Effets de la sécheresse sur un champ de maïs. © Fotolia, BIBI

Sécheresse 2015 : effets immédiats, questions pour l’avenir

Par Pascale Mollier - Nicole Ladet - Eric Connehaye
Mis à jour le 02/02/2017
Publié le 27/08/2015

2015 est l’année la plus chaude jamais mesurée au plan mondial d’après les relevés sur les 7 premiers mois. L’Inra a, depuis 10 ans, développé des outils et indicateurs pour évaluer la situation climatique en cours, la situer par rapport à des références historiques et montrer les effets attendus sur le fonctionnement des peuplements végétaux, le rendement des cultures ou la santé des forêts. Application à l’année 2015…

Différente de celles de 2003 et 2011, la sécheresse de 2015 est plus tardive, débutant mi-juin, après une bonne recharge des nappes phréatiques en automne-hiver. Cette sécheresse affecte donc essentiellement la réserve hydrique des sols (on parle de sécheresse édaphique) plutôt que le niveau des nappes (sécheresse hydrologique). Fin août 2015, ce dernier est généralement satisfaisant, avec une situation plus tendue dans le sud-ouest.

Figure 1 : Indice d'humidité des sols : indice pondéré à la normale au 1er août 2015. Écart entre l'indice d'humidité des sols (SWI) au 1er août 2015 et la moyenne calculée sur la période de référence 1981-2010. Modèle SIM du Centre national de recherches météorologiques. Source : Bulletin national de situation hydrologique, Météo France http://www.eaufrance.fr. © Inra
Figure 1 : Indice d'humidité des sols : indice pondéré à la normale au 1er août 2015. Écart entre l'indice d'humidité des sols (SWI) au 1er août 2015 et la moyenne calculée sur la période de référence 1981-2010. Modèle SIM du Centre national de recherches météorologiques. Source : Bulletin national de situation hydrologique, Météo France http://www.eaufrance.fr © Inra

2015 : chaleur précoce, sécheresse tardive

Les observations acquises sur le réseau agroclimatique de l’Inra confirment pour 2015 l’existence d’un cycle printanier et estival de culture particulièrement chaud, marqué par des périodes caniculaires, sur la très grande partie du territoire. Cette situation est préjudiciable aux conditions d’élaboration du rendement des cultures de printemps. Elle s’accompagne d’une sécheresse édaphique sévère résultat de la conjonction 1) d’un déficit pluviométrique important (plus de 60 % en juillet, sauf Bretagne et dans la frange littorale de la Manche d’après Météo-France) et 2) d’un fort besoin évaporatoire des couverts végétaux du fait des fortes chaleurs et de l’ensoleillement.

Sols asséchés mais nappes alimentées

Cette année, les sols se sont asséchés, surtout sur une large moitié Nord : au 1er août 2015, l’indice d’humidité des sols superficiels (figure 1) est déficitaire par rapport aux normales saisonnières de plus de 30 % du Massif central à l’est de la Bourgogne ainsi qu’en Haute-Normandie, Ile-de-France, Picardie, Nord-Pas-de-Calais et Champagne-Ardenne. En revanche, les valeurs de cet indicateur sont proches de la normale pour les Alpes-de-Haute-Provence et la Corse et très légèrement excédentaires pour les Pyrénées-Atlantiques.

Un déficit hydrique hors norme : fortes chaleurs et manque de pluie

Même si le phénomène n’a pas atteint l’ampleur de l’année 1976, 2015 se place parmi les années  les plus arides observées les cinquante dernières années, en France.
Des éléments d’analyse en continu de la situation peuvent être recensés par l’utilisation de la veille agroclimatique de l’Inra (cf. Encadré 1) qui utilise les données agronomiques et climatiques du réseau national de l’institut. Pour les grandes cultures, le caractère tardif de la sécheresse affecte principalement les cultures semées au printemps. Ainsi, sur la base d’une culture de printemps type « maïs »  (date de référence du semis au 1er avril),  en s’appuyant sur l’exemple des 2 sites du Nord (Grignon) et du Sud (Toulouse) de la France, il est possible de dégager les points suivants :

  • L’indicateur somme de températures en cours (courbe en rouge, à la date du 23 août 2015) est hors norme par rapport à une représentation de la variabilité des données historiques  observées sur chaque site (enveloppe rose), traduisant aussi une période climatique encore plus chaude que l’année 2014 (courbe en pointillés), déjà période plus chaude que la normale (figures 2).

Figures 2 : Somme des températures : exemples de suivi (Grignon et Toulouse). La courbe en rouge correspond au suivi en cours, la courbe en pointillé noir correspond au parcours de l’an dernier, l’enveloppe en rose correspond à une représentation de la variabilité historique observée (données disponibles sur 45 pour Grignon et 44 ans pour Toulouse).. © Inra
Figures 2 : Somme des températures : exemples de suivi (Grignon et Toulouse). La courbe en rouge correspond au suivi en cours, la courbe en pointillé noir correspond au parcours de l’an dernier, l’enveloppe en rose correspond à une représentation de la variabilité historique observée (données disponibles sur 45 pour Grignon et 44 ans pour Toulouse). © Inra

  • Le déficit climatique correspond au cumul journalier  de la différence entre la pluviométrie (P, mm d’eau) et l’évapotranspiration potentielle de Penman (ETP, mm d’eau). L’ETP est une mesure standard de référence qui se définit comme l’évapotranspiration maximale d’une pelouse convenablement alimentée en eau. Le suivi du déficit climatique montre que la période climatique est très sèche. Les déficits hydriques  climatiques observés sont fortement déficitaires, traduisant un manque sévère d’apport de pluie pour satisfaire le besoin évaporatoire des couverts végétaux, avec des valeurs négatives du déficit variant de -300 à plus de -400 mm d’eau au 23 août 2015 (figures 3).

Figures 3 : Déficit hydrique climatique : exemples de suivi (Grignon et Toulouse). La courbe en vert correspond au suivi en cours, la courbe en pointillé noir correspond au parcours de l’an dernier, l’enveloppe en vert clair correspond à une représentation de la variabilité historique (données disponibles sur 45 pour Grignon et 44 ans pour Toulouse).. © Inra
Figures 3 : Déficit hydrique climatique : exemples de suivi (Grignon et Toulouse). La courbe en vert correspond au suivi en cours, la courbe en pointillé noir correspond au parcours de l’an dernier, l’enveloppe en vert clair correspond à une représentation de la variabilité historique (données disponibles sur 45 pour Grignon et 44 ans pour Toulouse). © Inra

Une évolution liée au changement climatique ?

Le changement climatique en agriculture peut se caractériser par trois composantes :

  • Tendance au réchauffement à long terme,
  • Occurrence croissante d’évènements extrêmes,
  • Augmentation de la variabilité interannuelle, comme l’illustrent les figures 2 et 3.

« Les deux premières tendances sont confirmées au fil des années par les observations et les rapports du GIEC, tandis que la troisième est encore à l’état d’hypothèse, indique Patrick Bertuzzi. Il y a certains indicateurs qui semblent n’avoir plus la même évolution au cours d’une saison de culture. Par exemple, la réserve en eau du sol n’a plus ses maxima et minima aux mêmes moments de l’année. De même, la météorologie d’une période clef comme le semis du maïs peut être  très différente d’une année sur l’autre (forte sécheresse de printemps en 2011, printemps froid et pluvieux en 2013, par exemple). Nous sommes alertés par  ces observations des agriculteurs, mais pour l’instant, rien n’est démontré ». (Plus de détails sur le rapport en particulier les résumés à l'intention des décideurs)

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Nathalie Breda, unité Écologie et écophysiologie forestières, Centre Inra Nancy-Lorraine
  • Frédéric Huard, unité Agroclim, Centre Inra PACA
  • Françoise Ruget, unité Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes, Centre Inra PACA
  • Patrick Bertuzzi, unité Agroclim, Centre Inra PACA
Département(s) associé(s) :
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Écologie des forêts, prairies et milieux aquatiques

Des outils pour évaluer les sécheresses

VAC : évaluer les conséquences agricoles

La veille agroclimatique (VAC) fait suite à la sécheresse-canicule de 2003. Elle propose de fournir des éléments d’information sur les conséquences agricoles de tels évènements. À partir des observations réalisées sur le réseau agroclimatique national de l’Inra, la VAC fournit deux types d’éléments d’évaluation de la situation :

  1. Sur 16 sites Inra, un suivi quotidien d'indicateurs, mis à jour quotidiennement sur le site. Ces informations visent à caractériser les conditions agroclimatiques en « temps réel » à partir de quatre  indicateurs usuels (1) somme des températures, (2) cumul des précipitations, (3) bilan hydrique climatique et (4) état de la réserve hydrique du sol.
  2. L'exploitation du modèle de culture STICS pour caractériser l’impact du climat en cours sur la croissance et le développement des cultures. Le modèle STICS simule le  fonctionnement de  six types de culture (blé, colza, maïs pluvial, maïs irrigué, pois et tournesol) sur trois types de sol (Réserve utile, ou quantité maximale d’eau que le sol peut stocker et restituer à la plante, faible/moyenne/forte) caractéristiques de la région considérée. En fonction des données agroclimatiques réellement enregistrées sur dix sites expérimentaux de l’Inra couvrant la diversité climatique de la France, le modèle calcule au pas de temps journalier la production agricole, le développement des cultures, le bilan de l’eau, de l’azote et de la matière organique du sol.

En savoir plus :

ISOP : prédire le rendement des prairies

Dans une exploitation, la production des prairies est essentiellement consommée par les animaux, sans qu’il y ait vente. L'estimation de la production fourragère est donc difficile avec les méthodes classiques utilisées pour les grandes cultures, basées sur les collectes des organismes vendeurs. D’où la formulation d’une demande, en 1997,  par le Ministère en charge de l'Agriculture, qui a conduit à la création d'ISOP  (Information et Suivi Objectif des Prairies). Ce système, fruit d’une collaboration entre Météo-France, l’Inra et le Ministère en charge de l’Agriculture (service de la statistique et de la prospective), permet à ce dernier d’obtenir une image objective des dommages suivant les régions. Il calcule la quantité de matière sèche produite par hectare, jour après jour, à l’échelle de petites régions fourragères considérées comme homogènes sur le plan du climat, tout en respectant une variété de sols et de pratiques à l'intérieur de chacune des 228 régions fourragères définies. Pour ce faire, le modèle de culture STICS  a fait l’objet d'un travail spécifique pour l’adapter aux prairies. Il est ainsi alimenté par une base élaborée spécifiquement à partir de données concernant les pratiques agricoles (enquête statistique), le sol (carte des sols de France) et le climat journalier.

Pour aller plus loin :

Des types de sécheresse différents

Les sécheresses antérieures les plus récentes datent de 1976, 1997, 2003, 2005 et 2011. Celles de 1976, 2003 et 2011 ont eu des conséquences importantes.

2015 associe une sécheresse estivale dite édaphique (sols en manque d’eau mais nappes alimentées) et de fortes chaleurs dès le printemps. Les sécheresses de 2003 et 2011 étaient plus précoces, se manifestant dès le mois de mai. Celle de 2011 était à la fois édaphique et hydrologique, avec 68 % des réservoirs d’eau à un niveau inférieur à la normale, l’hiver n’ayant pas été assez pluvieux. La sécheresse printanière 2011 était exceptionnelle en France et en Europe, comparable à celle connue en 1976, mais elle avait été stoppée par les pluies estivales.

2003 avait été marquée par une très forte canicule associée à une sécheresse exceptionnelle, avec de fortes pertes - 20 à 30 % - selon pour les cultures dans les zones affectées.

Selon les années, les sécheresses affectent différemment les zones françaises. En 2003 et 2015, la sécheresse vient du Sud-Est et s'étend progressivement vers le Nord. En 2011, la sécheresse se manifeste d’abord dans la zone Nord-Ouest, si on partage la France par une diagonale Bayonne-Strasbourg.

Un métaprogramme Inra

dédié à l'agriculture climato-intelligente

En 2011, l’Inra a mis en place un grand programme transversal de recherche (métaprogramme Adaptation au changement climatique de l’agriculture et de la forêt : ACCAF) pour comprendre les effets conjoints des différentes modifications globales provoquées par le changement climatique sur l’activité agricole et les milieux naturels terrestres, et réfléchir aux stratégies d’adaptation ainsi qu’à leurs conséquences environnementales et socio-économiques.

  • En savoir plus sur ACCAF 

L’Inra participait à la 3e Conférence scientifique mondiale sur l’agriculture climato-intelligente qui s'est déroulée à Montpellier, du 16 au 18 mars 2015. Elle a permis de dresser un futur agenda de la recherche, d’éclairer les décideurs et de proposer des actions pour l’avenir. Lire la suite >

En amont de la création d’ISOP, plusieurs projets ont centré leurs recherches sur les prairies, l’élevage et le changement climatique :