Les premiers seize pour cent est la série de balados d'Agriculture et Agroalimentaire Canada qui explore les idées les plus fraîches en alimentation et en agriculture. À chaque épisode, découvrez en profondeur un nouveau sujet : les nouvelles pratiques, les idées innovantes et leurs impacts sur l'industrie. Apprenez-en davantage sur le secteur agricole canadien auprès des gens qui font les percées et abattent les barrières! Producteurs et gourmets, scientifiques et hauts dirigeants, toute personne ayant un œil sur l'avenir du secteur, ce balados est pour vous! Un nouvel épisode est publié chaque mois.
Épisode 024 - Modéliser le futur de l’eau
Pour prédire l'avenir de l'eau, il faut comprendre le présent. C'est exactement ce que David Lapen, Ph. D., d'AAC et Steven Frey, Ph. D., d'Aquanty Inc. s'efforcent de faire. Écoutez-les discuter de leur travail sur un outil de modélisation hydrologique complexe à l'échelle du pays. Il est conçu pour aider les chercheurs, les producteurs et les décideurs à prévoir les ressources en eau de demain et à prendre aujourd'hui des décisions plus éclairées. Il s'agit du projet Canada 1 Water.
Transcription
Steven : J’ai grandi sur une ferme dans le sud de l’Ontario, puis j’ai toujours été conscient des défis des producteurs pour gérer et essayer de prévoir les conséquences de la disponibilité de l’eau, ou du manque d’eau, sur leurs activités. Aujourd’hui, beaucoup de gens ont une sorte d’intuition sur les impacts des changements climatiques pour leurs ressources en eau. Mais là, on va fournir les ensembles de données et les outils, et les résultats de la modélisation, pour quantifier, mesurer l’évolution de la situation. Donc, je pense qu’un projet comme celui-ci peut être très utile pour établir des jalons qui peuvent être utilisés directement par les producteurs pour les aider à planifier leurs activités pour les 10, 15, 20 années à venir ou même pour les prochaines générations.
Kirk : Bienvenue aux Premiers 16 %. Je suis Kirk Finken.
Sara : Et je suis Sara Boivin-Chabot.
Kirk : Vous venez d’entendre Steven Frey, scientifique principal chez Aquanty Inc.. Il est responsable de la modélisation hydrologique pour le projet Canada 1 Water, qui est le sujet de notre épisode d’aujourd’hui.
Sara : Le projet est dirigé par Ressources naturelles Canada, avec la participation d’Aquanty et du ministère de l’Agriculture et de l’Agroalimentaire. On va aussi parler à David Lapen, un de nos chercheurs scientifiques, qui va souligner l’importance de ce projet pour le secteur agricole.
David : On génère ces simulations à l’aide de données climatiques et météorologiques, de scénarios climatiques futurs, etc. Donc, si on s’imagine qu’on se projette dans l’avenir, il faut se demander ce qui va se passer dans 10, 15 ou 50 ans. À quoi pourraient ressembler les ressources en eau au Canada dans les régions agricoles et ailleurs? Voilà ce qu’est Canada 1 Water.
Sara : L’objectif du projet c’est de créer un modèle unique à grande échelle de toute l’eau disponible au Canada. Les eaux de surface et les eaux souterraines, d’un océan à l’autre.
Kirk : Il va nous montrer comment l’eau interagit avec l’environnement en ce moment. Les chercheurs et les scientifiques pourront ensuite exploiter ces informations et les adapter en fonction des prévisions climatiques futures. Que se passe-t-il si la température augmente dans cette zone? Que se passe-t-il s’il y a une autre sécheresse dans l’Ouest? Grâce à cet outil, ils seront en mesure de prédire les futurs possibles quant à l’état de notre eau.
Sara : Et c’est énorme pour l’agriculture. Les changements climatiques sont présents dans l’esprit de la plupart des gens ces jours-ci, mais surtout dans celui des personnes dont les moyens de subsistance dépendent du climat. On ne peut pas faire pousser des cultures si les champs sont trop secs ou s’ils sont inondés.
Kirk : Sans plus attendre, plongeons dans l’avenir de l’eau au Canada.
Sara : Okay ça c’était vraiment un jeu de mots facile, Kirk.
Kirk : Sans aucun scrupules. Très bien. Steven, bienvenue. Pourquoi ne pas nous ramener là où tout a commencé. Comment est né le projet Canada 1 Water?
Steven : Donc, Canada 1 Water est, à la base, un projet financé par Recherche et développement pour la défense Canada dans le cadre du Programme canadien pour la sûreté et la sécurité. L’objectif c’est d’étudier les effets des changements climatiques sur les ressources en eau du pays. D’ailleurs, par ressources en eau, on entend les eaux souterraines, l’humidité du sol et les eaux de surface. On examine donc l’ensemble du cycle hydrologique terrestre quand on étudie comment les changements climatiques vont potentiellement modifier ou changer l’état de l’eau et le volume d’eau dans tout le pays.
Sara : Attendez, c’est intéressant. Vous avez dit que tout a commencé avec la Défense?
Steven : Oui. Recherche et développement pour la défense Canada dispose d’un programme qui considère les changements climatiques comme une menace potentielle, je suppose, pour la sûreté et la sécurité du Canada. Il y a donc un flux de financement mis à la disposition de groupes pour obtenir des fonds du ministère de la Défense afin de soutenir la recherche sur les répercussions des changements climatiques au Canada. Et c’est là qu’on a vraiment lancé Canada 1 Water. Et depuis que le financement de base de Recherche et développement pour la défense Canada – qu’on va appeler RDDC pour faire court – a été accordé, Ressources naturelles Canada, par l’entremise de la Commission géologique du Canada, et Agriculture et Agroalimentaire Canada ont aussi investi dans le programme.
Sara : Comment ils contribuent au projet, au-delà du financement? Comment ça s’intègre à ce que vous faites à Aquanty?
Steven : Vous pouvez donc imaginer qu’on essaye de simuler le mouvement de l’eau à la surface de la Terre à travers le profil du sol et à travers le système des eaux souterraines. Si on commence par le système des eaux souterraines, on travaille avec la Commission géologique du Canada pour générer des ensembles de données qui représentent l’étendue et, en quelque sorte, l’efficacité du système aquifère régional. Donc, on essaye de résoudre les principaux systèmes d’écoulement souterrain dans la composante souterraine du modèle, et on travaille avec Ressources naturelles là-dessus. Pour ce qui est des sols, on travaille évidemment avec les experts d’Agriculture Canada pour utiliser leurs meilleures données disponibles sur les sols, en combinaison avec des données supplémentaires qu’on obtient de la Commission géologique du Canada et de Ressources naturelles Canada, pour définir l’étendue des tourbières et du pergélisol. On veut créer une sorte de représentation numérique des couches de sol et des couches supérieures dans ce modèle. Ensuite, en ce qui concerne la surface terrestre elle-même, on assemble les données topographiques des meilleurs ensembles de données régionales disponibles pour obtenir un modèle altimétrique numérique ou un modèle topographique homogène pour l’ensemble du Canada.
Sara : Donc, pour créer un modèle pour l’eau du Canada, il faut en quelque sorte créer un modèle pour l’ensemble du pays. Les montagnes, les vallées, les différents types de sol qui peuvent absorber et transmettre l’eau différemment. Comment on peut ficeler une idée aussi énorme?
Steven : J’aime utiliser l’analogie des blocs LEGO. Et au moment où on a fini de construire ces modèles, le tout ressemble à un petit bassin hydrographique assemblé avec des blocs LEGO. Et chacun de ces blocs LEGO possède un certain nombre de propriétés qui régissent la façon dont l’eau circule à travers ceux-ci ou sur ceux-ci. Les modèles de Canada 1 Water comptent des millions de blocs LEGO.
Kirk : Okay, donc vous êtes comme l’aîné de la famille qui suit toutes les instructions compliquées pour construire le jeu de LEGO afin que les plus jeunes puissent y jouer après.
Steven : Oh, oui. Mais tsé… c’est absolument fantastique. C’est comme jouer dans un carré de sable quand on est petit, hein? Mais c’est ton boulot. Et oui, c’est spectaculaire. On utilise les meilleures technologies qui existent. On travaille avec des experts de tout le pays, issus d’une myriade de services et d’universités différents, pour mener à bien un projet d’une importance nationale. Il n’y a pas une seule personne derrière ce genre de projet-là. Vous savez, il peut y avoir quelques figures de proue qui sont les principaux chercheurs et certains des principaux scientifiques, mais il s’agit d’une collaboration massive de talents multidisciplinaires afin d’assembler toutes les pièces du casse-tête.
Sara : Et qui aura l’occasion de le voir ce casse-tête, ou de jouer avec ce jeu de LEGO quand il sera terminé?
Steven : Un des objectifs du projet, c’est donc de mettre à la disposition du public toutes les données rassemblées et vérifiées en vue de leur utilisation dans le projet et dans la construction du modèle. Tous les modèles en cours de construction seront également rendus publics. Tous les modèles, et les données climatologiques, vont donc être publiés dans les archives de données ouvertes de la Commission géologique du Canada. En plus d’intégrer les données climatologiques qu’on élabore dans les archives de données ouvertes pour le Canada, elles sont aussi intégrées à la base de données CORTEX pour servir, disons, de projection climatique de pointe pour le Canada. Mais c’est une sorte d’archive nationale, ou en fait mondiale, pour les projections climatiques régionales. On fait donc tout notre possible pour nous assurer que toutes les composantes du projet deviennent des sources ouvertes et disponibles pour les ressources futures, et pour les chercheurs à l’avenir.
Kirk : Okay, comment ça change le paysage de la recherche tel qu’il est actuellement?
Steven : À l’heure actuelle, une grande partie des difficultés rencontrées par les étudiants diplômés ou les postdocs dans le cadre de leurs recherches, c’est qu’ils passent énormément de temps à rassembler leurs données. Avant de pouvoir utiliser les données à des fins scientifiques, il faut essayer de les rassembler, de les comprendre et de s’assurer qu’elles ont été vérifiées. En mettant ces produits de données à l’échelle nationale à la disposition des chercheurs et des étudiants, ben, ils ont pas besoin de passer autant de temps à assembler et à vérifier les données. En espérant qu’ils puissent entrer dans le vif du sujet. En leur proposant des modèles préconçus, ils peuvent ainsi profiter de toute l’expertise que le groupe de discussion scientifique du projet Canada 1 Water peut offrir.
Sara : Moi j’aimerais savoir comment c’était quand vous avez-vu le premier modèle régional?
Steven : Oh, c’était vraiment cool, en fait. Dans notre tête, on savais déjà à quoi ça devait ressembler. Mais quand on voit le modèle apparaître à l’écran... et on travaille avec, tsé, des personnes qui maîtrisent vraiment la manipulation et la visualisation de ce genre d’ensembles de données. C’est donc impressionnant d’un point de vue extérieur. C’est juste vraiment impressionnant.
Sara : Bon, je ne suis pas du tout une modélisatrice scientifique, mais maintenant je veux jouer avec le programme.
Kirk : Moi aussi! Je ne peux pas imaginer à quel point ce serait cool de voir un modèle 3D complet de tout le Canada, mais jusqu’aux types de sol et même le mouvement de l’eau à travers.
Sara : Le projet est toujours en cours, donc on ne peut pas le voir tout de suite. Mais je pense qu’on connait quelqu’un qui a eu la chance de l’avoir vu.
Kirk : Absolument. David Lapen, le responsable de ce projet au sein d’Agriculture et Agroalimentaire Canada, a vu ces modèles en action.
Sara : Exactement. On le rejoint maintenant pour savoir ce qu’il a à dire sur la mise en branle de ces modèles. David, Steven nous a dit comment il s’est senti lorsqu’il a vu pour la première fois les modèles de Canada 1 Water. Comment ça s’est passé pour vous?
David : L’aspect assemblage des données de cette initiative est un effort herculéen en matière de mégadonnées. Je dirais que c’est l’un des plus grands projets du ministère auxquels on a participé. Et de rassembler toutes ces couches ensemble qui influencent l’équilibre hydrologique et climatique? Vous pouvez imaginer, non? C’est énorme. Et de combiner différents types de sources de données, c’est quelque chose qui est, je veux dire, une science en soi. Mais c’est certain, ça prend des capacités techniques remarquables pour ça. Pour moi, c’est génial. Quand ils peuvent assembler ces ensembles de données... Rien que ça, c’est d’une importance colossale.
Kirk : Vous avez dirigé le travail de notre Ministère en fournissant des informations sur le sol pour Aquanty. On sait ce qui a mené à l’élaboration de Canada 1 Water, mais où est-ce que vous en êtes maintenant?
David : Le projet est en cours depuis quelques années. Il respecte le calendrier prévu pour concevoir cette plateforme pancanadienne qui va permettre de mieux comprendre les processus hydrologiques. Et ça, ça va évoluer pour pouvoir estimer les avantages pour le secteur qui dépendent directement ou indirectement de ces ressources en eau, et surtout avec une plus grande fidélité temporelle et spatiale. Je pense c’est ça l’étape suivante, utiliser cette approche de modélisation à une échelle plus large et à la transposer en quelque chose de plus fidèle pour la prise de décision à l’échelle des exploitations.
Sara : Donc, c’est quelque chose que les producteurs aussi vont pouvoir utiliser? Pas seulement les scientifiques? Mettons que je suis une productrice en Gaspésie qui a connu de beaucoup de changements dans les normales de saison dans les dernières années. Trop d’eau, pas assez d’eau, de la misère avec la production de foin liés au climat. Donc, je suis une productrice dans cette région-là. Qu’est-ce que Canada 1 Water va pouvoir nous fournir, à mon voisin et moi?
David : Ça permettrait d’avoir une idée de ce qui va se passer à l’avenir dans le contexte des productions possibles, par exemple. Si on prévoit des conditions, par exemple trop humides ou trop sèches, ça fournit une aide à la prise de décision dans une fenêtre annuelle pour vous donner une idée des productions qui seraient viables dans cette zone-là. Donc, on pourrait voir des zones qui ne seront plus viables pour l’agriculture parce que les eaux souterraines ont disparu et qu’il y a des sécheresses récurrentes, entre autres. Ce ne serait tout simplement pas rentable de faire de l’agriculture dans ces zones-là. D’un autre côté, on pourrait déterminer des zones viables à l’avenir, ou dans le Nord, par exemple. Si le climat se réchauffe et que des cultures de plus grande valeur sont cultivées dans des zones plus au nord, donc, quel genre de zones seront plus viables à l’avenir sur le plan de l’eau, du climat? Et il est certain que ce type d’outils va nous donner ces informations.
Kirk : Pour l’instant, ça ressemble à un projet de très grande envergure. Est-ce que c’est prévu à l’avenir de ramener à l’échelle des régions, voire des exploitations agricoles?
David : Le projet Canada 1 Water commence grossièrement. Il s’agit donc du premier petit pas pour une plateforme de modélisation uniforme à l’échelle nationale. À partir de là, on pourrait procéder à un emboîtement, que j’appellerais emboîtement hydrologique, qui nous permettrait de nous concentrer sur des zones ou des sous-bassins hydrographiques particuliers et de mieux comprendre les nuances des ressources hydrologiques ou des sols en ce qui concerne l’utilisation de l’eau par l’agriculture ou ses effets. Donc, oui, la capacité de pouvoir se prononcer sur les pratiques d’une exploitation agricole fait partie intégrante de Canada 1 Water à une échelle quasi sous-régionale. Et c’est quelque chose qu’on est en train de faire à une échelle plus affinée dans d’autres régions du Canada : on a pu examiner comment les pratiques de gestion des champs ont une incidence, disons, sur les processus à l’échelle du bassin versant et du sous-bassin hydrographique qui ont des conséquences sur les endroits situés en aval comme les municipalités et les champs, etc.
Sara : Pensez-vous que ce type de données et d’analyses va influencer les politiques à l’avenir?
David : Je pense que c’est probablement l’un des principaux éléments dans ce projet, absolument. On espère que ça mettra en évidence, pour les Canadiens et le secteur, l’importance des eaux souterraines en particulier. Ça va permettre de donner un aperçu de l’état... en quelque sorte, ça va permettre de prendre le pouls des ressources en eau dans le secteur. À quoi peut-on s’attendre et comment on devrait commencer à se préparer? On l’a vu à l’échelle des municipalités, par exemple, qui nous demandent : « Hé, écoutez-là, quelle taille devrais-je donner à mes ponceaux en fonction de ce qui va se passer dans le futur en termes de gestion des terres, de drainage, de climat, de ce qui est cultivé sur les terres et de ce qui est conservé sur les terres dans le contexte du capital naturel? » C’est une question qui préoccupe. Donc, oui, si on peut faire comprendre les conséquences relatives de ces ressources en eau sur l’agriculture et vice-versa d’une manière très, très holistique et à l’échelle nationale, ça aura une incidence marquée sur les politiques à Agriculture et Agroalimentaire Canada, à Ressources naturelles Canada, sur le secteur minier, le secteur forestier, et, bien sûr, à Environnement Canada et sur le secteur environnemental également. Sans oublier sur la santé humaine.
Kirk : Donc on sait comment Canada 1 Water aide les chercheurs, les producteurs et les décideurs. Mais pour vous personnellement, comment envisagez-vous l’avenir de ce projet?
David : Je crois que la première étape consiste à déterminer ce à quoi on peut s’attendre dans le futur. Commencer par ça. Quelles sont les principales ressources en eau utilisées pour l’agriculture? Qu’est-ce qui va leur arriver dans un contexte de changements climatiques? Et être capable de se prononcer à ce sujet pour tout le pays. Et on peut se concentrer sur les zones qui sont actuellement sous production agricole. Mais on peut aussi se concentrer sur les zones qui pourraient potentiellement voir leur productivité agricole augmenter ou disparaître en raison d’autres facteurs de pression, notamment ceux liés à l’eau et au climat. On espère donc, encore une fois, que ces genres de moteurs très robustes pour prévoir les ressources en eau dans tout le pays seront utilisés pour aider à améliorer la fiabilité quant aux mesures de la durabilité, de la séquestration du carbone, des émissions de gaz à effet de serre, etc. Parce que toutes ça dépend de l’eau et de la température, tsé, de ces facteurs fondamentaux. Et quand on peut faire des prévisions responsables, plus fiables et plus précises, ça nous donne un meilleur aperçu de ce qu’on peut attendre en ce qui concerne les différents objectifs – les objectifs de 2050, les objectifs de 2030, la biodiversité, etc. C’est une série d’objectifs que le Ministère veut atteindre. Et ces outils peuvent nous aider avec ça.
Sara : Quel effet ça fait-il de modéliser des informations pour 2050? Ou même 2100? Vous faites des projections lointaines dans un futur que, ben, vous, votre équipe, Kirk, moi, on verra jamais. Quel effet ça fait de travailler sur un projet dont le déroulement est, comme, plus long que la durée de vie moyenne d’un être humain?
David : Je trouve ça formidable. Et il faut en quelque sorte adopter une perspective différente. Il faut comprendre que ça vient avec énormément d’incertitudes intrinsèques. Et avec ces incertitudes, comme on sait tous, on projette l’avenir. Comment peut-on savoir ce qui va se passer? On l’a vu ici-là. La guerre en Ukraine. Boum! Tout d’un coup, ça change les choses, ça crée de nouvelles pressions, ou bang! Il y a plus de pressions d’ouragans une année donnée, et ça change les choses. Et je vous dirais qu’être capable de faire ça et de reconnaître les incertitudes, mais aussi de pouvoir donner notre impression générale de ce que les moteurs prédictifs de pointe peuvent générer pour l’état de l’eau dans ce pays, c’est pas rien. C’est quelque chose de gros, en fait. Je veux dire… rien ne pousse sans eau et tout ce qui est vivant a besoin d’eau. Et d’où ça vient? N’est-ce pas? Il faut aussi trouver un équilibre entre les projections générales et la façon dont on peut concilier l’utilisation de l’eau par les humains et l’environnement. Toutes les décisions relatives à l’agriculture, aux productions et au secteur de l’énergie, etc. doivent tenir compte de la composante environnementale. L’environnement a besoin d’eau pour soutenir les services, les services écosystémiques, etc. Et c’est un objectif que ce type d’approche peut nous aider à atteindre. Je pense donc qu’il s’agit là d’un projet exceptionnel qui permettra de donner un certain sens, un sens holistique et pancanadien, aux ressources en eau de demain.
Kirk : « Rien ne pousse sans eau. » Mais c’est vrai. Et cela montre à quel point ce projet est important pour tous les Canadiens.
Sara : Mmhmm. On a eu des informations scientifiques de très haut niveau pendant ces entrevues. Mais des projets comme celui-ci mettent la science à la portée de tous. Il n’est pas seulement question de ces grands concepts, des grandes idées. Il est question de problèmes réels qu’on doit affronter, puis de solutions concrètes.
Kirk : Oui. En fait, le dernier commentaire de Steven à ce sujet était excellent.
Steven : Pour nous, il est toujours bon de, disons, essayer de communiquer avec les personnes qui pourront au final profiter de la science. On ne veut pas nécessairement faire de la science en vase clos au nom de nos propres intérêts. C’est vraiment bénéfique d’essayer de la transposer dans le monde réel. Je crois qu’on veut tous contribuer. Je pense que chacun doit reconnaître que la solution ne repose pas sur ses épaules. Mais en tant que membres d’une équipe, on peut espérer faire la différence et créer des outils et des produits de données que d’autres personnes pourront utiliser après nous pour continuer à travailler sur ces problèmes et à relever ces défis. Et, s’il ne s’agit que du premier jalon d’une longue route vers l’amélioration de la résilience du Canada aux changements climatiques, je suis personnellement très heureux d’en faire partie.
Kirk : Alors qu’est-ce que tu en penses de ces entretiens?
Sara : Bien, c’est sûr que c’est pas des prévisions météos, mais des prévisions climatiques. Le système ne nous dira pas à quoi ressemblera l’année ou s’il faut irriguer jeudi prochain, mais il aide à prendre des décisions générales concernant la gestion des terres, de l’eau. Les producteurs savent que toute est en changement, qu’ils peuvent plus nécessairement se fier à la façon dont leurs grands-parents exploitaient les mêmes terres. Je pense que Canada 1 Water c’est un des outils qui va être utile pour prédire la zone dans laquelle ils sont maintenant.
Kirk : Je pense qu’on est dans une nouvelle ère d’outils qui nous aident vraiment à prendre les meilleurs décisions sur des données, sur des algorithmes, et non pas sur les, comme, les intuitions ou d’autres informations qui sont plus ou moins fiables.
Sara : Oui, puis s’il vous voulez en savoir plus sur les fameux outils, n’oubliez pas de vous abonner à la série Les premiers 16 %! On vous réserve une foule de sujets fascinants sur le présent et l’avenir de notre secteur.
Kirk : Mais en attendant, vous savez quoi faire.
Sara : Explorer!
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