Sécheresse

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Terre asséchée

Disparition de la mer d'Aral ; sécheresse provoquée par le détournement en amont de l'eau des fleuves pour l'irrigation agricole

Exemple de carte d'aléa sécheresse (6 septembre 2005), les taches rouges désignent les zones de sécheresse exceptionnelles.

Autre exemple de cartographie de la sécheresse (6 septembre 2005), les zones violettes désignent les zones de sécheresse exceptionnelles.

Sacrifices humains lors de la sécheresse de 1450-1454 (Codex Telleriano-Remensis)

L'ONU estime qu'en 2025, 25 pays africains devraient souffrir de pénurie d'eau ou de stress hydrique

Texas, 1935 : Tempête de poussière induite par la sécheresse et par le remplacement de la grande prairie et des forêts par des labours

Aux USA, dans les années 1930, la sécheresse et les tempêtes de poussières ont jeté sur les routes des milliers de paysans en faillite (ici, Missouri, Californie, 1937)

Les sécheresses aggravent la superficie et l'impact écologique des feux allumés pour la déforestation en zones tropicales, même en forêt humide (ici, le 14 oct 2004 à Sumatra, Indonésie).

A la fumée des feux, il faut ajouter l'envol de millions de tonnes de poussières et aérosols issus des sols dégradés ; ici en Chine où dans certaines villes la pollution est quasi-permanente.

La sécheresse (ou sècheresse) est l'état normal ou passager du sol et/ou d'un environnement, correspondant à un manque d'eau, sur une période significativement longue pour qu'elle ait des impacts sur la flore naturelle ou cultivée, la faune sauvage ou les animaux d'élevage.

Ce « déficit hydrique » est épisodiquement naturel (par exemple, périodes glaciaires/interglaciaires, cycles El Niño / El Niña, etc. et peut être amplifié par l'émission humaine de gaz à effet de serre). Il fait suite à un déficit pluviométrique inexpliqué, sur de longues périodes durant lesquelles les précipitations sont anormalement faibles ou insuffisantes pour maintenir l'humidité du sol et l'hygrométrie normale de l'air. Il peut être aggravé ou expliqué par des pompages, une baisse du niveau de la nappe phréatique, l'érosion et la dégradation des sols (l'humus favorise la rétention de l'eau, la coupe à blanc de zones forestières dans la région de l'Amazonie, par exemple, entraîne rapidement la perte de cet humus essentiel à la rétention de l'eau et cause une désertification anthropomorphique accélérée), une augmentation de l'évapotranspiration induite par des plantations consommatrices d'eau (peupliers, maïs).

La sécheresse peut détruire les récoltes (partiellement ou totalement) et tuer les animaux d'élevage, et parfois sauvages. Elle devient alors un facteur de famine régionale et d'exode, souvent accompagnée de troubles sociaux puis de conflits armés, notamment dans les régions avec peu de ressources économiques.

La sécheresse n'est donc pas qu'un phénomène physique ou climatique objectif. C'est aussi une notion relative qui reflète l'écart entre la disponibilité de l'eau et la demande en eau pour l'homme, son agriculture et son bétail et certains usages de luxe (piscine, arrosage des gazons, lavage de voiture, etc.). Ceci rend toute définition de la sécheresse relative au contexte géopolitique et sociologique ; l'état « normal » de disponibilité de l'eau change selon les zones biogéographiques et les besoins réels ou ressentis des individus et des sociétés.

Types

Il existe trois types de sécheresse. La première, la sécheresse météorologique, survient lorsqu'il existe une période prolongée de précipitations en dessous de la moyenne. La seconde est la sécheresse agricole, lorsqu'il n'existe pas assez d'humidité pour les cultures. Cette condition peut avoir lieu même si les précipitations sont normales à cause des conditions du sol et des techniques agricoles, ou de choix de plantes inadaptées (ex : maïs ou riz, très consommateurs d'eau en zone sèche). La troisième et dernière, la sécheresse hydrologique, survient lorsque les réserves d'eau disponibles dans les nappes aquifères, lacs et réservoirs descendent en dessous de la moyenne. Ceci peut arriver même avec des précipitations normales ou au-dessus de la moyenne lorsque l'eau est détournée pour une autre zone géographique ou qu'elle a été surexploitée, ou quand qu'une consommation élevée d'eau dépasse les capacité de la nappe ou des réservoirs à se renouveler, ou quand les conditions d'alimentation des nappes ne sont plus réunies (Loi de Darcy sur de la perméabilité du sol).

Dans l'usage le plus fréquent le mot sécheresse se réfère généralement à la sècheresse météorologique.

Définitions mathématiques

Scientifiquement parlant, la sécheresse est appelée "déficit climatique" Dc.

$Dc = P - ETP$

• P correspond à la pluviométrie en millimètres.
• ETP est l'évapo-transpiration potentielle d'une plante en millimètres, c’est-à-dire sa perte d'eau par la respiration et l'évaporation.

En cas de sécheresse, Dc = 0.

Au niveau agricole, la sécheresse correspond à ce qu'on appelle le "déficit agricole" Da.

$Da = P - ETP + RFU$

• RFU est la réserve facilement utilisable, c'est la réserve d'eau dans le sol disponible pour les plantes en millimètres. Elle vaut 2/3 de la RU qui est égale au taux d'humidité x la profondeur des racines.

Par continent

Afrique

Les sécheresses sont fréquentes et graves dans beaucoup de pays d'Afrique subsaharienne et ont un impact dévastateur sur leurs populations et leurs économies. L’extrême vulnérabilité aux précipitations dans les zones arides et semi-arides du continent ainsi que la faible capacité d’une grande partie des sols africains à maintenir l'humidité font que presque 60 % de ces sols sont vulnérables à la sécheresse et 30 % extrêmement vulnérables. Depuis les années 1960, les précipitations dans les parties du Sahel et l'Afrique australe ont également été sensiblement en dessous des normes des 30 années précédentes. En plus, la perspective d'un effet El Niño a conduit à porter plus d'attention sur l'impact de la sécheresse en Afrique subsaharienne^{[réf. nécessaire]}. Le désert progresse au Mali, au Tchad et au Niger en particulier, à raison de plusieurs kilomètres par an.

Europe

Articles détaillés : Sécheresse de 1976 et Sécheresse de 2011 en Europe.

Depuis 1000 ans en Europe, on note les années de sécheresse suivantes^{[réf. nécessaire]} :

• 1134 : le Rhin est à sec (et la Sambre à Namur durant un jour).
• 1137 : dans les régions septentrionales et centrales de la France, sécheresse d'une durée de sept mois (mars à septembre), accompagnée en juillet et août de chaleurs terribles. Puits, fontaines et fleuves se tarissent ; Le « miracle de la pluie » se produit à la chapelle Saint-Nicolas.
• 1303 : anticyclone bloquant du printemps à l’automne, qui a provoqué la sécheresse la plus importante du millénaire. Le Rhin, le Danube, la Loire et la Seine pouvaient être traversés à pied sec.
• 1336 : grande sécheresse ; le « miracle de la pluie » se produit à l'église Notre-Dame-des-Vertus.
• 1540, 1719, 1874, 1906, 1911, 1912, 1921, 1945, 1947, 1949, 1953, 1957, 1964.
• Pour la période récente, les sécheresses de 1976, 1988 1989, 1990, 1991, 1992, 2003 (la plus coûteuse en France) et 2011 ont eu des impacts importants sur les écosystèmes et les cultures en Europe, ainsi que sur la santé (surmortalité liée à la canicule).

L'Espagne est particulièrement touchée, avec l'apparition de paysages désertiques dans le tiers sud-est.

Asie et en Océanie

En 1970 a eu lieu une des pires sécheresses du XX^e siècle en Australie. En 1979 il y a eu absence de Mousson en Inde. En 1981-1983, des sécheresses catastrophiques ont eu lieu en Asie du Sud-Est, ainsi qu'en 1997-1998, où des sécheresses sévères se sont produites. Un des exemples les plus spectaculaires est la quasi-disparition de la Mer d'Aral.

Amérique

En 1977, l'ouest des États-Unis a été touché, conduisant à une forte restriction de l'irrigation (au quart de la normale) en Californie. En 1980, une sévère vague de chaleur a touché le centre et le sud des États-Unis, ainsi qu'en 1988 où on a observé le retour du phénomène du Dust Bowl qui ne s'était pas reproduit depuis 1930.

En Amérique latine, le nord-est du Brésil a connu une période d'aridité très forte entre 1978 et 1985, qui a affecté plus de 20 millions de personnes. Suite à l'épisode El Niño de 1988, une nouvelle sécheresse a sévi. L'Amérique centrale et le Mexique ont été eux aussi durement touchés.

Conséquences

Écologie

La forêt joue un rôle essentiel pour le stockage, l'infiltration et le cycle de l'eau. La forêt artificialisée a souvent été drainée et génétiquement très appauvrie. Les sécheresses importantes semblent avoir des impacts sanitaires mesurables sur les arbres jusque 10 ans après. Par ailleurs les sécheresses favorisent les incendies qui s'ils sont fréquents dégradent fortement les sols et les possibilités de régénération et de stockage de l'eau, notamment dans les zones sub-désertiques et sur les pentes où l'érosion est exacerbée. La forêt primaire ou à haut degré de naturalité bénéficient d'une forte résilience. Les mousses, les tourbes, l'humus riche en champignons, formé à partir du bois mort et des excréments des organismes forestiers, les embâcles naturels, et en zone tempérée les barrages de castors contribuent ont un fort pouvoir tampon. De plus les arbres, s'ils sont dans leur optimum stationnel disposent de stratégies d’évitement du stress hydrique face aux sécheresses non-exceptionnelles. Les pins par exemple opturent précocement leurs stomates, et si la sécheresse perdure, ils émettent des hormones qui attirent des insectes défoliateurs, puis des scolytes qui tueront les arbres les plus vieux (qui évapotranspirent le plus) si la sécheresse perdure plus de 2 ans. Certains feuillus des zones tropicales sèches diminuent leur transpiration ou perdent leurs feuilles en saison sèche. Ceux des zones tempérées semblent moins capables de réguler seuls leur évapotranspiration ; Certains perdent une partie de leurs feuilles, d'autres semblent capables d'attirer des défoliateurs en cas de stress aigu. À noter qu'une forêt naturelle riche en biodiversité associe généralement des essences qui ont des zones de prospection racinaire variées, exploitant mieux les nappes tant en période de haute nappe que de sécheresse. Inversement les monocultures, surtout si elles sont équiennes, exploitent l'eau du sol à la même profondeur en exacerbant les effets des sécheresse qui y sont beaucoup plus brutaux. C'est ainsi que les racines des arbres deviennent de plus en plus sec, donc les arbres meurent à la suite d'une sécheresse.

Elles passent à la fois par des adaptations à la sécheresse, par une meilleure gestion de l'eau, et par une lutte contre les causes anthropiques de nombreux phénomènes d'aridification ou désertification, qui peut être de long terme si l'on estime, conformément aux conclusions répétées du GIEC que le réchauffement climatique est bien en grande partie d'origine humaine. De nombreuses solutions écotechniques sont proposées, notamment la restauration de la végétation et de l'Humus détruit par les méthodes d'agriculture moderne, mais difficiles à mettre en œuvre (les programmes de ceintures vertes ou boisement au sahel ont souvent pâti de l'aggravation des sécheresses, de la faiblesse des moyens mis en œuvre, notamment pour la protection des arbres contre les chèvres et troupeaux). Des techniques utilisant mieux les ressources de la biodiversité et des essences pionnières locales (telles que développées par Akira Miyawaki) forçant les racines à s'enfoncer plus profondément (plantation dans un tuyau dégradable, avec arrosage initial déclenchant la remontée capillaire de l'eau profonde) ou des rétenseurs d'eau tels que le polyter ont été efficacement testées, mais sans développement à grande échelle.

Les promoteurs des OGM arguent qu'on peut transformer des plantes pour les adapter à des sols secs et/ou salinisés, mais leurs détracteurs mettent en avant le risque qu'elles y pompent le peu d'eau qui y restait, en augmentant la salinisation et en éliminant d'autres espèces encore présentes, au détriment de la faune et de la biodiversité peut-être. Des recherches sont menées sur la tolérance de certaines plantes à l'aridité et une plate-forme de recherche spécialisée a été créée en France par l'INRA en 2012.

Des solutions techniques (dessalinisation d'eau de mer) existent aussi, mais qui sont coûteuses et parfois à forte empreinte écologique. Les grands programmes d'irrigation ont souvent généré en aval des conséquences désastreuses (pollution et baisse de niveau de la mer d'Aral par exemple).

Économie

La sécheresse économique est définie comme se rapportant aux effets des précipitations anormalement basses, en dehors des paramètres normaux prévus dont une économie est équipée. En tant que telle, son impact dépend de l'interaction d'un événement ou d'une anomalie météorologique avec la structure dynamique changeante et la santé d’une économie. Certains observateurs ont distingués trois situations de pays en termes d'impact de la sécheresse : des économies simples, intermédiaires et dualistes.

Les économies simples sont des économies agricoles, d’élevage, et de semi-subsistance fortement influencées par les pluies, disposant d’une infrastructure limitée, ayant des niveaux bas de revenus par habitant, et des niveaux élevés d’auto-approvisionnement au sein de la population rurale. L'impact de la sécheresse dans son ensemble peut être particulièrement énorme en raison de l'importance relative du secteur agricole. Cependant, traduisant des relations intersectorielles faibles, des niveaux élevés d'auto-approvisionnement et des secteurs non-agricoles relativement petits, les effets multiplicateurs d’un choc de la sécheresse dans le reste de l’économie sont bien limités.

Dans les économies intermédiaires, les effets de la sécheresse sont très largement répandus dans l'économie, reflétant une plus grande intégration d’ensemble et des relations intersectorielles plus solides entre les secteurs agricoles et les secteurs manufacturiers naissants. Il est probable que les biens intermédiaires constituent une plus grande partie des importations, impliquant qu'une compression des importations due à la sécheresse aura des implications multiplicatrices additionnelles sur la production domestique. Dans l'entretemps, la reprise de l’activité après la sécheresse peut être très retardée dans la mesure où le secteur manufacturier continue de faire face au manque d'intrants et à la lenteur de la relance de la demande. Les implications sur les finances publiques peuvent également être très graves, étant donné que le gouvernement est susceptible de faire face lui-même à une plus grande partie des coûts des efforts de reprise, plutôt que de compter presque entièrement sur l’assistance internationale.

Enfin, dans des économies dualistes, qui disposent de grands secteurs d’extraction minière, à moins que le secteur d’extraction soit à grande intensité en eau, l'impact économique de la sécheresse est limité à la variabilité du secteur agricole avec un petit effet multiplicateur. Ainsi donc, l'impact macro-économique de la sécheresse apparaît encore faible, bien qu'il puisse avoir des effets profonds dans le secteur agricole dont dépend la majorité de la population.

Les chocs dus à la sécheresse ont des effets importants, mais hautement différenciés sur l’ensemble de l’économie. La fréquence, l'échelle et la nature probable de ces effets dépendent de l'interaction de la structure économique et des dotations en ressources, aussi bien que des facteurs économiques à court terme. Contrairement à l’intuition, certaines des économies relativement plus développées ou " plus complexes " de l’Afrique subsaharienne, telles que celles du Sénégal, de la Zambie et du Zimbabwe, sont plus vulnérables aux chocs de la sécheresse que celles des pays moins développés et plus arides, telles que celles du Burkina Faso, ou des pays qui connaissent des conflits comme la Somalie. Par conséquent, un pays moins développé tel que l'Éthiopie pourrait devenir dans un premier temps plus sensible à la sécheresse pendant que son économie se développe. Alors, comme les économies deviennent plus complexes et diversifiées, elles deviennent par la suite moins vulnérables à la sécheresse.

Prospective

Selon les modèles disponibles, le dérèglement climatique devrait fortement influencer la pluviométrie globales et/ou saisonnières. Localement, les débits des cours d'eau seront modifiés. Et les experts attendent une occurrence et une gravité accrue des sécheresses en zone actuellement tempérée.
Pour décrire les sécheresses météorologiques, l'Organisation météorologique mondiale a recommandé en 2009 d'utiliser un indice standardisé SPI (Standardized Precipitation Index), traduisant une probabilité de précipitations, mais la sécheresse peut aussi toucher, et de manière différentiée, les nappes et le sol superficiel qui abrite des processus écologiques importants. Pour comprendre les effets d'éventuels manques d'eau dans le futur, il est utile de bien comprendre les mécanismes d'impacts des différents « types » de sécheresses. Un des moyens est de commencer par étudier les effets des sécheresses récentes, assez bien documentées pour permettre des modélisations fiables.

Prospective pour la France

Météo-France a récemment produit une rétromodélisation du climat récent (1958 à 2008) ; période incluant les 3 sécheresses exceptionnelles (1976, 1989 et 2003) et d'autre part, un travail de prospective sur le risque de sécheresse jusque 2100 ;
Dans ce cadre, une réanalyse atmosphérique a été faite avec un modèle dit « SAFRAN », sur la base des archives hydrométéorologiques de 1958 à 2008. Le modèle ISBA, de Météo-France a simulé les échanges d'eau et d'énergie entre la surface du sol, la végétation et les basses couches de l'atmosphère, alors qu'un autre modèle (MODCOU, de l'École des Mines de Paris) a simulé les transferts eaux ↔ rivières et l'évolution des aquifères en croisant ces données avec un modèle des variations d'humidité des sols (reconstituées pour cette période).

Ces modèles ont permis une reconstitution des types principaux de sécheresse pouvant sévir en France ; 1) déficit pluviométrique, 2) déficit hydrologique (étiage anormal et baisse des nappes) et 3°) sécheresse "agricole" (épuisement de la réserve en eau du sol superficiel) ; Ceci a permis de faire des projections pour le XXI^e siècle en matière d'impacts sur la ressource en eau, sur l'humidité des sols.

Les projections laissent penser que dès le milieu du siècle (2050), des sécheresses inhabituelles (plus graves et plus longues) apparaitront. Les effets les plus nettement aggravés (par rapport à aujourd’hui et par rapport au déficit pluviométrique) porteront sur les sols superficiels.
À cette occasion les climatologues ont produit 2 nouveaux indices standardisés ; un indice d’humidité des sols (SSWI – Standardized Soil Wetness Index) tenant compte de l'absorption d'eau par les végétaux et de la nature du sol, ainsi qu'un indice hydrologique (SFI – Standardized Flow Index), basé sur la climatologie des débits simulés.

La gravité des sécheresses passées (modélisées) peut être comparées pour des régions climatiquement hétérogènes grâce à ces indices. Selon ces indices :

• la sècheresse de 1976 a été plus grave en termes de manque de pluies. Mais en 1989 les sols ont encore plus souffert, et plus qu'en 2003 où les températures ont été plus élevées, mais moins longuement.
• Selon le modèle, la durée de la déshydratation des sols superficiels est plus importante en Provence, en Pays de la Loire, dans le Bassin Parisien et les plaines d’Alsace et de Limagne qu'ailleurs en France métropolitaine.
• Sur la base des projections (scenarii A2, A1B, B1) du 4^e rapport d’évaluation du GIEC (régionalisées par Météo-France pour plusieurs régions), les sécheresses météorologiques (déficit de précipitations) et agricoles (déficit en eau des sols superficiels) devraient être légèrement plus fréquentes et plus graves (quelle que soit la saison) durant le 1^er 1/3 du XXI^e siècle. Vers 2050, « l’évolution du régime pluviométrique est encore peu sensible, mais l’assèchement des sols superficiels s’intensifie et des phénomènes inhabituels en termes d’expansion spatiale et/ou d’intensité commencent à apparaître sur toute la métropole. À partir des années 2080, des déficits pluviométriques plus forts apparaissent, notamment en été. Les sécheresses des sols superficiels pourraient alors devenir extrêmes sur la majeure partie du territoire, et quasiment sans retour à la situation normale (par comparaison au climat actuel) ».
• Les régions qui sont les plus humides au début de ce XXI^e siècle (Nord-Ouest et Nord-Est notamment) pourraient connaître à la fin du siècle les sécheresses les plus marquées (par rapport au climat actuel).
• Proportionnellement, ce sont les « sécheresses des sols superficiels » qui s'aggraveront le plus (aggravées par l’évaporation qui augmente avec le réchauffement).

Informations sur la sécheresse

Des informations sur la sécheresse sont disponibles, pour la France, sur le site internet Propluvia, qui permet de consulter les arrêtés de restriction d'eau.

Annexes

Articles connexes

• Ressource hydrique, section « Des ressources qui s'amenuisent »
• Calamité agricole
• Météorologie
• Anticyclone
• Réchauffement climatique, Catastrophe naturelle
• Famine
• Indice de sècheresse de Palmer et indice de sècheresse de Keetch-Byram
• Assèchement de la Mer d'Aral,
• Sahel

Liens externes

• Alerte spéciale de la FAO
• Criquets et troubles civils aggravent les effets de la sécheresse
• La sécheresse en Afrique : un appel urgent à la solidarité
• Historique des sécheresses en Europe
• Sécheresses en France
• Plan Loire grandeur Nature
• Informations scientifiques et techniques sur les zones arides
• Les deux tiers des arbres dans le monde sont menacés de dépérissement, article sur le site Lemonde.fr, daté du 23 novembre 2012.