Préface
Ce document constitue la deuxième édition de CSA S503, Planification, conception et maintenance de systèmes de drainage dans les communautés du Nord. Il remplace l’édition précédente publiée en 2015.
Bien que cette norme se veuille complète, certains organismes pourraient devoir adapter certaines procédures en fonction de leurs propres besoins.
Cette norme a été élaborée grâce à la collaboration de nombreux experts et représentants avertis des gouvernements territoriaux du Canada et du secteur privé.
Groupe CSA a reçu un financement du Conseil canadien des normes pour l’élaboration de cette norme, dans le cadre de l’Initiative de normalisation des infrastructures du Nord, avec la contribution du Comité consultatif du Nord (CCN).
La version française de cette norme a été préparée par Groupe CSA, d’après l’édition anglaise publiée en novembre 2020, laquelle a été élaborée par le Groupe de travail sur la planification, la conception et la maintenance de systèmes de drainage communautaires, sous l’autorité du Comité technique sur l’eau, les eaux usées et les eaux pluviales du Nord et du Comité directeur stratégique sur les ressources naturelles, et a été formellement approuvée par le Comité technique.
Cette norme a été élaborée conformément aux exigences du Conseil canadien des normes relatives aux Normes nationales du Canada. Cette norme a été publié en tant que Norme nationale du Canada par Groupe CSA.
Introduction
0.1 La spécificité du Nord et les systèmes de drainage de surface dans le Nord Les systèmes de drainage du Nord du Canada sont particuliers en raison de la variation climatique, de la géographie, de la géologie, de la démographie et de la culture. Le Nord est une région qui connaît de longues périodes de températures extrêmement froides; c’est une région exceptionnellement vaste et éloignée, une région de pergélisol dont le sol présente d’autres difficultés techniques, une région de petites communautés isolées à faible densité de population, et une région à forte population autochtone. Même si ces différentes caractéristiques contribuent à la diversité des communautés dans le Nord, toutes ces communautés font face à des défis similaires quant aux systèmes de drainage de surface et aux coûts élevés des activités d’exploitation subséquentes.
Si les hivers sont longs et froids, ce sont l’été et les brèves intersaisons du printemps et de l’automne qui créent les problèmes perpétuels de drainage de surface qui se révèlent catastrophiques dans les cas les plus graves, et un défi constant à relever année après année.
Les figures 1, 2 et 3 illustrent certains problèmes de drainage types dans le Nord.
0.2 Défis associés à la conception et à l’exploitation des systèmes de drainage au Nord du Canada
Il n’existe pas de solution permanente, simple et rapide pour résoudre des problèmes de drainage de surface dans les communautés nordiques. La courte saison propice à la construction, l’éloignement, les capacités limitées de la communauté et les conditions de sol difficiles créent, entre autres facteurs, un ensemble complexe de problèmes tenaces à résoudre année après année. Par exemple, la logistique nécessaire pour installer ou remplacer un simple ponceau présente souvent de grands défis. Tout d’abord, il faut prévoir l’achat de tuyaux de la bonne dimension bien avant d’en avoir besoin. Ils devront peut-être être livrés par route d’hiver ou par bateau, les deux modes de livraison n’étant possibles que dans une toute petite fenêtre du cycle saisonnier. En outre, la disponibilité de la main-d’oeuvre et de l’équipement, n’est pas garantie; ces deux ressources pourraient déjà avoir été affectées à d’autres projets pendant la courte saison d’été propice aux travaux de construction.
Même quand les ressources nécessaires sont disponibles, l’emplacement, les conditions locales du sol (telles que la présence de pergélisol), ainsi que la qualité et la quantité des matériaux disponibles auront une influence sur, par exemple, la méthode d’installation des ponceaux dans une communauté spécifique et la durée de leur vie utile.
Les impacts et l’ampleur du changement climatique s’imposent désormais comme les principaux défis à relever dans la conception et l’exploitation des systèmes de drainage de l’eau de surface dans le Nord.
Ces défis sont d’autant plus grands que les équipes ne disposent que de données climatiques limitées, ce qui amplifie le risque et l’incertitude. Une information limitée et incomplète est la norme dans le Nord du Canada. En outre, une maintenance annuelle systématique est prévue. Cependant, la maintenance régulière à elle seule n’est pas suffisante pour répondre aux risques, aux défis et aux impacts des catastrophes imprévisibles qui exigent une intervention immédiate avec des capacités de réparation limitées.
Dans la plupart des communautés nordiques, la planification, la conception et la maintenance des systèmes de drainage sont souvent effectuées de manière ponctuelle et réactive. Les planificateurs, les ingénieurs et les gestionnaires des biens des trois territoires du Canada, ainsi que ceux de Terre-Neuveet-Labrador et du Nunavik, ont tous affirmé que les méthodes habituelles de planification et de conception du drainage, ainsi que les pratiques relatives à la maintenances ne sont pas bien établies et souvent mal comprises. C’est pourquoi on assiste dans tout le Nord à une détérioration continue et persistante des infrastructures communautaires. De bonnes pratiques de planification, conception et maintenance du drainage sont essentielles pour protéger les infrastructures communautaires et maintenir leur durée de vie.
De nombreux professionnels admettent que les changements sur le climat modifient les conditions météorologiques dans le Nord, et continueront de le faire. Voici une liste des impacts observés dans le Nord :
a) une augmentation d’événements météorologiques extrêmes entraînant de plus grandes accumulations de neige, de la pluie en hiver, du glaçage et des vents plus forts;
b) un dégel rapide au printemps;
c) davantage de précipitations soudaines et fortes; et
d) une plus grande instabilité météorologique en général.
En raison du changement climatique qui se manifeste plus rapidement que prévu dans le Nord du Canada, on assiste à une augmentation de la fréquence des événements météorologiques extrêmes imprévisibles. Il faut donc modifier et adapter les pratiques de planification, conception, exploitation et maintenance des systèmes de drainage. La mise en place de nouveaux outils et de stratégies adaptatives est nécessaire pour gérer les effets du changement climatique sur les systèmes de drainage de surface des communautés; la préparation de plans de drainage de surface n’en constitue qu’une première étape.
C’est depuis peu que des méthodes d’évaluation du changement climatique et des outils d’adaptation associés sont élaborés et appliqués aux projets d’infrastructures. Parmi ces outils, les évaluations de la vulnérabilité n’en sont qu’à leurs débuts et ne sont pas effectuées systématiquement dans les communautés du Nord. Des évaluations de vulnérabilité ont été effectuées aux niveaux territorial et régional, bien qu’avec beaucoup moins de détails. Dans la plupart des cas, l’impact de l’écoulement provenant de la fonte des neiges et des précipitations a été reconnu comme un risque important dans une communauté. Des plans d’adaptation ont été mis sur pied pour certaines communautés nordiques, dont Whitehorse et Yellowknife, ainsi que pour des hameaux aussi petits que Clyde River dans le Nunavut.
Les conclusions des évaluations de la vulnérabilité effectuées dans le Nord confirment pour l’instant que les plans et les infrastructures de drainage actuels sont souvent inadéquats pour contrôler les effets d’un changement climatique. Dans bon nombre de cas, les niveaux de service sont insuffisants et les réparations effectuées à l’infrastructure de drainage ne sont ni fréquentes ni systématiques. Ultimement, cette problématique donnera lieu à des réparations plus coûteuses. D’autres conditions liées au changement climatique, telles que le réchauffement, la détérioration du pergélisol et d’importantes failles locales dans l’hydrogéologie, créent de nouveaux problèmes de drainage au sein des communautés et aggravent les problèmes existants. En outre, les activités humaines causant des changements à la surface au sol pourraient avoir un impact sur le régime thermique du sol qui, subséquemment, aura un effet sur les conditions de drainage.
La réduction de la vulnérabilité des infrastructures au changement climatique est d’une importance vitale pour plusieurs raisons, dont le coût et les ressources limitées. Les projets de construction des infrastructures nordiques ont toujours prévu très peu de redondance, en partie à cause des coûts supplémentaires élevés et des complications inhérentes aux communautés éloignées. C’est encore plus vrai pour les biens communautaires de grande valeur, tels que les écoles, les établissements médicaux, les centres communautaires et autres bâtiments reconnus comme infrastructures essentielles (selon le Code national du bâtiment du Canada). Étant donnée l’aggravation des problèmes liés au changement climatique, les gouvernements du Nord et les autres intervenants reconnaissent qu’il n’est plus possible d’attendre au lendemain pour faire des choix difficiles et qu’il faut maintenant de meilleurs outils pour prendre des décisions sur l’adaptation des infrastructures.
0.3 Contexte des systèmes de drainage communautaires
Les systèmes de drainage communautaires recueillent l’eau qui s’écoule de la fonte de la neige et de la glace et des tempêtes de pluie ou de neige. Ces systèmes planifient le transport de l’eau de surface de telle sorte qu’elle traverse ou contourne la communauté. L’eau de drainage est recueillie à l’échelle du terrain, du quartier et de l’ensemble de la communauté; l’accumulation s’écoule vers un point en contrebas propice à l’évacuation telle qu’une zone humide, un cours d’eau ou d’autres éléments topographiques adaptés, ou à l’infiltration vers le niveau supérieur de la nappe phréatique. Toutes les précautions devraient être prises pour confirmer qu’aucun contaminant n’a été rejeté dans l’environnement.
Il faut que la planification, la conception, la construction et l’entretien du système de drainage d’une communauté tiennent compte de sa capacité à traiter l’accumulation d’eau qui provient de toutes les zones de captage de la communauté, ainsi que l’eau de surface qui provient de l’extérieur de la communauté, mais la traverse en raison de la topographie ou d’autres facteurs.
0.4 Objectif de la présente norme
Cette norme précise les exigences minimales relatives à la planification, à la conception et à la maintenance de systèmes de drainage communautaires dans les communautés du Nord du Canada. Son but est d’améliorer la capacité des communautés et des personnes, de préparer des plans de drainage communautaires efficaces et de les mettre en oeuvre. Ces plans visent à résoudre les difficultés actuelles et prévues de gestion du drainage qui découlent de déficiences des pratiques antérieures, ainsi qu’à combler le besoin de s’adapter aux futurs changements climatiques.
Les systèmes de drainage dans les petites communautés éloignées du Nord ont toujours été mal construits et mal gérés. Cette norme offre un guide aux praticiens qui participent à la planification, à la conception, à la construction, à la maintenance et à la remise en état des systèmes de drainage dans les communautés nordiques.
Les prescriptions de cette norme proviennent de pratiques exemplaires existantes et peuvent être intégrées directement dans les plans d’utilisation des terres communautaires. En outre, cette norme a pour but :
a) de préciser les techniques de planification et de mise en oeuvre des systèmes de drainage communautaires afin de tenir compte des effets du changement climatique et de l’évolution du régime du pergélisol;
b) de décrire les pratiques de planification du terrain et de la communauté qui contribuent à préserver l’infrastructure communautaire, ainsi que les processus de conservation du paysage naturel par des mesures de prévention et d’atténuation ainsi que par de bonnes pratiques de gestion des systèmes de drainage;
c) de proposer des solutions pragmatiques à faible coût qu’il est possible d’adapter et de mettre en oeuvre selon les contraintes locales en matière de capacité et de ressources;
d) d’aider les communautés nordiques à protéger les biens communautaires; et
e) de promouvoir la santé et la sécurité du public dans les communautés nordiques.
0.5 Guide de l’utilisateur
Cette norme vise à combler les besoins de trois groupes. Le premier groupe comprend les administrateurs des communautés, les propriétaires des terrains et des bâtiments, et les gestionnaires des biens, y compris les organismes de réglementation et les inspecteurs, qui participent aux décisions sur le choix du système de drainage à utiliser. Ce groupe comprend les personnes responsables de veiller à ce que ces systèmes soient construits et exploités adéquatement. Le deuxième groupe comprend les personnes qui participent à la planification et à la conception des infrastructures de drainage de surface, et qui en supervisent la construction, l’exploitation et la maintenance. Le troisième groupe est constitué des divers intervenants devant comprendre comment l’intégration des pratiques de drainage exemplaires est susceptible de réduire les impacts d’un changement climatique (par exemple, les décideurs).
Les utilisateurs devraient comprendre les exigences des autorités réglementaires ayant compétence sur la conception, la construction, l’exploitation et la maintenance des systèmes de drainage et des composants connexes dans les régions nordiques. Cela comprend toutes les lois et tous les règlements fédéraux, territoriaux/provinciaux et régionaux, ainsi que les règlements municipaux, qui s’appliquent à la gestion de l’usage des terres et de l’eau, au développement des infrastructures communautaires et à la construction de bâtiments.
Cette norme est structurée pour aider les utilisateurs à procéder dans l’ordre aux trois étapes essentielles à la mise en oeuvre d’un système de drainage de surface. Ces étapes sont la planification et la conception, la construction, et la maintenance et la réparation.
Pour préparer un nouveau plan de drainage ou mettre à jour un plan existant, commencer à l’article 4.
La planification d’un système de drainage communautaire devrait être intégrée, le cas échéant, aux plans d’urbanisme, aux politiques et aux règlements de zonage existants. Les renseignements, tels que la caractérisation du site, l’hydrologie, la topographie, la géologie de surface, les données climatiques et les cartes sont nécessaires pour élaborer des plans de drainage, ainsi que les plans d’urbanisme global. Toutefois, l’absence d’un plan d’urbanisme ne devrait pas empêcher l’élaboration d’un plan de drainage, car il est possible d’élaborer celui-ci sans disposer d’un plan d’urbanisme.
Les exigences relatives à la conception d’un système de drainage communautaire se trouvent à l’article 5. Si ces exigences fondamentales pourraient suffire aux besoins de certaines communautés, d’autres s’en serviront comme exigences de base auxquelles s’ajouteront, une étape à la fois, des éléments de conception adaptés aux circonstances et aux besoins locaux.
Les communautés dont les systèmes de drainage sont partiellement ou entièrement opérationnels devraient réviser leurs plans de drainage par rapport aux exigences de l’article 4 et la conception de leurs systèmes par rapport aux exigences de l’article 5 avant de commencer à modifier un système existant.
Les exigences de maintenance à long terme de systèmes de drainage communautaires sont énoncées à l’article 6. Elles sont exposées dans le contexte de la gestion du cycle de vie des biens, des normes relatives au niveau de service et des prises de décisions opérationnelles subséquentes. La mise en service pourrait se faire par étapes, en tenant compte de l’état des infrastructures de drainage existantes, des prévisions de croissance de la communauté, ainsi que des pratiques exemplaires pour la planification, la conception, la construction, la maintenance et la réparation du système.
Domaine d’application
1.1 Domaine
Cette norme précise les prescriptions pour la planification et la conception, l’exploitation, et la maintenance de systèmes de drainage de surface dans les limites des communautés nordiques. Les prescriptions relatives au drainage hors des limites de ces communautés ne sont généralement pas couvertes par cette norme.
Note : Des ressources et une expertise particulières sont nécessaires pour définir les prescriptions de drainage à l’échelle du bassin hydrographique hors des limites de la communauté. Ces ressources et cette expertise, si elles ne sont pas inexistantes au sein d’une communauté donnée, outrepassent souvent le mandat de celle-ci.
1.2 Application
Cette norme précise les prescriptions pour la planification, le développement et l’exploitation d’un système de drainage au niveau du site et à l’échelle de la communauté. Ces prescriptions s’appliquent aux systèmes de drainage utilisés pour la collecte, le transport, la rétention à court terme et la décharge de l’eau de surface excédentaire sous forme d’écoulement superficiel provenant des précipitations et de la fonte de neige ou de glace. L’eau de surface excédentaire est nette de précipitations, d’infiltration dans le sol et d’évaporation.
1.3 Exclusions
Cette norme ne couvre pas :
a) les systèmes de drainage liés aux installations qui pourraient intrinsèquement produire des eaux de drainage contaminées, dont notamment :
i) les systèmes de gestion de déchets solides et leurs composants associés; et
ii) les systèmes de traitement d’eaux usées et leurs composants associés;
b) les problèmes de drainage de l’eau provenant d’ondes de tempête dans des lacs ou des océans;
c) le drainage de l’eau provenant directement d’inondation fluviale;
d) le drainage de l’eau souterraine; et
e) la planification du drainage au niveau du bassin hydrographique.
Note : Cette norme ne tient pas compte de certaines circonstances de drainage dont les exigences sont hors de portée des ressources et de l’expertise de bon nombre de communautés nordiques. Ces circonstances ont été spécifiées le cas échéant.
1.4 Cotation double
Les valeurs indiquées en unités SI sont les valeurs officielles dans cette norme. Les valeurs entre parenthèses sont données à titre d’information et pour fin de comparaison seulement.
1.5 Terminologie
Dans cette norme, le terme « doit » indique une exigence, c'est-à-dire une prescription que l’utilisateur doit respecter pour assurer la conformité à la norme; « devrait » indique une recommandation ou ce qu’il est conseillé mais non obligatoire de faire; et « peut » indique une possibilité ou ce qu’il est permis de faire.
Les notes qui accompagnent les articles ne comprennent pas de prescriptions ni de recommandations. Elles servent à séparer du texte les explications ou les renseignements qui ne font pas proprement partie de la norme. Les notes au bas des figures et des tableaux font partie de ceux-ci et peuvent être rédigées comme des prescriptions.
Les annexes sont qualifiées de normatives (obligatoires) ou d’informatives (facultatives) pour en préciser l’application.