Titre : Maîtrise obtenue en 2024

Affiliation : Polytechnique Montréal

Superviseur : Jonathan Jalbert (Polytechnique Montréal)

Sujet de Recherche : Estimation de courbes intensité-durée-fréquence non-stationnaires en climat futur à partir de modèles d’échelle

Résumé :

Les courbes intensité-durée-fréquence (IDF) utilisées pour modéliser les précipitations extrêmes servent lors de la conception et du dimensionnement des infrastructures hydriques. Dans un contexte de changements climatiques, il apparaît important que ces courbes soient actualisées aux tendances du climat futur de façon à prévenir le risque de défaillance des infra-structures liées aux précipitations anticipées. La recherche suivante propose une modélisation non stationnaire des courbes IDF dans le cadre de la théorie des valeurs extrêmes et des modèles d’échelle de façon à incorporer les effets des changements climatiques directement dans les courbes IDF. Des facteurs de correction des courbes sont modélisés en fonction de variables explicatives issues des projections climatiques comme la température quotidienne moyenne permettant ainsi d’estimer l’évolution future des précipitations extrêmes. Ces facteurs sont incorporés, dans un deuxième temps, à un modèle d’échelle ajusté aux précipitations historiques dans lequel des indices climatiques tels que l’oscillation atlantique multidécennale, l’oscillation nord-atlantique et le réservoir d’eaux chaudes de l’hémisphère occidental sont considérés pour améliorer la qualité du modèle. L’analyse montre que les distributions futures des précipitations extrêmes sont sujettes à la non-stationnarité sous l’effet du changement climatique. Les résultats révèlent que les précipitations extrêmes vont s’intensifier sur l’ensemble du Québec à mesure que les températures moyennes augmentent et s’accentuent davantage pour les périodes de retour plus longues. Les stations météorologiques de l’est et du nord-est en zone littorale ou présentant un relief accidenté montrent une intensification plus prononcée des précipitations extrêmes. Par exemple, à la station météorologique de l’aéroport international Pierre-Elliott-Trudeau, on prévoit que l’intensité des précipitations augmentera de 20.84 ± 4.89% pour une période de retour de 5 ans d’ici 2050 et de 64.53 ± 5.99% d’ici 2100, alors que, pour la station Îles-de-la-Madeleine, on prévoit une augmentation de l’intensité des précipitations de l’ordre de 26.23 ± 9.56%et de 81.22 ± 12.28% à l’horizon 2050 et 2100 respectivement par rapport aux intensités de l’année de référence 2021. Enfin, la méthode proposée permet d’estimer les courbes IDF pour n’importe quelle année d’ici la fin du siècle. Les travaux futurs devraient envisager d’améliorer la méthodologie en tenant compte de la dépendance spatiale entre les stations météorologiques ou les points de grille et en généralisant l’approche aux événements extrêmes supra-quotidiens. Préciser l’estimation des courbes IDF aide les ingénieurs et les professionnels à planifier et à concevoir des infrastructures hydriques résilientes dans un contexte de changements climatiques.

Publications:

Marois, C. (2025). Intégration de facteurs de correction dans la modélisation conjointe des précipitations extrêmes pour l’estimation des courbes IDF en climat futur [Master’s thesis, Polytechnique Montréal]. PolyPublie. https://publications.polymtl.ca/67714/