2. INDICATEURS PERTINENTS (permettant de suivre l évolution de la variable dans le temps)

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1 GARONNE 2050 VARIABLE : climat 1. DÉFINITION DE LA VARIABLE Cette variable s intéresse aux données climatiques (pluies, températures, évapotranspiration) et aux apports en eau qui en découlent (et qui seraient disponibles pour satisfaire les besoins environnementaux et les usages anthropiques). Ces grandeurs mesurées ou évaluées par modélisations mathématiques sont éminemment variables dans le temps et dans l espace. Les variations temporelles sont mesurées à l échelle journalière (c est «le temps qu il fait» qui permet au quotidien tel ou tel usage de l eau) et à des échelles plus longues (c est «l évolution du climat» qui impacte les politiques publiques de développement et les projets de long terme). Dans l exercice de prospective, objet de la présente étude, nous nous intéressons aux deux aspects : - Quels impacts des évolutions climatiques sur la disponibilité de l eau pour les besoins actuels et futurs? Les hypothèses qui seront prises sur les évolutions climatiques conditionneront en grandes masses les quantités d eau disponibles sur le bassin de la Garonne ; - Quelles conséquences de la variabilité inter-mensuelle des données climatiques sur la mobilisation de l eau selon les besoins? Les données traitées au pas de temps décadaire ou mensuel permettront de simuler différents scénarios de confrontation des ressources et des besoins. D autre part, les variations spatiales de ces données permettront de mettre en évidence des conclusions nuancées selon les bassins (en fonction des ressources dont ils disposent, des pressions dont ils sont l objet et des objectifs environnementaux qu on leur assigne). Cette fiche s intéresse donc aux évolutions des données climatiques et des apports naturels sur le bassin de la Garonne. 2. INDICATEURS PERTINENTS (permettant de suivre l évolution de la variable dans le temps) - Apports pluviométriques annuels moyens - Apports pluviométriques moyens en période d étiage - Températures moyennes - Evapotranspiration moyenne - Apports naturels moyens (annuels ou en période d étiage) - Apports naturels en année sèche

2 3. RÉTROSPECTIVE (les 40 dernières années) (comment, pourquoi et par l action de qui la variable a évoluée) D une manière générale, on a observé une augmentation des températures moyennes, minimales et maximales sur le bassin au cours du XX ème siècle, augmentation qui semble s être accélérée à partir des années 50. On peut retenir une augmentation de la température moyenne de 1,2 C au cours du XX ème siècle, avec une accélération à 0,26 C par décade à partir des années 50 (soit une tendance de 2,8 C par siècle sur les années les plus récentes!). Figure 1 : évolution des températures à la station de Mérignac Source : référence bibliographique n 1 En matière d évapotranspiration, la tendance est également à la hausse, avec des valeurs significativement plus fortes mesurées au cours des dix dernières années. Ce paramètre joue un rôle très important, puisqu en augmentant : - Il réduit les écoulements, les végétaux absorbant une part plus importante des pluies, - Il augmente des besoins en eau des cultures. Figure 2 : évolutions mesurées de l'etp à la station de Mérignac Source : référence bibliographique n 1 En termes de précipitations, on observe une tendance relativement stable sur les moyennes annuelles, mais une décroissance significative sur les pluies estivales (Juin-Juillet-Août). Ainsi, la station de Mérignac permet de mettre en évidence un déficit moyen de 30 mm sur les 100 dernières années. 2/11

3 Figure 3 : évolution de la pluviométrie mesurée à la station de Mérignac Source : référence bibliographique n 1 Ces évolutions climatiques passées conduisent naturellement à une baisse des écoulements naturels dans les cours d eau et nappes d accompagnement. Ainsi, on peut clairement observer une baisse des écoulements à Tonneins sur la Garonne, baisse accélérée au cours des 25 dernières années. Ainsi, d un module annuel moyen de 720 m3/s sur la période , on passe à un module moyen de 540 m3/s sur la période , soit une baisse des apports annuels de 5 milliards de mètres-cubes en 100 ans (rappelons que les apports moyens actuels sont évalués 20 milliards de mètres-cubes). La situation à l étiage est encore plus préoccupante puisqu on estime la perte annuelle à 600 L/s par an depuis 90 ans, soit une division par trois du débit moyen d étiage! Cela se traduit concrètement par une augmentation de la fréquence de passage sous le débit objectif et une occurrence plus précoce des faibles débits à la fin du printemps. Figure 4 : évolution des apports naturels à Tonneins sur la Garonne Source : référence bibliographique n 1 En corollaire, on a constaté une fonte plus précoce du manteau neigeux, confirmant ainsi la diminution des possibilités de soutien d étiage naturel à partir de la montagne. Les apports naturels à l étiage (Juin-Octobre) ont ainsi connu une lente érosion au cours des 40 dernières années. Une approche sur les débits moyens de l étiage montre que cette érosion représente une baisse de l ordre de 1 à 2% par an (la baisse étant plus marquée sur l amont du bassin que sur l aval). 3/11

4 Tableau 1 : évolution des apports naturels à l'étiage sur le bassin de la Garonne entre 1970 et 2008 Point de contrôle Moyenne Juin-Octobre Baisse des apports Taux de baisse des apports (m 3 /s) (m 3 /s par an) Tonneins 336 4,1 1,2% Lamagistère 244 2,6 1,1% Verdun/Garonne 153 2,3 1,5% Portet/Garonne 146 2,1 1,4% Valentine 56 0,9 1,6% Source : EAUCEA (données SMEAG) Figure 5 : évolution des apports naturels à l'étiage sur le bassin de la Garonne entre 1970 et 2008 Tonneins - ETIAGE y = -4.1x Lamagistère - ETIAGE y = -2.6x Verdun - ETIAGE y = -2.3x Valentine - ETIAGE y = -0.9x Source : EAUCEA (données SMEAG) 4. INCERTITUDES ET SIGNAUX FAIBLES (incertitudes majeures pour l avenir et «signaux faibles» de changement) Le changement climatique constitue un phénomène de plus en plus décrit : il fait l objet en particulier de travaux de recherche à l échelle globale dans le cadre du GIEC. Nous proposons ici quelques conclusions tirées du 4 ème rapport du GIEC publié en 2007 (Source : référence bibliographique n 3). 4/11

5 Figure 6 : variations de la température et du niveau de la mer à l échelle du globe et de la couverture neigeuse dans l hémisphère Nord Source : référence bibliographique n 3 «Le réchauffement du système climatique est sans équivoque. On note déjà, à l échelle du globe, une hausse des températures moyennes de l atmosphère et de l océan, une fonte massive de la neige et de la glace, et une élévation du niveau moyen de la mer.» «Les émissions mondiales de gaz à effets de serre (GES) imputables aux activités humaines ont augmenté depuis l époque pré-industrielle ; la hausse a été de 70% entre 1970 et 2004.» Figure 7 : émissions mondiales de gaz à effet de serre anthropiques Source : référence bibliographique n 3 «L essentiel de l élévation de la température moyenne du globe observée depuis le milieu du XX ème siècle est très probablement attribuable à la hausse des concentrations de GES anthropiques. Il est probable que tous les continents, à l exception de l Antarctique, ont généralement subi un réchauffement anthropique marqué depuis 50 ans.». 5/11

6 Figure 8 : variation des températures à l échelle du globe et des continents Source : référence bibliographique n 3 «Vu les politiques d atténuation et les pratiques de développement durable déjà en place, les émissions mondiales de GES continueront à augmenter au cours des prochaines décennies.» «La poursuite des émissions de GES au rythme actuel ou à un rythme plus élevé devrait accentuer le réchauffement et modifier profondément le système climatique du XXI ème siècle. Il est très probable que ces changements seront plus importants que ceux observés au cours du XX ème siècle.» Figure 9 : scénarios d émissions de GES pour la période (en l absence de politiques climatiques additionnelles) et projections relatives aux températures en surface Source : référence bibliographique n 3 Selon les experts du GIEC, le réchauffement climatique est la résultante de l activité humaine qui s est développée depuis le XIX ème siècle (industrialisation), avec pour conséquence 6/11

7 l augmentation de la concentration des gaz à effet de serre dans l atmosphère, principale cause de l augmentation des températures moyennes observées et modélisées pour le futur. Au-delà de l augmentation des températures, les experts prévoient une plus grande fréquence des évènements extrêmes (dont les sécheresses), une baisse des apports naturels estivaux, une anticipation de la fonte des neiges Le 4 ème rapport du GIEC évoque par exemple les conséquences suivantes pour l Europe : - «Diminution des ressources disponibles et accentuation de la sécheresse aux latitudes moyennes.» - «On s attend à ce que les changements climatiques amplifient les disparités régionales en matière de ressources naturelles [ ]. Au nombre des incidences négatives figurent un risque croissant d inondations éclair à l intérieur des terres, une plus grande fréquence des inondations côtières et une érosion accrue (attribuable aux tempêtes et à l élévation du niveau de la mer).» - «Les régions montagneuses devront faire face au recul des glaciers, à la réduction de la couverture neigeuse» - «Dans le sud de l Europe, région déjà vulnérable à la variabilité du climat, les changements climatiques devraient aggraver la situation (températures élevées et sécheresse) et nuire à l approvisionnement en eau, au potentiel hydroélectrique, au tourisme estival et, en, général, aux rendements agricoles.» Des analyses régionales ont mis en évidence sur les scénarios «médians» A1B une tendance à l augmentation des températures partagée par les modèles climatiques quelle que soit la saison et une réduction des précipitations estivales. 7/11

8 Figure XX : carte des évolutions des températures et des précipitations selon 21 GCMs selon le scénario A1B (écarts absolus ou relatifs entre moyennes restituées par les modèles sur la période ( ) et celles projetées par ces modèles sur la période ( )) et nombre de modèles donnant une augmentation de précipitations (extrait de Christensen et al., 2007) Source : référence bibliographique n 3 Le projet Imagine 2030, ayant donné lieu à une publication en 2009 (Source : référence bibliographique n 2), permet de préciser les impacts propres au bassin de la Garonne. Plusieurs scénarios d évolution climatique (issus des travaux du GIEC) ont été simulés (scénarios A1B et A2, plus pessimiste). Il en ressort les conclusions suivantes (cf. Figure 10) : - Augmentation prononcées des températures en été : +2 C à l horizon 2030 ; - Augmentation plus limitée des températures hivernales : +1 C à l horizon 2030 ; - Augmentation amplifiée à l horizon 2080 : +4 à +5 C en moyenne annuelle ; - Concernant les précipitations, les conclusions sont moins nettes malgré une diminution des précipitations en dehors de la période hivernale, perceptible dans certains scénarios. 8/11

9 Figure 10 : températures moyennes par saison (à gauche) et précipitations (à droite) pour la Garonne à Lamagistère (en rouge les scénarios A2 et en verts les scénarios A1B) Source : référence bibliographique n 2 En termes d apports hydrologiques, les approches retenues dans le projet Imagine 2030 mettent en évidence une «réduction progressive des apports naturels et des débits caractéristiques des étiages» (le débit annuel chutant à l horizon 2030 de 10 à 30% selon les modèles hydrologiques, les projections climatiques et le bassin considérés). Les causes de cette baisse des apports, sensible notamment en été, sont à rechercher dans l augmentation de l évapotranspiration et une fonte des neiges plus précoce. Il résulterait de cette baisse des apports une augmentation de la fréquence des épisodes critiques en absence de soutien d étiage par les ouvrages hydro-électriques. La Figure 11 montre quelques résultats de simulations en termes d évolution du débit moyen par rapport à la situation actuelle. On constate en particulier que les bassins de montagne (encadrés en rouge) subissent les plus fortes baisses notamment en fin de printemps et début de l été du fait d une fonte de la neige plus précoce et en été du fait de la diminution des précipitations et de l augmentation de la température, tandis que les bassins sous influence méditerranéenne (les autres) subissent une baisse des apports plus forte en automne (allongement de l étiage, recharge des nappes retardée). Les résultats sur le devenir de l hydrologie du bassin obtenus par le projet Imagine2030 sont conformes avec ceux obtenus par d autres études (Source : référence bibliographique n 4). 9/11

10 Figure 11 : évolution simulée des débits mensuels naturels (modèle GR4J) Source : référence bibliographique n 2 5. PROSPECTIVE (les 40 prochaines années) A priori, une seule hypothèse de baisse des apports naturels en été, d augmentation de la fréquence des épisodes critiques et peut être une onde de fonte avancée (joue sur la gestion des stocks). Hypothèse 1 à 2030 : nom hypothèse Prolongation BIBLIOGRAPHIE (rétrospective et prospective) 1. EVALUATION DES IMPACTS DU CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR L'ESTUAIRE DE LA GIRONDE ET PROSPECTIVE A MOYEN TERME - PHASE 1 : ANALYSE DES ENJEUX LIES A L'EAU - SMIDDEST - EAUCEA - Décembre IMAGINE 2030 CLIMAT ET AMENAGEMENTS DE LA GARONNE : QUELLES INCERTITUDES SUR LA RESSOURCE EN EAU EN 2030? - CEMAGREF/EDF/AEAG - Décembre CHANGEMENTS CLIMATIQUES RAPPORTS DE SYNTHESE - GIEC /11

11 4. CHANGEMENT GLOBAL ET CYCLE HYDROLOGIQUE : UNE ETUDE DE REGIONALISATION SUR LA FRANCE. THESE DE DOCTORAT, TOULOUSE III PAUL SABATIER - BOE, J RÉDACTEUR : Ludovic LHUISSIER MISE À JOUR : 05/05/ /11