Inondations : est-ce la faute du changement climatique ?

Les terribles inondations en Belgique et Allemagne de l’été 2021 ont marqué les esprits. Comme si les pays occidentaux, et plus globalement du Nord, se rendaient compte que le changement climatique pouvait également les toucher et que personne n’était à l’abri.

Bien sûr, certain(e)s n’ont pas attendu pour minimiser les évènements et les morts, en disant “qu’il y avait toujours eu des inondations, que ça avait toujours existé, et que cela n’avait rien à voir avec le changement climatique”. Au même titre que les sécheresses, les ouragans, les mégafeux ou les canicules, les inondations sont un phénomène complexe et multifactoriel, parfois sous-estimées dans l’imaginaire collectif.

Quel rôle a joué et jouera le changement climatique dans les inondations ? A quel point l’artificialisation des sols est à prendre en compte ? La prévention et l’adaptation sont-elles à la hauteur, notamment en France ? Pour y répondre, nous avons reçu l’aide de Florence Habets, Directrice de recherche CNRS en hydrométéorologie, professeure à l’École normale supérieure (ENS) – PSL.

Comment définir une inondation ?

Dans son rapport spécial 1.5, le GIEC définit une inondation (ou crue) comme le “gonflement d’un cours d’eau ou d’une autre masse d’eau au-delà des limites normales ou accumulation d’eau dans des zones qui, en temps normal, ne sont pas submergées“. On englobe sous ce terme :

• les inondations fluviales,
• les crues éclair,
• les crues en milieu urbain,
• les inondations pluviales,
• les inondations côtières,
• les vidanges de lac glaciaire,
• les inondations par remontée de nappe.

Au même titre qu’il existe plusieurs types de sécheresses, il existe donc plusieurs types d’inondations, mais leur médiatisation diffère considérablement. Celles qui ont le plus d’impact sur les habitations humaines, sur les industries ou encore sur des zones agricoles retiennent forcément plus notre attention que des inondations extrêmes là où il n’y a quasiment aucune présence humaine.

C’est la même logique que pour un pic de chaleur au milieu de l’Amazonie, et un qui aurait lieu en région parisienne…

Caractéristiques et évolution des inondations

Pour les inondations fluviales (qui sont historiquement les cas les plus fréquents), l‘importance de l’inondation dépend de trois paramètres : la hauteur d’eau, la vitesse du courant et la durée de la crue. Ces paramètres sont conditionnés par les précipitations, mais également par l’état du bassin versant et les caractéristiques du cours d’eau.

Météo-France précise que

“les pluies intenses apportent sur une courte durée (d’une heure à une journée) une quantité d’eau très importante. Cette quantité peut égaler celle reçue habituellement en un mois (normale mensuelle) ou en plusieurs mois. Dans le Sud de la France, les cumuls observés peuvent dépasser 500 mm (1 mm = 1litre/m2) en 24 heures. Pour les phénomènes les plus violents, le cumul dépasse les 100 mm en une heure“.

Crue “décennale” ou “centennale”

On entend également souvent parler de crue “décennale” ou “centennale“. La définition est très simple. Comme la crue d’un cours d’eau est mesurée par son débit, si une crue a une chance sur dix de se produire chaque année, on dit qu’elle est décennale. Si elle a une chance sur 100 d’arriver chaque année, on dit alors qu’elle est centennale.

Bien sûr, c’est une probabilité. Nous pourrions avoir deux crues décennales en l’espace de 10 ans, voire en seulement 5… La notion de stationnarité qui implique ces probabilités vole totalement en éclats avec le changement climatique !

Quelques idées reçues sur les inondations et le changement climatique…

Premièrement, un important épisode de pluie n’aboutira pas forcément à une inondation ! Cela dépendra de la géographie, de l’urbanisation, de l’état des sols (humidité…), etc. Une pluie torrentielle n’a par exemple pas la même configuration dans la Drôme qu’à la Réunion (un tout autre monde !).

Ensuite, il n’est pas pertinent de comparer des inondations entre elles en prenant comme point de comparaison le nombre de morts (nous y reviendrons). Les comparaisons qui prennent en compte uniquement le coût des dégâts causés sont aussi à prendre avec des pincettes. Non seulement les dégâts d’une inondation peuvent varier selon de multiples facteurs (notamment via l’adaptation et la résilience), mais leur estimation peut parfois prendre plusieurs années !

Enfin, nous voyons une tendance se dessiner au fil des années. Les inondations pluviales, notamment à cause du changement climatique, sont de plus en plus fréquentes. Ce qu’il s’est passé à New-York au début du mois de septembre 2021 (conséquences de l’ouragan Ida) est un très bon exemple : des pluies torrentielles et une inondation pluviale mortelle, sans rapport avec les crues des cours d’eau.

Personne n’est à l’abri des inondations

La vidéo précédente du métro New-Yorkais est à l’image des 3 mois de l’été 2021 : des catastrophes climatiques en chaine, avec un réchauffement global qui n’est pour l’instant que de +1.1°C. Il semblerait pourtant que certains évènements aient un peu plus touché l’opinion publique dans les pays occidentaux.

Après le dôme de chaleur au Canada, se sont les inondations en Allemagne, Belgique, au Luxembourg puis à New-York qui ont marqué les esprits. Comme si certain(e)s réalisaient que le changement climatique ce n’était pas que pour les pays pauvres, les plus loin de nous. Bien au contraire : personne n’est à l’abri, y compris les pays industrialisés.

Les pays asiatiques ne sont d’ailleurs pas en reste. Le 14 août, le Japon a observé des pluies sans précédent dans certaines régions, menant à des inondations meurtrières (tout comme à l’été 2020). 1.8 million de Japonais ont tout même été invités à quitter leur domicile après les précipitations… Le 21 juillet à Zhengzhou (Chine), il a plu 200mm en 1H. A titre de comparaison, il pleut environ 650mm par an à Zhengzhou, comme à Paris…

Et toujours les mêmes qui subissent…

Puisque nous parlons ici d’extrêmes climatiques, il est indispensable de rappeler que ce sont les populations les plus démunies qui en souffrent les premières. Ceci est documenté dans la littérature scientifique (notamment par le groupe 2 du GIEC) et nous l’observons malheureusement à chaque catastrophe.

Lors du dôme de chaleur au Canada, ce sont les personnes sans climatisation qui ont le plus souffert, et/ou ont fini par en mourir. Pour les inondations, c’est pareil. En Belgique et en Allemagne, ce sont les personnes vivant dans des appartements au rez-de-chaussée qui ont été les plus touchées.

Même chose à New-York avec les basement appartment (situés au rez-de-chaussée), ou des locaux tout simplement insalubres au fond des caves d’immeubles. Les (au moins) 45 morts sont très majoritairement des habitants de cette catégorie. Il a tout de même fallu qu’Alexandria Ocasio-Cortez rappelle ‘de ne pas demander de livraison à domicile‘ au plus fort de la tempête, certains n’ayant pas compris que c’était dangereux pour un type à vélo de leur livrer leur uberEATS en pleine tempête…

Ces inondations ne doivent plus être considérées comme ‘improbables’. Si nous entrons dans une ère où les aléas climatiques seront plus nombreux et plus intenses, ce n’est pas un hasard, et le changement climatique en est l’une des causes.

Comment le changement climatique aggrave les inondations

Au cas où nous aurions pu avoir un doute, les conclusions du rapport du groupe 1 du GIEC sorti le 9 août dernier sont très claires concernant les inondations et le changement climatique :

• La fréquence et l’intensité des épisodes de fortes précipitations ont augmenté depuis les années 1950 sur la plupart des zones terrestres pour lesquelles les données d’observation sont suffisantes pour une analyse des tendances (confiance élevée). Le changement climatique d’origine humaine est probablement le principal facteur.
• Le changement climatique d’origine humaine affecte déjà de nombreux phénomènes météorologiques et climatiques extrêmes dans toutes les régions du monde. A noter que l’emplacement et la fréquence de ces événements dépendent des changements prévus dans la circulation atmosphérique régionale, y compris les moussons et les trajectoires des tempêtes aux latitudes moyennes.
• Les preuves des changements observés dans les phénomènes extrêmes tels que les vagues de chaleur, les fortes précipitations, les sécheresses et les cyclones tropicaux, et, en particulier, leur attribution à l’influence humaine, se sont renforcées depuis le cinquième rapport d’évaluation.

Des inondations plus fréquentes, plus intenses, et combinées avec le changement climatique

Le GIEC a donné plusieurs conclusions importantes quant aux aléas climatiques à venir. Avec la poursuite du réchauffement, chaque région pourrait subir de façon différenciée plus d’évènements climatiques extrêmes, parfois combinés, et avec des conséquences multiples. Cela a plus de chance d’arriver avec un réchauffement à +2°C que 1,5°C (et d’autant plus avec des niveaux de réchauffement supplémentaires).

Traduisez “combinés” par ‘plusieurs en même temps ou à la suite’. Il n’est pas rare par exemple d’observer une sécheresse suivie d’une inondation. Un autre exemple pourrait être l’ouragan Ida, suivi de pluies torrentielles à New-York : deux aléas climatiques qui arrivent l’un après l’autre, le premier provoquant le deuxième.

Nous savons également que l‘élévation relative du niveau de la mer contribue à augmenter la fréquence et la gravité des inondations côtières dans les zones de faible altitude et à l’érosion côtière le long de la plupart des côtes sableuses (confiance élevée).

Avec le réchauffement climatique, nous observons et observerons donc des inondations plus fréquentes et plus intenses, avec une intensité plus ou moins forte (avec un degré de confiance à chaque fois) selon la région.

Changement climatique, cycle de l’eau et relation Clausius-Clapeyron

Nous savons qu’une atmosphère plus chaude devrait contenir plus de vapeur d’eau, qui peut tomber en pluie et parfois sur une courte période. On retrouve ce même impact de la vapeur d’eau dans l’atmosphère avec les tempêtes. Une atmosphère plus chaude transporte en moyenne 7% d’humidité en plus par degré de réchauffement : c’est la relation Clausius-Clapeyron.

Il est important de noter qu’il s’agit d’une moyenne, car à l’échelle locale, ce 7% peut être bien plus important, en raison des rétroactions convectives des nuages et des changements de la circulation atmosphérique qui entraînent une augmentation de l’humidité aspirée par les tempêtes.

Les précipitations à Uccle (Belgique) sont un bon exemple pour l’expliciter : les observations ont mis en évidence une augmentation de 14% des précipitations horaires les plus intenses pour chaque degré de plus. On retrouve cette relation mise en évidence sur ce graphique :

Encore une fois, et l’été 2021 est un parfait exemple pour l’illustrer, nous observons de plus en plus d’inondations pluviales. L’hydrologue Emma Haziza évoquait récemment une ‘nouvelle ère hydrologique, où le ruissellement domine les types de réponses au sol‘. L’eau n’a plus le temps de venir tranquillement gonfler les cours d’eau, le ciel nous tombe sur la tête et les quantités d’eau qui s’abattent forment des rivières là où elles rencontrent le sol.

Nous le savons, les scientifiques alertent depuis au moins 30 ans sur ces risques (le 1er rapport du GIEC en 1990 en parlait déjà), la littérature scientifique réduit les incertitudes et le consensus est très clair. Pour les plus curieuses et curieux, voici un excellent site où vous retrouverez une méta analyse de 173 articles scientifiques qui mettent en évidence que le changement climatique accroît les précipitations extrêmes et les risques d’inondation :

Comment le risque d’inondation en France est-il géré ?

La France dispose d’un service consacré à la prévision des inondations : le SCHAPI. Il produit et diffuse une information continue de vigilance sur les crues publiée sur le site www.vigicrues.gouv.fr. Il anime et pilote le réseau de la prévision des crues et de l’hydrométrie de l’État (Services de Prévision des Crues et Unités d’Hydrométrie rattachés aux services régionaux DREAL ou à la direction inter-régionale Sud-Est de Météo-France).

C’est extrêmement bien fait, et vous pourrez cliquer n’importe où sur la carte pour avoir des informations sur chaque région française :

Cela permet d’avoir en détail, et par station, des relevés d’hydrométrie, par hauteur d’eau ou débit, les dernières inondations historiques, etc. Au même titre que ceux sur les autres aléas climatiques, ces services d’observation sont très importants, dans la mesure où ils sont en charge de prévenir des risques d’inondations à venir.

Ne pas prévenir assez tôt, c’est ne pas pouvoir prévenir la population afin qu’elle puisse évacuer les lieux assez vite, et se retrouver avec des catastrophes humaines. L’État Français a par ailleurs mis en place en août 2021 APIC et Vigicrues flash. Ces services d’avertissement automatique basés sur l’observation complètent la Vigilance météorologique et Vigicrues (informations sur les dangers dans les prochaines 24 heures).

Alors que ces stations sont extrêmement importantes et que l’observation (et analyse humaine) est fondamentale dans la gestion des risques, et que nous anticipons des aléas climatiques de plus en plus fréquents et intenses, nous pourrions nous inquiéter (c’est peu dire) des baisses de budget et d’effectif en pleine urgence climatique…

La France n’est pas prête à gérer les inondation d’ici 2050

C’est une erreur de penser que les inondations qui feront des morts et des centaines de millions de dégâts sont uniquement réservées aux pays exotiques, et/ou en voie de développement. Au risque de nous répéter : la France est mal préparée aux risques d’inondations.

Dans son rapport annuel 2021, le Haut Conseil pour le Climat met en évidence les risques d’inondations en France :

• Trente-huit inondations ont eu lieu entre 1964 et 1990, contre 103 entre 1991 et 2015. Les précipitations intenses qui causent des inondations génèrent un engorgement en eau des sols, une baisse du rayonnement solaire et des maladies fongiques qui affectent les rendements des cultures, comme cela a été observé en 2016.
• Occupation des sols : l’attractivité des littoraux ou de certaines vallées fluviales explique, par exemple, la forte exposition des habitations, infrastructures et entreprises au risque de submersion et d’inondation. Ces implantations peuvent évoluer en quelques décennies, en fonction des dynamiques démographiques ou économiques.
• De nombreux établissements accueillant des enfants (crèches, écoles, collèges) sont exposés au risque d’inondation. En 2016, par exemple, 23 % des maternelles de Paca sont exposées au risque inondation, 42 % dans le Vaucluse. En 2017, on estimait que 20 500 jeunes étaient exposés en Bourgogne-Franche-Comté (216 écoles et 41 établissements du secondaire).
• Les inondations dans les vallées de la Tinée et la Roya en 2019 ont conduit à envisager de possibles relocalisations en interrogeant l’habitabilité.

Malgré les conclusions scientifiques du GIEC et du HCC, la prudence est requise lorsque l’on communique sur un sujet aussi complexe que les inondations, notamment lorsque certains climatosceptiques et climatorassuristes s’invitent dans le débat public.

Inondations, réchauffement climatique et désinformation

L’une des causes principales de l’inaction climatique est la désinformation. A chaque aléa climatique, vous entendrez toujours quelqu’un pour dire “c’est pas nouveau, ça a toujours existé, ça n’a rien à voir avec le changement climatique“. C’est systématique.

Un cas d’école est arrivé en septembre 2020 avec les inondations dans les Cévennes. Des chercheurs comme Robert Vautard ont mis en évidence que l’intensité des précipitations extrêmes des “événements cévenols” a augmenté d’environ 20 % depuis 1960 en raison du changement climatique. Ribes & al. ont confirmé cette tendance.

Mac Lesggy, présentateur télé qu’on ne présente plus, avec 50000 followers sur Twitter, a quand même déclaré qu’il n’y avait “aucune preuve que le réchauffement climatique amplifie les épisodes cévenols“, avant de pointer du doigt l’artificialisation des terres et l’urbanisation. Manque de chance, plusieurs scientifiques ont très vite repéré ce mensonge et ont rectifié les faits :

Cette déclaration provoque pourtant 800 likes, plus de 200 retweets … et circulation d’informations erronées auprès de milliers de personnes qui n’iront pas vérifier les faits par eux-mêmes. Les commentaires sont très instructifs et montrent à quel point il est encore difficile aujourd’hui de lutter contre la circulation d’informations fausses. Le tweet de correction, publié le lendemain, aura 10 fois moins de réactions. 10 jours après, C. Cassou a d’ailleurs publié ce tweet :

Autre argument qui revient souvent, le fameux ‘oui mais cette inondation a fait moins de morts qu’en 1932‘. Comparer les épisodes d’inondation en comparant le nombre de morts n’a pourtant aucun sens. Le nombre de morts dépend, en plus des paramètres météorologiques, des infrastructures, de la préparation de la population (prévention et alerte), du type d’inondation (lente ou éclair), à quel moment (le jour ou la nuit), et de la densité de la population.

La difficulté de l’exercice, au-delà des observations, est de déterminer si un aléa climatique a été provoqué par le changement climatique.

Peut-on attribuer chaque inondation au réchauffement climatique ?

Nous savons que l’effet de serre accentue les deux extrêmes du cycle hydrologique, et qu’il y aura plus d’épisodes de pluies extrêmement abondantes et plus de sécheresses prolongées (cf Clausius-Clapeyron). Cependant, comment peut-on savoir si un évènement est arrivé à cause du changement climatique ?

Des inondations se sont produites dans le passé et nous ne pouvons affirmer qu’une inondation donnée est due au réchauffement climatique. 

Nous pouvons néanmoins affirmer que la probabilité d’occurrence de ces évènements météorologiques a fortement augmenté du fait du changement climatique anthropique. Pour aborder l’attribution d’un évènement, une notion est très importante : la période de retour (durée moyenne au cours de laquelle, statistiquement un événement d’une même intensité se reproduit). Celle-ci est toujours accompagnée de son intervalle de confiance, la fourchette de valeurs possibles, qui quantifie l’incertitude liée au calcul.

La science de l’attribution

Comment procèdent les scientifiques pour savoir si l’on peut attribuer un évènement météorologique extrême au changement climatique ?

Le calcul est fait alternativement dans le monde factuel (incluant l’influence humaine, donc plus instable) et dans le monde contrefactuel (sans perturbation humaine du climat). Sont alors comparées les deux probabilités obtenues pour quantifier l’importance de l’influence humaine.

Le même procédé est utilisé pour évaluer l’impact sur l’intensité, cette fois-ci en raisonnant à probabilité d’occurrence donnée. Les climatologues s’interrogent enfin sur l’évolution future de ce type d’évènement en utilisant des projections climatiques, c’est-à-dire des simulations couvrant le futur (souvent le 21ème siècle), en faisant une ou plusieurs hypothèses sur l’évolution des concentrations atmosphériques des gaz à effet de serre.

Cas pratique : inondations en Allemagne et en Belgique

La science de l’attribution a fait des progrès formidables ces dernières années. Grâce à cela, nous n’avons plus à attendre des années pour savoir si un évènement climatique extrême est arrivé à cause du changement climatique. Désormais, seules quelques semaines suffisent.

Avec une méthodologie bien précise, le World Weath Attribution (WWA) a pu donner des résultats en quelques semaines quant aux inondations qui ont touché l’Allemagne, la Belgique, les Pays-Bas et le Luxembourg, du 12 au 15 juillet 2021.

Ses scientifiques ont analysé comment le changement climatique induit par l’homme a affecté les précipitations maximales sur 1 et 2 jours pendant la saison estivale (avril-septembre) dans deux petites régions où les récentes inondations ont été les plus graves (Ahr-Erft en Allemagne et la Meuse en Belgique), et partout ailleurs dans une zone géographique plus importante comprenant l’Allemagne, la Belgique et les Pays-Bas.

Les conclusions sont les suivantes :

• Le changement climatique a augmenté l’intensité des précipitations maximales journalières pendant la saison estivale dans cette grande région d’environ 3 à 19 % par rapport à un climat mondial plus froid de 1,2 °C qu’aujourd’hui. L’augmentation est similaire pour l’événement de deux jours.
• La probabilité qu’un tel événement se produise aujourd’hui par rapport à un climat plus froid de 1,2 °C a augmenté d’un facteur compris entre 1,2 et 9 pour l’événement d’un jour dans la grande région. L’augmentation est à nouveau similaire pour l’événement de deux jours.
• Dans le climat actuel, pour un endroit donné de cette grande région, nous pouvons nous attendre en moyenne à un événement de ce type tous les 400 ans.
• Ils s’attendent à ce que de tels événements se produisent plus fréquemment qu’une fois tous les 400 ans dans la grande région de l’Europe occidentale.

Tous les éléments disponibles (compréhension physique + observations sur une plus grande région et différents modèles climatiques régionaux) donnent aux chercheurs du WWA une grande confiance dans le fait que le changement climatique induit par l’Homme a augmenté la probabilité et l’intensité de la survenue d’un tel événement et que ces changements vont se poursuivre dans un climat qui se réchauffe rapidement.

L’urgence de s’adapter au risque d’inondation

Il est urgent d’agir pour limiter le réchauffement climatique, et pour cela nous avons deux options. La première, l’atténuation : baisser nos émissions de gaz à effet de serre. Cette unique option était peut-être valable en 1980, mais comme nous ne l’avons pas fait, nous sommes obligés d’actionner le 2ème levier : l’adaptation. Elle est indispensable, et voici pourquoi :

• Les études réalisées par les assureurs montrent que le changement climatique est responsable de 30 à 40% de l’augmentation du coût des catastrophes. Le reste est notamment lié à l’augmentation de l’exposition et de la vulnérabilité.
• Les modélisations réalisées par les assureurs convergent vers une augmentation d’au moins 50% de la sinistralité à horizon 2050.
• Outre les morts et les blessés, les risques climatiques menacent les biens et infrastructures (bâtiments, réseaux). Les entreprises et industries qui sont par exemple sur un relief de type plateau ne sont pas du tout préparées aux inondations pluviales (risque industriel important avec les produits chimiques).
• Un Français(e) sur 4 vit en zone inondable par les cours d’eau, la mer, les nappes phréatiques ou les orages. Une commune sur deux a tout ou partie de son territoire exposé.

Quelles solutions pour prévenir les risques d’inondations ?

La (très) bonne nouvelle, c’est qu’il existe des solutions et que chacun peut agir à son niveau. Au lieu de vouloir construire à tout prix des parkings, une terrasse… la solution est pourtant simple : végétaliser ! Et interpeller les élu(e)s locaux sur les risques de l’artificialisation des sols et des extrêmes climatiques à venir.

Il est indispensable de changer d’approche et d’intégrer le fait que l’adaptation demande des investissements et des solutions long-terme. C’est parfois plus coûteux à court-terme, mais les gains seront sans comparaison possible sur le long terme, notamment en cas d’aléas climatiques. Certaines villes ont déjà intégré ces risques, à l’instar de Douai, qui “souhaite se préparer au changement climatique“.

En d’autres termes, il faudra du courage politique et ne plus chercher le profit à court terme. Nous devons réduire nos émissions et nous adapter aux aléas climatiques, nous n’avons plus le choix. Les morts partout dans le monde durant l’été 2021 montrent que parler d’écologie punitive n’a aucun sens et que ce n’est qu’un prétexte à l’inaction climatique, aujourd’hui meurtrière.

Les points clefs à retenir sur les inondations

• Une inondation (ou crue) est le “gonflement d’un cours d’eau ou d’une autre masse d’eau au-delà des limites normales ou accumulation d’eau dans des zones qui, en temps normal, ne sont pas submergées“.
• L’importance des inondations pluviales dépend de trois paramètres : la hauteur d’eau, la vitesse du courant et la durée de la crue.
• Personne n’est à l’abri des inondations, pas même les pays industrialisés. L’injustice climatique est encore une fois vérifiée, puisque ce sont les personnes les plus démunies qui seront le plus touchées par cet aléa climatique. La justice climatique, au cœur de l’Accord de Paris, est ici centrale.
• La fréquence et l’intensité des épisodes de fortes précipitations ont augmenté depuis les années 1950 sur la plupart des zones terrestres pour lesquelles les données d’observation sont suffisantes pour une analyse des tendances (confiance élevée). Le changement climatique d’origine humaine est probablement le principal facteur.
• On ne peut pas attribuer chaque inondation au réchauffement climatique, mais nous savons que nous observons et observerons des inondations plus fréquentes et plus intenses.
• Une atmosphère plus chaude peut transporter en moyenne 7% d’humidité en plus par degré de réchauffement.
• La France est mal préparée aux risques d’inondations. Il est urgent de s’adapter aux aléas climatiques à venir et de suivre les recommandations scientifiques. Nous ne pouvons plus miser uniquement sur l’atténuation de nos émissions. L’adaptation au changement climatique est urgente.