Bilan hydrique Evolution du bilan hydrique Description de l indicateur Territoire concerné Région Rhône-Alpes Type d indicateur Indicateur d impact Justification du choix Le changement climatique se traduit par un accroissement des températures, entraînant pour les plantes, une augmentation de de l indicateur l évapotranspiration. Les conséquences en sont les suivantes : au niveau hydrologique : une diminution de l eau restituée au milieu sous la forme de ruissellement et d infiltration dans les nappes ; au niveau agronomique : une situation de déficit hydrique prononcée. La plante ne pouvant plus trouver une réponse suffisante à ses besoins en eau, il se produit une fermeture plus importante des stomates, ce qui réduit la photosynthèse, et donc la croissance de la plante. Selon le type de cultures, cela peut se traduire par une diminution du rendement. Selon les zones géographiques concernées, le changement climatique pourrait aussi induire une diminution des précipitations, en certaines périodes de l année, qui en réduisant l apport en eau aggraverait ces impacts. Lien avec le SRCAE Rhône-Alpes Indicateur contribuant à répondre aux orientations : AD3 : Améliorer et diffuser la connaissance des effets du changement climatique pour notre région AG2 Promouvoir une agriculture et une sylviculture responsables et tournées vers l'avenir AG2.. adapter l agriculture régionale aux enjeux du changement climatique AG2.2 maîtriser la consommation énergétique des serres, bâtiments et engins agricoles AG2.3 optimiser les pratiques culturales pour réduire l impact et les émissions polluantes des activités agricoles Descriptif Le bilan hydrique correspond à un écart entre les apports et les pertes d eau au niveau d un couvert végétal. Il permet de rendre compte de la variation du stock d eau du sol. Le schéma ci-dessous représente les différents flux, en entrée et en sortie, intervenant dans le bilan. Source : université de Picardie, Jules Verne Le bilan hydrique est utilisé : sur le plan hydrologique pour apprécier la restitution d eau au milieu, représentée par l eau ruisselée et l eau infiltrée vers les nappes profondes ; sur le plan agronomique pour évaluer l eau utilisable par les cultures, nécessaire à l évapotranspiration, et qui provient des précipitations et du stock d eau contenu dans le sol, éventuellement complétée par l irrigation. Dans le cadre de l ORECC, c est ce deuxième aspect correspondant au bilan hydrique agricole, qui est observé, de façon simplifiée. En effet, l eau effectivement utilisable par les cultures varie selon le type de culture considéré et les caractéristiques du sol où pousse la culture, influant sur les réserves en eau du sol. Dans le cadre de cette fiche, le bilan hydrique observé est un bilan hydrique climatique, encore appelé demande climatique en eau, correspondant à une évaluation approximative du déficit hydrique agricole et pris comme étant égal à la différence entre les précipitations et l évapotranspiration d un couvert végétal de référence, sans tenir compte du type de culture, ni des caractéristiques du sol réels. Le bilan hydrique est calculé sur plusieurs périodes, choisies à partir des recommandations d un groupe de travail sur l agriculturesylviculture : bilan hydrique printanier, calculé en cumulant les bilans hydriques des mois d avril, mai, juin ; bilan hydrique estival, correspondant aux bilans hydriques cumulés sur les mois de juillet, août, septembre ; et enfin bilan hydrique correspondant à la période de végétation pour les mois d avril à octobre. Les résultats présentés peuvent s avérer différents selon le découpage saisonnier opéré. Suivi de l indicateur Couverture spatiale et temporelle d observation Les stations ont été choisies en retenant au moins une station par département, disposant de données sur un temps suffisamment long pour définir un climat de référence sur une période a minima de 3 ans. Le tableau ci-dessous récapitule les stations retenues pour la région Rhône-Alpes, ainsi que leur altitude. Département Commune Altitude Ain Château Gaillard 2 m Ardèche Lanas 2 m Drôme Montélimar 3 m Isère Saint-Geoirs 3 m Loire Andrézieux m Rhône Bron m
Savoie Bourg Saint-Maurice 6 m Haute-Savoie Meythet m Les données de bilan hydrique font l objet ici d une analyse sur la période d observation commune à l ensemble des stations, soit -3, sauf pour les stations de Lanas et de Meythet où l évolution est observée sur la période de disponibilité des données, soit -3 et -3. La carte ci-dessous présente les stations retenues :. Evolution du bilan hydrique printanier Les données sur le bilan hydrique sont disponibles au pas décadaire. Le bilan hydrique printanier est obtenu en sommant la différence Précipitations (P) Evapotranspiration (ETP), pour l ensemble des décades des mois d avril, de mai et de juin. Les graphiques suivants présentent, pour chacune des stations retenues, l évolution du bilan hydrique printanier sur la période -3 (-3 pour Lanas et -3 pour Meythet) ainsi que les moyennes mobiles sur ans associées, qui permettent de lisser en partie les variations inter-annuelles. 3 6 2 3 - - Moyenne mobile sur ans 3 3 3 3 - Station de Lanas 3 3 Moyenne mobile sur ans Station de Chate au Gaillard - -3 - -3 - - 2/
Moyenne mobile sur ans Station de Saint Ge oirs - 3 6 2 3 - - -3 - - - -3 3 6 2 3 - - - -3-3 - - - - 6 3 3 3 3 - - 3 2 6 3 - Station de M eythet 3 Moyenne mobile sur ans Moyenne mobile sur ans Station de Bourg Saint M aurice - Station de Bron 3 6 2 3 Station d'andrézieux Moyenne mobile sur ans Moyenne mobile sur ans Moyenne mobile sur ans -6 - - - - -2 On constate sur ces graphes, qu à l exception de la station de Château Gaillard (Ain), le bilan hydrique printanier est négatif, et qu il a évolué vers des valeurs négatives de plus en plus importantes sur les dernières années, avec un accroissement visible de cette évolution à partir des années. Pour Chateau-Gaillard, on constate qu à partir des années, les valeurs négatives de ce bilan hydrique sont de plus en plus fréquemment négatives. Afin d essayer d expliquer ces évolutions, le graphe suivant présente, pour la station de Montélimar, l évolution en parallèle du bilan hydrique et de l évapotranspiration. ETP BH Evapotranspiration et bilan hydrique printaniers Moyenne ETP sur ans 3 Valeurs en C et mm 2 - - -2-3 - 3/
On voit clairement une augmentation de l évapotranspiration à partir des années, et la correspondance entre les années où l évapotranspiration est plus importante et celles où le bilan hydrique présente des valeurs négatives plus fortes. L évolution du bilan hydrique semble donc fortement influencé par l évolution de l évapotranspiration. Afin de relier ces observations avec le climat, le graphe suivant présente, pour la station de Montélimar, l évolution de la température printanière. Température printanière Tprintemps Station de M ontélim ar 2 Moyenne températures sur ans Valeurs en C et mm On constate que les variations de l évapotranspiration correspondent tout à fait à celles de la température. Il semble donc que ce sont les évolutions de la température, qui en influençant l évapotranspiration, impacte les bilans hydriques..2 Evolution du bilan hydrique estival Les graphiques suivants présentent, pour chacune des stations retenues, l évolution du bilan hydrique estival, observé sur les mois de juillet, août et septembre, sur la période -3 (-3 pour Lanas et -3 pour Meythet) ainsi que les moyennes mobiles sur ans associées, qui permettent de lisser en partie les variations inter-annuelles. Moyenne mobile sur ans Station de Chateau-Gaillard - 3 6 3 2-3 Moyenne mobile sur ans Station de Lanas - - - -2-3 -3 - - - -3 Moyenne mobile sur ans Station de Saint Geoirs - - -3 - - -3 - - - /
Moyenne mobile sur ans Station de Bron Station d'andré zie ux Moyenne mobile sur ans - - - - -3-3 - Moyenne mobile sur ans Station de Bourg Saint M aurice Moyenne mobile sur ans Station de M e ythet - - - 6 - - -6 - - - -2 Excepté pour la station de Meythet, dont la période d observation est plus courte que pour les autres stations, on observe une augmentation importante des déficits hydriques estivaux vers les années, puis une diminution de ces déficits et de nouveau un accroissements vers le début des années. Les graphes suivants montrent en parallèle les évolutions des bilans hydriques et de l évapotranspiration, pour la station de Montélimar. Evapotranspiration et bilan hydrique estivaux ETP Station de Monté lim ar BH Vale urs e n m m 6 - - -6 L impact direct des évolutions de l évapotranspiration sur les évolutions du bilan hydrique est moins net que sur la période printanière. Le graphe suivant permet de visualiser la contribution des précipitations à l évolution du bilan hydrique. Evapotranspiration et précipitations estivales Precip. Moyenne ETP sur ans Moyenne précipitations sur ans Vale urs e n m m ETP 6 /
On constate une relative stabilité de l évapotranspiration estivale, alors que des précipitations moyennes estivales évoluent fortement. On retrouve sur ce graphe un creux de précipitations vers les années, correspondant à des bilans hydriques plus déficitaires. Puis à partir du début des années une augmentation de l évapotranspiration couplée à une légère baisse des précipitations, qui expliquent une nouvelle augmentation des déficits hydriques. Le graphe suivant présente les évolutions des précipitations sur la station de Montélimar, pour la période d observation. Température estivale Tété Station de Montélim ar V ale ur s e n m m 2 On retrouve une forte correspondance entre les évolutions de la température et les évolutions de l évapotranspiration..3 Evolution du bilan hydrique en saison de végétation Les graphiques suivants représentent les courbes d évolution du bilan hydrique entre les mois d avril et octobre, correspondant à la saison de présence de la végétation. Les moyennes mobiles sur ans de l indicateur considéré sont aussi représentées. Moyenne mobile sur ans 6 Station de Lanas Station de Chateau Gaillard - Moyenne mobile sur ans - - -6 - - -6 3 - - - 3 6 2 3-3 - - 3 Moyenne mobile sur ans Station de Saint Geoirs Moyenne mobile sur ans - -3 - -6 - - - 6/
Moyenne mobile sur ans Station d'andrézieux 3 - - -3 - - - -3 - - - -6-6 Moyenne mobile sur ans Station de Bourg Saint M aurice Station de M eythe t Moyenne mobile sur ans Station de Bron - - -3 - Moyenne mobile sur ans - - - Sur les graphiques on observe que les valeurs des bilans hydriques sur la période de végétation d avril à octobre sont généralement négatives, exceptées pour les stations de Chateau-Gaillard et Meythet. Les courbes des moyennes mobiles sur ans, sont plutôt stables ou présentent une évolution peu marquée pour les stations de Montélimar, Chateau-Gaillard et Andrézieux. Ces courbes présentent une décroissance marquée pour les stations de Bron, Bourg-Saint-Maurice et Saint-Geoirs, à partir des années, correspondant à une augmentation en moyenne annuelle du déficit hydrique sur la période de végétation. Cette évolution vers un déficit hydrique accru est aussi visible pour les stations de Lanas et Meythet sur une période d observation plus courte. Afin d analyser plus en détail les causes de ces variations, les graphes suivants présentent pour chaque station observée, l évolution de la répartition entre précipitations et évaporation. /
Pour l ensemble de ces graphes on constate une évolution stable ou en légère baisse des précipitations et un accroissement généralisé de l évapotranspiration pour toutes les stations observées. Pour les stations présentant une évolution à la baisse des précipitations, cette baisse est plus visible à partir des années. L augmentation de l évapotranspiration, elle, est continue depuis le début de la période d observation soit. Le tableau ci-dessous indique les évolutions de l évapotranspiration par site d observation, entre les deux périodes de ans - et -, en valeur absolue et en pourcentage : Département Commune Evolution de l évapotranspiration entre les Evolution de l évapotranspiration entre les 2 périodes - et - en mm 2 périodes - et - en % Ain Château Gaillard 6,6 +, % Ardèche Lanas - - Drôme Montélimar 3, + 3, % Isère Saint-Geoirs 3, +% Loire Andrézieux Bouthéon, +,6 % Rhône Bron 6, +, % Savoie Bourg Saint-Maurice, + 6, % Haute-Savoie Meythet Ces augmentations sont du même ordre de grandeur que celle calculée par Climfourel, de l ordre de % pour la zone sud-est. Conclusion Pour les stations observées, on constate que les bilans hydriques ont évolué vers une augmentation du déficit hydrique à partir des années, avec des évolutions plus ou moins marquées selon les stations. Les évolutions sont plus marquées sur la période printanière que sur la période estivale. Ces évolutions sont dues dans une moindre mesure à une diminution des précipitations, notamment à partir des années, mais surtout à une augmentation continue de l évapotranspiration, corrélée à une augmentation des températures, notamment printanières. Construction de l indicateur Méthode de calcul de l indicateur De manière simplifiée, le bilan hydrique climatique est défini comme la différence entre les précipitations (P) et l eau évapotranspirée (ETP). En météorologie, la mesure des précipitations se fait à l aide d un pluviomètre, qui mesure la hauteur d eau recueillie par une surface plane. Cette hauteur d eau s exprime en millimètre, correspondant à la hauteur atteinte par un volume de litre répartie sur une surface de m². L évapotranspiration correspond à la restitution d eau à l atmosphère par un sol couvert de végétal. L évapotranspiration correspond à deux processus distincts : l évaporation physique proprement dite, au-dessus d une surface évaporante : sol humide, surface d eau libre, feuilles et branchages mouillées, etc. ; la transpiration, parfois appelée évaporation physiologique, d une plante. Pour croître, les plantes ont en effet besoin d absorber du CO 2, ce qu elles font par des trous de faible taille appelés stomates. Par ces stomates, l eau, prélevée dans le sol et circulant dans la sève, s évapore. Dans le cadre de cette fiche, on s intéresse à l évapotranspiration potentielle (ETP), définie comme l évapotranspiration d une surface de gazon de hauteur uniforme, en pleine croissance, et couvrant complètement un sol largement pourvu en eau. Dans ce cas, l eau se déplace aisément du tissu végétal vers l air environnant et l ETP dépend uniquement de paramètres climatiques (température, rayonnement solaire, vitesse du vent, tension de vapeur). Les indicateurs suivis sont alors construits sur la base de données au pas décadaire, calculées aux dates des er, et 2 de chaque mois, qui sont ensuite sommées sur les périodes d observation : printemps, été et période de végétation. Unité de mesure Millimètre Détenteur des données source L indicateur est construit sur la base de données issues de Météo France. /
Producteur des données source Les données utilisées sont produites par Météo-France : - le cumul des précipitations est obtenu en sommant les précipitations journalières sur les décades considérées ; - l évapotranspiration potentielle est calculée à partir de paramètres climatiques (température, vitesse du vent, rayonnement solaire, tension de vapeur), selon la méthode de Penman. Recul temporel des données Période sur laquelle on dispose de données de référence pour les précipitations journalières et sur l évapotranspiration: Département Commune Période pour laquelle on dispose de données Ain Château Gaillard -3 Ardèche Lanas -3 Drôme Montélimar -3 Isère Saint-Geoirs 6-3 Loire Saint Etienne Bouthéon -3 Rhône Bron -3 Savoie Bourg Saint-Maurice -3 Haute-Savoie Meythet -3 Les données disponibles présentent un recul historique d au moins 3 ans sauf pour les stations de Lanas et Meythet. Fiabilité de l indicateur Les données en précipitations sont des séries quotidiennes de référence en précipitations journalières fournies par Météo-France correspondent à des données pour lesquelles on considère les distorsions d origine non climatique (par exemple déplacement du point de mesure) comme minimes par rapport aux évolutions climatiques en cours. Producteur de l indicateur ORECC Rhône-Alpes Actualisation de l indicateur Indicateur suivi par l ORECC depuis Dernière mise à jour de la fiche Février Périodicité d actualisation Actualisation annuelle Perspective pour l indicateur Suivi annuel sur les années à venir Indicateur disponible sur http://orecc.rhonealpes.fr /