Doit-on s’attendre à plus de mégafeux à cause du changement climatique ?

megafeu

Californie, Australie, Sibérie : les images spectaculaires de mégafeux affectant plusieurs continents se sont bousculées sur nos écrans en 2019, puis en 2020. Plus proche de nous, la Grèce a également été touchée en 2018 par l’un des incendies les plus meurtriers du continent européen (102 morts). Puis nous avons vu la Lettonie et la Suède s’enflammer jusqu’au cercle polaire.. et en 2020, le Portugal ravagé.

Et en France ?  L’été 2003, qui reste l’été le plus chaud à l’échelle de la métropole, a donné lieu à une saison de feux de forêt historique avec près de 60 000 ha brûlés dans le Sud et 10 accidents mortels ! Les canicules exceptionnelles de l’été 2019 se sont également accompagnées de nombreux incendies non seulement dans le Sud-Est, mais aussi dans le nord de l’Hexagone. Au total, 10 000 hectares ont brûlé.

Quel est le rôle du changement climatique dans ces gigantesques incendies ?

En partenariat avec l’Institut National des Sciences de l’Univers, nous souhaitions faire le point sur le sujet des méga-incendies. Pour cela, nous avons reçu l’aide de Sophie Godin-Beekmann, Directrice adjointe scientifique à l’INSU-CNRS et chercheuse CNRS au LATMOS (Laboratoire Atmosphères et Observations Spatiales) et de Solène Turquety, enseignante-chercheuse au LMD (Laboratoire de Météorologie Dynamique)..

Qu’est-ce qu’un mégafeu ?

Un mégafeu est « un phénomène pyroconvectif dépassant la capacité de contrôle (intensité de la ligne de feu actuellement supposée supérieure à 10 000kW/m et vitesse de propagation supérieure à 50m/minute), présentant une distance de dissémination supérieure à 1km (par exemple transport des braises pouvant causer de nouveaux foyers d’incendie), et un comportement et une propagation erratiques et imprévisibles du feu. Il représente une menace accrue pour les équipes, la population, les biens et les valeurs naturelles, et est susceptible d’avoir des incidences socio-économiques et environnementales négatives.[i]»

Caractérisés par leur intensité, leur durée et leur dimension incontrôlable, les mégafeux sévissent sur tous les continents y compris près du cercle polaire. Ils sont parfois issus d’une fusion d’incendies, comme ça a été le cas pendant l’été  2019-2020 en Australie.

Une autre de leurs caractéristiques est qu’ils s’auto-alimentent : la fumée des feux monte très haut dans le ciel, et, au contact de l’air froid, forme des pyrocumulus et des pyrocumulonimbus, des nuages chargés d’électricité. Ces derniers provoquent des orages géants, pas ou peu chargés en pluie … mais avec un fort potentiel de créations d’éclairs. En touchant le sol, ces éclairs créent de nouveaux incendies.  

Comment mesure-t-on et observe-t-on les incendies ?

À l’échelle globale, les surfaces brûlées par les feux sont estimées à partir de données satellitaires évaluant le nombre de feux actifs à partir de l’observation de la surface terrestre à différentes longueurs d’onde, et d’information sur la couverture végétale.

L’évolution spatiale du risque de feux de forêts est évaluée à partir de l’Indice Forêt Météo, l’IFM (utilisé aujourd’hui dans la plupart des pays) qui indique en gros, une probabilité d’occurrence. Plus la valeur de l’IFM est élevée, plus les conditions météorologiques sont propices aux incendies.

Cet indice est calculé au jour le jour à partir de données météorologiques simples : température, humidité de l’air, vitesse du vent et précipitations. Ces données alimentent un modèle numérique qui simule l’état hydrique de la végétation et le danger météorologique d’incendie qui en découle.  Météo-France évalue l’IFM quotidiennement sur tout l’Hexagone et le transmet à la sécurité civile.

Que sait-on du passé ?

Grâce à la quantification et à la caractérisation des microparticules de charbon de bois produites par les feux et conservées dans les sédiments qui se déposent dans les lacs et tourbières, on dispose d’archives sédimentaires qui permettent de documenter l’histoire de la végétation, du climat et des occupations humaines qui interagissent avec ces feux.

Ainsi, on sait qu’au début de l’Holocène, il y a environ 12 000 ans, il y a eu des incendies de grande ampleur. On peut les relier aux conditions climatiques de cette époque, eux-mêmes liés aux paramètres orbitaux de la Terre qui sont très différents de ceux qui prévalent à l’heure actuelle, comme on l’a déjà vu dans un précédent article.

Il y a 7 000 ans environ, grâce à un climat plus humide, les incendies sont devenus beaucoup moins fréquents et plus localisés. Les enregistrements de charbon de bois sédimentaire couvrant six continents sur les deux derniers millénaires montrent que le brûlage de la biomasse à l’échelle mondiale a diminué jusqu’à 1750.

Les reconstructions historiques construites dans le cadre des exercices de modélisation du GIEC montrent que les émissions de carbone liées aux feux sont stables depuis 1750 à l’échelle du globe. Les émissions liées aux feux en Afrique, qui comptabilisait plus de la moitié des émissions mondiales sur la période 1750-2015, ont progressivement diminué depuis les années 1950 du fait d’une conversion de la savane en surface agricole. Cependant, elles ont été compensées par une augmentation dans les autres régions tropicales.

Prenant en compte 35 années de données météorologiques, une étude récente a analysé quatre variables susceptibles de modifier la durée de la saison des feux : les températures maximales, l’humidité relative, le nombre de jours sans pluie et les vitesses maximales des vents.

Elle montre que sur la période 1979-2013, la durée de la saison des feux s’est allongée de près de 20% et que les surfaces affectées par de longues saisons des feux ont doublé.


quence annuelle des périodes avec incendies a augmenté vont de l’orangé à rouge Le jaune indique les régions où aucun changement n’a été noté et les teintes du vert au bleu celles où ces périodes ont au contraire été moins.
Les régions où la fréquence annuelle des périodes avec incendies a augmenté vont de l’orangé au rouge. Le jaune indique les régions où aucun changement n’a été noté et les teintes du vert au bleu celles où ces périodes ont au contraire été moindres. © Nasa, Joshua Stevens (Earth Observatory), Matt Jolly, USDA Forest Service.

En comparant les tendances observées à l’échelle globale et régionale aux prévisions des modèles de climat et de végétation, une autre étude démontre que :

  • d’un côté l’effet de l’augmentation récente des températures est compensé par celle de l’humidité ou de la population (toutes deux étant en principe des facteurs de diminution des feux) ;
  • d’un autre côté, l’augmentation de la couverture végétale et la densité de la végétation conduisent à une augmentation des feux dans les régions où ces derniers étaient jusqu’à présent limités par la disponibilité ou l’inflammabilité du combustible (les régions boréales notamment).

Les tendances observées correspondent donc à des effets de compensation complexes, difficiles à prendre en compte dans les modèles.

Pourquoi avons-nous des mégafeux ?

Des conditions météorologiques extrêmes

En analysant le lien entre risque météorologique et feux extrêmes observés par satellite, des chercheurs ont démontré que les feux ayant une intensité extrême sont tous associés à des conditions météorologiques extrêmes.

La sécheresse et l’augmentation des températures

L’augmentation de la température est le lien le plus évident entre le réchauffement climatique et l’aggravation des incendies de forêt (cf article sur la sécheresse). La végétation et le sol s’assèchent, ce qui crée davantage de combustible inflammable pour que les incendies se propagent plus loin et plus vite.  Ce phénomène est particulièrement problématique dans les climats méditerranéens sujets à la sécheresse, en Californie, en Australie, au Canada ou en Sibérie.

Ainsi

  • La saison record des incendies de forêt en Californie en 2018 est arrivée à l’apogée des cinq années les plus chaudes jamais enregistrées dans l’État (2014-2018) et d’une sécheresse record (2012-2017). 
  • La saison record des feux de brousse en Australie en 2019-2020 a suivi les deux années les plus chaudes et les plus sèches jamais enregistrées sur ce continent, et s’est étendue pendant une vague de chaleur record, avec notamment une température moyenne maximale à l’échelle du pays de 41,9 °C le 18 décembre 2019.

évolution des températures annuelles et risque de méfageux en Australie de 1910 à 2020
source : BOM (The Bureau of Meteorology australien)
Légende : évolution des températures annuelles en Australie de 1910 à 2020
source : BOM (The Bureau of Meteorology australien)
  • En Sibérie, on a connu une longue vague de chaleur dans la première moitié de l’année 2020, avec des températures jusqu’à 5°C plus élevées que la moyenne de la période 1981-2010. Un record absolu de température maximale a été atteint au nord du cercle polaire avec plus de 38°à Verkhoyansk.  
  • Entre 1970 et 2012, les anomalies positives de température ont augmenté, la date de fonte de neige a reculé d’environ une semaine. En parallèle le nombre de feux de forêts importants a quintuplé.
  • Par ailleurs, on pense qu’à cause de la chaleur, en Sibérie par exemple, des feux de tourbe qui ne s’éteindraient pas complètement pendant l’hiver se réactiveraient l’été suivant.

Le facteur humain

À ce stade cependant, le danger reste encore limité. Pour déclencher les flammes, il faut encore un élément … qui est souvent d’origine humaine (que ce soit volontaire ou accidentel !)…. Ce qui fait dire aux climato-sceptiques que c’est l’humain, et non la sécheresse, qui déclenche l’incendie !

L’humain a-t-il une responsabilité dans l’augmentation des mégafeux ?

Oui, on peut l’affirmer, dans la mesure où (comme on l’a vu dans les articles précédents) les humains sont responsables des conditions climatiques qu’on a décrites plus haut, ils sont responsables de la propagation plus rapide et plus étendue des incendies de forêt.

Mais aussi parce que

  • en modifiant l’usage des sols, ils favorisent le développement de la biomasse combustible.
  • l’urbanisation, avec l’augmentation des zones de contacts entre les milieux peuplés et les espaces naturels sensibles, aggrave le risque d’incendies.
  • la gestion des forêts (débroussaillage) peut être également problématique dans certaines régions.

Peut-on incriminer d’autres facteurs ?

El Nino ?

En Asie et en Australie, effectivement, on sait que les années El Nino correspondent à des précipitations plus faibles et donc à des risques d’incendie élevés. Mais il a également été mis en évidence une tendance à plus long terme, attribuée au changement climatique, en particulier dans le Sud de l’Australie au printemps. Un allongement de la saison des feux y a également été observé. Depuis 2015, le risque d’incendie est supérieur aux moyennes de la période 1970-2020.

L’inversion du dipôle de l’océan indien ?

Il est vrai que l’incendie des forêts australiennes pendant l’été austral 2019-2020 est dû en partie à une conjonction de deux phénomènes météorologiques : une inversion du dipôle de l’océan indien (qui est un phénomène régulier) et un réchauffement stratosphérique soudain (SSW) au-dessus de l’Antarctique (phénomène très rare).

Les données paléoclimatiques montrent également que les phases de variabilité de l’océan Pacifique tropical et de l’océan Indien qui favorisent les incendies sont désormais exceptionnellement fréquentes par rapport à la variabilité naturelle de l’époque préindustrielle.

Par ailleurs, une étude publiée récemment montre que le changement climatique a induit en Australie un risque 30% plus élevé d’une saison d’incendies aussi extrême que celle de 2019/20.

Pourquoi peut-on affirmer que cette multiplication des incendies est due au changement climatique ?

Les mégafeux sont des événements rares qui ne se produisent en théorie qu’environ une fois tous les 50 ans.

La question qu’on doit se poser est : est-ce que les occurrences que nous avons constatées ces dernières années seraient probables sans le changement climatique ? Sachant qu’il a été estimé que des feux aussi sévères que ceux survenus en Australie sont 9 fois plus probables dans le climat actuel que pour un climat typique des années 1900, et que ceux survenus en Sibérie sont 600 fois plus probables dans le climat actuel que dans un climat préindustriel.  

Quel est l’impact de ces mégafeux ?

Les méga-incendies ont avant tout un impact sur la biosphère

En Australie, ils ont détruit près de 100.000 km2 de végétation, ce qui représente un habitat pour plus de 800 espèces vertébrées. Plus de 30% de l’habitat de 70 de ces espèces a été détruit. Parmi elles, 21 étaient déjà menacées d’extinction.

Les mégafeux ont un impact sur la qualité de l’air et la santé des populations

En émettant de grandes quantités de particules fines (PM2.5), incluant de la suie et des composés poly-aromatiques, reconnus comme cancérigènes par l’OMS, ils ont un impact sur la santé des populations. Des concentrations de PM2.5 de plusieurs centaines de μg/m3 ont été observées (sachant que la limite pour les concentrations journalières à ne pas dépasser est de 25 μg/m3 ). Cette détérioration de la qualité d’air due aux feux est associée à des maladies multiples, notamment respiratoires, telles l’obstruction pulmonaire chronique, l’asthme et des maladies cardiovasculaires.
Le transport des particules à des milliers de kilomètres de distance de l’Australie peut être visionné à partir d’animations de la NASA et permet de visualiser les changements de la composition globale de l’atmosphère : des bulles d’air chargées de particules de suie sont montées dans la stratosphère jusqu’à 35 km et ont détruit localement l’ozone.

Transport mondial de la fumée des feux de brousse australiens
Les différentes espèces d'aérosols sont mises en évidence par des couleurs, notamment la poussière (orange), le sel marin (bleu), les nitrates (rose) et le carbone (rouge), les régions les plus claires correspondant à des quantités d'aérosols plus importantes. Les observations MODIS de la NASA limitent les régions où la biomasse est brûlée ainsi que les profondeurs optiques des aérosols dans GEOS, ce qui permet de saisir les feux de brousse importants en Australie et le transport des aérosols émis bien en aval dans l'océan Pacifique Sud.
Transport mondial de la fumée des feux de brousse australiens
Les différentes espèces d’aérosols sont mises en évidence par des couleurs, notamment la poussière (orange), le sel marin (bleu), les nitrates (rose) et le carbone (rouge), les régions les plus claires correspondant à des quantités d’aérosols plus importantes. Les observations MODIS de la NASA limitent les régions où la biomasse est brûlée ainsi que les profondeurs optiques des aérosols dans GEOS, ce qui permet de saisir les feux de brousse importants en Australie et le transport des aérosols émis bien en aval dans l’océan Pacifique Sud.

Les mégafeux génèrent beaucoup de CO2

Pour les feux australiens de 2019/2020 ce sont environ 900 mégatonnes de CO2. Les feux sibériens de l’été 2020 ont émis 244 mégatonnes de CO2. Cela réduit de moitié le bénéfice des réductions de 7% des émissions de CO2 en 2020 par rapport à 2019, réduction qui était liée à la pandémie COVID. De plus, les fumées sont montées jusqu’à la stratosphère, la deuxième couche principale de l’atmosphère (entre ~12 et 50 km), et ont eu un impact plus important que les éruptions volcaniques modérées des trois dernières décennies. L’empreinte sur la stratosphère du nombre croissant de feux de forêt devra être prise en compte dans les modèles de changement climatique dans la mesure où les feux de forêt sont probablement amenés à devenir plus fréquents et plus importants dans le futur. 

Quelle sont les projections pour le futur ? 

Dans le monde

En raison de la survenance de plus en plus fréquente d’événements extrêmes, comme la sécheresse ou la canicule, le rapport du GIEC (2019) prévoit une augmentation des incendies de forêt, plus particulièrement pour l’Amérique du Nord et l’Europe du Sud.

En Europe du Sud, à la fin de ce siècle et pour le scénario RCP8.5, la surface brûlée chaque année pourrait ainsi être multipliée par un facteur compris entre 3 et 5 par rapport à la surface actuelle.

Et en France ?

En 2010, Météo-France a réalisé un rapport sur l’impact du changement climatique sur l’IFM. Les simulations montrent une augmentation constante de la fréquence des jours présentant un danger météorologique de feux de forêts, ainsi qu’un allongement de la saison propice aux incendies (elle débuterait plus tôt au printemps pour se terminer plus tardivement en automne).

En 2010, une étude de la sensibilité des forêts françaises au risque d’incendie  a montré que les surfaces forestières les plus sensibles au risque de feu, actuellement localisées dans le Sud-Est de la France, pourraient s’étendre de 30 % à l’horizon 2040 et couvrir une part importante de la forêt des Landes. Ce risque extrême pourrait même s’étendre aux forêts de Sologne et des Vosges à l’horizon 2060.

  • Actuellement, si le nombre annuel de jours avec un risque extrême d’incendie est de 10 à 40 jours dans le Sud-Est méditerranéen, il est quasiment nul dans toutes les autres régions.
  • En revanche, à l’horizon 2060 :
    • on observerait de l’ordre de 10 à 20 jours par an présentant un risque extrême d’incendie dans la plupart des régions de France, y compris les plus septentrionales;
    • les territoires situés en bordure de la Méditerranée et le long de l’axe rhodanien y seront soumis de 80 à 100 jours par an.
événements météorologiques extrêmes dans un contexte de changement climatique, 2018

Les chercheurs de Météo-France ont croisé ce danger météorologique de feux avec les cartographies de vulnérabilités aux feux de forêts des principaux peuplements forestiers, établies par l’Office National des Forêts (ONF) et l’Inventaire Forestier National (IFN). Ils ont pu établir des cartes de sensibilité potentielle aux incendies de forêts estivaux aux horizons actuel (1989-2008) et moyen terme (2031-2050).

Comme la hausse des températures progressera même avec les scénarios dits frugaux (objectif de réchauffement = 1,5°), l’intensité des feux ira de même. 

mégafeux, figure du GIEC

Le mot de la fin

Les incendies de forêt de l’été dernier en Australie nous ont marqués par leur extrême intensité et leur impressionnante étendue. La sécheresse, les températures élevées, elles-mêmes favorisées par le changement climatique, en sont les principales causes. Ces mégafeux ont eu des conséquences délétères tant sur l’environnement et la biodiversité que sur l’économie.

Même s’ils peuvent être en partie reliés à des phénomènes climatiques comme El Nino ou l’inversion du dipôle de l’Océan indien, toutes les projections concordent à dire qu’ils sont amenés à se multiplier et s’amplifier.

Les moyens de prévention et de lutte anti-incendie vont devoir totalement changer d’échelle dans les trente ans qui viennent pour faire face à cette hausse du niveau de risque. C’est aussi vrai en France, dans des départements où la culture du risque incendie n’existe pas encore.

[i] Defining Extreme Wildfire Events: Difficulties, Challenges, and Impacts. Fire 1, 9.

Bonus : voir cet article en infographie sur le site du CNRS !

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