique de pergélisol du Canada, la plupart des changements se produisant dans les régions occidentales et pendant l’hiver et le début du printemps.

Faits saillants de la figure : L’augmentation du débit annuel des cours d’eau dans la région de pergélisol du Canada a été la plus marquée dans le nord-ouest.

Figure 5.5 : Cartes des tendances passées des variables du débit annuel dans la région de pergélisol du Canada de 1945 à 2018 : a) débit moyen, b) débit minimal, c) débit maximal et d) date du débit maximal. Les tendances à la hausse et à la baisse qui sont significatives au seuil de signification de 10 % (ce qui signifie qu’il y a ≤ 10 % de chances de conclure qu’un effet ou une tendance existe alors qu’il n’en est rien) sont indiquées par des signes plus (+) bleus et moins (-) rouges. Adapté de : Shrestha, Pesklevits et al. (2021).

Plusieurs études portant sur certains bassins versants au Canada ont montré des variations saisonnières et annuelles tant à la hausse qu’à la baisse du débit des cours d’eau au cours des dernières décennies. Une étude menée sur 113 stations hydrométriques de Relevés hydrologiques du Canada où les données sont enregistrées depuis au moins 75 ans a révélé l’absence de tendance significative du débit annuel à 92 stations, des augmentations significatives à 17 stations et des diminutions significatives à 4 stations réparties à travers le pays (Hulley et al., 2019). Sur le plan saisonnier, on a observé une nette tendance à l’augmentation des débits dans le nord pendant les mois d’hiver. Dans le centre et le sud du Canada, de nombreux cours d’eau dans les bassins hydrographiques de la Saskatchewan Nord, de la Paix et de l’Athabasca ont enregistré une baisse significative de leur débit pendant l’été et l’automne (DeBeer et al., 2016). Alors que le débit hivernal dans le bassin su cours supérieur de la rivière Athabasca a augmenté lentement et régulièrement depuis 1956 en raison de la hausse des températures et de la fonte des neiges et des glaciers, les débits pendant la saison chaude dans les sous-régions centrale et inférieure ont diminué jusqu’en 1981, puis ont commencé à augmenter, avec une hausse rapide depuis 2015 (Zaghloul et al., 2022).

Les débits de base au Canada de 1989 à 2019 ont également présente des tendances à la hausse notables d’octobre à avril dans la majeure partie du sud du Canada et des tendances à la baisse de juin à septembre en Alberta, en Colombie-Britannique et dans le sud des Territoires du Nord-Ouest (Murray et al., 2023). L’analyse de 21 grandes rivières du bassin versant de la baie d’Hudson pour la période de 1964 à 2013 a montré une tendance générale à la hausse du débit annuel, qui était plus prononcée en automne et en hiver et modérée pendant l’été (Stadnyk et al., 2019). Les tendances du débit des rivières dans les bassins versants des rivières Athabasca et Peace de 1956 à 2020 ont montré que le débit annuel moyen a diminué de 1956 à 1981, mais qu’il a depuis augmenté (Zaghloul et al., 2022). La rivière Elbow, en Alberta, a connu une augmentation significative du débit annuel et du débit quotidien maximal annuel entre 1979 et 2015 (Zhou et al., 2022). L’analyse des débits annuels moyens pour la période de 1930 à 2019 dans 17 bassins versants du sud du Québec révèle une augmentation pour 12 rivières, qui était plus prononcée sur la rive nord du fleuve Saint-Laurent que sur la rive sud, où une tendance à la baisse a été observée dans 5 rivières (Assani, 2022). Une autre étude menée dans le cours supérieur de la rivière Harricana, dans l’ouest du Québec, a indiqué qu’entre 1915 et 2020, le débit moyen en août et en septembre a diminué de 21 à 27 %, tandis qu’il a augmenté de 24 à 28 % entre février et avril, sans tendance significative dans le débit annuel moyen (Nolin et al., 2023). En résumé, ces études révèlent que le débit des cours d’eau au cours des dernières décennies a généralement augmenté en hiver et au printemps dans la majeure partie du pays, et qu’il a diminué en été dans certaines régions (principalement dans l’ouest du Canada).

5.3.1.2 : Chronologie des débits fluviaux

La chronologie des débits fluviaux et les régimes hydrologiques associés sont des indicateurs importants de la disponibilité de l’eau douce, car les utilisateurs d’eau et les écosystèmes aquatiques sont habitués à disposer d’un approvisionnement en eau suffisant à certaines périodes de l’année. Le climat a une incidence importante sur le moment où surviennent les crues, comme la crue printanière, lorsque le débit augmente considérablement en raison de la fonte des neiges. Le climat a également une incidence importante sur les débits maximaux et minimaux de courte durée au cours de l’année. Les températures hivernales et printanières plus élevées ont eu la plus grande incidence sur les tendances à long terme de la chronologie du débit des cours d’eau (Shrestha, Pesklevits et al., 2021; Stewart et al., 2005). Le RCCC de 2019 a déterminé que la période des crues printanières dans la plupart des bassins versants canadiens est désormais plus précoce, en particulier dans l’ouest du Canada (Bonsal et al., 2019). Peu de recherches ont été menées depuis lors, à l’exception d’une étude mondiale sur l’évolution de la saisonnalité des débits fluviaux à l’aide de données mensuelles moyennes pour la période 1965-2024 (Wang et al., 2024). L’étude a révélé qu’environ 21 % des stations de jaugeage fluvial à long terme ont montré des changements dans la distribution saisonnière des débits, notamment une augmentation des débits hivernaux et une diminution des débits printaniers dans les régions nordiques de haute latitude (au-dessus de 50° N), un phénomène directement lié aux changements climatiques d’origine humaine.

Le régime hydrologique est principalement déterminé par le climat dominant dans la région (p. ex. Moore et al., 2017). Au Canada, les régimes hydrologiques sont classés comme nivaux (dominés par la fonte des neiges), glaciaires (dominés par les glaciers), pluviaux (dominés par les pluies) ou mixtes (p. ex. Bonsal et al., 2019). Plusieurs études menées à l’échelle du Canada ont révélé que les régimes hydrologiques subissent des changements, mais que la nature et l’ampleur de ces changements dépendent de l’endroit. Par exemple, l’ampleur des inondations (débit élevé) a généralement diminué dans les bassins versants dominés par la fonte des neiges et augmenté dans les bassins versants dominés par les pluies (Burn et Whitfield, 2016). Une analyse de 46 stations à long terme (23 au Canada et 23 aux États-Unis) pour la période de 80 ans allant de 1938 à 2017 confirme les conclusions selon lesquelles le réchauffement climatique a entraîné une augmentation de la pluie et a agi sur les mécanismes à l’origine des inondations ou des débits élevés (Burn et Whitfield, 2023). Alors que les bassins versants à régime fortement nival ne montrent aucun changement, environ 15 % des stations affichent une tendance significative vers un régime d’inondation plus pluvial.

Une étude des rivières glaciaires de l’ouest du Canada entre 1960 et 2006 a montré que le débit maximal et la diminution estivale des débits arrivaient plus tôt dans la plupart des rivières (Déry et al., 2009). Bien qu’aucune étude récente n’ait été menée directement sur les changements passés des régimes des cours d’eau glaciaires, le recul rapide des glaciers canadiens (chapitre 6, section 6.5) suggère fortement que le débit de fin d’été alimenté par les glaciers a été et continuera d’être réduit. Les changements dans les régimes hydrologiques et les modifications qui en résultent quant à la disponibilité et à la quantité d’eau ont des répercussions directes sur les utilisateurs d’eau douce, y compris les communautés qui dépendent d’approvisionnements en eau durables touchés par le réchauffement climatique (étude de cas 5.1).

Les analyses des tendances observées à 105 stations hydrométriques au Canada ont révélé que, pour la période allant de 1966 à 2010, les changements dans les régimes naturels des cours d’eau variaient d’une région à l’autre, tandis que le régime dominant avait changé dans plus de 80 % des cours d’eau. Ces changements ont été causés par des modifications simultanées de plusieurs caractéristiques du débit, telles que les débits mensuels et saisonniers, ainsi que les débits maximaux et minimaux annuels et leurs périodes (Zaerpour et al., 2021). L’analyse des changements dans les régimes d’inondation et des processus dominants à l’origine des inondations dans 27 bassins versants naturels au Canada et dans le nord des États-Unis pour la période de 1916 à 2015 a également montré une fréquence accrue des crues causés par les pluies. Pour les stations à régime nival, cela s’est traduit par un passage à un régime plus mixte, et pour les stations à régime mixte, par un passage à un régime plus pluvial (Burn et Whitfield, 2017, 2018). Tous ces changements observés dans les régimes hydrologiques sont compatibles avec un réchauffement climatique. Pour les rivières des régions froides caractérisées par la formation et la débâcle annuelles de la glace fluviale, les niveaux d’eau maximaux annuels peuvent se produire soit pendant la saison des eaux libres, soit lorsque la rivière est recouverte de glace. L’analyse des niveaux d’eau maximaux annuels de 1965 à 2015 à certains sites de la Base de données canadienne sur les glaces fluviales (Base de données canadienne sur les glaces fluviales - Portail gouvernemental ouvert) montre que la proportion de stations où les niveaux d’eau maximaux ont été atteints pendant la saison des eaux libres est passée de 36 à 41 %, tandis que la proportion de stations où les niveaux d’eau maximaux ont été atteints principalement en présence de glace a diminué de 36 à 31 %. La proportion de stations présentant des types mixtes est restée la même, à 28 %. Cela indique un léger changement dans les régimes d’inondation, qui sont passés d’une influence de la glace à une influence des eaux libres dans certaines des stations analysées.

Étude de cas 5.1 : Vers un approvisionnement en eau durable pour Ausuiktuq (Grise Fiord), Nunavut

Les auteurs de la présente étude de cas sont Jimmie Qaaqpik, David Burgess et Brad Danielson. Jimmie Qaaqpik est détenteur de savoir inuit, membre de longue date de la communauté d’Ausuiktuq (Grise Fiord), au Nunavut, et animateur en éducation des adultes au Nunavut Arctic College. David Burgess et Brad Danielson travaillent pour Ressources naturelles Canada (Ottawa) et se rendent chaque printemps à Ausuiktuq depuis de nombreuses années pour surveiller le glacier local et s’informer des besoins de la communauté en matière d’approvisionnement en eau. David Burgess est l’auteur principal de l’étude de cas, Jimmie Qaapik a fourni une grande partie des sources et du contexte historique, et Brad Danielson a apporté des commentaires et des révisions supplémentaires.

Référence recommandée :

Burgess, D, Danielsen, B., et Qaapik, J. (2026). Vers un approvisionnement en eau durable pour Ausuiktuq (Grise Fiord), Nunavut [Étude de cas 5.1]. Dans Rapport sur le climat changeant du Canada de 2026, (pp XX-XX). Gouvernement du Canada. DOI pour le chapitre.

Situé sur la rive sud de l’île d’Ellesmere (76,4° N, 82,9° O) dans la région de Qikiqtaaluk, au Nunavut, Ausuiktuq est la communauté la plus septentrionale du Canada. La communauté a été déplacée vers son endroit actuel en 1961 après une tentative infructueuse de colonisation de la péninsule Lindstrom (1953-1961), où la végétation, la faune et les ressources en eau douce étaient rares. Malgré les commodités existantes au nouveau site (étude de cas 5.1, figure 1), la survie restait difficile, car les chasseurs devaient s’adapter à des pratiques de chasse inhabituelles pour récolter des ressources alimentaires marines, comme la baleine, le morse et le phoque.

Étude de cas 5.1 - Figure 1 : Photo du poste de la GRC, de la caserne et du magasin d’approvisionnement en 1959, avant l’établissement d’Ausuiktuq en 1961 (à gauche), et Ausuiktuq, environ 150 habitants, en 2012 (à droite).

La communauté s’est installée près de l’embouchure d’un ruisseau intermittent, qui fournissait une source abondante d’eau (Ford, 2014) provenant de la fonte des neiges, de la pluie et de la fonte des glaciers dans le bassin versant (étude de cas 5.1, figure 2). Cependant, à la fin des années 1970, des vers de glacier ont été découverts dans le cours d’eau, obligeant la communauté à déplacer la source d’eau vers le coin nord‑est du hameau (étude de cas 5.1, figure 2), où elle est alimentée par la fonte des neiges des ravins montagneux voisins. Cette source d’eau s’écoule dans un ravin montagneux et traverse les sédiments colluviaux du pergélisol vers un réservoir creusé à l’aide d’un bulldozer, d’une chargeuse et à la main.

Étude de cas 5.1 Figure 2 : Carte du bassin versant du cours d’eau intermittent qui traverse Ausuiktuq. Le cours principal s’étend sur 9 km et draine une superficie de 32 km². De 1960 à 2023, la couverture glaciaire dans le bassin versant est passée de 6,7 à 2,5 km². Compte tenu de la disparition quasi totale du bras occidental du glacier Ausuiktuq au cours de cette période, la contribution du glacier au débit du ruisseau est actuellement négligeable. Le glacier Ausuiktuq est important sur le plan culturel (voir Boyer et Howe (2024), Global Glacier Casualty List Begin Exploring Ausuiktuq Glacier) (en anglais seulement), est actuellement négligeable. L’arrière-plan est une image en couleurs réelles prise par le capteur Sentinel-2_L2A de l’Agence spatiale européenne le 31 juillet 2023.

En partie en raison de son petit bassin versant (< 1 km²) (Keung et al., 2022), la source creusée au pied du ravin n’a pas fourni suffisamment d’eau potable certaines années pour répondre aux besoins de la communauté jusqu’à la saison de fonte suivante. Pour y remédier, la communauté augmente son approvisionnement en eau en faisant fondre de la glace extraite d’icebergs échoués à proximité (étude de cas 5.1, figure 3) et des morceaux d’icebergs pris dans la glace de mer (Fiord, 2014). Cependant, l’extraction de la glace d’iceberg pour l’eau potable demande beaucoup de travail, et l’accès à des icebergs échoués n’est pas garanti chaque année. Comme la communauté continue de croître (en particulier l’été), elle cherche à mettre en place un système d’eau potable plus fiable afin de répondre à ses besoins en eau actuels et futurs.

Étude de cas 5.1 Figure 3 : Photos de la collecte de glace d’iceberg comme source locale d’eau potable à Ausuiktuq. L’approvisionnement en eau est complété par la glace provenant des icebergs qui s’échouent dans la baie locale. De l’équipement lourd est souvent utilisé pour extraire de la glace d’un iceberg échoué (à gauche), après quoi les morceaux extraits sont transportés vers le silo d’eau du hameau (au milieu), puis introduits manuellement dans le silo et fondus afin d’augmenter la réserve d’eau potable de la communauté (à droite) (Keung et al., 2022).

Une solution potentielle au problème d’approvisionnement en eau qui a été proposée pour Ausuiktuq consiste à revenir au cours d’eau intermittent qui servait de source d’eau à l’origine (étude de cas 5.1, figure 2) de 1961 à la fin des années 1970 (Keung et al., 2022). Les estimations relatives à la fonte des neiges, aux précipitations et à la fonte de glacier indiquent que le débit actuel du bassin versant d’environ 32 km² serait suffisant pour remplir chaque année deux des silos d’eau du hameau (d’une capacité de 3,4 millions de litres chacun). Si la fonte des neiges et les précipitations représentent environ 80 % du débit annuel total du cours d’eau, la fonte des glaciers et des plaques de glace reste un facteur important pour maintenir le débit du cours d’eau intermittent tout au long de la fin de l’été, lorsque la contribution de la fonte des neiges est largement épuisée.

Le réchauffement projeté dans les hautes latitudes nordiques mettra à rude épreuve les efforts visant à garantir et à maintenir un système d’approvisionnement en eau fiable pour le hameau d’Ausuiktuq. Par exemple :

1. Le dégel du pergélisol, dont le sommet se trouve actuellement à environ 1 mètre sous la surface du sol, pourrait entraîner des infiltrations d’eau et donc une diminution de la quantité d’eau disponible pour la collecte et le stockage.
2. À mesure que les glaciers et les plaques de glace résiduelles disparaîtront au cours des prochaines décennies, une importante source d’approvisionnement en eau au milieu et à la fin de l’été ne sera plus disponible, raccourcissant ainsi la période déjà brève pendant laquelle l’eau de fonte est collectée.
3. L’augmentation de la fréquence des épisodes de réchauffement extrême projetée pour cette région (Walsh et al., 2020) est susceptible d’accroître la probabilité d’inondations et de dommages aux infrastructures d’approvisionnement en eau du hameau.

La santé et le bien-être des citoyens d’Ausuiktuq dépendent d’un approvisionnement en eau potable propre, fiable et abondant. Les efforts visant à développer un tel système bénéficieront grandement d’une surveillance de la cryosphère (pergélisol, glaciers et neige) menée par la communauté et axée sur la prévision des inondations, la disponibilité de l’eau et les débits des cours d’eau dans le bassin versant du hameau. L’intégration de compétences modernes, de technologies de pointe et de connaissances traditionnelles acquises au cours de plus de six décennies d’expérience de vie dans l’Extrême-Arctique permettra aux Inuits de s’adapter à leur environnement en mutation.

5.3.2 : Changements futurs des débits fluviaux

La présente section résume les changements projetés dans les débits fluviaux et leur chronologie d’après des études menées au Canada. Ces projections ont été obtenues principalement à l’aide d’une cascade de modèles, composée d’un ensemble de MCG ou de MRC, d’une mise à l’échelle statistique et de modèles hydrologiques de bassins versants individuels (figure 5.6). Quelques études ont utilisé directement les résultats des MRC sans mise à l’échelle ni correction du biais. Sauf indication contraire, les projections résumées sont basées sur les MCG du CMIP5, qui combinent des scénarios d’émissions très élevées (RCP8.5) et intermédiaires (RCP4.5). Les résultats concernent soit le débit des cours d’eau (débit acheminé à l’exutoire du bassin versant, exprimé en mètres cubes par seconde), soit le ruissellement (eau s’écoulant du bassin versant vers les cours d’eau, exprimé en millimètres ou en mètres), selon l’étude.

Faits saillants de la figure : L’estimation des changements futurs du débit des cours d’eau nécessite une cascade de modèles et de méthodes.

Figure 5.6 : Schéma représentant la cascade de modèles et de méthodes utilisés pour traduire les projections à l’échelle mondiale à l’échelle régionale, puis à l’échelle des bassins versants. Une configuration type comprend les résultats d’un ensemble de modèles climatiques globaux (tels que les précipitations et la température) pour plusieurs scénarios d’émissions, lesquels sont réduits à une échelle inférieure et corrigés du biais à l’aide d’une mise à l’échelle statistique ou de modèles régionaux du climat (MRC) et d’une mise à l’échelle statistique, puis utilisés comme données d’entrée pour le modèle hydrologique. Les projections hydrologiques (telles que le débit des cours d’eau et l’équivalent en eau de la neige) à l’échelle du bassin versant sont calculées à partir des résultats du modèle hydrologique.

5.3.2.1 : Débits fluviaux

Le RCCC de 2019 a constaté une augmentation des débits annuels futurs dans les régions nordiques du Canada (Bonsal et al., 2019). Ces augmentations sont conformes aux évaluations du groupe de travail I (GTI) (Douville et al., 2021) et du groupe de travail II (GTII) (Caretta et al., 2022) du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) dans son sixième rapport d’évaluation (RE6), qui prévoient une augmentation du ruissellement et des débits annuels dans les régions nordiques. Des études récentes sur les rivières nordiques du Canada projettent également une augmentation des débits et du ruissellement annuels (Rawlins et Karmalkar, 2024; Stadnyk et al., 2021), ce qui renforce ces évaluations.

À travers le Canada, les changements projetés dans le ruissellement annuel sont très variés, avec des augmentations plus importantes sur les côtes ouest et est et dans le nord du pays, et des augmentations ou des diminutions plus faibles dans le sud et le centre du Canada, suivant une tendance similaire à cell des changements dans les précipitations (Arora et al., 2025). Plus précisément, dans l’ouest du Canada, des études à l’échelle des bassins hydrographiques utilisant les scénarios d’émissions intermédiaires (SSP2-4.5) et très élevés (SSP5-8.5) du CMIP6 projettent une augmentation du débit annuel du fleuve Mackenzie (Zhang et al., 2023), qui coule vers le nord, et de ses affluents, notamment les rivières Liard (Shrestha et al., 2019), Smoky (Rokaya et al., 2020) et Athabasca (Chernos et al., 2020), ainsi que de la rivière Saskatchewan, qui coule vers l’est, et ses affluents (Anis et Sauchyn, 2021; DeBeer et al., 2021; Fang et Pomeroy, 2023; He et Pomeroy, 2023). Une augmentation du débit annuel est également projetée pour le ruisseau Havikpak, qui draine un petit bassin versant de pergélisol continu dans les Territoires du Nord-Ouest (Krogh et Pomeroy, 2019). Pour les cours d’eau qui coulent vers le sud dans l’ouest du Canada, les débits annuels devraient augmenter dans la partie du bassin du fleuve Fraser située dans les montagnes côtières, avec peu de changements ailleurs (Islam, Curry et al., 2019), et augmenter de manière générale partout dans le bassin du fleuve Columbia (Chegwidden et al., 2019). Les changements projetés dans le débit annuel des bassins hydrographiques du fleuve Nelson et de la rivière Churchill présentent une certaine variabilité dans les sous-bassins en amont ou en aval, avec des augmentations dans la rivière Assiniboine et ses affluents (Anis et Sauchyn, 2022; Dibike et al., 2021), de légères augmentations ou diminutions dans le cours inférieur du fleuve Nelson (Kim et al., 2022) et des augmentations du débit total se déversant dans la baie d’Hudson (MacDonald et al., 2018). Le ruissellement annuel et l’apport net aux bassins devraient augmenter dans tous les bassins des Grands Lacs (Supérieur, Michigan-Huron^{Note de bas de page 3}, Érié et Ontario) (Mailhot et al., 2019; Shrestha et al., 2022), ainsi que dans la rivière Groundhog, dans le nord de l’Ontario, qui se jette dans la baie d’Hudson (Champagne et al., 2023). Cependant, une diminution du volume annuel de ruissellement est projetée dans le bassin de la rivière Richelieu, qui se jette dans le fleuve Saint-Laurent dans le sud du Québec (Lucas-Picher et al., 2021). Cette diminution est conforme à une étude antérieure qui prévoyait une baisse des débits annuels moyens dans le sud du Québec et une augmentation dans le nord du Québec (Lachance-Cloutier et al., 2015). Dans l’ensemble, alors que les bassins hydrographiques du nord du Canada devraient connaître une augmentation du débit et du ruissellement annuels, certains bassins hydrographiques du sud et de l’est pourraient connaître une diminution du débit et du ruissellement annuels.

Les changements projetés dans le débit de 10 bassins hydrographiques au Canada, pour des niveaux de réchauffement planétaire (NRP) de 1,5 à 4,0 °C, indiquent une augmentation généralisée du débit annuel et hivernal moyen et du ruissellement, avec des augmentations progressivement plus importantes pour des NRP plus élevés (figure 5.7). Ces bassins ont été sélectionnés à partir d’études disponibles qui présentent des projections cohérentes pour l’analyse fondée sur les NRP, en tenant compte des débits naturels (effet de la régularisation des réservoirs supprimé) des bassins de la rivière de la Paix et des fleuves Fraser et Columbia, et en agrégeant les débits de toutes les rivières pour évaluer la réponse combinée de chacun des quatre bassins des Grands Lacs. Les projections annuelles médianes pour les 10 bassins montrent des augmentations relativement faibles du débit et du ruissellement à un NRP de 1,5 °C, et des augmentations progressivement plus importantes aux NRP de 2,0 à 4,0 °C, par rapport à la période de référence de 1981 à 2010. De même, les projections relatives au débit et au ruissellement hivernaux (décembre-janvier-février) augmentent à mesure que les NRP augmentent dans tous les bassins, tandis que les variations en pourcentage sont amplifiées, car les valeurs de débit sont relativement faibles pendant la période de référence. Les projections du débit et du ruissellement printaniers (mars-avril-mai) varient selon les régions, avec des augmentations importantes pour les cinq bassins montagneux de l’ouest du Canada (Liard, Peace, Fraser, Columbia et Saskatchewan Nord), aucune variation ou de faibles augmentations pour les quatre bassins des Grands Lacs, et aucune variation pour le bassin de la rivière Saint-Jean. Les projections du débit estival (juin-juillet-août) pour les cinq bassins de l’ouest du Canada diminuent successivement de 1,5 à 4,0 °C. En revanche, les projections du ruissellement estival indiquent une légère augmentation ou aucun changement pour les quatre bassins des Grands Lacs, et une légère diminution pour le bassin de la rivière Saint‑Jean. Les projections du débit et du ruissellement automnal (septembre-octobre-novembre) ne présentent aucune cohérence, avec des augmentations progressivement plus importantes pour les bassins des rivières Liard, de la Paix et Saskatchewan, et des augmentations ou des diminutions plus faibles, voire aucun changement, pour les sept autres bassins.

Dans l’ensemble, les augmentations du débit et du ruissellement moyens hivernaux sont les changements saisonniers projetés les plus importants et les plus uniformes à l’échelle du Canada (figure 5.7). Des études antérieures ont associé ces changements à la contribution accrue des pluies hivernales au ruissellement en raison de l’augmentation des précipitations et des températures (Islam, Curry et al., 2019; Shrestha et al., 2019; Stadnyk et al., 2021) et à l’augmentation des écoulements souterrains due à la réduction des sols gelés saisonnièrement et du pergélisol (Lilhare et al., 2022; Rawlins et Karmalkar, 2024). Les changements projetés pour le printemps, l’été et l’automne sont moins uniformes dans l’est du Canada, mais généralement cohérents dans les cinq bassins de l’ouest du Canada. L’augmentation projetée du débit printanier dans l’ouest du Canada a été associée à un ruissellement plus précoce dû à la fonte des neiges et à une augmentation des précipitations printanières (Chegwidden et al., 2019; Scheepers et al., 2018; Shrestha et al., 2019), tandis que la baisse projetée du débit estival a été associée à une combinaison de facteurs, notamment un manteau neigeux moins épais, une fonte des neiges plus précoce, une réduction des précipitations estivales et une évaporation accrue due à des températures plus élevées (Bonsal et al., 2020; Chegwidden et al., 2019). En particulier, la forte diminution de l’enneigement hivernal projetée pour les bassins versants du sud-ouest du Canada (Dierauer et al., 2019; Shrestha, Bonsal, Bonnyman et al., 2021) (chapitre 6, section 6.2), pourrait entraîner des changements dans les débits printaniers et estivaux, une diminution de la variabilité saisonnière du cycle annuel des débits (Arora et al., 2025; Stadnyk et al., 2021), et des débits estivaux anormalement faibles (section 5.6). En outre, on s’attend à ce que les changements futurs des glaciers et du pergélisol (chapitre 6, sections 6.5 et 6.7) influent sur le débit futur des cours d’eau. Ces changements pourraient notamment entraîner un décalage de l’approvisionnement en eau hors des mois d’été, lorsque la demande en eau est la plus forte (Bonsal et al., 2020; Immerzeel et al., 2020). En outre, l’augmentation projetée du débit hivernal pourrait augmenter le risque d’inondation hivernale (section 5.7). Il convient de noter que ces changements, à savoir l’augmentation de la température de l’air et la diminution de l’effet refroidissant de la fonte des neiges et du ruissellement glaciaire, ont également une incidence sur la température des rivières et donc sur les écosystèmes fluviaux (encadré 5.2).

Faits saillants de la figure : Les augmentations des débits annuels et hivernaux moyens sont les changements projetés les plus importants et les plus cohérents des débits fluviaux Canada.

Figure 5.7 : Résumé des projections hydrologiques annuelles, hivernales (décembre-janvier-février, DJF), printanières (mars-avril-mai, MAM), estivales (juin-juillet-août, JJA) et automnales (septembre-octobre-novembre, SON) issues de diverses études, basées sur une cascade de modèles comme l’illustre la figure 5.6. Les modèles climatiques globaux (MCG) CMIP5 ont été utilisés. Les projections illustrées comprennent sept simulations basées sur des MCG pour le bassin de la rivière Liard (Shrestha et al., 2019); six pour les bassins des rivières de la Paix et des fleuves Fraser et Columbia (Schnorbus, 2020; Schoeneberg et Schnorbus, 2021); trois pour les quatre bassins des Grands Lacs (Supérieur, Michigan-Huron, Érié et Ontario) (Shrestha et al., 2022); 15 ensembles MCG CanESM pour les bassins de la Saskatchewan Nord (Anis et Sauchyn, 2021) et de la rivière Saint‑Jean (Budhathoki et al., 2022). Les cercles et les triangles représentent les simulations individuelles du modèle hydrologique alimenté par le MCG pour des scénarios d’émissions intermédiaires (RCP4.5) et très élevés (RCP8.5), respectivement, les carrés noirs indiquant les valeurs médianes, et les flèches rouges en haut (de la Paix et Fraser) indiquant la présence de valeurs aberrantes hors de la plage du graphique. Les niveaux de réchauffement planétaire de 1,5 °C, 2 °C, 3 °C et 4 °C sont calculés par rapport à la période préindustrielle (approximativement de 1850 à 1900 aux fins du présent rapport), et les changements sont indiqués par rapport à la période de référence (1981-2010).

Encadré 5.2 : Changements de la température de l’eau des rivières et leurs répercussions

Le changement de la température de l’eau des rivières est considéré comme un indicateur de l’impact du réchauffement climatique et des activités humaines sur la santé des écosystèmes fluviaux et les services qu’ils rendent (Ficklin et al., 2023). Dans le contexte du réchauffement climatique, l’augmentation de la température estivale des rivières est considérée comme un indicateur clé de l’incidence du climat associée à l’effet combiné de la hausse des températures de l’air, du débit réduit des cours d’eau et de la diminution du refroidissement dû à la fonte des neiges (Mantua et al., 2010; Yan et al., 2021). Le présent encadré résume les changements passés et futurs de la température de l’eau des rivières selon des études menées au Canada, ainsi que leurs répercussions potentielles.

Selon l’évaluation du GTI du GIEC dans le RE6 (Parmesan et al., 2022), les températures de l’eau ont globalement augmenté dans le monde entier, et plusieurs études ont documenté une hausse constante des températures des cours d’eau dans une grande partie du Canada. Les tendances passées documentées comprennent une augmentation moyenne d’environ 0,14 °C par décennie (1950‑2015) entre juillet et septembre dans le fleuve Fraser (Islam, Hay et al., 2019), des augmentations moyennes de 0,05 à 0,22 °C par décennie (1960-2012) entre juillet et août dans 17 stations de l’ouest du Canada (Shrestha et Pesklevits, 2023) une augmentation moyenne d’environ 0,27 °C par décennie (1960‑2007) dans le fleuve Saint-Laurent (Hudon et al., 2010), et des augmentations moyennes d’environ 0,16 °C par décennie (1979-2013) à l’embouchure des fleuves panarctiques (Park et al., 2017). Des tendances à la hausse constantes des températures estivales (juin-septembre) des rivières ont également été documentées pour 106 stations à travers le Canada, avec des tendances médianes de 0,18 °C, 0,20 °C, 0,19 °C et 0,33 °C par décennie (1980- 2018) pour juin, juillet, août et septembre, respectivement (Shrestha et al., 2024). Dans l’ensemble, 83 des 106 stations ont enregistré des augmentations statistiquement significatives de la température de l’eau au seuil de 10 % (ce qui signifie qu’il y a ≤ 10 % de chances de conclure à l’existence d’un effet ou d’une tendance alors qu’il n’y en a pas) pour la saison estivale combinée (juin-septembre), avec une tendance médiane d’environ 0,22 °C par décennie (encadré 5.2, figure 1). En outre, des augmentations statistiquement significatives ont été identifiées pour les températures maximales sur sept jours et les occurrences supérieures aux seuils critiques de 18 °C et 20 °C (selon les limites de tolérance des espèces d’eau froide) pour environ 30 à 65 % des stations. Le sud-est, les côtes et le nord des Prairies ont été identifiés comme les régions les plus vulnérables en raison des impacts potentiels de la hausse des températures estivales de l’eau sur les espèces aquatiques d’eau froide (Shrestha et al., 2024).

Les changements projetés des températures des rivières, disponibles pour quelques réseaux hydrographiques au Canada, indiquent que les tendances au réchauffement se poursuivront. Par exemple, selon les simulations des modèles CMIP6 avec un scénario d’émissions très élevées (SSP5-8.5), la température estivale de l’eau dans la rivière Nechako (affluent du fleuve Fraser) devrait augmenter en moyenne de 2,6 °C entre 2041 et 2070 et de 3,6 °C entre 2071 et 2100, par rapport à la période 1980‑2010 (Gatien et al., 2024). On prévoit également que la rivière connaîtra une augmentation de la fréquence des températures de l’eau supérieures au seuil de 20 °C au cours des deux périodes futures (Gatien et al., 2024; Khorsandi et al., 2023). De même, la température annuelle de l’eau dans la rivière Athabasca devrait augmenter en moyenne de 0,8‑1,1 °C entre 2021 et 2060 et de 1,6‑3,1 °C entre 2061 et 2100, et la température estivale (juin-août) de l’eau de 2,0‑2,9 °C pour la période 2021‑2060 et de 3,3‑7,4 °C pour la période 2061-2100, par rapport à la période 1982‑2013 (Du et al., 2019). La température de l’eau de la rivière Saint-Jean devrait augmenter d’environ 1 °C d’ici 2070‑2074 et d’un autre 1 °C environ d’ici 2095-2099, par rapport à 2010-2014, selon les modèles CMIP5 et d’anciennes simulations basées sur des MCG. Dans l’ensemble, compte tenu de la projection d’une augmentation de la température de l’air au Canada (chapitre 3, section 3.4) et de la forte corrélation entre les températures de l’air et de l’eau (Shrestha et al., 2024), on s’attend à une augmentation de la température de l’eau des rivières en été, ce qui pourrait avoir des répercussions importantes sur les réseaux fluviaux déjà soumis à un stress thermique.

Une augmentation de la température de l’eau en été pourrait avoir des répercussions sur les écosystèmes et les processus physiques. Par exemple, l’exposition croissante des espèces d’eau froide (comme le saumon et la truite) à des températures plus élevées a été associée à des changements dans leurs habitudes migratoires, à leur dépendance accrue à l’égard des refuges thermiques (zones d’eau plus froide) et à leur taux de mortalité élevé dans les fleuves Fraser et Columbia, dans l’ouest du Canada et des États-Unis. La hausse des températures de l’eau dans la région des Grands Lacs pourrait entraîner une expansion de l’aire de répartition des espèces de poissons d’eau chaude, un déplacement vers le nord et une contraction de l’aire de répartition des espèces de poissons d’eau froide, perturbant ainsi l’équilibre des écosystèmes fluviaux et lacustres (Van Zuiden et al., 2016). Le réchauffement de la température des rivières pourrait entraîner une expansion de l’aire de répartition d’espèces aquatiques envahissantes, qui est actuellement limitée par les températures froides (Gervais et al., 2020; Smith et al., 2012). En outre, si la hausse de la température de l’eau des rivières s’étend aux Grands Lacs, elle pourrait empêcher le mélange des eaux lacustres, accroître l’appauvrissement en oxygène, favoriser la prolifération d’algues nuisibles et entraîner un déclin des espèces d’eau froide (Lam et Dokoska, 2022). La hausse des températures des rivières entraîne également une augmentation du flux de chaleur vers les océans où elles se jettent, ce qui pourrait affecter la stratification et la circulation océaniques et exacerber la perte de la couverture de glace de mer, par exemple sur les plateaux continentaux de l’Arctique (Nummelin et al., 2016; Park et al., 2020).

Faits saillants de la figure : La température estivale de l’eau a augmenté dans la plupart des rivières du Canada.

Encadré 5.2 Figure 1 : Carte des tendances de la température estivale (juin-septembre) de l’eau des rivières au Canada pour la période de 1980 à 2018. Le signe plus (+) indique des tendances à la hausse significatives au seuil de signification de 10 % (ce qui signifie qu’il y a ≤ 10 % de chances de conclure qu’un effet ou une tendance existe alors qu’il n’en est rien) pour 83 des 106 stations à travers le Canada. Aucune tendance à la baisse significative n’a été détectée. Adapté de: Shrestha et al., (2024).

5.3.2.2 : Chronologie des débits fluviaux

Les résultats du RCCC de 2019 indiquent qu’à l’avenir, le débit de pointe des cours d’eau lié à la fonte des neiges se produira plus tôt (Bonsal et al., 2019). Des études plus récentes confirment cette prévision dans différentes régions du Canada, notamment dans l’ouest du pays, dans les bassins versants de la Liard (Shrestha et al., 2019), de la Smoky (Rokaya et al., 2020), de l’Athabasca (Chernos et al., 2020) du Mackenzie (Scheepers et al., 2018), du Fraser (Islam, Curry, et al., 2019), du Columbia (Chegwidden et al., 2019) et de la Saskatchewan Nord (Anis et Sauchyn, 2021). De même, les projections issues des études disponibles indiquent des changements dans le moment où les débits de pointe sont atteints, qui deviennent plus précoces dans le centre et l’est du Canada, notamment pour la rivière Assiniboine, qui se jette dans le lac Winnipeg (Anis et Sauchyn, 2022); plusieurs rivières qui se jettent dans les Grands Lacs (Byun et al., 2019); la rivière Groundhog, qui se jette dans la baie d’Hudson (Champagne et al., 2023); la rivière Acadie, dans le sud du Québec (Aygün et al., 2020). Le débit de pointe précoce et le manteau neigeux maximal précoce qui y est associé (Dibike et al., 2018; Islam, Curry, et al., 2019) sont tous deux principalement dus à l’augmentation des températures (Shrestha et al., 2019). Ces changements dans le manteau neigeux et le débit pourraient entraîner une modification du régime hydrologique, par exemple une transition d’un régime dominé par la fonte des neiges vers un régime mixte dominé par les précipitations et la fonte des neiges, comme projeté pour le bassin du fleuve Fraser (Islam, Curry et al., 2019), les bassins des rivières Assiniboine et Rouge (Shrestha, Bonsal, Kayastha et al., 2021) et le bassin de la rivière Acadie, dans le sud du Québec (Aygün et al., 2020). En outre, la fonte précoce de la neige et les débits de pointe ont été associés à des changements dans la prévisibilité des débits, ce qui pourrait avoir des incidences sur la gestion future des ressources en eau et la prévision des inondations (Shrestha et al., 2022; Tsuruta et Schnorbus, 2021).

5.3.3 Termes liés à la confiance dans les messages clés : résumé des données probantes

Message clé 5.2 : D’importants changements dans le débit des cours d’eau au Canada se sont produits et devraient se poursuivre sur une base saisonnière. Au cours des 50 à 70 dernières années, les débits des cours d’eau ont augmenté en hiver et au printemps et ont diminué en été dans certaines régions (degré de confiance élevé). Les augmentations hivernales devraient se poursuivre dans tout le pays, tandis que les diminutions estivales devraient se produire dans l’ouest du Canada (degré de confiance élevé).

Message clé 5.3 : Les débits annuels ont augmenté dans les régions du nord du Canada dominées par le pergélisol et continueront de le faire (degré de confiance élevé). Aucun changement historique à long terme ou projeté des débits annuels n’est évident dans le reste du pays (degré de confiance élevé).

Message clé 5.4 : Les débits fluviaux atteignent leur maximum au printemps plus tôt dans tout le Canada en raison de l’arrivée plus précoce des crues printanières. Ce changement a entraîné une transition des régimes hydrologiques dominés par la fonte des neiges vers des régimes dominés par les pluies. Ces changements devraient se poursuivre (degré de confiance élevé).

La première affirmation du message clé 5.2 est un constat factuel fondé sur de nombreuses études régionales qui documentent les changements saisonniers passés et futurs du débit des cours d’eau dans l’ensemble du Canada. Pour les trois messages clés, nous avons un degré de confiance élevé dans les changements saisonniers historiques du débit des cours d’eau, à savoir (i) l’augmentation des débits hivernaux et printaniers et la diminution des débits estivaux dans certaines régions, (ii) des crues printanières plus précoces et les changements connexes de régimes hydrologiques dominés par la fonte des neiges à des régimes dominés par les pluies, et (iii) l’augmentation des débits annuels dans les régions du nord du Canada. Ce degré de confiance élevé repose sur la forte concordance entre de nombreuses études régionales et quelques études nationales qui ont examiné les changements passés dans les débits fluviaux et leur chronologie au cours des dernières décennies. Ce degré de confiance est également élevé parce que les changements sont cohérents avec le réchauffement hivernal et printanier passé (chapitre 2, section 2.4) et les changements qui en résultent dans la cryosphère, notamment la diminution de la quantité de neige à haute altitude, neige qui alimente souvent le ruissellement au début de l’été lorsqu’elle fond (chapitre 6, section 6.2).

Notre degré de confiance élevé dans la poursuite future des changements des débits hivernaux et annuels, ainsi que dans le devancement des crues printanières et le passage de régimes hydrologiques dominés par la fonte des neiges à des régimes mixtes ou dominés par les pluies, repose sur de nombreuses études régionales qui appliquent divers modèles hydrologiques et climatiques à une série de scénarios d’émissions ou de niveaux de réchauffement et qui fournissent des preuves cohérentes de ces changements (voir, par exemple, la figure 5.7). Ce degré de confiance élevé repose également sur les projections de réchauffement continu (chapitre 3, section 3.4) et sur la réduction du manteau neigeux et des glaciers de montagne qui en résulte, ainsi que sur le dégel accru du pergélisol (chapitre 6). Notre degré de confiance élevé dans le fait que les changements futurs des débits estivaux toucheront principalement l’ouest du Canada (Colombie-Britannique, Alberta, Saskatchewan et Manitoba) repose sur toutes les études montrant des diminutions estivales dans l’ouest du Canada, mais des résultats mitigés ailleurs dans le pays.

5.4 : Niveaux des eaux de surface – lacs et milieux humides

Message clé 5.5 : Au cours de la période d’observation, rien n’indique qu’il y a eu des changements à long terme dans les niveaux d’eau des lacs et des milieux humides au Canada dans son ensemble, et une variabilité régionale et temporelle considérable est apparente. Les niveaux devraient diminuer dans certaines régions et augmenter dans d’autres (degré de confiance moyen) en raison des nombreux facteurs complexes qui influent sur le stockage des eaux de surface. Ces facteurs comprennent la durée de la couverture de glace, l’évaporation des eaux libres, l’augmentation des précipitations, le dégel du pergélisol et le drainage ou l’expansion des lacs qui y est associé.

Le Canada compte plus de 875 000 lacs d’une superficie supérieure à 0,1 km², ce qui représente environ 62 % des lacs du monde en nombre, 32 % en superficie et 7 % en volume (Messager et al., 2021). La répartition des plans d’eau permanents est concentrée principalement dans les régions du centre-est et du nord du pays (figure 5.8). Les milieux humides, c’est-à-dire les écosystèmes où se rencontrent un milieu terrestre et un milieu aquatique, couvrent environ 13 % de la superficie terrestre du Canada et représentent près de 25 % des milieux humides du monde.

Faits saillants de la figure : Le Canada possède une abondance d’eau douce de surface contenue dans des plans d’eau dont la superficie varie de moins de 1 km² à plus de 80 000 km².

Figure 5.8 : Carte de la répartition des plans d’eau de différentes tailles au Canada, d’après la base de données mondiale HydroLAKES (Messager et al., 2021). Les lacs numérotés sont 1) le lac Ontario, 2) le lac Érié, 3) les lacs Michigan et Huron, 4) le lac Supérieur, 5) le lac Winnipeg, 6) le lac Athabasca, 7) le Grand lac des Esclaves et 8) le Grand lac de l’Ours.

Les lacs et les milieux humides fournissent des services écosystémiques inestimables pour les humains grâce à leur rôle d’approvisionnement (source d’eau, transport, activités récréatives, sources de nourriture, etc.), de régulation (stockage du carbone, stockage de l’eau, modération du climat, etc.), de services culturels (progrès des populations, etc.) et de services de soutien (processus naturels sous‑jacents, etc.). Les lacs et les milieux humides jouent un rôle important dans l’ensemble du cycle de l’eau (figures 5.1 et 5.9) et offrent une solution naturelle d’atténuation des inondations et des sécheresses au Canada (Wu et al., 2023). Les Grands Lacs jouent un rôle essentiel dans les conditions météorologiques et climatiques régionales de l’Ontario et permettent aux navires de transporter des marchandises de l’océan Atlantique jusqu’au cœur du Canada en passant par le fleuve Saint-Laurent. Les Grands Lacs et les autres plans d’eau du Canada sont de plus en plus vulnérables à divers facteurs de changement sous forme de variabilité du climat, de changements climatiques, de changements hydrologiques et de modifications anthropiques. Les petits lacs et les milieux humides sont particulièrement sensibles aux conditions climatiques locales.

Faits saillants de la figure : Les lacs et les milieux humides sont liés à l’ensemble du cycle de l’eau et sont importants pour les écosystèmes et les humains. Les changements climatiques influent sur plusieurs composantes de ces liens.

Figure 5.9 : Schéma montrant comment le climat en changement influe sur les bilans hydrique et énergétique des lacs et des milieux humides (précipitations et température). En particulier, une saison de couverture de glace plus courte et une augmentation des températures de l’air et de l’eau influent sur les taux d’évaporation, ce qui a des répercussions sur le stockage des eaux de surface (par exemple, une diminution de la disponibilité de l’eau) et les services écosystémiques connexes (par exemple, l’impossibilité d’accéder à l’eau potable). Adapté de : Woolway et al. (2020).

La disponibilité de l’eau est cruciale pour tous les services fournis par les lacs et les milieux humides. Les éléments clés de la disponibilité de l’eau dans un système hydrologique sont la quantité d’eau stockée et la variabilité de cette quantité. Le bilan hydrique des lacs et des milieux humides est régi par une équation simple :

Apports moins sorties d’eau = variation du stockage [niveau d’eau ou apport net du bassin], où les apports comprennent le débit des affluents, les précipitations directes sur le plan d’eau et l’apport d’eau souterraine, et les sorties comprennent le débit des cours d’eau émissaires, les pertes par évaporation et les échanges avec les eaux souterraines.

On évalue généralement la variation du stockage en mesurant le niveau d’eau, qui est un indicateur important des changements climatiques. En l’absence de mesures au sol du niveau d’eau, les observations par télédétection de la superficie de l’eau peuvent être utilisées comme indicateur pour évaluer la variation de la quantité d’eau de surface dans le paysage et dans un plan d’eau donné.

Au Canada, moins de 600 lacs font actuellement l’objet d’une surveillance du niveau d’eau par le Réseau hydrométrique national, et près de 50 % de ces lacs sont touchés par une forme ou une autre de modification anthropique (régularisation de la profondeur de l’eau), comme le stockage et les lâchers d’eau pour la production d’hydroélectricité, le contrôle de la profondeur de l’eau des lacs pour le transport maritime et le détournement d’eau vers ou hors de systèmes. La surveillance du niveau d’eau des milieux humides est principalement effectuée dans le cadre d’études ciblées menées sur des périodes limitées et sur des sites sélectionnés. Les programmes de surveillance mis en œuvre par des organisations locales contribuent à combler les lacunes du réseau national d’observation du Canada, en particulier dans les zones insuffisamment surveillées. Par exemple, les Métis de la rivière Rouge ont mis en place un programme communautaire de surveillance du climat afin de concilier la science occidentale et leurs connaissances traditionnelles dans la surveillance du climat et des écosystèmes, y compris les milieux humides (étude de cas 5.2). Cependant, même avec ces programmes, il est difficile de produire une évaluation pancanadienne des tendances passées et des changements projetés en raison de l’immensité du pays.

L’avènement des plateformes de télédétection par satellite à haute résolution spatiale permet de surveiller l’étendue de l’eau de surface (un indicateur de la quantité d’eau présente dans le paysage), tandis que des études mondiales de modélisation des lacs permettent de simuler les changements dans le stockage de l’eau à plus grande échelle. La présente section se concentre sur les principaux plans d’eau et reflète la documentation disponible et les données de surveillance depuis la publication du RCCC de 2019 (Bonsal et al., 2019).

Étude de cas 5.2 : Programme communautaire de surveillance du climat des Métis de la rivière Rouge

La Fédération des Métis du Manitoba, le gouvernement national des Métis de la rivière Rouge, est l’administration autonome démocratiquement élue des Métis de la rivière Rouge et est dûment autorisé par les citoyens métis de la rivière Rouge à défendre et à protéger leurs droits, leurs revendications et leurs intérêts. L’un des auteurs est un citoyen métis de la rivière Rouge, et les deux auteurs font partie du personnel du ministère de l’Énergie, des Infrastructures et de la Gestion des ressources du gouvernement national.

Référence recommandée :

Gisiger, C., Combe, P., et Fédération des Métis du Manitoba (2026). Programme communautaire de surveillance du climat des Métis de la rivière Rouge [Étude de cas 5.2]. Dans Rapport sur le climat changeant du Canada de 2026, (pp XX-XX). Gouvernement du Canada. DOI pour le chapitre.

Dans le cadre de son portefeuille Environnement et Changements climatiques, la Fédération des Métis du Manitoba (FMM) a pour mandat d’inciter les aînés, jeunes et citoyens métis de la rivière Rouge à explorer les impacts des changements climatiques tout en promouvant l’éducation au climat, l’apprentissage axé sur le territoire et le transfert intergénérationnel des connaissances. Les aînés, utilisateurs des terres et détenteurs de connaissances métis de la rivière Rouge observent depuis longtemps les changements dans les conditions météorologiques, écosystèmes et cycles saisonniers locaux. En réponse à cela, le programme communautaire de surveillance du climat des Métis de la rivière Rouge (MCBCM : Métis Community-Based Climate Monitoring) a été créé afin d’intégrer la science occidentale à leurs connaissances traditionnelles pour lutter contre les changements climatiques sur leur territoire. Le programme MCBCM offre aux citoyens métis de la rivière Rouge la formation, l’équipement et les ressources nécessaires pour surveiller les conditions environnementales dans leur région. En suivant les principaux indicateurs climatiques et écologiques, le programme favorise la sensibilisation à l’environnement, renforce la résilience des communautés et contribue à combler les lacunes du réseau national d’observation du climat du Canada, en particulier dans les zones rurales et isolées.

Le programme MCBCM améliore la compréhension des impacts climatiques locaux en faisant participer des citoyens métis de la rivière Rouge à la collecte de données primaires, leur permettant ainsi de devenir des citoyens scientifiques dans leurs régions (étude de cas 5.2, figure 1). Dans le cadre du volet de surveillance des milieux humides, les participants évaluent la santé des écosystèmes en observant l’activité des oiseaux et des amphibiens, en prélevant des échantillons d’invertébrés benthiques et en enregistrant la composition et l’abondance des plantes, y compris la présence d’espèces en péril, d’espèces envahissantes et de plantes traditionnellement récoltées. Ces indicateurs fournissent des informations précieuses sur la manière dont les écosystèmes réagissent aux changements de température et de précipitations. Le volet de surveillance de la qualité de l’eau comprend le prélèvement d’échantillons ponctuels, la mesure de la turbidité et l’échantillonnage d’ADN environnemental afin de détecter les fluctuations des concentrations de nutriments et les stress liés aux changements climatiques qui pèsent sur les bassins versants. Pendant l’hiver, des citoyens scientifiques mesurent l’épaisseur de la neige, prélèvent des carottes de neige et pistent la faune, afin de recueillir des données sur la variabilité du manteau neigeux et le comportement saisonnier des espèces. Ces observations multisaisonnières localisées génèrent des données à petite échelle qui contribuent à combler des lacunes importantes dans la compréhension de l’impact des changements climatiques sur les paysages et les écosystèmes locaux, tout en fondant la recherche scientifique sur les connaissances traditionnelles et l’expérience vécue des utilisateurs des terres métis de la rivière Rouge.

Étude de cas 5.2 Figure 1 : Des citoyens métis de la rivière Rouge contribuent au programme communautaire de surveillance climatique des Métis de la rivière Rouge (MCBCM) en prélevant des échantillons afin d’évaluer a) les invertébrés benthiques et b) la qualité de l’eau. Le programme MCBCM fournit aux citoyens métis de la rivière Rouge la formation, l’équipement et les ressources nécessaires pour surveiller les conditions environnementales dans leur région, tout en fondant la recherche scientifique sur les connaissances traditionnelles et l’expérience vécue des utilisateurs des terres métis de la rivière Rouge.

La collecte de données dans le cadre de toutes les activités du MCBCM suit des protocoles normalisés, et les données sont présentées au moyen d’une plateforme de relevé en ligne, ce qui permet une large participation dans toutes les régions de la FMM, y compris les citoyens métis de la rivière Rouge vivant au-delà des frontières. Chaque relevé offre également la possibilité de transmettre des récits oraux et des photos de sites, car les connaissances traditionnelles sont profondément liées à la terre et à l’environnement. Afin de garantir la cohérence et l’accessibilité, la FMM a élaboré des guides pratiques et des vidéos de formation accessibles au public. Le personnel de la FMM offre un soutien sur le terrain à la demande, et les participants sont rémunérés pour chaque relevé réalisé, en reconnaissance de la valeur de leur temps, de leurs efforts et de leurs connaissances. Cette approche garantit que les données sont à la fois rigoureuses sur le plan scientifique et ancrées dans le contexte culturel et l’expérience territoriale des citoyens scientifiques métis de la rivière Rouge. Les données recueillies dans le cadre du programme MCBCM alimentent la planification locale de l’utilisation des terres, soutiennent la prise de décision de la FMM et contribuent à la compréhension par le Canada des impacts climatiques régionaux, en particulier dans les zones sous-surveillées.

En offrant aux citoyens métis de la rivière Rouge de précieuses occasions de participer à la surveillance du climat, le programme MCBCM sert de modèle en matière de gestion environnementale dirigée par les Autochtones. Il répond au besoin urgent de données climatiques localisées tout en offrant une approche culturellement pertinente de la connaissance du climat et de l’adaptation au climat. Le programme fournit des données essentielles aux études nationales et mondiales visant à comprendre et à combattre les changements climatiques, tout en renforçant le rôle inhérent des Métis de la rivière Rouge dans la gestion de l’environnement. Ce modèle montre comment les systèmes de connaissances autochtones et la science occidentale peuvent être combinés pour apporter des réponses holistiques, résilientes et concrètes aux changements climatiques.

5.4.1 : Les grands lacs du Canada

Le Canada est couvert par plusieurs « grands lacs » qui se sont formés le long du Bouclier canadien (figure 5.8). Les cinq Grands Lacs (Supérieur, Michigan, Huron, Érié et Ontario), situés dans le centre-est de l’intérieur de l’Amérique du Nord, constituent une série de vastes plans d’eau douce interreliés dont les eaux s’écoulent dans le fleuve Saint-Laurent jusqu’à l’océan Atlantique. Compte tenu de leur importance pour l’économie et la population nord-américaines, ces lacs comptent parmi les plans d’eau les plus étudiés du continent. Leurs niveaux d’eau sont surveillés depuis plus de 100 ans par des organismes canadiens et américains. Bien que moins étudiés, le lac Winnipeg, le lac Athabasca, le Grand lac des Esclaves et le Grand lac de l’Ours, situés à l’ouest et au nord des Grands Lacs, sont tout aussi importants.

5.4.1.1 : Changements passés

Le RCCC de 2019 a indiqué que les niveaux d’eau des Grands Lacs ont présenté une grande variabilité au cours de la période historique en raison de la variabilité naturelle du climat (Bonsal et al., 2019). Les données pour la période 1930-2022 concernant le niveau d’eau moyen annuel maximal sur 30 jours (un mois), qui se produit généralement pendant l’été, montrent des fluctuations d’une année à l’autre et sur plusieurs années (cycles humides et secs) (figure 5.10). Ces niveaux d’eau moyens maximaux sur 30 jours ont également été utilisés pour prolonger la série jusqu’au début du XX^e siècle pour tous les lacs examinés dans la présente section, car les niveaux d’eau hivernaux n’étaient pas disponibles pour les lacs septentrionaux avant les années 1960. Les données sur ces niveaux maximaux annuels permettent également d’examiner les phénomènes hydrologiques extrêmes qui ont une incidence sur l’érosion des berges, l’inondation des propriétés, la navigation, les loisirs, l’économie, les écosystèmes aquatiques et la santé humaine.

Faits saillants de la figure : Les niveaux d’eau des grands lacs présentent une grande variabilité et des changements brusques sur une période de 90 ans.

Figure 5.10 : Anomalie annuelle maximale du niveau moyen de l’eau sur 30 jours (écart par rapport à la période de référence 1961-2000), en mètres, pour a) le lac Supérieur, b) les lacs Michigan et Huron, c) lac Érié, d) lac Ontario, e) Grand lac de l’Ours, f) Grand lac des Esclaves, g) lac Athabasca et h) lac Winnipeg. Cette figure met à jour et modifie les séries chronologiques provenant de plusieurs sources (voir ci-dessous) à l’aide des données quotidiennes obtenues auprès du Service hydrographique du Canada et de l’Agence nationale de l’océanographie et de l’atmosphère. Un astérisque (*) à côté du nom d’un lac indique que son niveau d’eau est régularisé. Il convient de noter que les échelles de l’axe de l’anomalie diffèrent d’un lac à l’autre. Adapté de : Bonsal et al., (2019); ECCC et GTNO (2020); Gibson et al., (2006); Kerr (1985); MacDonald et al., (2004); McCullough (2015); NOAA(2024); Peters et Buttle (2010); NOAA (2024).

Les écarts (augmentations et diminutions) du niveau d’eau maximal annuel des Grands Lacs se situent dans une fourchette d’environ plus ou moins 0,5 à 1 m par rapport au niveau de référence à long terme (1961-2000) (figure 5.10a-d). Il convient de noter que, depuis la publication du RCCC de 2019, les lacs Supérieur, Michigan-Huron et Érié sont passés d’une longue période de faibles niveaux d’eau à des niveaux élevés records ou quasi records ces dernières années. Outre l’augmentation de l’apport net des affluents aux lacs, les précipitations au-dessus des lacs ont augmenté tandis que l’évaporation au-dessus des lacs a rapidement diminué après 2014, créant les conditions propices à la récente hausse des niveaux d’eau (Gronewold et al., 2021). Les niveaux d’eau élevés des Grands Lacs peuvent provoquer l’érosion des berges, des inondations et des dommages matériels (David, 2019), tandis que les faibles niveaux d’eau obligent les navires à réduire leur tonnage (ce qui entraîne une augmentation des coûts de transport) et nuisent à l’utilisation des infrastructures, telles que les quais et les jetées, et aux écosystèmes riverains. Seuls les lacs Érié et d’Ontario ont connu un changement significatif du niveau maximal des eaux au cours des 90 dernières années (selon un seuil de signification de 5 %, ce qui signifie qu’il y a ≤ 5 % de chances de conclure qu’un effet ou une tendance existe alors qu’il n’en est rien). Les tendances estimées sont de l’ordre d’une augmentation d’environ un demi-centimètre par an (0,6 et 0,4 cm/an, respectivement) (test de tendance de Mann-Kendall décrit dans Peters et al., 2022).

Moins connus de la communauté internationale et moins étudiés, les autres grands lacs du Canada sont de taille similaire à ceux des Grands Lacs. Il s’agit du Grand lac de l’Ours (le plus grand lac entièrement situé au Canada), du Grand lac des Esclaves (le lac le plus profond d’Amérique du Nord), du lac Athabasca (dans le réseau hydrographique du fleuve Mackenzie, qui se jette dans la mer de Beaufort) et le lac Winnipeg (qui s’écoule dans le fleuve Nelson jusqu’à la baie d’Hudson et apporte d’importants volumes d’eau à l’océan Arctique). Les agences canadiennes surveillent les niveaux d’eau de ces lacs depuis plus de 90 ans. Cependant, à l’exception du Grand lac de l’Ours, ces lacs sont tous touchés par une forme ou une autre de modification ou de régularisation anthropiques, ce qui rend difficile l’évaluation des influences et tendances liées au climat.

Les écarts dans les niveaux d’eau annuels maximaux variaient dans une fourchette d’environ plus ou moins 0,5 m pour le Grand lac de l’Ours et le Grand lac des Esclaves, et dans une fourchette nettement plus importante pour les lacs Athabasca et Winnipeg (figure 5.10e-h). Comme pour les Grands Lacs, des études montrent que le Grand lac de l’Ours, le Grand lac des Esclaves et les lacs Athabasca et Winnipeg ont connu des périodes de niveaux d’eau élevés et faibles sous l’effet des conditions climatiques régionales (ECCC et GTNO, 2020; Gibson et al., 2006; MacDonald et al., 2004; Peters et al., 2006; Sauchyn et St-Jacques, 2016). Une variabilité importante du niveau d’eau maximal annuel s’est produite dans tous les lacs au cours de la période historique illustrée à la figure 5.10. Par exemple, depuis le RCCC de 2019, le lac Athabasca et le Grand lac des Esclaves sont passés d’une longue période de niveaux d’eau sous la normale à certains de leurs niveaux d’eau les plus élevés jamais enregistrés dans les années 2020. En fait, les niveaux d’eau du Grand lac des Esclaves à l’été 2020 ont été sans précédent, ce qui a donné lieu à une analyse hydrologique menée par plusieurs organismes visant à déterminer la cause des concentrations élevées de sédiments en suspension dans le lac, clairement visibles depuis l’espace et préoccupantes pour la population locale. L’analyse a révélé qu’elles étaient principalement dues à la fonte des neiges et aux fortes pluies dans le bassin versant supérieur du fleuve Mackenzie, qui ont généré un débit entrant au-dessus de la normale dans le lac. Dans l’ensemble, aucune tendance significative à long terme (selon un seuil de signification de 5 %, ce qui signifie qu’il y a ≤ 5 % de chances de conclure à l’existence d’un effet ou d’une tendance alors qu’il n’y en a pas) n’a été observée pour le stockage annuel maximal d’eau dans le lac Athabasca, le Grand lac des Esclaves et le Grand lac de l’Ours entre 1930 et 2022.

5.4.1.2 : Changements futurs

Depuis l’évaluation des niveaux futurs des lacs dans le RCCC de 2019 (Bonsal et al., 2019), les niveaux futurs des Grands Lacs ont été projetés en fonction d’une augmentation de 1,5 à 3,0 °C de la température moyenne mondiale (figure 5.11; chapitre 3, encadré 3.1) (Seglenieks et Temgoua, 2022). Les résultats concordent généralement avec ceux des études précédentes sur les niveaux d’eau : le niveau moyen projeté peut être plus bas ou plus élevé, selon les modèles climatiques utilisés. Une conclusion clé de la figure 5.11 est qu’il faut s’attendre à une plus grande variabilité des niveaux d’eau, avec davantage de niveaux d’eau extrêmement élevés et extrêmement bas possibles à l’avenir. Cette projection correspond aux résultats d’autres études portant sur les changements dans les épisodes extrêmes d’apports nets du bassin^{Note de bas de page 4}, lesquelles ont conclu que, dans les climats plus chauds de l’avenir, les lacs connaîtront probablement des minimums et des maximums d’apport net du bassin plus marqués et plus fréquents, ainsi que des cycles annuels plus variables (Mailhot et al., 2019; Music et al., 2015).

Faits saillants de la figure : Plus le climat se réchauffera, plus la variabilité des niveaux des Grands Lacs augmentera.

Figure 5.11 : Diagrammes en boîte à moustaches des anomalies moyennes annuelles projetées du niveau des lacs (écarts par rapport à la période de référence 1961-2000), en mètres, à des niveaux de réchauffement planétaire de 1,5 °C, 2,0 °C, 2,5 °C et 3,0 °C pour a) le lac Supérieur, b) les lacs Michigan-Huron, c) le lac Érié et d) le lac Ontario. L’anomalie moyenne du niveau d’eau est indiquée par la ligne jaune à l’intérieur de la boîte, le haut et le bas de la boîte correspondent aux 25^e et 75^e centiles, et les niveaux d’eau extrêmes sont indiqués par les lignes qui s’étendent à partir de l’encadré (moustaches) et qui représentent les 90^e centiles dans les ensembles de données. Adapté de : Seglenieks et Temgoua (2022).

Aucune étude n’a été publiée depuis le RCCC de 2019 pour traiter des changements futurs des niveaux d’eau dans le Grand lac de l’Ours, le Grand lac des Esclaves, le lac Athabasca ou le lac Winnipeg. Cette absence d’études ajoute à l’incertitude lorsqu’il s’agit d’informer les personnes vivant au Canada et d’élaborer des stratégies d’adaptation. Les simulations hydrologiques à l’échelle continentale utilisant les modèles CMIP5 avec des scénarios d’émissions intermédiaires (RCP4.5) et très élevées (RCP8.5) suggèrent que les lacs Athabasca et Winnipeg seront touchés par des débits de base hivernaux plus élevés et des apports printaniers plus précoces d’ici la fin du XXI^e siècle (Arora et al., 2025). Seules des études ciblées de modélisation des lacs peuvent déterminer comment ces changements projetés des débits fluviaux et de leur chronologie interagiront de manière dynamique avec le réchauffement climatique et quels seront leurs impacts sur la durée de la glace lacustre, la température de l’eau, les taux d’évaporation en eau libre et le stockage de l’eau. De telles études sont nécessaires pour comprendre les impacts des forces hydrologiques concurrentes sur les grands systèmes d’eau douce à l’ère des changements climatiques (Gronewold et al., 2021).

5.4.2 : Autres lacs – niveau d’eau, stockage et étendue

5.4.2.1 : Changements passés

Il est impossible de surveiller les plus de 875 000 lacs du Canada à l’aide des stations hydrométriques terrestres traditionnelles qui fournissent des observations quotidiennes des niveaux d’eau. Cependant, les progrès des modèles hydrologiques permettant de simuler le bilan hydrique de chaque lac (comme le stockage ou les niveaux d’eau) et l’utilisation d’observations satellitaires pour déterminer la superficie des plans d’eau offrent la possibilité d’examiner les changements passés dans l’état des lacs et des milieux humides sur plusieurs décennies au Canada.

Les niveaux d’eau sont généralement utilisés pour évaluer l’effet des changements et de la variabilité climatiques sur le stockage. Cependant, lorsque ces mesures ne sont pas disponibles, par exemple en raison d’un manque de stations, l’évolution du stockage d’eau de chaque lac peut être évaluée au fil du temps à l’aide d’une combinaison de données. Par exemple, une étude mondiale récente (Yao et al., 2023) qui utilise des données de télédétection, des données climatiques et des modèles hydrologiques renseigne sur les tendances de 1992 à 2020 en matière de stockage d’eau dans quelque 530 lacs naturels et réservoirs répartis dans la majeure partie du Canada. Les résultats indiquent qu’au cours de cette période de près de 30 ans, environ 34 % des lacs ont connu une baisse statistiquement significative de leur stockage d’eau (significative selon un seuil de 5 %, ce qui signifie qu’il y a ≤ 5 % de chances de conclure qu’un effet ou une tendance existe alors qu’il n’en est rien), contre environ 16 % qui ont connu une augmentation de leur stockage d’eau (figure 5.12). Les tendances à la hausse sont concentrées dans les Prairies et les tendances à la baisse sont principalement réparties dans l’Arctique. Bien que ces pourcentages soient faibles par rapport à ceux rapportés à l’échelle mondiale, le rapport entre les tendances à la baisse et les tendances à la hausse (environ 2:1) correspond aux résultats mondiaux (Yao et al., 2023). À l’échelle mondiale, la perte nette de volume des lacs naturels serait principalement due au réchauffement climatique, à l’augmentation de la demande évaporative et à la consommation humaine d’eau. Cette conclusion s’appliquerait également aux lacs et aux réservoirs du Canada, mais d’autres facteurs causaux doivent être pris en compte, tels que la dégradation de la cryosphère, qui touche de manière disproportionnée les latitudes nordiques (Box et al., 2019).

Faits saillants de la figure : Au cours des 30 dernières années, aucun changement systématique n’a été observé dans les niveaux d’eau des lacs et des réservoirs au Canada dans son ensemble.

Figure 5.12 : Carte des tendances en matière de stockage d’eau dans 529 lacs naturels et réservoirs pour la période allant de 1992 à 2020. Les tendances à la hausse et à la baisse significatives selon un seuil de 5 % (ce qui signifie qu’il y a ≤ 5 % de chances de conclure qu’un effet ou une tendance existe alors qu’il n’en est rien) sont représentées par des cercles pleins. Source des données : base de données GLWS sur les estimations du stockage d’eau dans les lacs (GLWS version 1.1), élaborée par Yao et al. (2023).

La chronologie saisonnière de la couverture de glace des lacs (englacement et déglacement) et la température de l’eau jouent un rôle majeur dans le contrôle de nombreux processus lacustres (figure 5.9), tels que la répartition de l’eau des lacs (par exemple, la perte d’eau par évaporation par rapport à l’apport d’eau par les précipitations). Selon l’évaluation faite au chapitre 6, section 6.4.1, la durée de la couverture de glace des lacs dans certaines régions du Canada a diminué d’environ quatre jours par décennie entre 1970 et 2019. Ces résultats concordent avec une étude mondiale récente sur la phénologie de la glace des lacs (Grant et al., 2021), c’est-à-dire le phénomène saisonnier de gel et dégel de la glace. Cette étude révèle que de vastes régions du Canada ont connu un raccourcissement de la saison de couverture de glace entre les périodes 1981-1990 et 2010-2019. Ce raccourcissement a été particulièrement prononcé (jusqu’à environ 20 jours) dans les régions nordiques du pays, qui connaissent généralement une saison de glace plus longue (Grant et al., 2021). L’allongement de la saison des eaux libres pourrait augmenter la quantité totale d’eau perdue par évaporation dans l’atmosphère et entraîner une diminution du stockage et de l’étendue de l’eau si cette perte n’est pas compensée par un apport supplémentaire en eau.

L’évaluation susmentionnée de certains lacs ne tient pas compte d’une multitude de plans d’eau, tels que les milieux humides saisonniers, qui sont sensibles au climat dominant et qui sont parfois reliés aux rivières et aux lacs voisins en raison d’apports d’eau causés par des embâcles et des inondations (Buttle et al., 2016; Peters et al., 2016). Elle n’inclut pas non plus les plans d’eau qui se forment ou disparaissent en raison des changements climatiques à long terme, comme dans les régions de pergélisol. Une approche utile pour évaluer l’effet de la variabilité du climat et des changements climatiques sur les variations des superficies passées des eaux de surface sur le vaste territoire canadien consiste à utiliser des observations par télédétection pour produire des cartes des surfaces d’eau. Une telle évaluation diffère des paragraphes précédents axés sur le niveau ou le stockage d’eau des lacs, car elle examine l’expansion ou la contraction de la superficie de tous les types d’eaux de surface, y compris les grands lacs susmentionnés et d’autres types, tels que les milieux humides des prairies, les deltas et les plaines inondables.

Dans une étude récente, Olthof et Rainville (2022) ont produit une série chronologique de cartes des eaux de surface à partir d’images satellitaires Landsat couvrant la période de 1984 à 2019. Bien que relativement petites par rapport aux plans d’eau permanents (tels que les Grands Lacs), les zones présentant des tendances significatives à l’humidification à l’échelle du pays (significatives selon un seuil de 5 %, ce qui signifie qu’il y a ≤ 5 % de chances de conclure à l’existence d’un effet ou d’une tendance alors qu’il n’y en a pas) étaient plus de cinq fois plus nombreuses que celles présentant des tendances significatives à l’assèchement (figure 5.13). Selon cette étude, les changements dans les superficies des eaux de surface variaient beaucoup d’une région à l’autre. Les cartes en médaillon de la figure 5.13a-d présentent des exemples de tendances à l’assèchement, à l’humidification ou mixtes pour une zone de lacs de toundra dans les Territoires du Nord-Ouest, un grand delta d’eau douce dans le nord de l’Alberta, une zone de prairies dans le sud de la Saskatchewan et une plaine inondable de la rivière Saint‑Jean, au Nouveau-Brunswick.

Faits saillants de la figure : Au cours des 35 dernières années, la superficie des eaux de surface a connu des changements importants sur moins de 1,2 % environ de la superficie du Canada, et ces eaux se sont plus étendues dans l’est que dans l’ouest du Canada.

Figure 5.13 : Carte produite à partir de la télédétection Landsat montrant les plans d’eau permanents et les zones qui sont devenues significativement plus humides ou plus sèches entre 1984 et 2019 (significatif selon un seuil de 5 % [p < 0,05], ce qui signifie qu’il y a ≤ 5 % de chances de conclure à l’existence d’un effet ou d’une tendance alors qu’il n’y en a pas). Tous les types d’eaux de surface sont pris en compte, tels que les milieux humides et étangs situés dans les plaines inondables, les zones riveraines, les deltas et les lacs. Les cartes en médaillon montrent a) le rétrécissement des lacs dans une partie de la zone de toundra des hautes terres adjacente au delta du fleuve Mackenzie, dans les Territoires du Nord‑Ouest, où les eaux permanentes sont entourées de zones en voie d’assèchement, b) le delta Peace-Athabasca, dans le nord de l’Alberta, qui devient à la fois plus humide et plus sec, c) une zone de prairie dans le sud de la Saskatchewan qui devient plus sèche, et d) une plaine inondable dans le secteur de la rivière Saint-Jean au Nouveau-Brunswick qui devient plus humide. Adapté de : Olthof et Rainville (2022).

La dégradation du pergélisol dans les régions arctiques et subarctiques du Canada est un autre facteur qui influe sur la disponibilité de l’eau (chapitre 6, section 6.7) (Spence et al., 2020). Outre le réchauffement climatique, les feux de forêt ont été identifiés comme un facteur contribuant au dégel continu du pergélisol (Gibson et al., 2018; Holloway et al., 2020; Travers-Smith et al., 2022). Les plans d’eau dans les régions de pergélisol peuvent s’étendre en raison de l’accélération des processus de dégel qui les ont formés, tandis que dans d’autres cas, ils peuvent rétrécir, voire disparaître, en raison de nouveaux exutoires qui les drainent.

Par exemple, dans le nord-ouest du Canada, des changements variés dans la superficie des plans d’eau ont été observés en réponse aux changements climatiques et à la dégradation du pergélisol. Ces changements comprennent l’augmentation de la profondeur du dégel et la formation d’effondrements régressifs dus au dégel le long des côtes, qui ont dans certains cas entraîné le drainage catastrophique de lacs (chapitre 6, section 6.7) (Kokelj et al., 2023; Lantz et al., 2022). Par exemple, dans la région d’Inuvik‑Tuktoyaktuk (6 000 km²) à l’est du delta du fleuve Mackenzie, il y a eu en moyenne 1,5 lac par an ayant ainsi été drainé entre 1984 et 2019 (Kariyawasam, 2022). À proximité et légèrement au sud, dans la plaine du bas Mackenzie (14 631 km²⁾, les analyses par télédétection montrent que la superficie totale des lacs a diminué d’environ 1 % sur une période similaire, malgré l’augmentation de la superficie des petits lacs due à l’augmentation des précipitations (Travers-Smith et al., 2021). Le drainage généralisé des lacs a des répercussions importantes, entraînant un assèchement à grande échelle dans les régions arctiques riches en lacs, ce qui affecte à son tour l’hydrologie, la sécurité de l’approvisionnement en eau, les écosystèmes et la dynamique du carbone dans le pergélisol (Chen etal., 2023).

5.4.2.2 : Changements futurs

Comme indiqué dans le RCCC de 2019, le réchauffement futur et la poursuite du dégel du pergélisol devraient avoir un effet considérable sur les eaux de surface dans les régions nordiques du Canada. Les lacs touchés par le dégel du pergélisol connaissent des cycles naturels d’expansion, d’érosion, de drainage et de reformation (Van Huissteden et al., 2011), qui pourraient s’accélérer sous un climat plus chaud et avec l’évolution des régimes de précipitations. Des simulations réalisées en Sibérie (qui présente un climat similaire à celui du nord du Canada) pour les années 2000 à 2100 prévoient une expansion des lacs jusqu’aux années 2060, suivie d’une diminution de leur superficie en raison de leur drainage. Ces changements projetés dans la superficie et le stockage des eaux dans le nord du Canada auront des répercussions importantes; dans les cas extrêmes, certains lacs pourraient se vider complètement et disparaître.

La figure 5.9 schématise les principales variables lacustres et leur réponse au climat en changement. Par exemple, une saison de couverture de glace plus courte et une augmentation des températures de l’air ou de l’eau entraîneront une évaporation saisonnière plus importante, ce qui aura des répercussions sur le stockage, le niveau et l’étendue des eaux lacustres. Plusieurs études récentes sur les lacs à l’échelle mondiale (Wang et al., 2018; Zhou et al., 2021) fournissent des informations sur les changements projetés des principales variables lacustres au Canada à la fin du XXI^e siècle. Comme évalué au chapitre 6, section 6.4, on projette que l’englacement des lacs commencera plus tard et que la débâcle se produira plus tôt, ce qui entraînera une saison d’eau libre plus longue, en particulier dans les régions septentrionales (p. ex. Grant et al., 2021). En lien avec ces changements saisonniers dans la dynamique de la couverture de glace, on projette que les températures de l’eau et l’évaporation augmenteront. On ne sait pas encore comment ces changements interagiront avec d’autres variables hydroclimatiques (précipitations, ruissellement dans les bassins, etc.) et affecteront le stockage des eaux de surface dans les régions situées en dehors des Grands Lacs et des autres grands lacs du Canada.

Ces résultats suggèrent que les tendances à long terme observées au cours des dernières décennies vont probablement non seulement se poursuivre, mais aussi s’intensifier dans de nombreux cas à l’avenir (Box et al., 2019; Woolway et al., 2022). Dans l’ensemble, les répercussions des changements climatiques sur les lacs et les services écosystémiques qu’ils fournissent auront des conséquences importantes pour les Canadiens et les personnes vivant au Canada. Par exemple, les communautés qui dépendent de lacs ou de réservoirs pour leur approvisionnement en eau pourraient devenir vulnérables aux variations saisonnières de la disponibilité de l’eau. C’est le cas des régions nordiques du Canada, où les réserves d’eau douce sont limitées (Bakaic et Medeiros, 2017) et où la glace des lacs constitue une voie de transport essentielle (Woolway et al., 2022).

5.4.3 : Termes liés à la confiance dans les messages clés : résumé des données probantes

Message clé 5.5 : Au cours de la période d’observation, rien n’indique des changements à long terme dans les niveaux d’eau des lacs et des milieux humides au Canada dans son ensemble, et une variabilité régionale et temporelle considérable est apparente. Les niveaux sont projetés à la baisse dans certaines régions et à la hausse dans d’autres (degré de confiance moyen) en raison des nombreux facteurs complexes qui influent sur le stockage des eaux de surface. Ces facteurs comprennent la durée de la couverture de glace, l’évaporation des eaux libres, l’augmentation des précipitations, le dégel du pergélisol et le drainage ou l’expansion des lacs qui y est associé.

La première affirmation est un constat fondé sur l’évaluation des tendances à long terme observées des niveau d’eau des Grands Lacs et d’autres grands lacs du Canada. Ces tendances montrent que les niveaux d’eau ont varié de manière significative d’une année à l’autre et sur plusieurs années et que seuls les lacs Érié et Ontario ont présenté des tendances à la hausse à long terme (figure 5.10). La première affirmation repose également sur une évaluation des niveaux de stockage d’eau simulés dans les lacs et les réservoirs du Canada (figure 5.12) et sur des données satellitaires à l’échelle nationale sur l’étendue des eaux de surface (figure 5.13), qui montrent à la fois des diminutions et des augmentations au cours des 30 à 40 dernières années.

Notre compréhension des niveaux futurs des lacs et de l’étendue des eaux de surface repose sur les résultats d’une étude sur les changements projetés des niveaux des Grands Lacs à différents niveaux de réchauffement (figure 5.11), ainsi que sur des études qui ont examiné le lien entre le réchauffement et divers processus qui ont une incidence sur le niveau des eaux de surface, notamment la durée de la couverture de glace, l’évaporation des eaux libres, l’augmentation des précipitations et le dégel du pergélisol. À la lumière de ces données, on s’attend à ce que les niveaux d’eau baissent dans les régions où l’augmentation de l’évaporation (due à la fois à des températures plus chaudes et à des périodes sans glace plus longues) dépasse l’augmentation des précipitations, ou dans lesquelles le dégel du pergélisol devrait accroître le drainage des lacs. On s’attend à ce que d’autres plans d’eau de surface s’étendent dans les régions où les précipitations dépassent l’évaporation, ainsi que dans les zones de pergélisol continu où l’accélération du dégel du pergélisol entraînera l’expansion des lacs. Cependant, on ne sait pas avec certitude comment ces changements environnementaux projetés interagiront avec d’autres variables hydroclimatiques (précipitations, apports aux bassins, etc.) et influeront sur la direction, l’ampleur et la variabilité du stockage d’eau de surface à l’échelle du Canada. Par conséquent, nous avons un degré de confiance moyen dans notre évaluation des niveaux d’eau non seulement en raison du lien établi entre ces différents processus et le réchauffement climatique, mais aussi en raison du manque d’études sur les niveaux d’eau futurs (à l’exception des Grands Lacs) et de la complexité des facteurs qui influent sur les niveaux des eaux de surface.

5.5 : Eaux souterraines

Message clé 5.6 : On s’attend à ce que la recharge des eaux souterraines se produise plus tôt dans l’année dans tout le pays, en grande partie en raison d’une fonte des neiges plus précoce et d’une augmentation des pluies hivernales (degré de confiance élevé). Les changements les plus importants dans les systèmes d’eaux souterraines devraient se produire dans le nord du Canada en raison du dégel du pergélisol, qui pourrait créer de nouvelles voies d’écoulement des eaux souterraines (degré de confiance moyen). Cela permettrait une plus grande interaction entre les eaux souterraines profondes et les eaux de surface, avec des effets possibles sur la qualité des eaux de surface.

Message clé 5.7 : On s’attend à ce que les eaux souterraines soient l’une des ressources en eau douce les plus résilientes dans un climat en changement par rapport aux eaux de surface (degré de confiance moyen), compte tenu de leur écoulement naturellement lent et de leur énorme capacité de stockage, et si leur extraction par pompage n’augmente pas considérablement.

Les eaux souterraines sont des eaux stockées sous terre dans les pores, les fissures et les cavités des formations géologiques (sédiments déposés, roc), généralement sous la zone pédologique, jusqu’à des profondeurs pouvant atteindre plusieurs kilomètres, partout dans le pays. Contrairement à la plupart des eaux du sol, les eaux souterraines situées sous la nappe phréatique s’écouleraient dans un puits si l’on en creusait un. Les eaux souterraines prélevées dans des aquifères (unités géologiques relativement perméables où les eaux souterraines s’écoulent facilement) fournissent de l’eau potable à environ 30 % de la population canadienne, y compris environ 80 % de la population rurale, alimentent en eau un large éventail d’industries et constituent une source essentielle d’eau d’irrigation pour l’agriculture (Le Conseil canadien des ministres de l’environnement, 2010). Les niveaux des eaux souterraines dépendent naturellement des apports dus à la recharge des eaux souterraines, principalement par les précipitations, l’irrigation et l’infiltration d’eau de surface, et des sorties dues à l’émergence d’eaux souterraines dans les eaux de surface (sous forme de sources ou de suintements) et à l’évapotranspiration. De nombreuses eaux de surface au Canada sont étroitement reliées à des eaux souterraines peu profondes; certaines eaux de surface perdent de l’eau qui alimente les eaux souterraines, en particulier dans les environnements arides (comme les Prairies), mais elles reçoivent souvent des apports importants provenant de l’émergence d’eaux souterraines. Même de petits changements dans les eaux souterraines peu profondes peuvent influer considérablement sur le débit des cours d’eau et les niveaux d’eau de milieux humides et de petits lacs, en particulier pendant les périodes sèches (Murray et al., 2023). En effet, les eaux souterraines jouent un rôle important dans le maintien du débit de base de nombreux cours d’eau canadiens, même ceux qui se trouvent dans des zones montagneuses ou qui s’écoulent de celles-ci, généralement associées à la fonte estivale des glaciers et de la neige accumulée (Hayashi, 2020). La figure 5.14a présente un modèle conceptuel de l’écoulement des eaux souterraines reliant la recharge (par infiltration) et l’émergence (comme dans le cas de l’interaction entre les eaux souterraines et les eaux de surface). La recharge et l’émergence peuvent toutes deux être modifiées par les changements climatiques. Cependant, les eaux souterraines sont souvent résilientes, car les changements provoqués par les changements climatiques dans l’un de ces deux éléments peuvent être quelque peu atténués par les changements qui en résultent dans l’autre élément, comme l’illustrent les changements produits par les changements climatiques dans la recharge dans les figures 5.14b et 5.14c. De même, la baisse du niveau d’eau dans un aquifère, due par exemple à l’extraction d’eau souterraine, peut conduire à une surexploitation. Cependant, l’augmentation des coûts de pompage associée à une baisse significative du niveau des eaux souterraines dans les puits de production peut limiter l’extraction future. L’ampleur et le délai des réactions des eaux souterraines aux changements climatiques sont en général plus importante et plus rapide, respectivement, pour les systèmes d’eaux souterraines peu profonds, tandis que les systèmes profonds réagissent beaucoup plus lentement (sur une décennie ou plus).

Dans l’ensemble, les eaux souterraines ont tendance à être plus résilientes face aux changements climatiques que les eaux de surface en raison de la taille énorme du réservoir souterrain, de sa réponse lente aux variations climatiques de surface et de l’équilibre interne entre les changements dans les apports et les sorties d’eau. Cela peut contribuer à atténuer les changements provoqués par les changements climatiques dans les eaux de surface bien reliées aux eaux souterraines grâce aux interactions entre elles, ainsi qu’à renforcer la durabilité des eaux souterraines en tant que source d’eau fiable. Cependant, le réchauffement climatique dans le nord du Canada entraîne des changements rapides dans l’hydrologie souterraine, ce qui pourrait avoir des répercussions importantes sur les interactions entre les eaux souterraines et les eaux de surface dans ce milieu sensible (McKenzie et al., 2021).

Les eaux souterraines sont une ressource naturelle stratégique. Elles ont une valeur intrinsèque en tant que source d’eau potable privée et municipale, et elles jouent un rôle vital et diversifié dans le maintien des écosystèmes en atténuant les effets des changements climatiques sur les eaux de surface. Cependant, malgré leur importance, les ressources en eaux souterraines du Canada sont mal connues et les données nécessaires à leur gestion durable à long terme sont rares.

Faits saillants de la figure : Les futurs taux de recharge des eaux souterraines dépendront de l’équilibre entre le degré de réchauffement et l’augmentation ou la diminution des précipitations. La recharge sera plus importante en cas d’augmentation des précipitations et de faible augmentation des températures, et sera moindre en cas de diminution des précipitations et d’augmentation importante des températures.

Figure 5.14 : Modèle conceptuel de l’écoulement des eaux souterraines (représenté par de longues flèches fines), reliant la zone de recharge des eaux souterraines (par infiltration dans ce cas, le principal apport naturel, représentée par des flèches verticales en pointillés) et la zone d’émergence des eaux souterraines (par interaction avec un plan d’eau de surface dans ce cas, la principale voie de sortie naturelle, représentée par des flèches courtes et épaisses). a) Scénario de base, montrant l’adaptation du système aux changements potentiels de la recharge des eaux souterraines liés aux changements climatiques. b) Scénario 1, montrant une recharge accrue due à une augmentation des précipitations ou à une diminution de l’évapotranspiration. c) Scénario 2, montrant une recharge réduite due à une diminution des précipitations ou à une augmentation de l’évapotranspiration. Une recharge accrue élève la nappe phréatique dans la zone de recharge, ce qui augmente l’écoulement des eaux souterraines et donc le débit d’émergence (ce qui limite l’élévation de la nappe phréatique), situation représentée par un plus grand nombre de flèches pour chaque processus, du niveau phréatique (niveaux des eaux souterraines). À l’inverse, une faible recharge abaisse la nappe phréatique dans la zone de recharge, ce qui réduit l’écoulement et le débit d’émergence des eaux souterraines (ce qui limite la baisse de la nappe phréatique), situation représentée par un nombre réduit de flèches pour chaque processus. Les deux scénarios illustrent la résilience des niveaux des eaux souterraines face aux effets des changements climatiques, car les apports plus importants aux eaux souterraines sont compensés par des débits d’émergence plus importants (et vice versa).

5.5.1 : Changements passés

Les effets des changements climatiques sur les ressources en eaux souterraines au Canada sont difficiles à quantifier, principalement en raison de la grande variabilité climatique et hydrogéologique à l’échelle du pays, de l’insuffisance des ensembles de données, des effets d’autres facteurs (tels que le pompage à des fins domestiques et l’irrigation) et des temps de réponse hydrologiques relativement longs (Bonsal et al., 2019; Costa et al., 2021). Les données régionales les plus complètes sur le niveau des eaux souterraines sont recueillies grâce à la surveillance des réseaux de puits gérés par les autorités provinciales et territoriales (par exemple, le Réseau provincial de surveillance des eaux souterraines de l’Ontario et le Réseau d’observation des eaux souterraines de l’Alberta). Cependant, la densité des réseaux de puits au Canada et la continuité de leurs données sur le niveau des eaux souterraines sont inégales, et ces données ne sont pas archivées ni évaluées à l’échelle nationale (Bonsal et al., 2019; Rivard et al., 2009).

Les hydrogéologues s’appuient de plus en plus sur les technologies de télédétection, notamment les satellites GRACE, pour quantifier les changements progressifs dans le stockage des eaux souterraines à l’échelle nationale. Selon les données des missions satellitaires GRACE, les tendances nationales en matière de changements dans le stockage des eaux souterraines entre 2003 et 2016 ont été très variables (figure 5.15). Par exemple, des gains de stockage d’environ 10 mm/an ont été observés dans certaines régions du Québec et du Canada atlantique, tandis que des pertes de stockage de 10 à 15 mm/an ont été détectées dans le nord-est de l’Alberta et le sud-ouest de la Saskatchewan (Fatolazadeh et Goïta, 2022; Li et Wang, 2022). Cependant, il a été difficile d’établir des corrélations directes avec les changements climatiques locaux (Li et Wang, 2022). À titre de comparaison, les mesures GRACE effectuées sur une période similaire à celle mentionnée ci-dessus ont révélé des diminutions du stockage des eaux souterraines comprises entre 20 et 60 mm/an dans plusieurs régions du globe connaissant un grave épuisement des réserves d’eau souterraine en raison d’un pompage intensif (par exemple, le Midwest des États-Unis, le nord-ouest de l’Inde et la plaine du nord de la Chine) (Famiglietti et Ferguson, 2021). Cela suggère que les changements régionaux touchant les eaux souterraines au Canada sont relativement modérés. Bien qu’il existe des limites reconnues à de nombreuses technologies de télédétection par satellite, y compris les satellites GRACE, les données fournissent des informations précieuses à l’échelle régionale qui sont très difficiles à obtenir uniquement par des mesures terrestres.

Faits saillants de la figure : Les taux passés de stockage des eaux souterraines varient beaucoup au Canada.

Figure 5.15 : Carte des tendances de 2003 à 2016 des taux de stockage des eaux souterraines en mm/an au Canada, estimées à partir des données satellitaires GRACE. On a estimé les changements dans le stockage des eaux souterraines en soustrayant les changements dans l’humidité du sol, la neige et le stockage des eaux de surface des changements dans le stockage total de l’eau. Les zones en blanc sont les régions qui ne disposaient pas de données suffisantes pour estimer les changements dans le stockage. Source : Li et Wang(2022).

Des changements dans le stockage des eaux souterraines ont également été observés dans diverses régions à l’aide d’hydrogrammes de puits d’observation. Cependant, la relation entre ces variations du niveau des eaux souterraines et les changements dans la quantité d’eau souterraine stockée n’a pas été étudiée en détail. Cela serait difficile en raison de l’étendue et de la variabilité de la capacité de stockage des systèmes d’eaux souterraines (Freeze et Cherry, 1979). L’interprétation des effets des changements climatiques sur les niveaux d’eau des puits est compliquée davantage dans certaines régions par les effets de l’extraction des eaux souterraines, en particulier pour l’irrigation. Ces effets peuvent s’accentuer dans les régions connaissant des sécheresses plus prolongées en raison du réchauffement climatique. De plus, les activités humaines telles que l’installation de drains souterrains dans les champs agricoles, l’utilisation de techniques d’aménagement à faible impact pour la gestion des eaux pluviales ou la mise en œuvre d’une recharge contrôlée des aquifères (stockage d’excès d’eau dans les aquifères) modèrent les changements des niveaux des eaux souterraines qui pourraient autrement se produire en raison de l’évolution des régimes de précipitations ou du réchauffement des températures. Ces activités sont susceptibles de se multiplier à l’avenir, en partie en tant que mesures d’adaptation visant à atténuer les effets des changements climatiques.

La quantité d’eau souterraine stockée fluctue constamment en raison de la variabilité du climat à l’échelle saisonnière et décennale, mais à des taux et des amplitudes qui tendent à être beaucoup plus faibles que ceux observés dans les systèmes d’eau de surface, comme décrit plus haut. Étant donné la lenteur de la réaction des réservoirs d’eau souterraine à la variabilité du climat, de nombreux grands systèmes d’eau souterraine sont en état de déséquilibre constant avec les conditions climatiques actuelles (Rousseau-Gueutin et al., 2013). Les réactions de la plupart des systèmes d’eaux souterraines au Canada sont en retard par rapport aux changements climatiques, et l’impact total des conditions climatiques nouvelles et en changement sur les niveaux des eaux souterraines pourrait ne pas être pleinement réalisé avant des décennies dans une grande partie de l’Ontario et du Québec, et avant des millénaires dans certaines régions des Prairies et du Canada atlantique (Cuthbert et al., 2019). Cette lenteur de la réponse du stockage régional dans le réservoir d’eau souterraine aux changements climatiques démontre la nature résiliente de la ressource en eau souterraine et illustre la capacité de l’eau souterraine à atténuer les impacts climatiques associés aux ressources en eau de surface à l’échelle locale et régionale. Cependant, les longs délais de réponse du système d’eau souterraine aux changements climatiques soulignent la nécessité de soutenir les réseaux d’observation à long terme et de tenir compte des conséquences des décisions en matière de gestion de l’eau sur des décennies, voire des siècles.

La résilience des eaux souterraines se manifeste également dans leurs conditions de température et leurs impacts connexes sur les plans d’eau de surface par le biais de l’émergence d’eaux souterraines. Une étude de modélisation thermique examinant les effets potentiels de l’augmentation de la température de l’air en surface due aux changements climatiques sur les eaux souterraines peu profondes a révélé que, bien que la température des eaux souterraines peu profondes augmente avec le temps, cette augmentation est beaucoup plus lente que celle de la température de l’air en surface (Kurylyk et al., 2015). Ainsi, les eaux souterraines peu profondes et leurs zones d’émergence dans les eaux de surface pourraient jouer un rôle crucial en offrant un refuge thermique aux poissons et à d’autres organismes aquatiques dans un avenir proche, dans les régions connaissant des vagues de chaleur intenses. À titre d’exemple, Chu et al. (2008) ont examiné l’effet de divers scénarios de changements climatiques sur la diversité thermique des communautés de poissons de cours d’eau (préférant les eaux froides, fraîches ou chaudes) dans 43 bassins versants du sud de l’Ontario et ont constaté que les bassins versants à fort débit d’émergence d’eau souterraine présentaient des régimes thermiques et communautés de poissons plus diversifiés et étaient moins sensibles aux changements climatiques que les bassins versants à faible débit d’émergence.

Les tendances de la recharge des eaux souterraines au fil du temps à l’échelle régionale nécessitent la compilation de vastes ensembles de données et se sont avérées difficiles à établir (Boumaiza et al., 2022). Les activités de recherche axées sur les impacts des changements climatiques sur la recharge et le stockage des eaux souterraines sont principalement menées à l’échelle locale ou à l’échelle des bassins versants (par exemple, Costa et al., 2021). Par exemple, des recherches menées dans la région des Prairies canadiennes à l’aide de projections climatiques et d’outils de modélisation numérique ont montré que, malgré l’augmentation des précipitations dans toute la région, les taux de recharge annuels moyens pourraient diminuer de manière significative, passant de 10,2 à 3,2 mm/an (Negm et al., 2021), un résultat qui illustre à quel point les réactions des eaux souterraines aux changements climatiques ne sont pas toujours simples. Le changement le plus certain à l’échelle du pays reste le fait que la recharge printanière des eaux souterraines commence plus tôt, car la fonte des neiges se produit plus tôt dans l’année (Bonsal et al., 2019; Larocque et al., 2019).

Les régimes d’écoulement des eaux souterraines qui changent le plus rapidement au Canada se trouvent dans le nord du pays, où le réchauffement climatique a été documenté à des taux plus de trois fois supérieurs à la moyenne mondiale et où le dégel du pergélisol s’accélère. Le pergélisol agit comme une barrière à l’écoulement vertical des eaux souterraines, séparant les systèmes d’écoulement profonds et superficiels et limitant l’écoulement à la couche active dégelée saisonnièrement ou à travers les zones non gelées du pergélisol (figure 5.16). À mesure que le pergélisol fond, les changements dans les conditions proches de la surface associés à l’affaissement du sol et aux modifications de la structure du sol peuvent influer sur les régimes de recharge et d’émergence des eaux souterraines. À mesure que le dégel se poursuit, de nouvelles voies d’écoulement des eaux souterraines se forment, et les voies existantes s’étendent, rendant possibles des interactions plus actives entre les eaux souterraines profondes, les eaux souterraines peu profondes et les eaux de surface (McKenzie et al., 2021). L’augmentation des connexions entre les eaux de surface et les eaux souterraines profondes peut offrir de meilleures possibilités d’infiltration et de recharge en profondeur et permettre aux eaux souterraines plus anciennes (contenant davantage de minéraux dissous) d’émerger dans les eaux de surface. Le débit d’émergence des eaux souterraines dans les cours d’eau pourrait également changer, comme cela a été documenté au Yukon, où une augmentation significative des débits minimaux annuels (débit de base) a été observée dans de nombreux cours d’eau au cours des dix dernières années. Des changements hydrologiques similaires liés au climat sont susceptibles de se produire dans certaines régions alpines du Canada qui connaissent, par exemple, une perte de pergélisol dans les glaciers rocheux (Harrington et al., 2018). Le dégel du pergélisol libère également des polluants chimiques auparavant emprisonnés (dans des sédiments gelés) qui sont des composés naturels ou géogènes (tels que des espèces de carbone ou des métaux lourds) ou ceux qui proviennent de sites d’élimination des déchets (tels que les sites d’enfouissement ou les anciens bassins de résidus de forage). Ces contaminants peuvent avoir un impact sur la qualité des eaux souterraines (encadré 5.3) et, par conséquent, nuire à la qualité des eaux de surface ou contribuer de manière significative aux émissions de gaz à effet de serre (Mohammed et al., 2022).

Faits saillants de la figure : À mesure que le pergélisol fond, de nouvelles voies d’écoulement des eaux souterraines vers les eaux de surface se forment, ce qui affecte la qualité de l’eau.

Figure 5.16 : Illustration conceptuelle de la circulation des eaux souterraines et de leur interaction avec les eaux de surface dans un paysage de pergélisol présentant une géologie complexe de dépôts de surface et de substrat rocheux. a) Conditions dans lesquelles le pergélisol est complètement continu dans son extension latérale, ce qui entraîne un isolement entre l’écoulement près de la surface, au‑dessus du pergélisol, et l’écoulement des eaux souterraines sous le pergélisol. b) Circulation plus importante entre les systèmes d’écoulement des eaux souterraines profondes et peu profondes et les eaux de surface après le dégel partiel du pergélisol qui le rend discontinu. Source : Conway-White et al. (2025).

5.5.2 : Changements futurs

Les changements progressifs dans la recharge des eaux souterraines, les niveaux des eaux souterraines et le stockage global des eaux souterraines résultant des changements climatiques varient d’une région à l’autre au Canada et restent difficiles à quantifier (Bhatti et al., 2021). La même chose est observée à l’échelle mondiale (Jasechko et al., 2024). Des progrès ont été réalisés dans la quantification des changements futurs à l’échelle provinciale et territoriale grâce à la collecte et à la synthèse des données provenant des réseaux de surveillance des eaux souterraines. Par exemple, en Ontario, Markle et Harris (2019) concluent qu’il n’y a pas de baisse régionale généralisée des niveaux des eaux souterraines dans la province. Cependant, la durée médiane des ensembles de données recueillies dans chaque puits n’était que de 10,9 ans, ce qui rend difficile la détermination des tendances d’origine climatique. Ces ensembles de données deviendront plus utiles pour quantifier les changements futurs des niveaux des eaux souterraines à mesure que la période de surveillance continuera de s’allonger. Au niveau fédéral, le Réseau d’information sur les eaux souterraines (Bienvenue au RIES) intègre les données provinciales sur les eaux souterraines (données de surveillance des puits, cartographie hydrogéologique, etc.) afin de faciliter l’accès aux données et la connaissance des données et informations nationales sur les eaux souterraines, principalement dans les régions du sud du Canada. Des activités sont également en cours pour corréler les ensembles de données à long terme sur les puits avec les données sur les changements dans les conditions météorologiques au fil du temps afin de déterminer les tendances des niveaux et de la température des eaux souterraines causées par les changements climatiques. Ces tendances peuvent ensuite être utilisées comme indicateurs pour la projection des effets des changements climatiques sur les eaux souterraines.

Comme indiqué ci-dessus, la réponse des ressources en eaux souterraines du Canada aux changements climatiques semble être lente dans la plupart des cas, très variable au pays et influencée par une interaction complexe entre les processus de surface et les processus souterrains. Par conséquent, les scientifiques s’appuient souvent sur des modèles numériques pour mieux comprendre les changements futurs de cette ressource en eau essentielle. Des progrès importants ont été réalisés dans l’amélioration de la prévisibilité des outils de modélisation et, dans certains cas, dans la compréhension et la réduction de l’incertitude des résultats des modèles (Costa et al., 2021). Les ensembles de données hydrologiques à long terme nécessaires pour alimenter les modèles d’eaux souterraines sont collectés et compilés au niveau provincial, et certaines provinces progressent dans la mise à disposition de ces ensembles de données dans un format de données ouvertes pour une utilisation générale (par exemple, le réseau provincial de puits de surveillance de l’Ontario). La prochaine génération d’outils de modélisation se concentre sur une prise en compte pleinement intégrée des systèmes atmosphériques, des eaux de surface et des eaux souterraines (Chen et al., 2020). De grandes initiatives nationales telles que le programme Global Water Futures (en anglais seulement) et le projet Canada 1 Water ont rassemblé des données physiques et hydrologiques provenant de tout le Canada, là encore dans un format de données ouvertes, et ont élaboré et mis en œuvre cette nouvelle génération de modèles, qui sont utilisés pour améliorer la compréhension des effets des changements climatiques sur les eaux souterraines au Canada.

Bien que ces progrès en matière de disponibilité des données et de modélisation soient prometteurs pour l’amélioration de la prédiction quantitative de l’état futur des ressources en eaux souterraines du Canada, des défis subsistent en raison du degré important d’incertitude des modèles quant à l’impact des changements climatiques sur les eaux souterraines, de la grande diversité des matériaux et conditions du sous‑sol, et de la complexité des interactions entre les processus de surface et les processus souterrains (Bonsal et al., 2019; Costa et al., 2021).

Dans les régions où les changements climatiques entraînent une réduction de la disponibilité des eaux de surface et une surexploitation potentielle des ressources en eau de surface, les eaux souterraines peuvent être utilisées pour augmenter l’approvisionnement, notamment à des fins d’irrigation et d’approvisionnement municipal. Dans ce scénario futur, l’augmentation du pompage d’eau souterraine pourrait entraîner une baisse locale du niveau de la nappe phréatique et, à terme, une surexploitation lorsque le pompage dépasse la recharge. De telles conditions ont été observées, par exemple, dans l’aquifère des hautes plaines aux États-Unis (Kromm et White, 1992) et ailleurs dans le monde. Les données actuelles suggèrent que ces conditions sont limitées au Canada.

En ce qui concerne les effets des changements climatiques sur les paysages nordiques, une nouvelle génération d’outils de modélisation fait son apparition pour simuler les mouvements complexes de la chaleur et de l’eau dans le sous-sol (par exemple, Huang et Rudolph, 2022). Les données obtenues sont utilisées pour comprendre l’évolution dynamique des régimes d’écoulement des eaux souterraines dans le nord dans un contexte de réchauffement climatique (Grenier et al., 2018). Il est extrêmement difficile d’obtenir les données nécessaires pour créer et valider les paramètres de ces modèles dans ce paysage éloigné, ce qui entraîne une incertitude considérable quant aux résultats de la simulation. Cependant, la mise en place d’observatoires de terrain à long terme dans tout le Nord canadien par les gouvernements territoriaux et fédéral et des institutions universitaires (par exemple, Quinton et al., 2019) permettra de soutenir la surveillance et la collecte de données nécessaires pour réduire l’incertitude dans la modélisation prédictive du devenir à long terme des régimes d’écoulement des eaux souterraines dans ce terrain difficile.

Encadré 5.3 : Au-delà des niveaux des eaux souterraines – effets des changements climatiques sur la qualité des eaux souterraines

La disponibilité des eaux souterraines en tant que ressource en eau douce pour les usages humains et les services écosystémiques dépend à la fois de leur quantité et de leur qualité. La majeure partie de la section 5.5 se concentre sur l’effet des changements climatiques sur la quantité des eaux souterraines, mais les changements climatiques et la réponse de la société à ceux-ci peuvent également influer sur la qualité des eaux souterraines de plusieurs façons.

• Intrusion d’eau salée : L’élévation du niveau de la mer peut accroître le mouvement d’eau de mer salée vers les aquifères le long des côtes canadiennes, dont certaines présentent les taux d’élévation du niveau de la mer les plus élevés au monde (James et al., 2021), et vers les aquifères des îles côtières (Stanic et al., 2024).
• Inondations par des eaux souterraines : Dans les régions côtières, une élévation du niveau de la mer peut entraîner non seulement une augmentation du niveau des eaux souterraines, mais aussi une augmentation du niveau des lacs, ce qui peut à son tour entraîner une plus grande contamination des eaux souterraines lorsque les sources de contamination proches de la surface du sol sont inondées. Par exemple, des modèles pour une communauté rurale de la côte nord de la Nouvelle-Écosse (Threndyle et al., 2022) montrent que jusqu’à 9 % des installations septiques sont inondées dans les conditions actuelles, mais que jusqu’à 27 % des installations septiques pourraient être inondées dans le scénario de changements climatiques où la recharge et l’élévation du niveau de la mer seraient les plus élevées.
• Pollution due au ruissellement urbain : Les infrastructures modernes de gestion des eaux pluviales et des inondations (telles que les aménagements à faible impact) ont tendance à utiliser des éléments naturels et des infrastructures vertes, telles que les jardins pluviaux et les fosses d’arbres, afin de favoriser la recharge des eaux souterraines comme moyen de limiter le ruissellement, mais cela favorise également le transport des contaminants associés au ruissellement urbain (tels que le sel de voirie, les produits chimiques et métaux provenant de l’usure des pneus et des freins, les pesticides et les engrais pour pelouses) vers les eaux souterraines (Pitt et al., 1999).
• Épandage de sels de voirie : Les changements de températures hivernales, les changements connexes liés aux quantités de neige et de pluie et les phénomènes météorologiques extrêmes peuvent modifier les habitudes nationales et régionales d’utilisation de sel de voirie et la contamination des eaux souterraines qui en découle, comme cela a été observé dans une région de Suède (Arvidsson et al., 2012). Il s’agit d’un sujet de préoccupation majeure au Canada (Rudolph et al., 2023).
• Captage et stockage de carbone : Le captage et le stockage de carbone constituent une stratégie visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre. Cette technique consiste à injecter du dioxyde de carbone dans des formations géologiques profondes afin de le stocker à une échelle de temps géologique. Il existe plusieurs exemples de projets actifs de captage et de stockage du carbone au Canada (p. ex. Macquet et al., 2022). La migration potentielle du dioxyde de carbone vers le haut, par des voies naturelles ou des puits défectueux, suscite des inquiétudes quant à la détérioration de la qualité des eaux souterraines en raison d’une réduction du pH et la libération subséquente de métaux dangereux (par exemple, Pb, Cd, As et U) (Zheng et al., 2021).
• Recharge contrôlée des aquifères : Cette stratégie de stockage de l’eau consiste à recharger intentionnellement les aquifères en eau afin de pouvoir la prélever et l’utiliser ultérieurement, par exemple pendant les périodes de sécheresse estivale ou les sécheresses. Cependant, l’eau utilisée pour la recharge (eau de surface ou eaux usées traitées) peut contenir des polluants, en particulier ceux qui ne sont pas suffisamment éliminés par le traitement des eaux usées, tels que les produits pharmaceutiques et les substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées (également appelées « produits chimiques éternels »). Si certains peuvent être atténués dans le processus de recharge contrôlée des aquifères, d’autres peuvent nuire à la qualité des eaux souterraines du site (Yuan et al., 2016).
• Contaminants du pergélisol : Le réchauffement climatique entraîne une augmentation du dégel du pergélisol dans les régions nordiques (chapitre 6, section 6.7). Ce dégel croissant du pergélisol augmente la probabilité de contamination des eaux souterraines sous-jacentes, à la fois par la libération de polluants naturels ou géogènes (tels que des espèces de carbone ou des métaux lourds) précédemment retenus dans le pergélisol et par l’ouverture de voies de transport des contaminants provenant de sources de surface (par exemple, les sites d’enfouissement, les anciens bassins de résidus de forage, les lagunes d’eaux usées et les réservoirs de pétrole qui fuient) (McKenzie et al., 2021). Cette contamination des eaux souterraines peut menacer les sources d’eau potable et modifier le moment où les contaminants sont transportés vers les eaux de surface voisines.
• Changements d’affectation des terres : Enfin, les changements climatiques peuvent entraîner des changements dans l’affectation des terres (y compris le type et l’intensité de l’agriculture pratiquée) qui pourraient modifier les types et quantités de contaminants pénétrant dans les eaux souterraines d’une région (par exemple, Persaud et Levison, 2021).

5.5.3 : Termes liés à la confiance dans les messages clés : résumé des données probantes

Message clé 5.6 : On s’attend à ce que la recharge des eaux souterraines se produise plus tôt dans l’année dans tout le pays, en grande partie en raison d’une fonte des neiges plus précoce et d’une augmentation des précipitations hivernales (degré de confiance élevé). Les changements les plus importants dans les systèmes d’eaux souterraines devraient survenir dans le nord du Canada en raison du dégel du pergélisol, qui pourrait créer de nouvelles voies d’écoulement des eaux souterraines (degré de confiance moyen). Cela permettrait une plus grande interaction entre les eaux souterraines profondes et les eaux de surface, avec des effets possibles sur la qualité des eaux de surface.

Message clé 5.7 : On s’attend à ce que les eaux souterraines soient l’une des ressources en eau douce les plus résilientes dans un climat en changement par rapport aux eaux de surface (degré de confiance moyen), compte tenu de leur écoulement naturellement lent et de leur énorme capacité de stockage, et si leur extraction par pompage n’augmente pas de manière significative.

Nous avons un degré de confiance élevé quant à un début plus précoce de la recharge printanière des eaux souterraines en raison de la fonte des neiges et de la fréquence accrue des précipitations hivernales. Notre degré de confiance élevé repose sur plusieurs études régionales sur les changements climatiques qui montrent systématiquement un décalage saisonnier vers une recharge plus précoce, en lien avec la fonte des neiges plus précoce projetée. Cela concorde également avec la projection d’une crue printanière plus précoce (section 5.3) et d’une proportion plus élevée de pluie par rapport à la neige (section 5.2).

Nous avons un degré de confiance moyen dans le fait que les effets des changements climatiques sur les eaux souterraines devraient être les plus importants dans le nord du Canada, où les taux de réchauffement sont les plus élevés, ce qui accroît la fonte du pergélisol (chapitre 6, section 6.7) et les interactions entre les eaux souterraines et les plans d’eau de surface. Des preuves de ces changements dans les bassins versants du nord du Canada sont déjà rapportées dans un nombre croissant de publications sur le sujet. Cependant, notre degré de confiance est limité à moyen, étant donné que les changements futurs dans d’autres régions du Canada restent très incertains.

Notre degré de confiance moyen dans le fait que les eaux souterraines resteront l’une des ressources en eau douce les plus résilientes dans un climat en changement, par rapport aux eaux de surface, repose sur le fait que les fluctuations des eaux souterraines en réponse au climat ont tendance à être beaucoup moins importantes que celles observées dans les systèmes d’eaux de surface. En conséquence, de nombreux grands systèmes d’eaux souterraines sont dans un état de déséquilibre constant avec les conditions climatiques actuelles (Rousseau-Gueutin et al., 2013). Il a été démontré que les réactions de la plupart des systèmes d’eaux souterraines au Canada sont en retard par rapport aux changements climatiques, et que l’impact total des conditions climatiques nouvelles et en changement sur les niveaux des eaux souterraines pourrait ne pas être pleinement réalisé avant des décennies dans une grande partie de l’Ontario et du Québec, et avant des millénaires dans certaines régions des Prairies et du Canada atlantique (Cuthbert et al., 2019). Cette lenteur de la réponse des réservoirs régionaux d’eau souterraine aux changements climatiques démontre la résilience des ressources en eau souterraine et illustre la capacité de celles-ci à atténuer les impacts climatiques associés aux ressources en eau de surface à l’échelle locale et régionale. Cependant, l’impact des interventions humaines sur le réseau hydrogéologique (extraction, augmentation de l’irrigation, décisions politiques en matière de gestion de l’eau, etc.) nous amène à avoir un degré de confiance moyen dans cette résilience.

5.6 : Sécheresses

Message clé 5.8 : On projette que les sécheresses météorologiques et agricoles seront plus longues, plus fréquentes et plus intenses dans le centre et le sud du Canada pendant l’été, et qu’elles seront plus marquées avec l’augmentation du réchauffement planétaire et à la fin du siècle (degré de confiance élevé). Les sécheresses hydrologiques estivales devraient également être plus longues, plus fréquentes et plus intenses dans de nombreuses régions du sud du Canada, principalement en raison de l’augmentation de l’évaporation et de la diminution du ruissellement dans les régions montagneuses (faible degré de confiance). Historiquement, des sécheresses périodiques se sont produites dans une grande partie du Canada, mais aucun changement à long terme de leur fréquence n’est détectable (degré de confiance élevé).

La sécheresse est définie comme une période de temps anormalement sec suffisamment longue pour causer un grave déséquilibre hydrologique (p. ex. Seneviratne et al., 2012). La sécheresse a donc des répercussions sur plusieurs composantes du cycle de l’eau, notamment l’humidité du sol et les niveaux des eaux de surface et des eaux souterraines. Ces répercussions peuvent également être exacerbées par l’augmentation de l’évapotranspiration (ET) associée aux températures élevées. La présente section évalue divers types de sécheresses au Canada, notamment les sécheresses météorologiques, agricoles et hydrologiques (figure 5.17).

Les sécheresses sont des aléas climatiques complexes qui touchent un large éventail de secteurs de la société, notamment la sécurité alimentaire, la production d’énergie, l’industrie, la foresterie, les loisirs, les écosystèmes aquatiques et la santé humaine. Les sécheresses sont généralement caractérisées par leurs aspects physiques (précipitations, humidité du sol, niveaux d’eau, etc.), tandis que les changements dans les sécheresses sont généralement décrits en termes de changements dans leur fréquence, leur sévérité et leur durée. Les impacts de la sécheresse sur les systèmes humains et naturels constituent des risques liés à la sécheresse, qui tiennent compte de l’exposition et de la vulnérabilité de ces systèmes (Blauhut, 2020; Wilhite et al., 2014). La présente section se concentre sur les changements passés et futurs dans les sécheresses. En fonction de leurs éléments climatiques et des systèmes touchés, les sécheresses sont classées en différents types : météorologiques, agricoles, hydrologiques, écologiques et socio-économiques (figure 5.17). Un manque de précipitations et une hausse des températures peuvent entraîner une sécheresse météorologique. Cela se traduit par une augmentation de la demande évaporative, qui affecte d’autres aspects du cycle de l’eau. Ces effets comprennent une diminution de l’humidité du sol conduisant à une sécheresse agricole; une pénurie d’eau dans les cours d’eau ou dans les réservoirs, les lacs et les réserves souterraines, conduisant à une sécheresse hydrologique; un stress hydrique des plantes pouvant conduire à une sécheresse écologique; des répercussions socio-économiques, telles que la santé et la sécurité alimentaire (A. Berg et Sheffield, 2018; Van Loon, 2015). Les sécheresses peuvent se produire à différentes échelles de temps, allant d’une apparition soudaine et rapide de conditions de sécheresse sur une période de quelques semaines, appelées « sécheresses éclair » (par exemple, Hoell et al., 2020), aux sécheresses saisonnières et annuelles (par exemple, Umphlett et al., 2023), et aux sécheresses pluriannuelles ou décennales (par exemple, Hanesiak et al., 2011), parfois appelées « mégasécheresses ».

Faits saillants de la figure : Les déséquilibres entre la température et les précipitations peuvent déclencher une cascade de sécheresses au fil du temps.

Figure 5.17 : Schéma illustrant les sécheresses météorologiques, agricoles, hydrologiques, écologiques et socio‑économiques. La plupart des sécheresses sont déclenchées par une baisse des précipitations et une augmentation des températures et de l’évapotranspiration. On parle alors de sécheresses météorologiques. Si ces conditions persistent, elles peuvent entraîner d’autres types de sécheresses selon leurs impacts, notamment des sécheresses agricoles (diminution de l’humidité du sol et baisse de la productivité des cultures qui en résulte), des sécheresses hydrologiques (diminution du débit des cours d’eau et des niveaux des eaux de surface et souterraines), des sécheresses écologiques (dégradation de la qualité de l’eau et destruction d’habitats aquatiques) et des sécheresses socio‑économiques (conséquences sur la société, notamment sur la production économique et la santé humaine). Plus une sécheresse dure longtemps, plus les impacts de tous les types de sécheresse sont importants.

5.6.1 : Indices

Compte tenu de sa nature complexe et de ses répercussions multiples, la sécheresse ne peut être caractérisée par une définition universelle unique (Lloyd-Hughes, 2014). Divers indices peuvent être utilisés pour quantifier la durée, la fréquence et l’intensité de divers types de sécheresse. En général, les précipitations sont une variable clé pour quantifier la sécheresse météorologique. Le nombre de jours consécutifs sans pluie ou la durée des périodes de sécheresse sont souvent utilisés pour caractériser les conditions sèches. Bien que cet indice renseigne sur l’augmentation ou l’anomalie de la sécheresse dans une région, il est plus avantageux d’utiliser un indice normalisé qui permet de comparer différentes régions. Un exemple est l’indice normalisé de précipitations, qui a été largement utilisé dans de nombreuses études sur la sécheresse météorologique. Cependant, compte tenu du réchauffement climatique d’origine humaine passé et projeté au Canada (Zhang et al., 2019), il est nécessaire de tenir compte d’une demande évaporative élevée, ce que ne fait pas l’indice normalisé des précipitations (Jeong et al., 2014).

Dans un climat plus chaud, une forte augmentation de la demande évaporative atmosphérique, appelée évapotranspiration potentielle (ETP), pourrait entraîner un assèchement plus généralisé (par exemple, Zhao et Dai, 2015). Pour estimer l’ETP, il faut prendre en compte plusieurs éléments qui influent sur le processus d’évaporation, notamment la vitesse du vent, l’humidité, le rayonnement et la température de l’air (McMahon et al., 2013). Selon la relation de Clausius-Clapeyron, l’augmentation de la température fait augmenter la pression de vapeur saturante d’environ 7 % par degré Celsius, et une augmentation de la capacité de rétention d’eau augmente la demande évaporative potentielle (chapitre 8, encadré 8.3) (Balting et al., 2021). De faibles précipitations peuvent entraîner un déficit en eau disponible, et une augmentation de l’évapotranspiration (ET) due à des températures élevées peut accroître l’assèchement des sols et le stress des plantes (Douville et al., 2021). On soustrait l’ETP des précipitations pour obtenir une mesure de la sévérité de la sécheresse météorologique, telle que l’indice de sévérité de sécheresse de Palmer (PDSI) (Palmer, 1965) et l’indice normalisé précipitations moins évapotranspiration (SPEI) (Beguería et al., 2014; Vicente-Serrano et al., 2010). L’ET est difficile à mesurer et est donc généralement estimée à l’aide de diverses approches. Des estimations sont également nécessaires pour examiner les projections. Pour estimer l’ET, les méthodes combinées basées sur la physique, telles que l’équation de Penman-Monteith, sont considérées comme plus précises que celles basées uniquement sur la température et sont recommandées comme approche standard (McAfee, 2013; Pereira et al., 2015; Seneviratne et al., 2021;  Sheffield et al., 2012).

Les projections des indices de sécheresse météorologique sont souvent utilisées en combinaison avec les projections de sécheresse agricole et hydrologique, en partie parce que les réponses hydroclimatiques au réchauffement climatique d’origine humaine diffèrent d’une région à l’autre (Cook et al., 2020). Diverses variables hydrologiques (telles que le débit des cours d’eau et les niveaux des eaux de surface et souterraines) peuvent également être utilisées pour évaluer les changements dans la disponibilité de l’eau douce (sections 5.3, 5.4 et 5.5). Bon nombre de ces variables sont obtenues à partir de modèles hydrologiques qui utilisent les données de température et de précipitations fournies par les modèles climatiques. Pour évaluer les sécheresses hydrologiques, les scientifiques utilisent des indicateurs de la disponibilité des ressources en eau à la surface et dans le sous-sol, tels que les indices normalisés de ruissellement, de débit fluvial et d’eau souterraine (Gosling et al., 2017; Seneviratne et al., 2021; Van Loon, 2015). Pour d’autres variables, telles que l’humidité du sol, il est difficile de quantifier les tendances à long terme (encadré 5.4). Néanmoins, le déficit d’humidité du sol, mesuré par des indices tels que l’indice normalisé d’humidité du sol ou les anomalies d’humidité du sol, s’est avéré être une mesure efficace de la sécheresse agricole (Berg et Sheffield, 2018; Bonsal et al., 2019; C. Champagne et al., 2019; Orlowsky et Seneviratne, 2013) et est pertinent pour mesurer les sécheresses écologiques (Seneviratne et al., 2021). Le déficit hydrique du sol est couramment utilisé en conjonction avec le rendement des cultures pour mesurer les impacts liés à la sécheresse agricole (Mardian et al., 2023, 2024; Masud et al., 2020; Quiring et Papakryiakou, 2003).

Le RCCC de 2019 a fondé son évaluation sur plusieurs études régionales axées principalement sur les projections de sécheresse dans les Prairies (Bonsal et al., 2019). Depuis lors, quelques études sur les projections de sécheresse à l’échelle du Canada ont été réalisées et sont décrites à la section 5.6.3. Bien que plusieurs études récentes sur la sécheresse mondiale couvrent l’Amérique du Nord, les sections suivantes se concentrent sur les études qui portent spécifiquement sur le Canada. Par conséquent, les études récentes à l’échelle du Canada sont évaluées en premier lieu, suivies des études régionales et mondiales, le cas échéant.

Encadré 5.4 : Le défi de quantifier les tendances à long terme passées et futures de l’humidité du sol

Les efforts visant à quantifier l’humidité du sol à l’aide de mesures au sol, de modèles ou d’observations satellitaires sont étroitement liés aux efforts visant à quantifier la sécheresse et ses impacts biophysiques, notamment l’appréciation des risques de feu de forêt (Ambadan et al., 2020; Hanes et al., 2023), la prédiction des rendements agricoles (White et al., 2020) et la prédiction des inondations (Wadsworth et al., 2020). Les mesures directes de l’humidité du sol sont rares au Canada, de sorte que celle-ci est principalement estimée à l’aide de modèles (p. ex. Sadri et al., 2022), les données satellitaires étant utilisées pour améliorer ces estimations (Carrera et al., 2019). L’absence d’un réseau de surveillance étendu de l’humidité du sol et la période relativement courte couverte par la plupart des séries de données satellitaires rendent difficile la réalisation d’évaluations à grande échelle des tendances passées (par exemple, Bonsal et al., 2019; Mortsch et al., 2015). Les changements futurs de l’humidité du sol sont principalement calculés à partir des projections directes de l’humidité du sol issues des MCG. Ces changements dépendent des précipitations et de l’évaporation futures, cette dernière pouvant être affectée par les changements dans la végétation. Cependant, l’humidité du sol simulée est associée à de grandes incertitudes en raison de la complexité de la représentation de l’évapotranspiration réelle, de la croissance de la végétation et de l’efficacité de l’utilisation de l’eau dans des conditions de concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone plus élevées (par exemple, Hsu et Dirmeyer, 2023; Mankin et al., 2017; Wehner et al., 2017).

Il est difficile de quantifier l’humidité du sol sur de vastes zones en raison de sa variabilité dans le temps et entre les régions (Famiglietti et al., 2008). Bien que le Canada, contrairement à certains pays, ne dispose pas d’un réseau national de stations météorologiques (mesonets), il possède plusieurs réseaux régionaux et provinciaux qui recueillent des mesures de l’humidité du sol. Par exemple, depuis 15 ans, l’Alberta surveille les caractéristiques météorologiques associées à la sécheresse, y compris les conditions d’humidité du sol, grâce à un vaste réseau dans la province (Agboma et Itenfisu, 2020), tandis que la Saskatchewan, le Manitoba et l’Ontario ont mis en place des stations de surveillance de l’humidité du sol et des conditions météorologiques dans certaines régions afin de faciliter l’étalonnage et la validation de modèles utilisés pour calculer l’humidité du sol à partir de données satellitaires (Adams et al., 2015; C. Champagne et al., 2016; Merzouki et al., 2019; Oozeer et al., 2020; Pacheco et al., 2015; Tetlock et al., 2019), ainsi que de modèles hydrologiques (Sadri et al., 2022). Compte tenu des difficultés (notamment des coûts élevés) liées à la surveillance directe de l’humidité du sol, de nombreuses approches de télédétection ont été utilisées (Colliander et al., 2022; Kerr et al., 2012). Au Canada, plusieurs expériences sur l’humidité du sol ont été menées afin d’améliorer la modélisation par satellite de l’humidité du sol dans les zones agricoles (Colliander et al., 2019; Magagi et al., 2013; McNairn et al., 2015) et dans les forêts boréales (Ambadan et al., 2022; Berg et al., 2025). Cependant, les capteurs satellitaires sont principalement sensibles à l’humidité du sol près de la surface (les premiers centimètres). Malgré cette difficulté, les données sur l’humidité du sol en surface ont été utilisées pour améliorer la représentation des flux hydrologiques dans les modèles de surface terrestre (Carrera et al., 2019; Husain et al., 2016).

Les difficultés liées à la mesure des conditions d’humidité du sol actuelles et passées posent des défis pour la modélisation des tendances futures, car les modèles de projection contiennent de multiples sources d’incertitude. Par exemple, des recherches récentes ont mis en évidence la complexité et l’incertitude liées à l’estimation des changements d’humidité du sol dans les scénarios climatiques futurs. Parmi les modèles, il existe un certain consensus selon lequel l’humidité du sol en Amérique du Nord devrait diminuer malgré des augmentations localisées et saisonnières des précipitations et que les couches superficielles du sol afficheront des baisses d’humidité plus prononcées que les couches profondes (Cook et al., 2020). Cette tendance est conforme aux simulations des modèles CMIP5 (Berg et al., 2017; Cook et al., 2015, 2018). La tendance est potentiellement due à l’augmentation de l’évapotranspiration de surface causée par des températures plus élevées et par l’activité photosynthétique accrue des plantes qui prélèvent l’eau du sol. Cette augmentation de l’activité photosynthétique pourrait être due à une productivité plus élevée en raison d’une concentration accrue de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, mais aussi à une saison de croissance plus longue résultant d’une fonte des neiges plus précoce et de sols non gelés (Mankin et al., 2017). Les multiples facteurs à l’origine de ces changements ne sont pas aussi bien simulés ou pris en compte dans les modèles de surface terrestre, ce qui ajoute à l’incertitude des conclusions (Hsu et Dirmeyer, 2023). Des études canadiennes indiquent que les déficits d’humidité du sol dus à l’évapotranspiration potentielle devraient s’aggraver dans les Prairies canadiennes : le sud de l’Alberta devrait afficher les plus fortes baisses relatives d’humidité du sol pour les périodes 2011‑2040, 2041‑2070 et 2071‑2100, par rapport à la période de référence 1981‑2010, et les régions du nord de l’Alberta et de l’est du Manitoba devraient afficher la diminution relative la plus faible de l’humidité du sol (Chipanshi et al., 2022). La zone agricole des Prairies est la région dans laquelle on s’attend à ce que les déficits hydriques soient les plus importants, atteignant 50 à 70 % entre 2071 et 2100 pour les scénarios d’émissions intermédiaires (RCP4.5) et très élevées (RCP8.5), respectivement (Chipanshi et al., 2022b). Cette diminution de l’humidité du sol aura des effets sur les processus liés au sol et à la surface terrestre, notamment une croissance réduite des arbres (McCollum et Ibáñez, 2020) et une baisse du pH du sol en raison de taux réduits d’altération atmosphérique qui ajoute des minéraux au sol (Houle et al., 2020).

Les résultats des modèles peuvent être considérablement modifiés par la simplification ou l’exclusion d’importants mécanismes de rétroaction de la végétation et des organismes du sol dans les approches de modélisation, tels que les effets de la fertilisation par le dioxyde de carbone sur la consommation d’eau des plantes, les changements dans la profondeur d’enracinement en réponse au stress hydrique des cultures et l’asymétrie physique du sol entre les processus d’infiltration et d’évaporation (Berg et al., 2017). L’amélioration des mesures et des modèles d’humidité du sol permettra de mieux estimer l’humidité du sol dans les conditions climatiques futures. Par exemple, les processus à la surface du sol et leurs effets sur la production agricole présentent un degré élevé d’incertitude (Qian et al., 2019; Smith et al., 2020), et le compromis entre l’augmentation de la croissance des plantes et leurs effets sur l’humidité du sol doit être mieux compris pour être modélisé avec précision. Les études d’observation de la Terre montrant la variabilité de la réponse de la surface terrestre au fil du temps et dans différents endroits ont amélioré notre compréhension des impacts de l’excès d’humidité et des déficits hydriques sur la croissance des cultures (Champagne et al., 2019; Mardian et al., 2024; White et al., 2019). Il sera important de quantifier l’impact sur l’humidité du sol de facteurs tels que le drainage contrôlé (par exemple, les drains souterrains dans les champs agricoles) et d’autres changements dans la gestion des terres afin de comprendre les impacts futurs du climat sur l’humidité du sol (Smith et al., 2019).

5.6.2 : Changements passés

Comme l’indique l’évaluation du RCCC de 2019 (Bonsal et al., 2019), « des sécheresses périodiques ont lieu dans une grande partie du Canada, mais aucun changement à long terme n’est évident ». Depuis cette évaluation, quelques épisodes de sécheresse majeure ont été documentés à travers le pays, mais ils n’ont pas influé sur les tendances à long terme. Il convient de noter qu’au cours de l’été 2021, une sécheresse sévère et une chaleur extrême ont touché une grande partie de l’ouest du Canada et des États-Unis (Philip et al., 2022; Thompson et al., 2022; Zhang et al., 2023). Cet épisode a provoqué des centaines de décès, des effets dévastateurs sur la vie marine et les rendements agricoles, des feux de forêt qui ont ensuite entraîné des glissements de terrain, ainsi que des inondations fluviales dues à la fonte des neiges et des glaciers (Niggli et al., 2022; White et al., 2023). Les tendances en matière de sécheresse au Canada entre 1979 et 2018 montrent que le sud des Prairies canadiennes a connu une augmentation du nombre et de la durée des sécheresses (Yang et al., 2020). De même, l’analyse des sécheresses météorologiques au Canada de 1950 à 2013, à l’aide du SPEI, a révélé que l’intérieur du Canada, et plus particulièrement le sud des Prairies, a connu une augmentation du déficit hydrique (Asong et al., 2018). Cependant, l’analyse a également déterminé qu’il y avait une variabilité considérable de la sécheresse au cours de ces années dans les Prairies, ce qui n’a pas permis de dégager de tendances à long terme, un résultat qui correspond à ceux d’études antérieures (par exemple, Bonsal et al., 2011, 2017; Wang et al., 2014). En outre, l’étude a mis en évidence une tendance à la récurrence des sécheresses à une fréquence de 8 à 32 mois dans la région des Prairies et de 8 à 40 mois dans le centre-nord du Canada, fréquences probablement influencées par les modes de variabilité climatique interne atmosphère-océan à grande échelle, tels que le phénomène El Niño-oscillation australe et la téléconnexion Pacifique-Amérique du Nord (chapitre 4, section 4.8) (Asong et al., 2018).

5.6.3 : Changements futurs

5.6.3.1 : Sécheresse météorologique

Certaines régions du Canada devraient connaître une augmentation de la fréquence et de la sévérité des sécheresses météorologiques dans un climat en changement. À l’échelle nationale, les projections du SPEI (utilisant la méthode Penman Monteith pour l’ETP) issues de 22 MCG du CMIP6 montrent une augmentation progressive de l’assèchement annuel au cours du siècle, en particulier dans le centre et le sud du Canada, y compris l’intérieur de la Colombie-Britannique. Cet assèchement est plus prononcé dans les scénarios d’émissions élevées (SSP3-7.0) et très élevées (SSP5-8.5) (Bonsal et al., 2024). Une augmentation de l’assèchement estival (juin-juillet-août) est projetée dans une grande partie du Canada, les valeurs du SPEI les plus sèches étant observées dans les régions du sud et du centre du Canada dans un scénario d’émissions très élevées d’ici la fin du siècle (Tam et al., 2023). Selon le même scénario d’émissions très élevées, une augmentation de l’assèchement printanier dans la région nord‑ouest du Canada est projetée à la fin du siècle (2081-2100) (Tam et al., 2023). De même, les projections du SPEI à l’échelle du Canada issues de 29 MCG du CMIP5 montrent que les épisodes de sécheresse météorologique devraient être plus longs, plus fréquents et plus intenses dans certaines régions canadiennes, notamment dans le sud-ouest et le centre du Canada, pendant les saisons chaudes d’ici la fin du siècle (Stewart et al., 2019; Tam et al., 2019, 2023). Des études régionales montrent des résultats similaires, notamment dans les Prairies canadiennes, où l’on projette une augmentation de la durée et de l’intensité des sécheresses sévères (Bonsal et al., 2020; Mousavi et al., 2024). On prévoit également une diminution des périodes de progression et de recul des sécheresses, ce qui signifie que celles-ci se développeront plus rapidement et prendront fin plus soudainement vers la fin du siècle dans les scénarios d’émissions élevées et très élevées (Bonsal et al., 2020). Un ensemble de MRC a donné des résultats similaires, les projections du PDSI et du SPEI suggérant une augmentation de la durée et de la sévérité des sécheresses dans le sud des Prairies canadiennes à différents niveaux de réchauffement planétaire (de 1,5 à 3 °C) (Zare et al., 2023). Dans toutes ces études, les projections indiquent que les sécheresses devraient être plus longues, plus fréquentes et plus intenses avec un réchauffement planétaire élevé et à la fin du siècle.

Des preuves supplémentaires de l’augmentation de la fréquence des sécheresses météorologiques extrêmes sont fournies dans une évaluation des projections du SPEI de 22 MCG du CMIP6 utilisant la méthode Penman-Monteith pour calculer l’ETP. Plus précisément, les sécheresses survenant une fois tous les dix ans devraient se produire plus fréquemment dans la région intérieure du Canada, en particulier dans les Prairies canadiennes et le nord de l’Ontario, dans un contexte de réchauffement climatique. Dans un scénario d’émissions très élevées (SSP5-8.5), une sécheresse qui se produit une fois par décennie passe à 3 ou 4 occurrences tous les 10 ans pour le milieu du siècle (2041-2060), et à 6 ou 8 occurrences tous les 10 ans vers la fin du siècle (2081-2100) (figures 5.18a et b) (Bonsal et al., 2024). En outre, la plupart des augmentations des sécheresses sont projetées dans la moitié sud des Prairies canadiennes, où l’on s’attend à 8 à 10 années supplémentaires de sécheresse grave (SPEI < ‑1,5) et à 4 à 6 années supplémentaires de sécheresse extrême (SPEI < -2,0) à la fin du siècle dans un scénario d’émissions élevées. Les scénarios d’émissions faibles (SSP1-2.6) et intermédiaires (SSP2-4.5) montrent une augmentation dans le sud des Prairies de 2 à 3 et de 3 à 5 occurrences par décennie, respectivement, à la fin du siècle. Sur le plan saisonnier, les projections pour un scénario d’émissions très élevées indiquent que les sécheresses estivales sévères et extrêmes devraient être plus fréquentes dans la majeure partie du Canada, en particulier dans la moitié sud du pays d’ici la fin du siècle (Tam et al., 2023).

Les études CMIP5 mondiales et nord-américaines montrent des résultats similaires. Les projections de sécheresse dans des scénarios d’émissions élevées et très élevées révèlent une augmentation de la fréquence des conditions de sécheresse sévère ou extrême (mesurées par le PDSI, le SPEI et l’humidité du sol) à la fin du siècle dans une grande partie du sud du Canada, y compris le sud-est de la Colombie‑Britannique, les Prairies et l’Ontario (Dai, 2013; Dibike et al., 2017). Dans les scénarios d’émissions élevées et très élevées, les changements climatiques projetés au Canada devraient entraîner des sécheresses météorologiques plus longues, plus sévères et plus extrêmes, en particulier dans l’intérieur sud du pays, comme les Prairies canadiennes.

5.6.3.2 : Sécheresse agricole

On s’attend à ce que certaines régions du Canada connaissent une augmentation de la sécheresse agricole (déficit d’humidité du sol) en raison du réchauffement climatique causé par l’activité humaine (encadré 5.4). Les projections à l’échelle nationale basées sur 22 simulations normalisées CMIP6 de l’humidité totale du sol révèlent que la fréquence des sécheresses agricoles extrêmes augmentera dans la majeure partie du Canada, quel que soit le scénario d’émissions (figure 5.18) (Bonsal et al., 2024). Plusieurs études régionales sur les Prairies montrent des résultats similaires. Les projections de l’indice de déficit d’humidité du sol d’un ensemble de MRC montrent une augmentation de la fréquence des sécheresses pour un réchauffement planétaire de 3 °C (proche d’un scénario d’émissions intermédiaire à la fin du siècle) dans le sud des Prairies canadiennes (Zare et al., 2023). De même, les résultats basés sur les MCG du CMIP5 montrent qu’il y aura des déficits d’humidité plus importants d’après quatre indices agroclimatiques (degrés-jours de croissance réelle, durée de la saison de croissance, indice d’humidité climatique et indice température‑humidité), dans les Prairies canadiennes selon les scénarios d’émissions élevées d’ici 2071 à 2100. La sévérité des déficits hydriques est déterminée par l’ETP dans les Prairies canadiennes, et le sud de l’Alberta devrait afficher les plus fortes baisses relatives de l’humidité du sol (Chipanshi et al., 2022a).

Malgré les augmentations projetées des précipitations, une étude mondiale CMIP5 a révélé que des régions d’Amérique du Nord, y compris au Canada, pourraient connaître des sécheresses météorologiques et des sécheresses du sol plus longues et plus fréquentes dans le scénario d’un réchauffement planétaire de 1,5 °C et de 2 °C (Xu et al., 2019). Cette conclusion corrobore d’autres études dont les projections CMIP5 et CMIP6 prévoient un assèchement à grande échelle des sols en Amérique du Nord (Berg et al., 2017; Cook et al., 2020; Zhao et Dai, 2021).

5.6.3.3 : Sécheresse hydrologique

Selon le type de sécheresse hydrologique, certaines régions du Canada devraient connaître une augmentation de la fréquence et de la sévérité des sécheresses. Par exemple, dans les scénarios d’émissions faibles, intermédiaires et surtout très élevées, les projections à l’échelle nationale basées sur 17 simulations CMIP6 du ruissellement de surface normalisé montrent que les sécheresses extrêmes pendant la saison chaude seront plus fréquentes d’ici la fin du siècle dans la plupart des régions du Canada (figure 5.18b) (Bonsal et al., 2024). Si certaines régions du Canada pourraient connaître une diminution du ruissellement, d’autres, comme les latitudes nordiques, pourraient connaître une augmentation des conditions humides (Bonsal et al., 2024; Vieira et Stadnyk, 2023).

Faits saillants de la figure : Les sécheresses décennales devraient devenir plus fréquentes au milieu du siècle (2041-2060) et à la fin du siècle (2081-2100) dans de nombreuses régions du Canada.

Figure 5.18 : Cartes des changements projetés dans la fréquence des sécheresses survenant une fois par décennie pendant la saison chaude (avril-septembre) selon différents scénarios d’émissions pour a) 2041 à 2060 et b) 2081 à 2100, d’après 22 projections issues des modèles globaux du climat du CMIP6. Chaque rangée montre, pour un indice de sécheresse particulier, comment les changements climatiques influent sur la fréquence des sécheresses extrêmes. Chaque colonne montre les changements projetés pour un scénario d’émissions donné. Plus précisément, les projections sont basées sur des scénarios d’émissions faibles (SSP1-2.6) (colonne de gauche), intermédiaires (SSP2-4.5) (colonne du milieu) et très élevés (SSP5-8.5) (colonne de droite) pour l’indice normalisé précipitations moins évapotranspiration (SPEI) (sécheresse météorologique) (première et quatrième rangées), l’humidité totale du sol (sécheresse agricole) (deuxième et cinquième rangées) et le ruissellement de surface (sécheresse hydrologique) (troisième et sixième rangées). Source : Bonsal et al. (2024).

La diminution du manteau neigeux (chapitre 6, section 6.2) peut entraîner un autre type de sécheresse hydrologique, à savoir les sécheresses de neige. Souvent définies comme des déficits en équivalent en eau de la neige ou, plus simplement, comme un manque d’accumulation de neige, les sécheresses de neige ne font pas l’objet d’autant de recherches que les autres types de sécheresses (Dierauer et al., 2019; Harpold et al., 2017; Huning et AghaKouchak, 2020). Néanmoins, ces types de sécheresses peuvent entraîner des déficits hydriques dans d’autres aspects de l’écosystème (tels que l’humidité du sol) au printemps et en été. Ils ont également des conséquences écologiques et socio-économiques importantes, telles que des impacts sur le stockage et la disponibilité de l’eau et sur les écosystèmes aquatiques. Des études régionales montrent que l’ouest du Canada pourrait connaître une augmentation des sécheresses de neige dans divers scénarios de changements climatiques futurs (Dierauer et al., 2021; Huang et al., 2024; Shrestha, Bonsal, Bonnyman et al., 2021). Selon un ensemble de MRC du CMIP5, les régions de l’ouest du Canada couvrant les quatre principaux affluents du fleuve Mackenzie (les bassins hydrographiques des rivières Peel, Liard, de la Paix et Athabasca), ainsi que les bassins hydrographiques du Yukon, de la Skeena, de la Saskatchewan, du Fraser et du Columbia devraient connaître des baisses de plus en plus importantes des accumulations de neige, entraînant des sécheresses de neige à mesure que les niveaux de réchauffement planétaire augmenteront de 1,0 à 4,0 °C (Shrestha, Bonsal, Bonnyman et al., 2021). Dans un bassin versant de la Saskatchewan, les projections du CMIP6 montrent que l’augmentation des sécheresses de neige dans les scénarios d’émissions faibles (SSP1-2.6) et très élevées (SSP5-8.5) pourrait avoir des répercussions sur d’autres déficits en eau, notamment les eaux souterraines (Huang et al., 2024).  

La quantification des accumulations de neige en montagne est souvent utilisée pour prédire la disponibilité saisonnière de l’eau des cours d’eau pour les saisons suivantes, bien que la fiabilité des prédictions diminue dans un climat en changement (Livneh et Badger, 2020). Néanmoins, les projections montrent qu’une diminution de l’accumulation de neige peut entraîner un débit estival sous la normale, souvent appelé sécheresse fluviale. À partir des projections mensuelles normalisées des débits fluviaux issues de deux grands ensembles de MCG du CMIP5 basés sur un scénario d’émissions élevées (SSP3‑7.0), Zhao et al. (2020) ont projeté que les sécheresses hydrologiques qui se produisent actuellement une fois tous les deux ans et une fois tous les cent ans deviendront plus fréquentes d’ici la fin du siècle, à l’exception de certains bassins versants de l’ouest du Canada. Une étude régionale portant sur quatre bassins versants en Colombie-Britannique a révélé que les sécheresses de neige pourraient devenir plus fréquentes et plus sévères dans les scénarios d’émissions élevées et très élevées d’ici les années 2050 et 2080, entraînant une diminution du débit estival des cours d’eau et du stockage d’eaux souterraines, ainsi que des périodes de faible débit estivales plus graves et plus longues (Berthot et al., 2021; Dierauer et al., 2021).

5.6.4 : Termes liés à la confiance dans les messages clés : résumé des données probantes

Message clé 5.8 : Les sécheresses météorologiques et agricoles devraient être plus longues, plus fréquentes et plus intenses dans le centre et le sud du Canada pendant l’été, et elles devraient être plus marquées avec l’augmentation du réchauffement planétaire et à la fin du siècle (degré de confiance élevé). Les sécheresses hydrologiques estivales devraient également être plus longues, plus fréquentes et plus intenses dans de nombreuses régions du sud du Canada, principalement en raison de l’augmentation de l’évaporation et de la diminution du ruissellement dans les régions montagneuses (faible degré de confiance). Historiquement, des sécheresses périodiques se sont produites dans une grande partie du Canada, mais aucun changement à long terme dans leur fréquence n’est détectable (degré de confiance élevé).

Différents types de sécheresses sont définis dans le présent chapitre, à la section 5.6.1 et à la figure 5.17. En ce qui concerne les sécheresses météorologiques et agricoles futures, notre évaluation à degré de confiance élevé repose sur la forte concordance entre les études nationales et régionales récentes, qui projettent des sécheresses plus longues, plus fréquentes et plus intenses dans le centre et le sud du Canada, en particulier pendant l’été, avec l’augmentation du réchauffement planétaire et à la fin du siècle (figure 5.18). Ces projections concordent avec plusieurs études sur la sécheresse à l’échelle mondiale, qui montrent principalement une augmentation du risque de sécheresse en été dans les régions intérieures des continents (y compris l’intérieur de la Colombie-Britannique et le sud des Prairies). Les projections concordent également avec le RCCC de 2019. De plus, depuis la publication du RCCC de 2019, des chercheurs ont mené plusieurs études sur la sécheresse météorologique à l’échelle du Canada, dans lesquelles le SPEI a été calculé à l’aide de la méthode physique de Penman-Monteith, qui est plus précise que les études précédentes qui ne tenaient compte que de la température, ce qui renforce notre degré de confiance.

En ce qui concerne la deuxième affirmation, les données indiquent que les sécheresses hydrologiques estivales deviendront plus fréquentes et plus intenses dans de nombreuses régions du sud du Canada, en particulier celles situées dans les zones montagneuses et en aval de celles‑ci. Cela est principalement dû à la diminution de l’accumulation de neige (appelée « sécheresse de neige ») et à la baisse du ruissellement qui en résulte l’été suivant. En outre, on s’attend à ce que l’évaporation augmente en raison de la hausse des températures et de l’allongement des périodes sans glace (section 5.4). Notre degré de confiance est faible, car ces résultats ne sont basés que sur quelques études nationales et études régionales, ces dernières étant fragmentées au Canada.

En ce qui concerne la troisième affirmation, de nombreuses études nationales et régionales utilisant plusieurs indices différents liés à la sécheresse s’accordent largement sur le fait que les sécheresses passées présentent une variabilité considérable. Bon nombre de ces études ont été publiées depuis la publication du RCCC de 2019 et concordent avec les conclusions de ce dernier, ce qui justifie le degré de confiance élevé.

5.7 : Inondations

Message clé 5.9 : Au cours de la période d’observation, aucune tendance uniforme n’a été observée dans les inondations fluviales à l’échelle nationale (degré de confiance élevé). Les inondations fluviales au Canada sont causées par de multiples facteurs, notamment les précipitations extrêmes, la fonte rapide des neiges, les épisodes de pluie sur neige et les embâcles, qui interagissent de manière complexe.

Message clé 5.10 : On s’attend à ce que les augmentations des précipitations extrêmes entraînent des crues soudaines plus fréquentes et plus intenses à travers le Canada (degré de confiance élevé). On s’attend à ce que les températures plus élevées entraînent une fonte des neiges plus précoce, des épisodes de pluie sur neige et des ruptures d’embâcles, ce qui se traduira par des crues fluviales printanières plus précoces (degré de confiance moyen). Cependant, leur fréquence future reste incertaine en raison des interactions entre la hausse des températures, la réduction du manteau neigeux et la dynamique complexe des inondations liées aux embâcles et à la fonte des neiges.

Les inondations constituent un aléa naturel fréquent et coûteux au Canada, entraînant d’importants dommages aux infrastructures et aux biens, ainsi que des dépenses publiques considérables pour l’aide aux sinistrés (encadré 5.5) (Henstra et al., 2019; Mohanty et Simonovic, 2021; Oulahen, 2015). Sept des dix inondations les plus coûteuses au Canada entre 1980 et 2019 se sont produites après 2010, ce qui reflète des risques plus élevés liés aux inondations en raison à la fois d’une plus grande exposition des biens de valeur et des populations et de changements potentiels dans la fréquence et l’intensité des inondations. Il existe plusieurs types d’inondations, notamment les inondations fluviales, les inondations pluviales, les inondations d’eaux souterraines (causées par la montée du niveau des aquifères après des précipitations prolongées ou la fonte des neiges) et les inondations côtières. La présente section évalue principalement les inondations fluviales, y compris celles causées par des précipitations extrêmes (crues soudaines), une fonte rapide des neiges, des épisodes de pluie sur neige et des embâcles, ainsi que leurs répercussions en milieu urbain. Bien que la section donne un aperçu de l’effet des précipitations extrêmes sur les inondations fluviales, des évaluations détaillées des régimes de précipitations extrêmes et de leurs impacts sont présentées au chapitre 8, section 8.3.

La fonte des neiges et les épisodes de pluie sur neige jouent un rôle important dans le déclenchement ou l’aggravation des inondations, en particulier dans les régions dominées par la neige, telles que les montagnes, les Prairies, le nord de l’Ontario et certaines parties du centre et de l’est du Canada. Ces inondations se produisent généralement pendant la crue printanière ou les périodes de redoux en plein hiver, lorsque la hausse des températures ou les précipitations libèrent rapidement l’eau contenue dans le manteau neigeux, générant des niveaux élevés de ruissellement sur des sols gelés ou saturés. Les inondations dans le centre-sud du Canada, comme dans certaines parties du sud de l’Ontario et du sud du Manitoba, sont souvent causées par des tempêtes prolongées ou des précipitations intenses de courte durée, parfois aggravées par des épisodes de pluie sur neige à la fin de l’hiver ou au début du printemps. En revanche, les inondations dans l’est du Canada, y compris dans les provinces de l’Atlantique, sont généralement déclenchées par de fortes précipitations associées à des cyclones extratropicaux ou à des restes d’ouragans, bien que les épisodes de pluie sur neige et la fonte des neiges puissent également contribuer aux inondations printanières dans les bassins versants intérieurs, comme dans le bassin de la rivière Saint-Jean (Milrad et al., 2009; Watt et al., 1989). Les régions côtières montagneuses de l’ouest du Canada connaissent des tempêtes intenses souvent alimentées par des rivières atmosphériques (chapitre 4, section 4.5). Ces tempêtes apportent de grandes quantités d’humidité et, lorsque l’air est poussé vers le haut des montagnes, il se refroidit et libère de fortes pluies, ce qui peut entraîner des inondations importantes (Dettinger, 2011; Spry et al., 2014). Les embâcles constituent un risque important, car ils font monter le niveau de l’eau en amont, ce qui entraîne le débordement des berges et l’inondation des zones basses adjacentes. En outre, les débâcles en plein hiver, provoqués par la hausse des températures ou l’augmentation du débit des rivières, peuvent entraîner des inondations importantes en aval, car les fragments de glace se déplacent, augmentant ainsi le débit et le niveau de l’eau. Lorsque ces phénomènes sont combinés à de fortes pluies, la probabilité d’inondation en aval est encore plus élevée.

Les inondations urbaines sont une autre source majeure de pertes liées aux catastrophes, qui touchent non seulement les biens et les infrastructures, mais ont également des répercussions sociales, économiques et sanitaires considérables. Ce type d’inondation est généralement déclenché par de fortes pluies, qui peuvent être aggravées par la fonte des neiges et les crues fluviales, entraînant un ruissellement rapide qui dépasse la capacité des systèmes de drainage urbains. Les zones urbaines telles que Toronto sont particulièrement vulnérables aux inondations soudaines en raison du vieillissement des infrastructures et de la présence généralisée de surfaces imperméables, telles que les bâtiments, les routes et les zones revêtues, qui limitent l’infiltration et augmentent le ruissellement de surface (Buttle et al., 2016; Feng et al., 2021). Le réchauffement de l’atmosphère augmente le risque de précipitations extrêmes plus intenses et plus fréquentes. L’air plus chaud peut contenir environ 7 % d’humidité de plus par augmentation de 1 °C de la température, ce qui alimente les fortes précipitations et contribue à intensifier le cycle hydrologique (chapitre 8, encadré 8.3). Combinées à des facteurs urbains tels que les surfaces imperméables et les systèmes de drainage obsolètes, ces précipitations extrêmes augmentent considérablement la probabilité d’inondations urbaines (Douville et al., 2021; Masud et al., 2017; Oh et Sushama, 2020; Radić et al., 2015; Westra et al., 2014; Zhang et Fueglistaler, 2019). En outre, dans le chapitre 11 du sixième rapport d’évaluation du GIEC, le GTII conclut avec un degré de confiance moyen que l’urbanisation peut intensifier les précipitations extrêmes au-dessus et sous le vent des villes, exacerbant ainsi le risque d’inondations (Seneviratne et al., 2021). On s’attend à ce que les augmentations projetées des précipitations extrêmes à travers le Canada accroissent encore la fréquence et l’intensité des crues soudaines, en particulier dans les environnements urbains. En outre, la menace d’inondation côtière est accentuée par l’élévation du niveau de la mer et le risque d’intensification des ondes de tempête, qui constituent un danger pour les côtes est et ouest du Canada (ECCC, 2016; Golnaraghi et al., 2020; GIEC, 2022b; Jalili Pirani et Najafi, 2020, 2022, 2023a, 2023b) (chapitre 7, section 7.5). Les ondes de tempête, provoquées par des vents forts et des systèmes dépressionnaires pendant les tempêtes, sont exacerbées par l’élévation du niveau de la mer et par des tempêtes plus violentes alimentées par le réchauffement des océans et l’augmentation de l’humidité atmosphérique.

De plus en plus de données indiquent que les changements climatiques anthropiques (d’origine humaine), causés par les émissions de gaz à effet de serre, influent de plus en plus sur la fréquence des inondations. Des études sur les causes ont établi un lien entre les récentes inondations et le réchauffement climatique anthropique. Par exemple, les inondations dans le bassin de la rivière des Outaouais en 2017 et 2019 ont été causées par la fonte des neiges et de fortes pluies sur des sols saturés et gelés. En 2019, l’inondation a été causée par plusieurs jours de fortes pluies sur une accumulation de neige déjà supérieure à la moyenne, avec une infiltration limitée en raison du sol gelé. L’analyse des causes a montré que le forçage anthropique a multiplié par deux ou trois la probabilité d’une période de 30 jours de forte pluie (Kirchmeier-Young et al., 2021; Teufel et al., 2019). De même, les épisodes de rivières atmosphériques de 2021 en Colombie-Britannique ont présenté une forte composante anthropique, qui a contribué à la sévérité des inondations, des glissements de terrain et des défaillances d’infrastructures. Ces résultats sont conformes aux projections faisant état d’une fréquence accrue des phénomènes extrêmes et de changements importants dans la dynamique de la neige, deux facteurs qui contribuent de manière déterminante au risque d’inondation. Compte tenu de ces défis, des évaluations récentes ont mis en lumière la nécessité d’améliorer les systèmes de prédiction environnementale au Canada en intégrant diverses disciplines scientifiques, telles que l’hydrologie, la climatologie et l’écologie, et en renforçant la collaboration entre les universités, les organismes gouvernementaux, les Premières Nations, les Inuits et les Métis, ainsi que les acteurs du secteur privé. Ces efforts soutiennent une approche plus unifiée en matière de partage des données, d’élaboration des politiques et de stratégies d’intervention, afin de mieux gérer les risques liés à l’eau (Clark et al., 2023). Des conclusions récentes soulignent également l’importance d’intégrer la variabilité des conditions climatiques futures dans les projections d’inondations afin d’améliorer la fiabilité de l’estimation des débits de pointe.

Depuis la fin du programme fédéral de réduction des dommages dus aux inondations en 1999, la gestion des inondations s’est fragmentée, ce qui a conduit à une cartographie des inondations incohérente et obsolète. Les travaux récents comprennent l’élaboration des Guides d’orientation fédéraux sur la cartographie des zones inondables et la mise à jour des procédures hydrologiques afin d’améliorer l’appréciation des risques d’inondation et d’intégrer les effets des changements climatiques. Le Programme de détermination et de cartographie des risques d’inondation, une initiative canadienne menée par Ressources naturelles Canada, contribue à cet objectif en intégrant des approches de modélisation de l’évolution des conditions climatiques qui permettent de mieux apprécier les risques d’inondation (Stadnyk et van der Eerden, 2024). Pour en savoir plus sur la gestion des inondations au Canada, consultez l’encadré 4.1 du chapitre sur les ressources en eau du Rapport sur les enjeux nationaux, qui contribue au processus d’évaluation nationale intitulé Le Canada dans un climat en changement : Gestion des inondations au Canada.

Encadré 5.5 : Changements climatiques et inondations : répercussions sur l’assurance habitation

Bien qu’il existe une grande incertitude quant à l’impact des changements climatiques sur les inondations printanières causées par la fonte des neiges, on est plus certain que les crues soudaines associées à de fortes précipitations deviendront plus fréquentes (section 5.7). Cela exercera une pression supplémentaire sur l’assurabilité des habitations en cas d’inondation, que celle-ci soit due au débordement d’une rivière ou à un refoulement d’égouts.

Les inondations ne sont pas couvertes par l’assurance habitation de base, mais une couverture est probablement disponible si vous souscrivez une assurance supplémentaire. Pour qu’une demande d’indemnisation en cas d’inondation soit couverte, le propriétaire doit souscrire une garantie contre les inondations ou une couverture complète contre les dégâts d’eau, qui sont toutes deux considérées comme des options supplémentaires (Bureau d’assurance du Canada, 2025c). La disponibilité de la couverture dépend également en grande partie du type d’inondation. En cas de fortes pluies et de saturation du réseau d’égouts, vous devez vous assurer que le refoulement des égouts est inclus dans l’avenant pour les inondations. Mais lorsqu’une rivière déborde et inonde un sous-sol, ce type d’inondation doit également être inclus dans l’avenant pour les inondations, car tous les types d’inondations ne sont pas couverts de la même manière. Les propriétaires d’habitation qui vivent dans des plaines inondables doivent également savoir que l’assurance contre les inondations exclut généralement les inondations causées par le débordement des rivières. Dans ce cas précis, les victimes de catastrophes peuvent disposer d’autres ressources (Bureau d’assurance du Canada, 2025c; Sécurité publique Canada, 2022).

Les provinces et les territoires offrent une aide financière aux victimes de catastrophes pour les sinistres non assurables, tels que les débordements de rivières. Il s’agit généralement de la principale ressource pour les propriétaires résidant dans des zones d’inondation. Il est important de souligner que la couverture varie d’une province ou d’un territoire à l’autre, et que certaines provinces, notamment le Québec, le Nouveau-Brunswick et l’Alberta, limitent l’aide financière en cas d’inondations répétées. Lorsqu’un propriétaire n’a plus accès à une assurance privée contre les inondations ou à une aide financière publique, il se retrouve seul, avec des conséquences potentielles pour son hypothèque. Ce risque est réel. Par exemple, certains propriétaires du Québec ont récemment eu des difficultés à renouveler leur hypothèque, car leur institution financière exigeait une plus grande valeur nette pour une maison située sur une plaine inondable (Alberta Disaster Financial Assistance Program, 2025; Gouvernment du Québec, 2025; Lecavalier, 2024; New Brunswick Disaster Financial Assistance Program, 2025; Sécurité publique Canada, 2022). En outre, le gouvernement fédéral n’aide pas directement les victimes de catastrophes, mais rembourse en partie les dépenses admissibles engagées par les provinces et les territoires dans le cadre de leurs programmes d’aide financière en cas de catastrophe, par le biais de ce que l’on appelle les Accords d’aide financière en cas de catastrophe (Sécurité publique Canada, 2022, 2025).

Il est important de souligner que l’assurabilité du risque d’inondation dépend également de la capacité des gouvernements fédéral, provinciaux, territoriaux et municipaux, ainsi que des propriétaires, à réduire la vulnérabilité des habitations aux inondations. L’amélioration et la mise à jour des cartes des zones inondables et des règlements visant à éviter la construction dans les plaines inondables, la modernisation des infrastructures et des codes du bâtiment, ainsi que le recours à des solutions fondées sur la nature sont des exemples de mesures que les gouvernements peuvent prendre pour réduire la vulnérabilité du Canada aux inondations, aujourd’hui et à l’avenir. La coordination entre ces parties prenantes est essentielle pour l’adaptation aux changements climatiques, mais elle représente un défi (Bureau d’assurance du Canada, 2025a, 2025b; Sécurité publique Canada, 2022).

Sans investissements suffisants dans la réduction des risques, la viabilité des programmes d’assurance est compromise, ce qui pourrait priver de nombreuses collectivités canadiennes des ressources financières nécessaires pour se remettre des inondations. Lorsque les propriétaires ne bénéficient pas d’une aide financière suffisante, ce que l’on appelle le déficit d’assurance, il leur est plus difficile d’obtenir une hypothèque sur une maison, ce qui nécessite davantage de fonds propres, limite le nombre d’acheteurs potentiels et risque de faire baisser le prix des maisons. Il est essentiel de s’attaquer à la question de l’assurabilité contre les inondations (et autres aléas climatiques) afin d’améliorer la résilience aux changements climatiques des personnes vivant au Canada.

5.7.1 : Changements passés

Le RCCC de 2019, première édition du présent rapport, a mis en évidence la variabilité régionale des crues, certaines régions connaissant une augmentation de leur fréquence et de leur ampleur, tandis que d’autres observaient une diminution (Bonsal et al., 2019). Les inondations sont devenues plus fréquentes et plus intenses au cours des 30 à 40 dernières années dans certaines régions de l’Atlantique, du centre, des Prairies et du nord du Canada, selon les tendances des débits les plus élevés enregistrés chaque année (maximum annuel) et d’autres débits extrêmes qui ont dépassé les seuils définis (Mostofi Zadeh et al., 2020). Toutefois, il convient d’interpréter ces tendances observées dans les données historiques des débits fluviaux avec prudence, car les indicateurs de débit peuvent être sensibles à la période examinée. Selon que l’on utilise des périodes plus courtes ou plus longues, les tendances observées peuvent même sembler s’opposer. Les tendances en matière de précipitations extrêmes présentent des variations régionales au Canada, certaines études suggérant des liens entre l’augmentation des précipitations extrêmes et l’influence humaine (Kirchmeier-Young et al., 2021; Teufel et al., 2017, 2019). La plupart des cours d’eau au Canada ont connu des changements dans leurs régimes d’écoulement, tant pour ce qui est de la chronologie des débits que de leur ampleur (Zaerpour et al., 2021; section 5.3). La tendance au réchauffement affecte les systèmes dominés par la neige en réduisant l’accumulation hivernale et en modifiant la contribution du manteau neigeux au débit des cours d’eau. En particulier, les systèmes nivaux (dominés par la fonte des neiges) connaissent des inondations plus précoces, probablement en raison de la réduction du manteau neigeux, des changements de la période de fonte et du risque accru de pluies sur neige (Derksen et al., 2019). Au printemps, la fonte plus précoce et plus rapide d’un manteau neigeux réduit modifie la période et la dynamique de production du ruissellement. Si la réduction du volume de la couverture neigeuse peut réduire le risque d’inondations prolongées dans certaines régions, l’accélération du rythme de fonte, en particulier lorsqu’elle se combine à des sols saturés ou gelés, peut néanmoins produire des niveaux élevés de ruissellement et augmenter le risque d’inondations. En conséquence, les inondations causées par la fonte des neiges pourraient survenir de manière plus soudaine. Toutefois, la fréquence des épisodes annuels de débits élevés dans l’ensemble des régions ne présente aucune tendance claire. Par exemple, certaines régions hydrographiques dominées par la fonte des neiges, telles que le Nord-Ouest Pacifique et les hautes terres des Rocheuses, ont connu une augmentation de la fréquence des épisodes de débits élevés  (Dethier et al., 2020). Cette augmentation pourrait être due à la hausse passée des précipitations extrêmes pendant la saison des crues, qui pourrait compenser la diminution de l’accumulation de neige.

La grande diversité géographique du Canada entraîne une grande variété dans la dynamique des inondations. En Alberta, par exemple, bien que certaines tendances, telles que des débits hivernaux plus élevés et des débits de pointe plus précoces, restent constantes, les variations au sein des bassins individuels montrent la nature nuancée des changements dans le comportement des inondations dans la région. Par exemple, dans le bassin du glacier Peyto, les débits de pointe sont passés d’août à juillet, la fonte du glacier contribuant désormais à 43 à 59 % du débit annuel total, contre une fourchette historique plus large de 27 à 61 % (Pradhananga et Pomeroy, 2022). Dans le bassin de la rivière Athabasca, les débits de pointe ont généralement diminué après 1958 dans la haute rivière Athabasca et dans les affluents sud de la basse Athabasca (Peters et al., 2022). Une étude portant sur 84 stations hydrométriques situées dans la région pergélisolée du Canada entre 1976 et 2005 a montré peu de tendances significatives dans les paramètres de débits extrêmes des cours d’eau (Shrestha, Pesklevits et al., 2021). Seul un faible pourcentage de stations ont montré des tendances dans le moment des débits maximaux, avec des changements inférieurs à 15 %, et encore moins ont affiché des tendances statistiquement significatives.

Dans l’ensemble, les tendances passées en matière d’inondations à travers le Canada présentent une variabilité régionale importante, les changements dans la fréquence et l’ampleur des débits élevés étant liés à l’évolution de la dynamique de la couverture neigeuse, à l’augmentation des températures, aux pluies sur neige et aux précipitations extrêmes. Si certaines régions affichent une nette augmentation des épisodes de débits élevés, d’autres restent inchangées à cet égard, et des incertitudes persistent, car les tendances semblent différentes selon la période étudiée.

En ce qui concerne les inondations urbaines, Sandink et Binns (2021) ont recensé 21 inondations urbaines majeures entre 2005 et 2020 dans tout le pays, les plus destructrices ayant eu lieu dans la région du Grand Toronto en 2005 et en 2013, entraînant respectivement des pertes assurées de 795 millions de dollars canadiens et 1,024 milliard de dollars canadiens (en dollars canadiens de 2019). Cependant, malgré la fréquence et la sévérité de ces inondations, il n’existe actuellement aucune étude observationnelle à long terme sur les tendances des inondations urbaines au Canada.

5.7.2 : Changements futurs

Le rapport RCCC de 2019 (Bonsal et al., 2019) a souligné la nature multiforme des inondations fluviales au Canada. S’appuyant sur cette évaluation, la présente section explore les progrès récents dans la compréhension de la dynamique future des inondations au Canada, en se concentrant sur trois facteurs principaux : la fonte des neiges, les précipitations et la dynamique des glaces.

Avec le réchauffement climatique actuel, une fonte des neiges plus précoce est projetée dans toute l’Amérique du Nord (GIEC, 2021). Les répercussions de ce changement comprennent l’intensification des inondations causées par la fonte des neiges et l’augmentation du mouvement des glaces dans les rivières canadiennes (Burn et Whitfield, 2016). Si les températures plus chaudes entraînent une fonte des neiges plus précoce et, par conséquent, une durée plus courte de la couverture de neige, elles contribuent également à des pluies sur neige plus fréquentes en plein hiver, exacerbant le ruissellement et les inondations, en particulier aux latitudes moyennes à élevées (par exemple, Jeong et Sushama, 2018a). À des altitudes et latitudes plus basses, la réduction de l’accumulation de neige et la fonte précoce des neiges peuvent diminuer les crues printanières, réduisant ainsi leur contribution aux débits de pointe. À l’inverse, les altitudes plus élevées, où le manteau neigeux persiste, devraient connaître davantage de pluies sur neige, ce qui augmentera les inondations fluviales dans ces régions (Musselman et al., 2018). Le rôle de la neige et de la fonte des neiges dans les débits de pointe et les inondations fluviales au Canada subit des changements importants avec les variations climatiques. Une diminution de l’accumulation extrême de neige, mesurée en équivalent en eau de la neige, c’est-à-dire la quantité d’eau contenue dans le manteau neigeux, est projetée parallèlement à une augmentation de la fonte extrême des neiges et du potentiel de ruissellement, en particulier dans les régions de haute latitude, sous l’effet du réchauffement des températures (Cho et al., 2021). De même, on prévoit une diminution de la superficie du manteau neigeux (Siemens et al., 2021) (chapitre 6, section 6.2), ce qui contribuera à modifier les régimes d’écoulement des cours d’eau, notamment par une diminution des débits estivaux et une avancée des crues printanières. Ces changements mettent en évidence l’interaction complexe entre la latitude, l’altitude et la dynamique de la fonte des neiges dans la formation des futures inondations au Canada (Bonsal et al., 2020; Dibike et al., 2018).

Les projections issues des simulations CMIP6 indiquent une augmentation des précipitations quotidiennes dans l’ensemble du Canada, en particulier pendant l’hiver, le printemps et l’automne (Pierce et al., 2023). L’augmentation des précipitations quotidiennes peut accroître les risques d’inondation, en particulier lorsque les seuils de ruissellement ou de capacité de drainage sont dépassés. Les pluies sur neige devraient augmenter au nord de l’isotherme de température de l’air de 0 °C et aux altitudes élevées, où la couverture neigeuse persiste, tandis qu’ils devraient diminuer au sud de l’isotherme de 0 °C et aux faibles altitudes en raison de la réduction du manteau neigeux et de la fréquence accrue des pluies hivernales (Jeong et Sushama, 2018b). Cette projection est conforme à la dernière évaluation du GIEC (GIEC, 2022b), qui indique que les inondations causées par les pluies sur neige au Canada devraient devenir plus fréquentes à altitude élevée et moins fréquentes à altitude faible. Le RCCC de 2019 (Bonsal et al., 2019) projetait également une augmentation des pluies sur neige de novembre à mars dans la plupart des régions canadiennes, en raison de la hausse des températures de l’air et de la fréquence accrue des pluies (Jeong et Sushama, 2018; Musselman et al., 2018). De récentes simulations à grande échelle prévoient que la saison de pointe des pluies sur neige pourrait se déplacer vers le début de l’hiver, en particulier dans les régions d’altitude élevée, et que la contribution de ces pluies au ruissellement important diminuera à mesure que le réchauffement s’accentuera. Cette projection correspond aux tendances spatiales identifiées dans d’autres études, la diminution étant particulièrement évidente dans la région des Grands Lacs, dans l’est du Canada et dans certaines parties du Nord-Ouest Pacifique. Dans les régions de haute latitude, l’augmentation de la fréquence des pluies sur neige à l’automne et au début de l’hiver, combinée à des niveaux de ruissellement plus élevés, est susceptible d’accroître le risque d’inondations. En revanche, les pluies sur neige pourraient être moins fréquentes au printemps à basse altitude en raison de la réduction des accumulations de neige (Warden et al., 2024).

Le réchauffement des températures peut entraîner des débâcles plus précoces et plus fréquentes de la glace et augmenter les mouvements de glace dans les rivières canadiennes. On s’attend à ce que les changements climatiques entraînent une diminution du nombre et de la durée des vagues de froid au Canada, tout en contribuant à des conditions de fonte des glaces plus fréquentes et plus prolongées au milieu de l’hiver et au début du printemps (chapitre 8, section 8.2). Ces changements devraient amincir la glace des rivières, réduire l’épaisseur maximale de la glace en hiver et hâter la débâcle (chapitre 6, section 6.4). Par exemple, dans un scénario d’émissions très élevées, on s’attend à ce que l’épaisseur moyenne de la glace dans la rivière de la Paix diminue d’environ 0,2 m entre les années 1980 et les années 2050. L’interaction entre une glace plus mince et qui se forme plus tôt et les redoux en plein hiver pourrait réduire la fréquence des inondations causées par des embâcles dans certaines régions. Cependant, l’amincissement de la glace et les débâcles causées par les redoux peuvent entraîner des mouvements de glace plus imprévisibles, ce qui pourrait modifier le moment et l’endroit de formation des embâcles et augmenter les risques d’inondations en plein hiver dans les régions de haute latitude, ou nordiques. Dans le delta de la basse rivière de la Paix, des inondations dues à des embâcles moins fréquents mais imprévisibles pourraient avoir des répercussions sur les ressources en eau et les écosystèmes qui dépendent de la dynamique des inondations (Beltaos et Bonsal, 2021).

Dans l’ensemble, on projette que les changements dans la fonte des neiges, les précipitations et la dynamique des glaces modifieront les régimes d’inondation au Canada. Une fonte des neiges plus précoce, des pluies sur neige plus fréquentes et des conditions glacielles changeantes peuvent augmenter les risques d’inondation, en particulier dans les régions nordiques et en altitude. De plus, la fréquence des crues augmente dans les régions où les précipitations sous forme de pluie sont un facteur dominant. Bien qu’on puisse affirmer avec un degré de confiance élevé que l’augmentation des précipitations extrêmes accroîtra la probabilité d’inondations urbaines; l’interaction entre la réduction du manteau neigeux, la fonte printanière précoce et la fréquence accrue des pluies sur neige entraîne une variabilité régionale importante de la probabilité d’inondation. Les projections de réduction du manteau neigeux et de fonte précoce des glaces dans les rivières canadiennes suggèrent également une probabilité accrue d’inondations en plein hiver. Les petits bassins versants, qui réagissent rapidement aux pluies intenses, pourraient également être particulièrement sensibles aux changements dans la fréquence ou l’intensité des précipitations extrêmes localisées, ce qui augmenterait le risque d’inondation dans certaines régions.

Cette évolution de la dynamique des inondations montre combien il est important de comprendre les facteurs interdépendants qui contribuent aux inondations urbaines et fluviales dans un contexte de climat en changement. La figure 5.19 résume les changements projetés des principaux facteurs d’inondation au Canada dans un contexte de climat en changement.

Faits saillants de la figure : Les inondations au Canada sont un phénomène complexe. Le réchauffement climatique a des répercussions sur plusieurs facteurs qui contribuent aux inondations, ce qui pourrait entraîner des changements dans la fréquence des inondations et les moments où elles se produisent.

Figure 5.19 : Diagramme des changements évalués dans les facteurs d’inondation, la fréquence des inondations et les moments où elles se produisent. Les degrés de confiance (élevé ou moyen) correspondent aux résultats présentés à la section 5.2 sur la composante atmosphérique du cycle de l’eau, au chapitre 8 sur les précipitations extrêmes et au chapitre 6 sur la dynamique de la neige et de la glace.

5.7.3 : Changements dans les inondations régionales sous l’effet des changements climatiques

Malgré la grande variabilité régionale des régimes d’inondation, le thème commun qui se dégage à l’échelle du Canada est que plusieurs facteurs peuvent interagir pour augmenter les risques d’inondation. Par exemple, dans les Prairies canadiennes, la fonte rapide des neiges combinée à des pluies extrêmes a déclenché les inondations de 2013 en Alberta, ce qui montre comment plusieurs facteurs peuvent interagir (Pomeroy et al., 2016). De même, les inondations de 2011 dans les bassins versants des rivières Rouge et Souris ont été causées par une combinaison de facteurs : une humidité du sol déjà élevée, un gel profond, un enneigement supérieur à la moyenne et, en particulier dans le bassin de la Souris, des pluies printanières importantes, qui, ensemble, ont dépassé la capacité d’infiltration et amplifié le ruissellement (Stadnyk et al., 2016). En revanche, l’inondation de la rivière Assiniboine en 2014 a été la première grande inondation estivale causée par les pluies au Manitoba, survenant après la crue printanière. Elle a causé des dommages importants et des défaillances d’infrastructures, car des digues non gelées ont été submergées lors des fortes pluies de la fin juin (Ahmari et al., 2016). Plus récemment, le phénomène de rivière atmosphérique de 2021 en Colombie-Britannique a entraîné de graves inondations, des glissements de terrain et des perturbations d’infrastructures, illustrant les risques croissants de précipitations extrêmes et de phénomènes aggravants (Gillett et al., 2022). Les risques élevés de précipitations extrêmes, en particulier dans l’ouest du Canada et sur la côte atlantique, exacerbent les risques d’inondation dans ces régions (Dibike et al., 2021; Jalili Pirani et Najafi, 2020). En outre, diverses régions présentent des régimes hydrologiques modifiés, caractérisés par des changements dans la chronologie des débits et les niveaux d’inondation, ce qui indique l’effet des changements climatiques sur les processus hydrologiques (Dietrich, 2019; Islam, Curry, et al., 2019). La fonte accélérée des neiges et l’avancement des débits de pointe sont également très répandus, touchant en particulier l’Alberta et les régions de haute latitude (Pradhananga et Pomeroy, 2022; Shrestha, Pesklevits et al., 2021). Le tableau 1 ci-dessous présente un résumé des principales caractéristiques régionales des inondations et est suivi d’une analyse détaillée pour chaque région.

Tableau 5.1 : Résumé des changements passés et futurs dans les caractéristiques des inondations dans les différentes régions du Canada

Ce tableau résume les conclusions concordantes des publications évaluées. Aucune évaluation formelle du degré de confiance n’a été effectuée pour ces changements régionaux.

5.7.3.1 : Ouest du Canada

Les régimes d’inondation dans l’ouest du Canada devraient changer sous l’effet des changements climatiques en raison de l’augmentation des débits maximaux annuels, de la fréquence accrue des précipitations extrêmes et des changements dans la chronologie de la fonte des neiges et du ruissellement. Dans une grande partie de la région, les projections indiquent des débits de pointe plus précoces, une augmentation des débits hivernaux et printaniers et un risque accru d’inondations, en particulier en réponse à des précipitations plus extrêmes et à des changements dans la dynamique saisonnière de la fonte des neiges (Dibike et al., 2021; Krogh et Pomeroy, 2019; Siemens et al., 2021). Par exemple, on s’attend à ce que l’augmentation des pluies hivernales contribue à une transition dans des régions telles que le bassin du fleuve Fraser vers un régime mixte nival-pluvial (dominé par la fonte des neiges et les pluies), où les pluies extrêmes déterminent les débits de pointe quotidiens. De même, des études projettent des débits hivernaux plus élevés et un ruissellement de pointe plus précoce dans des bassins versants, tels que ceux des rivières Athabasca et Saskatchewan, en raison du réchauffement et de l’évolution des régimes de précipitations (Ammar et al., 2020; Dibike et al., 2021; Islam, Curry et al., 2019).

Bien qu’il existe des variations régionales, certaines études suggèrent une probabilité plus élevée de débits extrêmes plus fréquents et de débits estivaux et automnaux plus faibles dans de nombreux bassins versants (Chegwidden et al., 2019). Ces résultats font ressortir le rôle des précipitations extrêmes et de la fonte des neiges dans les risques d’inondation et mettent en évidence la nécessité de comprendre comment l’évolution des régimes hydrologiques peut influer sur les risques d’inondation.

5.7.3.2 : Nord du Canada

Les projections relatives aux inondations dans les régions de haute latitude indiquent des réponses complexes et variables aux changements climatiques. Elles suggèrent une augmentation des débits annuels, des débits de pointe plus précoces et un risque accru de débits de pointe intenses en raison de l’évolution des régimes de précipitations et de la dynamique de la fonte des neiges (Nolin et al., 2023; Shrestha et al., 2019). Dans les bassins fluviaux subarctiques, tels que celui de la haute rivière Harricana, on prévoit des crues printanières plus fréquentes et plus importantes en raison de la modification des précipitations et du dégel du pergélisol (Nolin et al., 2023). De même, dans le nord‑ouest du Canada, on s’attend à ce que les bassins versants d’amont situés à la transition entre la toundra et la taïga connaissent des épisodes de ruissellement printanier plus précoces et plus importants (Krogh et Pomeroy, 2019). Les projections pour les bassins pergélisolés de l’Arctique et de l’Amérique du Nord indiquent une variabilité saisonnière des débits maximaux et des changements importants dans leur chronologie et leur ampleur selon les régions (Bennett et al., 2023). Pour le bassin du fleuve Mackenzie, le débit annuel devrait augmenter de 2,3 % par décennie dans les scénarios d’émissions intermédiaires (SSP2-4.5) et de 4,9 % par décennie dans les scénarios d’émissions très élevées (SSP5-8.5), et la fonte des neiges au printemps devrait survenir plus tôt en réponse au réchauffement (Zhang et al., 2023). Ces changements mettent en évidence les effets des variations d’origine climatique des précipitations et de la fonte des neiges sur l’hydrologie des régions de haute latitude.

5.7.3.3 : Centre du Canada

Les changements dans les régimes de température et de précipitations modifient les régimes hydrologiques dans le sud de l’Ontario. Dans des bassins versants comme ceux des rivières Grand et Credit, on observe des débits élevés plus précoces, une augmentation des débits l’hiver et une réduction des débits au printemps (Champagne et al., 2019). Les projections pour la rivière Grand indiquent une augmentation prononcée du débit de la crue printanière dans les scénarios d’émissions intermédiaires (SSP2-4.5) et élevés (SSP3-7.0), en raison d’une fonte des neiges plus précoce et de la modification de la dynamique des précipitations (Dietrich, 2019). En revanche, les bassins versants comme celui de la rivière Nation, dans l’est de l’Ontario, devraient connaître des inondations printanières moins fréquentes et moins intenses en raison de débits de pointe plus précoce et de débits printaniers réduits (Champagne et al., 2020). Dans les scénarios d’émissions élevées, on prévoit également des débits printaniers précoces et des débits maximaux annuels réduits dans les bassins versants du nord‑est de l’Ontario, comme celui de la rivière Groundhog, entre 2059 et 2098 (Champagne et al., 2020).

Les régimes hydrologiques au Québec présentent des réponses variables au réchauffement. Les projections pour le bassin versant de la rivière Nicolet suggèrent un décalage des débits de pointe vers la saison hivernale, augmentant ainsi la probabilité d’inondations hivernales (Jiang et al., 2020). Les bassins versants du sud du Québec sont sensibles au réchauffement progressif : dans un scénario de réchauffement planétaire de 1 °C et d’augmentation des précipitations de 20 % dans le sud du Québec, les débits de pointe printaniers augmentent et surviennent plus tôt. Toutefois, pour les projections dans un scénario de réchauffement planétaire supérieur à 1 °C, on s’attend à une baisse des débits de pointe et à d’autres changements dans leur chronologie et leur intensité (Aygün et al., 2020). Ces changements suggèrent l’existence de seuils de température qui permettraient de déterminer les risques d’inondation futurs dans la région.

5.7.3.4 : Canada atlantique

Le Canada atlantique subit l’effet croissant des changements climatiques sur les inondations régionales. En 2019, les niveaux d’eau records de la rivière Saint-Jean, causés par la fonte des neiges et des pluies intenses, ont entraîné l’une des plus longues inondations de la région, déplaçant des communautés et endommageant les infrastructures. Le long de la côte atlantique, les précipitations hivernales excessives, les fortes ondes de tempête et l’accumulation de neige contribuent à des inondations côtières fréquentes, en particulier à Terre-Neuve-et-Labrador, y compris dans la péninsule d’Avalon (Jalili Pirani et Najafi, 2020; Mostofi Zadeh et al., 2020). La fréquence et l’intensité croissantes des débits extrêmes indiquent un risque accru d’inondations dans toute la région.

5.7.4 : Termes liés à la confiance dans les messages clés : résumé des données probantes

Message clé 5.9 : Au cours de la période d’observation, aucune tendance systématique des inondations fluviales n’a été observée à l’échelle nationale (degré de confiance élevé). Les inondations fluviales au Canada sont causées par de multiples facteurs, notamment les précipitations extrêmes, la fonte rapide des neiges, les pluies sur neige et les embâcles, qui interagissent de manière complexe.

Message clé 5.10 : On s’attend à ce que les augmentations projetées des précipitations extrêmes entraînent des crues soudaines plus fréquentes et plus intenses à travers le Canada (degré de confiance élevé). On s’attend à ce que les températures plus élevées entraînent une fonte des neiges plus précoce, des épisodes de pluie sur neige et des débâcles, ce qui se traduira par des inondations fluviales printanières plus précoces (degré de confiance moyen). Cependant, leur fréquence future reste incertaine en raison des interactions entre la hausse des températures, la réduction du manteau neigeux et la dynamique complexe des inondations liées aux embâcles et à la fonte des neiges.

L’évaluation des inondations fluviales met en évidence la complexité de ces phénomènes, qui sont souvent influencés par une combinaison de facteurs climatiques, cryosphériques, hydrologiques et humains. Bien qu’il y ait eu une augmentation des crues dans certaines régions du pays, les changements passés dans la fréquence et l’ampleur des inondations ont varié considérablement au Canada. Il n’y a pas de tendance détectable à la hausse des inondations fluviales pour l’ensemble du Canada. Par conséquent, nous avons un degré de confiance élevé dans le premier

En ce qui concerne le deuxième message clé, de nombreuses études projettent une augmentation de la fréquence et de l’intensité des précipitations extrêmes qui est cohérente à l’échelle du pays (chapitre 8, section 8.3), ce qui nous permet d’avoir un degré de confiance élevé dans l’augmentation future de la fréquence des inondations soudaines dans tout le Canada (y compris les inondations urbaines). Notre degré de confiance moyen dans le changement projeté du moment des inondations printanières liées aux embâcles, aux pluies sur neige et à la fonte des neiges, lesquelles devraient survenir plus tôt dans l’année, est étayé par les projections de températures hivernales et printanières plus élevées (chapitre 3, section 3.4), par les nombreuses études qui ont signalé une fonte des neiges plus précoce et des changements dans le moment des débits de pointe au cours des dernières décennies, associés au réchauffement climatique, et par les nombreuses études qui prévoient que ces changements se poursuivront avec le réchauffement futur. Notre degré de confiance est limité à moyen en raison de la complexité des facteurs associés aux inondations liées à la fonte des neiges et du manque d’études sur les inondations futures à travers le Canada. L’affirmation concernant l’incertitude quant à la fréquence future des inondations – en raison des interactions entre la hausse des températures, la réduction du manteau neigeux et la dynamique complexe des inondations liées à la fonte des neiges – est factuelle.

5.8 : Principales lacunes dans les connaissances et nouveaux enjeux

Il existe d’importantes lacunes dans les connaissances relatives à l’évaluation des changements passés liés au cycle de l’eau et à leurs répercussions sur la disponibilité de l’eau douce au Canada. Ces lacunes sont principalement attribuables à l’absence d’observations à long terme cohérentes de l’atmosphère, des eaux de surface et des eaux souterraines à l’échelle du Canada. Par exemple, moins de 600 lacs canadiens font actuellement l’objet d’une surveillance du niveau d’eau par le Réseau hydrométrique national, tandis que la densité et la continuité des données sur le niveau des eaux souterraines mesuré dans les réseaux de puits au Canada sont incohérentes, et ces données ne sont pas archivées ni évaluées à l’échelle nationale. De même, le nombre de stations météorologiques au Canada a été réduit au même niveau qu’au début du XX^e siècle (Mekis et al., 2018). En outre, ces limites en matière d’observation existent également pour les composantes atmosphériques (évaporation, transport d’humidité à grande échelle, etc.) et cryosphériques (manteau neigeux, équivalent en eau de la neige, etc.) du cycle de l’eau abordées aux chapitres 2, 4 et 6. Compte tenu de ces limites en matière de données, il est difficile de produire une évaluation à l’échelle du Canada des tendances passées en matière d’eau douce. Des technologies de télédétection satellitaire pourraient apporter une solution partielle à ces incohérences temporelles et spatiales. Ces technologies comprennent la mission Surface Water and Ocean Topography, qui est conçue pour évaluer les changements dans les volumes d’eau douce à l’échelle mondiale à une résolution sans précédent, la mission Gravity Recovery and Climate Experiment, qui a été et continuera d’être utilisée pour quantifier les changements graduels dans le stockage des eaux souterraines à l’échelle nationale, et la mission Soil Moisture Active Passive, qui fournit actuellement des estimations continues de l’humidité du sol au Canada dans son ensemble (Bonsal et al., 2019).

Les effets passés des changements climatiques sur les eaux douces de surface et souterraines sont également difficiles à quantifier en raison de la complexité et de la diversité des systèmes d’eau douce au Canada, ainsi qu'en raison des nombreux effets de facteurs anthropiques, tels que les barrages et les dérivations, les prélèvements d’eau (par exemple, le pompage d’eaux souterraines à des fins domestiques et d’irrigation) et les changements d’affectation des terres (par exemple, l’urbanisation et le drainage de milieux humides). Ces facteurs sont susceptibles de s’intensifier à l’avenir, en partie dans le cadre des mesures d’adaptation visant à atténuer les effets des changements climatiques.

Comme indiqué dans le présent chapitre, les changements futurs liés au cycle de l’eau et leurs répercussions sur la disponibilité de l’eau douce à l’échelle du Canada sont principalement évalués à l’aide d’une cascade de modèles numériques. Pour les changements touchant l’eau douce de surface et souterraine, l’évaluation repose souvent sur les changements climatiques tirés d’un ensemble de MCG ou de MRC, qui simulent les conditions atmosphériques, comme la température, les précipitations, le vent et la circulation atmosphérique, et intégrés à un modèle hydrologique ou un modèle des eaux souterraines. Dans certains cas, les débits fluviaux et les niveaux d’eau peuvent être directement tirés des MCG ou des MRC. Bien que des progrès importants aient été réalisés pour améliorer la prévisibilité des outils de modélisation et, dans certains cas, pour comprendre et réduire l’incertitude des résultats des modèles, des défis subsistent en raison du degré important d’incertitude des modèles, en particulier lorsque plusieurs types de modèles différents sont utilisés. Comme pour les changements passés, la complexité et la diversité des systèmes d’eau douce de surface et souterrains à travers le Canada, ainsi que l’effet des modifications anthropiques des systèmes d’eau douce, notamment les changements d’utilisation des terres et la construction de barrages et de dérivations, ajoutent à cette incertitude.

5.9 : Synthèse des changements dans le cycle de l’eau

Message clé 5.11 : De nombreux processus liés au cycle de l’eau se produisent désormais plus tôt au printemps (degré de confiance élevé), notamment la fonte des neiges, la crue printanière, la recharge des aquifères et une date de déglacement. Ces changements devraient se poursuivre (degré de confiance élevé) et pourraient avoir des conséquences sur la sécurité future de l’eau douce.

Message clé 5.12 : Le réchauffement climatique a modifié et continuera de modifier le cycle hydrologique au Canada (degré de confiance moyen). Cela se traduit par une augmentation des précipitations, des changements dans la proportion des précipitations sous forme de pluie par rapport à celles sous forme de neige, une augmentation de l’évaporation pendant la saison chaude et un risque accru d’inondations soudaines et de sécheresses estivales. On s’attend à ce que ces changements aient une incidence directe sur la disponibilité de l’eau douce de surface et souterraine dans tout le Canada.

Notre confiance dans ces messages clés repose sur les évaluations de la confiance dans les messages clés précédents et est étayée par les données probantes présentées dans les sections pertinentes.

La présente évaluation de synthèse porte sur les changements climatiques passés et futurs du cycle hydrologique qui ont une incidence sur la disponibilité de l’eau douce au Canada. La figure 5.20 présente un diagramme de cette évaluation.

Le réchauffement climatique a des effets considérables sur la disponibilité de l’eau douce au Canada, principalement en modifiant les précipitations et l’évaporation, les deux principales composantes atmosphériques du cycle de l’eau, ainsi qu’en réduisant de nombreuses composantes de la cryosphère. On s’attend à ce que ces effets se poursuivent. En particulier, le réchauffement climatique d’origine humaine a augmenté les quantités totales de précipitations (chapitres 2 et 3), entraîné des changements dans la proportion des précipitations sous forme de pluie par rapport à celles sous forme de neige (section 5.2; chapitre 2) et provoqué une augmentation des épisodes de fortes précipitations (sections 5.2, 5.7; chapitre 8), tous ces effets devant se poursuivre selon les projections. Le réchauffement climatique causé par l’être humain augmente également l’évaporation à partir des terres et des eaux libres en raison de l’allongement de la période sans glace. De plus, la cryosphère du Canada a diminué et continuera de le faire. Les effets critiques de la cryosphère sur la disponibilité de l’eau douce au Canada comprennent la diminution du manteau neigeux, la fonte des neiges plus précoce, le recul des glaciers et le dégel du pergélisol dans le nord du Canada (chapitre 6).

Faits saillants de la figure : Le réchauffement passé et futur influe sur tous les aspects du cycle de l’eau et de la disponibilité en eau douce au Canada.

Figure 5.20 : Diagramme résumant la façon dont la hausse des températures a modifié et devrait continuer de modifier le cycle de l’eau au Canada et la disponibilité de l’eau douce qui en résulte. Les énoncés dans les encadrés reflètent les conclusions générales du chapitre 5. Les messages clés de ce chapitre présentent des conclusions évaluées plus détaillées. Les évaluations des différents sujets sont énoncées dans de multiples chapitres du RCCC de 2026, comme l’indiquent les notes sur les chapitres et les sections.

Les changements dans les composantes atmosphériques et cryosphériques du cycle de l’eau ont une incidence sur la disponibilité de l’eau douce de surface et souterraine, ainsi que sur la survenue de phénomènes hydroclimatiques extrêmes, notamment les sécheresses et les inondations (figure 5.20). Certains des effets les plus importants concernent le débit des cours d’eau, où les changements passés et futurs du débit saisonnier se traduisent par des augmentations pendant l’hiver et, dans la plupart des cas, par des diminutions pendant l’été. Le débit annuel a augmenté dans les régions septentrionales du pays, et cette tendance devrait se poursuivre. Les changements saisonniers du débit et les crues printanières plus précoces et moins importantes en raison du réchauffement entraînent une modification des régimes hydrologiques, qui passent d’un régime nival à un régime pluvial. Ces changements de régime devraient également se poursuivre.

Les eaux de surface sous forme de lacs et de milieux humides sont également touchées par le réchauffement, mais les changements les touchant sont plus variés que pour le débit des cours d’eau. Les chercheurs prévoient que les niveaux d’eau baisseront dans certaines régions et augmenteront dans d’autres en raison des nombreux facteurs complexes qui influent sur le stockage des eaux de surface. Ces facteurs comprennent l’équilibre entre l’augmentation de l’évaporation des eaux libres, due aux températures élevées et à l’allongement des périodes sans glace, et l’augmentation projetée des précipitations. En outre, les eaux de surface dans les régions nordiques sont affectées par le dégel du pergélisol et le drainage de lacs qui en résulte ou, dans certains cas, par l’expansion des lacs. Tous ces facteurs ont une incidence sur les niveaux des eaux de surface et sont modifiés par le réchauffement climatique.

Les changements touchant la température de l’air, les précipitations et la cryosphère ont également une incidence sur les eaux souterraines. Compte tenu de la fonte précoce des neiges et de l’augmentation des pluies hivernales, la recharge future des aquifères devrait se produire plus tôt dans l’année. De plus, selon les données, les eaux souterraines devraient rester l’une des ressources en eau douce les plus résilientes dans un climat en changement comparativement aux eaux de surface, dans l’ensemble du pays. Cependant, compte tenu des données limitées et de la complexité des systèmes d’eaux souterraines et de leurs interactions avec les eaux de surface et le climat, il est difficile d’évaluer les changements dans les systèmes d’eaux souterraines du Canada.

Le réchauffement, les changements dans les précipitations et l’évaporation, ainsi que la diminution de la neige et de la glace devraient avoir une incidence sur la fréquence des phénomènes hydroclimatiques extrêmes, à savoir les sécheresses et les inondations. En outre, comme le montre la figure 5.20, les extrêmes hydroclimatiques influent également sur la disponibilité de l’eau douce de surface et souterraine. On projette une augmentation de la fréquence et de l’intensité des sécheresses météorologiques et agricoles, principalement dans le centre et le sud du Canada pendant l’été. Cette augmentation projetée est principalement due à une évapotranspiration plus élevée qui n’est pas compensée par une augmentation des précipitations. Les sécheresses hydrologiques estivales devraient également augmenter dans de nombreuses régions du sud du Canada, principalement en raison d’une évapotranspiration accrue et d’un ruissellement réduit à partir des régions montagneuses.

Au Canada, les inondations liées au débit des cours d’eau sont causées par de multiples facteurs (précipitations extrêmes, fonte rapide des neiges, pluie sur neige et embâcles), qui interagissent de manière complexe. L’augmentation projetée des précipitations extrêmes devrait accroître la fréquence des crues soudaines, y compris les inondations urbaines. Cependant, il existe une incertitude considérable quant à la fréquence projetée des inondations printanières dues à la fonte rapide des neiges, à la pluie sur neige et aux embâcles. La hausse des températures et l’augmentation des précipitations pourraient accélérer la fonte rapide des neiges et les crues dues à la pluie sur la neige, tandis que la diminution des chutes de neige et l’amincissement de la couche de glace pourraient réduire la fréquence des inondations printanières, y compris celles liées aux embâcles fluviaux. Comme pour d’autres variables liées à l’eau douce, les projections indiquent que le réchauffement climatique entraînera des inondations printanières plus précoces.

Tous ces processus (figure 5.20) ont modifié le bilan hydrique historique et la disponibilité en eau douce qui en résulte dans de nombreuses régions du pays, et continueront de le faire. L’effet le plus identifiable est le décalage vers le début du printemps de nombreux processus, tels que la fonte des neiges, la crue printanière, la recharge des aquifères et les dates de déglacement (sections 5.2.1, 5.3.1, 5.3.2, 5.4.2, 5.5.1, 5.7.1 et 5.7.2). De plus, le cycle hydrologique du Canada est et continuera d’être modifié par l’augmentation des précipitations, les changements dans la proportion des précipitations sous forme de pluie par rapport à celles sous forme de neige, l’augmentation de l’évaporation pendant la saison chaude à partir de la surface terrestre et des eaux libres, et le risque accru d’inondations soudaines et de sécheresses estivales (sections 5.2.2, 5.4.2.2, 5.6.3, 5.7.2 et 5.7.3).

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