Un nouveau modèle pour réduire la pollution de l'eau

Le 15 avril 2015— Winnipeg (Manitoba)

Vers des eaux plus pures

Une des étendues d’eau les plus vulnérables du Canada est le bassin hydrographique des rivières Rouge et Assiniboine, où les crues printanières et les orages entraînent le déversement d’innombrables polluants agricoles dans le lac Winnipeg, la plus importante réserve d’eau douce de la région. Le ruissellement des éléments nutritifs qui en résulte agit à la manière d’un engrais qu’on épand, nourrissant les algues microscopiques, qui prolifèrent rapidement et épuisent l’oxygène dans l’eau, rendant celle-ci toxique et accroissant les risques d’intoxication pour les poissons, la faune et l’être humain.

Parce qu’il chevauche la frontière canado-américaine, le bassin Rouge-Assiniboine tombe sous la juridiction de la Commission mixte internationale (CMI), organisme binational ayant pour tâche de superviser l’exploitation des étendues d’eau communes par les deux administrations fédérales. Sachant qu’il faut connaître l’origine précise des polluants si l’on veut en atténuer l’impact sur l’écosystème lacustre, la CMI s’est mise en quête d’une organisation qui l’aiderait à retracer la provenance des nutriments et à identifier les « points chauds » les plus problématiques.

En 2011, la CMI s’est tournée vers le programme Infrastructure marine, énergie et ressources hydriques (IMERH) du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) pour qu’il entreprenne une étude à la grandeur du bassin hydrographique afin d’aider les deux pays à déterminer où concentrer leurs efforts en vue de réduire et de réguler aussi efficacement que possible l’apport d’éléments nutritifs.

Écoulement bidirectionnel

Selon Glenn Benoy, conseiller principal pour la qualité de l’eau et l’écosystème de la section canadienne de la CMI, les modèles classiques qui évaluent la qualité de l’eau sont pour la plupart conçus pour être utilisés à petite échelle. Ils ne procurent pas aux gestionnaires des administrations fédérales, des provinces ou des états une vue holistique de l’origine des éléments nutritifs dans le bassin Rouge-Assiniboine. Ajoute M. Benoy, « Il nous fallait un modèle robuste, à grande échelle, pouvant fournir des données utiles à partir desquelles on déterminera l’origine et la dispersion des polluants et formulera des recommandations au gouvernement de chaque pays. »

Pour créer un tel modèle, les experts du CNRC ont décidé d’aborder une vieille technologie sous un nouvel angle. Mis au point au départ par la United States Geological Survey (USGS) en 1997, le logiciel de modélisation SPARROW (pour Spatially-Referenced Regressions On Watershed, ou régressions par coordonnées spatiales appliquées aux bassins hydrographiques) est utilisé depuis longtemps dans le monde entier pour estimer la provenance et la destination des contaminants dans les réseaux fluviaux de petite envergure. Pour identifier les points chauds du lac Winnipeg, le CNRC l’a modifié et a entrepris la première analyse transfrontalière de la qualité de l’eau jamais réalisée à une telle échelle.

En modifiant SPARROW de cette façon – ce qui n’avait jamais été tenté auparavant –, on a réussi à intégrer des dizaines de jeux de données disparates (données géospatiales et données sur la qualité de l’eau) en un seul outil capable de traiter les informations glanées dans les deux pays. Ainsi, les compétences canadiennes et américaines avaient accès aux mêmes données sur les cours d’eau mitoyens.

Renverser la marée pour l'avenir

Bien que les chercheurs attachés au projet regroupaient des experts du CNRC, d’Environnement Canada, de la CMI et de l’USGS, les modifications effectuées par le CNRC, estime-t-il, sont uniques, ne serait-ce qu’en raison du volume sans précédent de détails que le modèle prend en compte et interprète.« Le CNRC a accompli un travail titanesque en rassemblant des dizaines d’aspects complexes du relief pour en faire un système d’information géographique qui regroupe de façon homogène des couches de données de chaque côté de la frontière », explique M. Benoy.

Le modèle, qui restitue les données sous forme numérique et visuelle, a permis à l’équipe binationale d’identifier et de cartographier avec succès les nombreuses sources problématiques de nutriments, notamment des cultures, des élevages et des usines d’épuration.

L’étude sur le bassin Rouge-Assiniboine étant terminée et l’adaptation du modèle SPARROW ayant brossé un meilleur tableau des sources de pollution du lac Winnipeg, la CMI a demandé au le CNRC d’exploiter cette nouvelle technologie pour analyser les sources de polluants des cinq Grands Lacs – une façon d’appliquer cette solution unique à d’autres réseaux hydrographiques d’Amérique du Nord et d’ailleurs.

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