Le grand froid au Québec : le risque est-il le même partout ? Wikipédia
Texte de vulgarisation basé sur un manuscrit accepté avec révisions mineures dans Stochastic Environmental Research and Risk Assessment. Version de travail préparée pour le magazine FORMES.

Avec l’hiver qui s’étire sur le territoire printanier, le chercheur en géostatistique Dominique Tapsoba aborde la tendance probabiliste du grand froid au Québec.

On sait qu’il fait froid au Québec. Très froid, parfois. Mais sait-on vraiment où le froid extrême frappe le plus souvent, et avec quel degré de confiance ? De nouvelles cartes probabilistes montrent que le risque varie fortement d’une région à l’autre – et que, pour bien comprendre le grand froid, il faut aussi comprendre une notion statistique souvent mal interprétée : la période de retour.

Quand on pense au Québec, on pense spontanément à l’hiver, aux tempêtes, au verglas, aux routes glacées et aux vagues de froid. Pourtant, derrière cette image familière se cache une question beaucoup moins simple qu’elle en a l’air : comment mesure-t-on réellement le risque de froid extrême sur un territoire aussi vaste que le nôtre ? Cette question est loin d’être abstraite. Elle touche directement les lignes électriques, les ponts, les routes, les bâtiments, les équipements industriels et les infrastructures du Nord, qui doivent tous être conçus pour résister à des conditions parfois très sévères.

Je parle de ce froid avec une familiarité acquise, pas héritée. Arrivé au Québec en 1997 depuis l’Afrique de l’Ouest, je savais que les hivers québécois seraient différents de tout ce que j’avais connu – mais la réalité d’un -30 °C, ça ne s’explique pas vraiment avant de l’avoir vécu. Chercheur en géostatistique, j’ai rapidement réalisé que cette expérience personnelle du froid extrême nourrissait aussi mes questions scientifiques : comment mesure-t-on vraiment ce risque ? Où est-il le plus intense ? Et surtout, avec quelle certitude peut-on l’estimer ?

Pour répondre à cette question, j’ai analysé 30 années de données, de 1991 à 2020, provenant de 381 stations météorologiques retenues après contrôle de qualité – une densité suffisante pour le sud, mais plus clairsemée dans les régions nordiques –, afin de produire des cartes sur une grille de dix kilomètres couvrant l’ensemble du Québec. Le problème, c’est qu’on parle souvent du froid extrême comme s’il s’agissait d’une réalité simple : une température minimale, une carte, un chiffre. En réalité, il faut aller plus loin. Il faut non seulement savoir où un grand froid peut survenir, mais aussi à quelle fréquence et avec quelle fiabilité on peut l’estimer. C’est précisément ce que permettent les approches probabilistes : elles ne donnent pas seulement une valeur moyenne, elles montrent aussi l’incertitude qui l’accompagne.

Une période de retour, ce n’est pas un rendez-vous

Pour comprendre ces cartes, il faut d’abord clarifier une notion essentielle : la période de retour. En climatologie et en statistique, elle représente l’intervalle moyen entre des événements qui dépassent un certain seuil, par exemple une température minimale de -40 °C. Dit autrement, une période de retour de 20 ans ne veut pas dire qu’un tel froid arrive exactement tous les 20 ans, comme une horloge. Cela veut simplement dire qu’en moyenne, dans un climat supposé stable, un tel événement est rare : il a environ une chance sur 20 par année, soit 5 %. Il peut donc se produire deux fois en peu de temps, puis ne pas revenir pendant plusieurs décennies.

C’est justement pour cela que la période de retour est parfois difficile à interpréter pour le grand public. Un chiffre comme 20 ans, 30 ans ou 50 ans semble précis, mais il ne faut pas le comprendre comme une promesse de calendrier. Il s’agit d’une mesure statistique de rareté. Et dans bien des cas, il est plus intuitif de raisonner autrement : non pas en disant que cet événement revient tous les 20 ans, mais en demandant quelles sont les chances qu’il arrive au moins une fois dans les 5, 10 ou 15 prochaines années. C’est exactement ce que permettent aussi mes cartes probabilistes.

Repères utiles pour lire la notion de période de retour 

Période de retour

Interprétation intuitive

20 ans

En moyenne, environ 5 % de chance par an d’observer un épisode ≤ -40 °C (valeurs illustratives).

30 ans

En moyenne, environ 3,3 % de chance par an.

50 ans

En moyenne, environ 2 % de chance par an ; l’événement devient très rare.

À retenir : une période de retour n’est pas un calendrier. Elle exprime la rareté moyenne d’un événement, pas la date exacte à laquelle il reviendra.

 

Le Québec du froid n’est pas uniforme

Les résultats montrent d’abord une réalité très nette : le Québec n’a pas un seul climat du froid, mais plusieurs. Pour le seuil de -40 °C, les épisodes de froid extrême restent relativement fréquents dans le Nord, avec des périodes de retour de l’ordre de 8 à 15 ans. Dans la zone centrale de transition, elles passent plutôt autour de 15 à 25 ans. Et dans le Sud du Québec, elles dépassent souvent 50 ans. Autrement dit, ce n’est pas seulement un peu plus froid au nord. C’est un changement majeur dans la fréquence du risque.

Les cartes de probabilité rendent cette différence encore plus parlante. Pour le seuil de -40 °C, la probabilité de connaître au moins un tel épisode dans les 5, 10 ou 15 prochaines années (selon l’horizon choisi) atteint environ 70 à 90 % dans le Nord. Dans les régions centrales, elle grimpe autour de 40 à 70 %. Dans le Sud, elle reste généralement sous 15 à 20 %. On passe donc d’un risque presque courant à un risque très rare, simplement en changeant de région.

 Quelle est la probabilité d’observer au moins un épisode de -40 °C au Québec dans les 5, 10 ou 15 prochaines années ? Cette figure montre, pour chaque région du Québec, la probabilité qu’un épisode de froid extrême de -40 °C ou moins survienne au moins une fois dans un horizon de 5, 10 ou 15 ans. Plus la probabilité est élevée, plus ce type de froid est fréquent à l’échelle locale. Elle permet de traduire en langage simple une notion statistique souvent abstraite : la période de retour. On voit ainsi très clairement que le nord du Québec demeure nettement plus exposé que le sud. – Source : adaptation simplifiée d’une carte issue du manuscrit prépublication SERRA, mise en page pour un lectorat grand public.

 

Cartographier le risque, mais aussi le doute

L’autre apport important de cette recherche, c’est qu’elle ne cartographie pas seulement le risque : elle cartographie aussi l’incertitude. Cela peut sembler moins spectaculaire, mais c’est fondamental. Une carte scientifique n’est jamais une vérité absolue tombée du ciel. C’est une estimation, fondée sur des observations, sur la densité des stations météo, sur la variabilité naturelle du climat et sur les méthodes statistiques utilisées. Dire cela n’affaiblit pas la science. Au contraire, cela la rend plus honnête et plus utile.

Dans mon étude, cette incertitude augmente à mesure qu’on s’intéresse à des seuils plus rares. Surtout, cette incertitude n’est pas répartie au hasard : elle culmine dans une vaste zone de transition du Québec central, là où les gradients climatiques sont rapides et où les données sont moins contraignantes. En pratique, cela veut dire qu’à certains endroits, il faut être particulièrement prudent quand on transforme une carte climatique en norme de conception.

Dans le sud, un froid extrême qui s’éloigne

Un autre message fort ressort de l’étude : dans le Sud du Québec, les très grands froids extrêmes sont déjà devenus rares dans le climat récent. Pour -40 °C, les périodes de retour dépassent souvent 50 ans dans la période 1991-2020, et plusieurs stations du sud ne connaissent même pas ce type d’événement au cours de la période d’observation. Dans ce sens, on peut dire que ce froid extrême est déjà au-delà de l’expérience climatologique moderne de nombreuses régions méridionales du Québec.

Et ce mouvement pourrait se poursuivre. Le climat de référence 1991-2020 n’est pas figé : il s’inscrit clairement dans un contexte de réchauffement documenté par les données d’observation. À mesure que les températures hivernales augmentent, les périodes de retour des grands froids s’allongent. Autrement dit, des événements qui étaient rares pourraient devenir encore plus rares. Pour les seuils les plus extrêmes, ils pourraient même sortir presque complètement de l’expérience climatologique future du sud du Québec. Cela ne signifie pas que le froid disparaîtra totalement. Mais cela veut dire que certains seuils de froid extrême, autrefois pertinents dans le sud, pourraient ne plus y jouer le même rôle dans le climat de demain.

Mieux décider dans un climat qui change

Au fond, la grande leçon est peut-être là. Pendant longtemps, on s’est surtout demandé : à quel point fera-t-il froid ? Il faut désormais poser une question plus complète : à quel point fera-t-il froid, où, à quelle fréquence, et avec quel degré de certitude ? Pour les ingénieurs, les gestionnaires d’infrastructures et les décideurs publics, cette nuance change tout. Elle permet d’adapter les critères de conception aux réalités régionales, de mieux identifier les zones où les risques sont les plus élevés, et aussi de repérer les endroits où un meilleur suivi climatique serait le plus utile.

Dans une province aussi vaste que le Québec, cartographier le froid ne suffit plus. Il faut aussi cartographier sa rareté, sa probabilité et l’incertitude qui l’entoure. Parce qu’en matière de risque, la meilleure science n’est pas celle qui prétend tout savoir, mais celle qui dit clairement ce qu’elle sait bien – et ce qu’elle sait moins bien.


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