Pôle Alpin Risques Naturels (PARN) Alpes–Climat–Risques Avec le soutien de la Région Rhône-Alpes (2007-2014)
FR
EN
 

Compilation des connaissances 3.1.0
Crues et inondations

Masquer / Afficher la table des matières




Analyse spatialisée des connaissances par domaines géographique
Mise à jour : Janvier 2015



FACTEURS DE CONTRÔLE DES CRUES

Reconstitutions paléoclimatiques

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes centrales européennes :
Une modification importante, en lien avec le changement climatique, des évènements pluvieux de grande ampleur à large échelle, est attendue dans les Alpes Européennes. Par conséquence, la connaissance des variations naturelles passées des inondations, engendrées par des événements pluvieux de grande ampleur, constitue un apport important dans le cadre de la mise en place des projections climatiques futures. Nous présentons ici une reconstruction de la fréquence d’inondations pendant l’Holocène ( 10 000 years), dans les Alpes Centrales Européennes, en combinant les analyses sédimentaires de 15 zones lacustres. Ces enregistrements fournissent un catalogue des dépôts d’inondations, issus du transport du matériel terrestre déposé dans les lacs via les différents processus d’écoulement.
L’approche multi-archive permet de supprimer les schémas climatiques locaux, tels que les orages, du signal climatique obtenu. Wirth& al 2013 - A
 Alpes françaises du nord – Bassin versant du Rhône à l’amont du lac du Bourget :
L’enregistrement clastique (susceptibilité magnétique, SM) du lac du Bourget au cours des 150 dernières années a été comparé à la longueur cumulée de cinq grands glaciers alpins (situés dans le massif du Mont-Blanc et dans les Alpes suisses) documenté par Vincent et al. (2005). La sédimentation clastique était plus élevée dans le lac du Bourget lorsque ces glaciers étaient en phase d’avancée ou bien de retrait au cours de trois périodes de longueur maximale (c'est à dire à la fin du 19e siècle, entre 1920 et 1931, et entre 1983 et 1995). Le signal SM dans le lac du Bourget montre trois pics importants autour de 1880, 1930, 1950 et un petit plateau entre les années 1980 et 1990. Ceci suggère que depuis 1870, les apports clastiques dans le lac du Bourget résultent de l'érosion du substratum rocheux lié aux fluctuations des glaciers du Mont-Blanc dans la rivière Arve qui suivent la fin du Petit Age Glaciaire. Si une empreinte anthropique existe, il semble qu’elle a seulement une incidence sur l'amplitude du signal et non sur sa temporalité. Il semble que les crues du Rhône dans le lac résultent de facteurs climatiques.
 
→ Plus...
La comparaison des fluctuations des glaciers suisses et des périodes de hauts niveaux d'eau lacustres en Europe occidentale au cours des 3500 dernières années (Holzhauser et al., 2005) avec l'enregistrement continu de l’activité des crues du Rhône dans le lac du Bourget (signal SM) met en évidence des périodes où l’activité accrue des écoulements correspond à des périodes où les glaciers étaient proches de leur extension maximale et à des périodes de haut niveau des lacs : entre 2800 et 2400 cal BP, 1500–1300 cal BP, 1200–1050 cal BP, 900–800 cal BP et 700–220 cal BP. En revanche, les périodes de crues plus intense survenues entre 2200 et 2000, 1950–1600 et 1050–950 cal BP ne sont contemporaines d’aucunes fluctuations clairement documentées des glaciers ou du niveau des lacs dans le massif alpin, mais ont eu lieu après des périodes humides associées à une augmentation de l’activité torrentielle du haut Rhône (cf. Arnaud et al, 2005) : la « crise hydrologique de l’Age de Fer » (1200-1550 cal BP), la Période Romaine Humide (entre 2100 et 1900 cal BP) et la Période Humide du Haut Moyen Age (1500-1200 cal BP).

Entre 3500 et 9400 cal BP, les comparaisons avec les rares reconstructions continues de l’extension des glaciers ou de l’activité hydrologique au cours de l'Holocène suggèrent que l'activité des crues du Rhône dans le lac du Bourget a surtout été sensible aux périodes plus humides (et souvent plus fraiches) dans les Alpes (et favorisant de hauts niveaux lacustres). Ces périodes humides sont contemporains des fluctuations glaciaires, surtout après l'optimum holocène (période Néoglaciaire). Une seule période de haut niveau lacustre de Magny (2004) n'est pas clairement documentée dans cette étude : elle correspond à une période datée entre 4800 et 4850 cal BP, qui semble correspondre (aux incertitudes de datation près) à une avancée glaciaire du glacier de Miage documenté par Deline et Orombelli (2005) entre BP cal 4600 et 4800 dans le massif du Mont-Blanc et à la phase d’avance des glaciers de Rotmoss II dans les Alpes (Maisch et al., 2000).
Une carotte longue de 14 m (LDB04) a été prélevée dans le lac du Bourget afin de fournir un enregistrement continu des événements de crues du Rhône au cours de l'Holocène.
Cet ensemble de données met en évidence 12 périodes de crues plus intenses au cours des 9400 dernières années dans le lac du Bourget et montre que la zone source principale des particules clastiques au cours de cette période correspond à la partie supérieure du bassin versant de la rivière Arve.
La comparaison de la sédimentation clastique dans le lac du Bourget avec des périodes d'utilisation des terres accrue et avec les périodes de fluctuations des glaciers alpins et du niveau des lacs de moyenne latitude en Europe suggère que l’enregistrement clastique du lac du Bourget est un indicateur continu de l'histoire hydrologique holocène du nord-ouest des Alpes.
 
→ Détails...
Le choix du site de forage a été basé sur des profils sismiques haute résolution, dans une zone où les dépôts proximaux accumulés dans le lac par les écoulements du Rhône sont peu perturbés par des remaniements en masse.
Le modèle âge-profondeur de cette carotte est basé sur (i) 14 datations au radiocarbone, (ii) des datations par les radionucléides (137Cs) et (iii) l'identification des données historiques (inondations, eutrophisation du lac).
Une approche multi-proxy a été utilisée pour reconstituer l'évolution et l'origine de la sédimentation clastique au cours de l'Holocène, afin d'identifier les périodes d'activité hydrologique accrue dans le bassin versant.
La spectrophotométrie a été utilisée pour détecter les fluctuations de des apports clastiques et l'étude des minéraux argileux (en particulier l'indice de cristallinité de l'illite) a permis de localiser la zone source principale de particules clastiques à grains fins de sédimentation dans le lac après les crues.
Cet ensemble de données met en évidence 12 périodes de crues plus intenses au cours des 9400 dernières années dans le lac du Bourget et montre que la zone source principale des particules clastiques au cours de cette période correspond à la partie supérieure du bassin versant de la rivière Arve. Cette partie du bassin versant draine plusieurs grands glaciers du massif du Mont-Blanc, et les fluctuations des apports de crue du Rhône dans le lac du Bourget sont interprétées comme résultant essentiellement de l’activité des glaciers du Mont-Blanc au cours de l'Holocène.
Debret & al 2010 - A
Alpes françaises :
Si l’on se base sur a synthèse des changements environnementaux majeurs dans le NO des Alpes, et sur la modèle age/profondeur qui couvre les 7 500 dernières années pour le lac du Bourget, des périodes d’augmentation des crues peuvent être reliées à des changements abrupts de climat et/ou une augmentation de l’utilisation des sols depuis 2 700 an cal BP. Par exemple, des changements d’utilisation des sols significatifs sous des conditions climatiques plutôt stables pendant l’Empire Romain peuvent être responsables de larges dépôts de crues dans les parties Nord du lac du Bourget entre 966 et 1093.

Cependant, pendant le Petit Age Glaciaire (PAG), des changements environnementaux majeurs (bien documentés) dans la zone d’étude étaient principalement la conséquence de changements de climat et ont formé de larges dépôts de crues dans le lac du Bourget. Jusqu’à cinq périodes de périodes froides « comme le PAG » de l’Holocène, accompagnés par une augmentation des crues du Rhône dans le lac du Bourget ont été documentés, vers 7 200, 5 200, 2 800, 1 600 et 200 an cal BP. Ces changements abrupts de climat ont été associés dans les Alpes du NO avec des avancés du glacier du Mont Blanc, des régimes glaciofluviaux durcis et des niveaux de lacs élevés. Des corrélations entre les fluctuations des niveaux des lacs européens et des précipitations hivernales, déduites à partir de fluctuations glaciaires dans l’Ouest de la Norvège suggèrent que 5 épisodes de refroidissement (pendant l’Holocène, vers les 45°N) ont été associés avec des vents d’Ouest renforcés, résultant possiblement d’un mode négatif de la NAO.  
L’évolution pendant l’Holocène de la fourniture en sédiments clastiques dans le lac du Bourget est documentée par des profils séismiques souterrains et des analyses multidisciplinaires de carottes de sédiments correctement datées. Six réflecteurs de haute amplitude dans le drapé lacustre peuvent être corrélés à des périodes de recrudescence des inter- et sous- dépôts dans les carottes de sédiments. Chapron & al 2005 - A
Alpes françaises du Sud et région Méditerranéenne :
Les corrélations entre les enregistrements du niveau des lacs et de l'activité fluviale dans la région de la Méditerranée occidentale et les enregistrements paléohydrologiques du nord de l'Afrique et d'Europe centrale suggèrent une distinction, dans la région Méditerranéenne occidentale, entre une période au début de l'Holocène marquée par des conditions plus froides et plus humides qu'à présent, favorables aux arbres caducifoliés tempérés, et, après 5000 BP, une période plus tardive avec un climat plus chaud et plus sec à l'Holocène supérieur. Cette seconde phase a été favorable à l'extension des arbres sclérophylles à feuille persistantes, possiblement renforcée par les activités humaines. Ces deux périodes successivs au cours de l'Holocène reflètent les changementsdans l'ensoleillement estival induits par les variations de l'orbite terrestre. En outre, surimposées à cette tendance climatique générale, des oscillations climatiques séculaires ont ponctué l'ensemble de la période holocène. Des phases de diminution de l'activité fluviale se sont produites vers 11 500, 10 500, 9000, 7000, 4000, 3000, 2000 et 800 cal BP. Ces baisses coïncident avec l'abaissement du niveau des lacs dans le Jura et le retrait des glaciers dans les Alpes, et pourraient avoir été associées à une expansion temporaire des arbres sclérophylles. Ce motif général pourrait avoir résulté d'un déplacement alternativement vers le sud et vers le nord du courant-jet atlantique.
[Voir aussi 3.2 - Aléas torrentiels]
Analyse bibliographique Magny & al. 2002 - A
Bas Rhône (France) :
Les crues sur le bas Rhône ont été étudiées sur une longue période (1500-1994) et sur un secteur limité, pour l'essentiel Arles. Ce site offre le triple avantage de la présence de très riches sources historiques, d'une stabilité reconnue de son lit et d'une bonne continuité dans l'observation des hauteurs de crue par les riverains ou par les services spécialisés. L'étude de la répartition annuelle, mensuelle et décennale de ces crues permet de corréler la fréquence du gel des eaux du Rhône avec la fréquence des crues de plus de 4 mètres. La période du «Petit Age glaciaire» (XVIe-XIXe siècle) coïncide avec une fréquence jamais atteinte au XXe siècle, avec des phases critiques très prononcées (fin XVIe siècle; 1701- 1710 et 1811-1820). On constate aussi une forte proportion des crues de saison chaude (avril-septembre) au cœur des phases longues les plus froides.
La documentation de la période en question peut se répartir en deux longues séries, la première pouvant être prolongée aisément durant la seconde : (1) Une séquence documentaire classique, mettant en œuvre des sources principalement narratives, non ou très peu spécialisées (annales locales, archives municipales, délibérations, livres de raison, délibérations des associations de défense contre les crues…) ; (2) Une documentation issue des services techniques spécialisés (Ponts et Chaussées, Service spécial du Rhône ou de la Navigation). Pichard 1995 - A
Delta du Rhône (France):
Intégré dans un «vaste géosystème ouvert à processus-réponse», le delta du Rhône est considéré comme un enregistreur potentiel des dynamiques hydrosédimentaires passées et actuelles. Au cours de l'Holocène récent, le Rhône dans son delta a subi plusieurs mutations induites à la fois par l'histoire hydrosédimentaire de son bassin-versant et par les positions variables du niveau de base marin.
Trois combinaisons ont été mises en évidence : (1) A la fin du premier millénaire, la montée du niveau marin amplifie, dans le delta, les effets d'une «crise» hydrologique sensible sur l'ensemble du bassin-versant, mais dont l'impact érosif est surtout sensible sur les affluents méditerranéens. (2) A la fin du XVIIe siècle, le delta subit une «métamorphose», liée à une crise de longue durée, hydrologique et détritique, affectant l'ensemble du bassin rhodanien, et dont les effets sont certainement aggravés par une anthropisation croissante. La plaine de niveau de base enregistre avec un décalage chronologique de deux siècles environ l'arrivée d'une charge solide grossière déplacée dans les bassins-versants alpins dès le début du Petit Age Glaciaire. Le delta connaît alors une progradation très rapide. (3) Au XXe siècle enfin une nouvelle «métamorphose» se dessine, d'origine essentiellement anthropique, dont les implications sur le recul actuel du rivage sont très importantes.
Le fonctionnement hydrosédimentaire du Rhône et son rôle dans l'évolution du delta depuis le premier millénaire ap. J.C. sont appréhendés par l'analyse des dépôts alluviaux de deux paléochenaux : le Rhône d'Ulmet (fin de l'Antiquité) et le Rhône du Bras de Fer (XVIIIe siècle). Les dynamiques fluviatiles de ces deux périodes sont comparées à celles du Rhône actuel.
L'Antiquité tardive apparaît caractérisée par une recrudescence de l'activité hydrologique, qui n'accélère cependant pas la progradation du front deltaïque. Les modifications hydrosédimentaires du Rhône dans sa plaine deltaïque à la fin du XVIIe siècle, puis au XXe siècle interviennent de façon décisive sur le comportement du delta.
Une interprétation paléoclimatique et anthropique à ces «métamorphoses» est proposée.
Arnaud-Fassetta & Provansal 1993 - A


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes :
L’analyse des débits de crue a focalisé en particulier sur les débits de fonte. L’analyse des maxima de débit ne révèle aucune tendance significative à l’échelle des Alpes. En revanche, la même analyse menée en fonction des types de régime hydrologique a mis en évidence des évolutions cohérentes et statistiquement significatives pour les régimes glaciaire et nival. Ces évolutions paraissent liées de manière étroite à l’évolution des températures observées, avec une date plus précoce de la fonte nivale et glaciaire.

Globalement et pour la majorité des cours d’eau considérés, on ne peut pas conclure à une augmentation significative de l’intensité ou de la fréquence des événements, ce qui ne veut pas dire qu’une tendance n’existe pas. En effet, il existe une forte variabilité naturelle et une tendance peut exister dans les séries sans que l’on soit capable de la détecter avec nos tests statistiques, la difficulté étant de la distinguer de cette variabilité au sein de séries fortement « bruitées ».
Dans le cadre du projet AdaptAlp, un nombre suffisant de longues séries d’observation de qualité a été collecté pour pouvoir disposer d’un jeu de données représentatif à l’échelle de l’arc alpin, dans le but de détecter d’éventuelles tendances. Environ 180 séries couvrant une durée de 40 ans au minimum ont été collectées auprès des partenaires du projet. Plusieurs tests statistiques ont été conduits sur la base de données ainsi constituée, en utilisant la méthodologie déjà utilisée pour l’analyse des séries de débits des cours d’eau en France métropolitaine (thèse de B. Renard, 2006). L’analyse a porté sur différents paramètres relatifs aux débits d’étiage et aux débits de crue. Lang & Bard 2011 - P
Suisse :
Les données de cette étude suggèrent que les changements dans la circulation atmosphérique pourraient être responsables des changements dans la fréquence des crues dans les différentes régions Suisses. (Frei et al., 2001) suggèrent aussi une interrelation entre les changements dans les précipitations extrêmes en Suisse et la circulation atmosphérique à grande échelle. Des relations entre les types de circulation atmosphérique et la fréquence des crues ont également été trouvées pour les crues d'hiver en Europe centrale (Jacobeit et al., 2003)... Les auteurs de la présente étude pensent que des recherches supplémentaires dans cette direction pourraient aider à mieux comprendre comment le changement climatique influence la fréquence des crues dans les différentes régions de la Suisse.

Les événements de crue à grande échelle en Suisse ont été causés par des événements pluvieux d'advection à grande échelle et de longue durée, parfois intensifiés par des précipitations convectives. Les petits bassins versants sont plus susceptibles de produire des crues pendant les événements locaux de pluies convectives avec de fortes intensités pluvieuses. Les fréquences des crues des petits bassins ont montré une augmentation également. Cependant, aucune augmentation brusque récente n'a pu être observée.
 
→ Détails...
Les études sur les changements des fréquences des précipitations en Suisse sont arrivées à des conditions similaires à celles de la présente étude sur la fréquence des crues. Bader and Bantle (2004) ont examiné les événements de précipitations avec plus de 70 mm en 48 h entre 1864 et 2001. Dans le nord de la Suisse, les périodes avec une haute fréquence de tels événements ont alterné avec des périodes de basse fréquence. Une période de hautes fréquences est survenue dans la deuxième moitié du 19e siècle, suivie par une période relativement basse entre le début du 20e siècle et 1975. Depuis la fin des années 1970, les fréquences sont de nouveau en augmentation. Courvoisier (1998) a aussi trouvé une forte augmentation des événements de précipitations (> 70 mm en 24 h, 1901–1996) dans le nord de la Suisse depuis 1970. Cela concorde avec les présents résultats sur les fréquences observées des crues dans le nord de la Suisse, bien que la quantité de précipitations requise pour produire une grande crue soit beaucoup plus grande. En août 2005, par exemple, les précipitations se sont élevées à 130 mm en 24 h et 220 mm en 48 h pour de grandes parties du flanc nord des Alpes, avec certaines stations ayant enregistré jusqu'à 240 mm en 24 h (FOEN, 2007a). Aucune étude sur les changements de la fréquence de tels événements de précipitations extrêmes n'a encore été publiée.

Dans le sud de la Suisse, les fréquences des événements de précipitations (70 mm en 24 h) ont également oscillé. Un pic a été atteint dans les années 1950 et aucune augmentation récente n'a été observée depuis. Cela est concordant avec le nombre élevé de crues dans la région sud entre 1940 et 1960. Pour un seuil de 100 mm de précipitations en 24 h, une augmentation des événements de précipitations depuis la fin des années 1970 dans le sud de la Suise a été trouvée (Bader and Bantle, 2004). Bien que la présente étude ait montré que le nombre de petites crues (>HQ10) n'a pas augmenté davantage dans le sud de la Suisse au cours des deux dernières décennies, quatre crues catastrophiques (deux en 1987, 1993 et 2000) avec des débits de pointe exceptionnellement hauts (top 3 events) se sont produits. Comme les quantité de pluie pendant les événements de crue dans le sud de la Suisse sont encore plus élevées que dans le nord de la Suisse, atteignant plus de 300 mm en 24 h, les seuils utilisés dans les études des précipitations sont plutôt bas comparés aux précipitations entraînant les crues. Aucun changement dans la distribution saisonnière des événements de précipitations (> 70% se produisent en été) et dans la distribution saisonnière des crues n'a pu être observé. Cependant, l'augmentation observée de la température depuis la fin des années 1970 en Suisse pourrait aussi conduire à des changements dans les précipitations (Bader and Bantle, 2004 and Schmidli and Frei, 2005).

Depuis 1850, 40 événements de crues à grande échelle se sont produits en Suisse et pourraient être classifiés dans les trois types NW, NE et S. Toutes les crues de S se sont produites pendant des flux de sud (direction du flux sur les Alpes au niveau de pression 500 hPa), les crues de NW pendant les flux d'ouest et les crues de NE pendant les flux de nord-est ou pendant des flux de direction changeante incluant les événements de crues VB de 1910, 2002 et 2005. Les crues de NE sont distribuées de manière relativement égale au cours du temps. Les crues de NW se sont moins produites pendant les sept premières décennies du 20e siècle et n'ont pas affecté le versant nord des Alpes pendant cette période. Le débordement des précipitations du sud des Alpes vers le nord de la Suisse était aussi moins fréquent. Cela pourrait expliquer la faible fréquence des événements de crue à grande échelle le long du versant nord des Alpes et dans la région de la Thur entre 1900 et 1968.
Les auteurs ont analysé les données d'écoulement de 83 stations avec une durée d'enregistrement jusqu'à 105 ans, complétées avec des données sur les crues historiques remontant à 1850. Pour identifier les fluctuations temporelles dans les séries annuelles de crues en Suisse, les auteurs ont utilisé une analyse de tendances multiples. Le pourcentage de stations avec des tendances positives et négatives significatives (p 0.05) a été déterminé pour différentes périodes et représenté en fonction des années de début et de fin de chaque période.

Pour étudier les différences spatiales, ils ont examiné plus en détail la distribution temporelle des crues avec une période de retour supérieure à 10 ans dans six régions hydro-climatiques de la Suisse. En plus d'analyser les événements dans les bassins versants individuellement, ils ont identifié la distribution spatiale et temporelle des événements de crues à grande échelle survenus en Suisse depuis 1850, ayant frappé une ou plusieurs régions, et les ont comparé avec les conditions de circulation atmosphérique.
Schmocker-Fackel & Naef 2010 - A
Régions de montagne :
Le caractère saisonnier de l'écoulement dans les bassins de montagne est jugé extrêmement sensible au réchauffement climatique [Diaz et al., 2003; Barnett et al., 2005; Bates et al., 2008; Marty, 2008]. Alors que l'inquiétude s'accroît rapidement devant l'augmentation du risque d'inondation dans ces régions [Olsen et al., 1998; Palmer et Räisänen, 2002], dans la littérature scientifique, il n'y a pas de consensus sur les effets des variations de température sur les inondations [Mudelsee et al., 2003; Birsan et al., 2005; Koutsoyiannis et al., 2009].
  Allamano & al. 2009 - A
Europe :
Il n'y a aucune preuve d'une tendance nettement positive des dommages normalisés dus aux crues en Europe. La normalisation élimine l'influence des changements dans l'exposition aux inondations et révèle que la majeure partie de l'augmentation observée des pertes nominales dues aux inondations est due à des changements socio-économiques. Depuis les années 1970 l'Europe a enregistré une amélioration du niveau de vie, de la richesse par habitant et de la population. En conséquence, l'exposition des personnes et des biens dans les zones inondables a été sans cesse croissante. Néanmoins, la variabilité naturelle peut aussi avoir joué un rôle dans les tendances de perte. Elle peut avoir une influence sur la fréquence des inondations au fil du temps.
Cette étude a utilisé les informations sur les catastrophes dues aux crues disponibles dans les bases de données EM-DAT (Emergency Events Database) et NATHAN (Natural Hazards Assessment Network de la compagnie de réassurance Munich Re) sur la période 1970–2006. Barredo 2009 - A
Allemagne :
Dans cette étude, la cohérence à la fois spatiale et saisonnière des résultats suggèrent que les changements observés dans le comportement des crues sont induits par le climat. Cette conclusion est corroborée par l'absence de relation entre des changements significatifs et la surface du bassin versant. On pourrait s'attendre à ce que l'impact des changements d'occupation des sols ou des travaux d'aménagement des cours d'eau montre une dépendance d'échelle. Toutefois, à partir de leur analyse, les auteurs concluent qu'il n'existe pas d'échelle spatiale préférentielle à laquelle des changements importants pourraient être détectés.

Il a été démontré qu'il existe un lien étroit entre l'apparition et la persistance de certains types de circulation atmosphérique et les crues en Allemagne (e.g., Bárdossy and Caspary, 1990; Pfister et al., 2004a; Petrow et al., 2007).
 
→ Détails...
Le changement climatique n'est pas le seul facteur de contrôle des changements dans les séries temporelles de débits de crue. La plupart des bassins versants en Allemagne ont subi les nombreux changements de l'utilisation des terres, d'importants volumes de rétention des crues ont été mises en œuvre dans les dernières décennies, et beaucoup de rivières ont connu des travaux de correction du fleuve. En particulier, les plaines inondables de nombreux cours d'eau en Allemagne ont été réduites grâce à la construction de digues. Dans les petits bassins versants, les changements d'utilisation des sols peuvent modifier significativement les processus d'écoulement et affecter la magnitude et la fréquence des crues. Cependant, ont peut s'attendre à ce que ces effets s'atténuent avec la taille du bassin. La tendance générale à une diminution des impacts avec l'augmentation de la surface du bassin ne s'applique pas dans le cas des travaux d'aménagement des cours d'eau. La détection de tendances cohérentes dans les séries sur de nombreux sites dans une région géographique donnée peut permettre de distinguer les changements liés au climat des autres changements d'origine anthropique. Bien que des effets locaux et des influences anthropiques comme les mesures de contrôle des inondations puissent sensiblement influencer le comportement local des crues, de tels changements ne devraient pas entraîner des modifications cohérentes sur une vaste zone géographique.
Dans cette étude, une analyse des tendances sur une période de 52 ans (1951–2002) est réalisée dans les séries temporelles de débits de crue dérivées de 145 stations hydrométriques distribuées de manière homogène à travers l'Allemagne, de manière à obtenir une image à l'échelle du pays. Huit indicateurs sont étudiés à partir des séries de maxima annuels / saisoniers et de pics de crues au-dessus d'un seuil. Petrow & Merz 2009 - A
Europe:
La variabilité de la circulation atmosphérique est considérée comme le facteur le plus important expliquant la variabilité annuelle et décennale des flux d'eau douce sur les continents. L'analyse des liens à long terme entre les forçages atmosphérique et les précipitations hivernales et les sensibilités des débits hivernaux moyens et maximum observés à l'échelle régionale à travers l'Europe montre une corrélation significative entre la variabilité de la circulation atmosphérique, décrite par les indices NAO, AO, FWC et SLPD, et les pics et les moyenne de débit des rivières. La circulation d'ouest en Europe entraîne une augmentation des débits dans la plupart des bassins. Les bassins fluviaux ont des sensibilités différentes à la variabilité de la circulation atmosphérique à travers l'Europe, en fonction de la position sur le continent, le climat local, la végétation et les autres conditions du bassin. Les résultats montrent que les débits annuels maximaux sont plus sensibles à la variabilité de la circulation atmosphérique que les débits moyens. Les débits moyens varient en moyenne entre 8 et 44%, tandis que les débits de pointe varient entre 10 et 54% par unité de variation de l'indice. Les débits dans la péninsule ibérique et les pays scandinaves sont plus sensibles que ceux de l’Europe centrale et du nord-ouest. Le débit suit de près la variabilité de la circulation atmosphérique. Par rapport à la FWC et à la SLPD, les indices NAO et AO n'ont qu'une utilité limitée pour l'analyse des impacts du changement climatique dans les bassins fluviaux du nord-ouest européen.
Cette étude présente une analyse des liens à long terme (> 30 ans) entre les forçages atmosphériques en hiver (décembre-février), les précipitations et les sensibilités des débits hivernaux moyens et annuels observés sur 608 stations à travers l'Europe. Les liens avec quatre indices atmosphériques sont examinés : l'Oscillation Nord-Atlantique (NAO), l'Oscillation Arctique (AO), la Fréquence de la Circulation d'Ouest (FWC) telle que décrite par la classification subjective Großwetterlagen, et Différence de Pression au Niveau de la Mer du nord au sud sur le continent européen (SLPD). La sensibilité des débits moyens et maximum des rivières au forçage atmosphérique a été estimée à l'aide d'une simple fonction de régression linéaire des moindres carrés. Bouwer & al. 2008 - P
Monde/Europe :
Il faut noter que la variabilité ou le changement climatique n'est pas la seule cause possible de la variabilité ou du changement des régimes hydrologiques. L'aménagement des rivières (barrages) et les prélèvements (en particulier les prélèvements agricoles) les affectent lourdement et certaines transformations des bassins versants touchant à la nature de l'occupation des sols (urbanisation, déforestation, …) provoquent elles aussi des effets qui peuvent se révéler significatifs et rendent plus difficile encore l'expression de diagnostics de changement.
Synthèse bibliographique Hubert 2007 - P
France :
Les éléments climatologiques observés (projet IMFREX) sont insuffisants pour expliquer les évolutions observées sur les extrêmes hydrométriques régionaux, notamment en raison de la forte non-linéarité de la relation pluie-température-débit.
  Lang & Renard 2007 - P
Monde:
La plupart des observations d'un accroissement de l'intensité des précipitations concernent la gamme de 50-75 mm/jour, insuffisante pour entraîner des crues dans la plupart des cas. Il n'y a pas de preuve d'un accroissement des taux de précipitations qui déclenchent typiquement les crues (i.e. > 100 mm/j ou > 200-400 mm pendant plusieurs jours consécutifs).
  Lins 2006 - E
Alpes suisses :
Des tendances significatives ont été identifiées pour chaque station sur une base annuelle et saisonnière et pour différents quantiles de crue. Une augmentation générale des écoulements annuels a été observée, principalement en raison de l'augmentation des débits d'hiver, de printemps et d'automne. Les changements les plus importants se sont produits pendant la saison hivernale. Les écoulements hivernaux ont augmenté sur toute la distribution, mais sont surtout marqués pour les débits maximum : au moins 63% des bassins présentent une hausse statistiquement significatives dans les maxima hivernaux de toutes les périodes. D'autre part, des augmentations dans les écoulements de printemps et d'automne sont surtout concentrées dans la gamme des quantiles des moyennes et basses eaux. Le comportement de la tendance de la saison estivale est différent. Des tendances à la fois à la baisse et à la hausse sont concentrées dans les quantiles des moyennes et basses eaux plutôt que dans les maxima estivaux. Le comportement de la saison estivale est importnant parce que le débit estival fournit plus d'eau à l'échelle annuelle dans les bassin à influence alpine. La plupart des tendances dans les hautes eaux d'hiver, et dans les moyennes et basses eaux de printemps, d'été et d'hiver sont significatives. Cependant, des tendances significatives s'étendent à travers le pays et sont trouvées dans toutes les régions avec différents régimes hydrologiques.
 
→ Détails...
Les tendances des précipitations quotidiennes au cours des mêmes périodes d'étude ne sont généralement pas aussi significatives que celles des débits. Les changements d'écoulement ne peuvent pas être expliqués seulement sur la base des changements de précipitations, en particulier pour la période après 1961. Les tendances des températures de l'air indiquent une augmentation générale des températures quotidiennes minimales et une diminution des températures quotidiennes maximales, menant à une diminution significative de l'amplitude thermique. Peut-être encore plus important, de fortes tendances à la hausse apparaissent dans le nombre de jours avec une température quotidienne minimale supérieure à 0 °C (jusqu'à 50 % de toutes les stations dans certains cas), qui sont concentrées en hiver et au printemps. Les auteurs supposent que les augmentations observées dans les écoulements en hiver sont dues à un remplacement des chutes de neige par de la pluie. De même, l'augmentation de l'écoulement des basses et moyennes eaux au printemps pourrait en partie être expliquée par la fonte de neige accrue plus précoce due à l'augmentation observée de la température de l'air.

Les analyses de corrélation des tendances de débits avec les caractéristiques des bassins versants montrent des relations statistiquement significatives entre les tendances des écoulements et l'altitude moyenne du bassin, la présence de glaciers et d'affleurements rocheux (corrélation positive), et l'épaisseur moyenne des sols du bassin (corrélation négative). Les corrélations sont généralement plus fortes pour les gammes de débits modérés, et diminuent pour les débits extrêmes. Pour les débits extrêmes, il apparaît que des facteurs autres que les caractéristiques générales du bassin jouent un rôle clé dans la formation des débits. La corrélation postive entre les tendances des débits et les caractéristiques du bassin en lien avec l'altitude mettent en évidence la plus grande vulnérabilité des bassin de montagne aux changements de précipitations et de températures de l'air. Cela semble corroborré par le fait que les corrélations statistiquement significatives les plus cohérentes sont observées en hiver et au printemps (en particulier pour les quantiles de hauts débits au printemps), où l'on s'attend à ce que l'influence des précipitations et des températures sur la production des écoulements soit la plus forte. Il a été montré que les changements de température sont particulièrement significatifs pour les bassins versants plus bas que 1000 m d'altitude en Suisse parce que la température moyenne hivernale à cette altitude est proche de 0°C et que des variations même petites de la température peuvent déterminer la nature des précipitations sous forme de neige ou de pluie (Scherrer et al., 2004).

L'une des suggestions de ce travail est que l'augmentation du débit hivernal, printanier et estival dans les bassins englacés est due à l'augmentation des températures, à la hausse des précipitations, ainsi qu'à la fonte accrue de la neige et de la glace. Ensemble, les résultats suggèrent que les bassins de montagne sont les environnements les plus vulnérables du point de vue du changement climatique, en raison de leurs caractéristiques physiographiques qui favorisent des écoulements rapides et en raison de leur sensibilité fondamentale aux changements de température qui affectent la pluie, les chutes de neige et la fonte.

Ces résultats montrent certaines connections entre les tendances des débits observés et les changements dans les variables atmosphériques, mais les auteurs ne prétendent pas que ceux-ci expliquent complètement la variabilité des débits. Ce qui reste non expliqué sont les tendances des débits dues aux changements continuels dans les autres caractéristiques des bassins versants tels que l'occupation et l'utilisation des sols, les changements naturels ou anthropiques dans le système fluvial, et autres. Bien qu'ils aient sélectionnés des bassins les moins perturbés possible, et qu'ils s'attendaient à ce que la plupart des changements (naturels) se produisent sur des périodes de temps plus longues que celle étudiée présentement, ils reconnaissent que ceux-ci contribuent à la variabilité hydrologique.
Cette étude présente une analyse statistique des tendances dans les enregistrements d'écoulement moyen journalier de 48 basssins versants en Suisse avec un régime d'écoulement non perturbé sur la période 1931–2000. Des analyses de tendances ont été effectuées avec le test non paramétrique de Mann–Kendall.

Pour identifier les changements dans la distribution des débits quotidiens, une gamme de quantiles ont été étudiés sur une base annuelle et saisonnière pour trois périodes d'observation (1931–2000, 1961–2000 and 1971–2000). La significativité ("field significance") des tendances a été analysée ave une procédure bootstrap de Monte Carlo.

Les tendances identifiées dans les débits ont été reliées aux changements observés dans les précipitations et dans les températures de l'air, et corrélées avec les caractéristiques des bassins versants.
 
→ Détails...
Les données incluent les précipitations quotidiennes, et les minima et maxima quotidiens des températures de l'air mesurées aux stations météorologiques du réseau de MeteoSwiss. Les auteurs ont examiné non seulement les tendances dans la distribution de différents quantiles de précipitations, mais aussi les changements dans le nombre de jours pluvieux (définis ici comme les jours totalisant au moins 0,1 mm de précipitations mesurées). Pour permettre des comparaisons directes avec les données d'écoulement, les analyses ont été conduites sur les mêmes trois périodes d'étude.
Birsan & al. 2005 - A
Alpes françaises :
La profondeur du sol et la végétation, qu'elle soit forestière ou non, jouent un rôle bénéfique pour les crues. Après disparition de la végétation suite à un incendie, on peut s'attendre à une augmentation des débits liquides et de fait, solides. Les enseignements des bassins versants expérimentaux permettent de mieux appréhender l'évolution des phénomènes. Ainsi, suite à un incendie en 1990, la disparition du couvert végétal du petit bassin versant du Rimbaud (Var, sous-bassin du Réal Collobrier) observé par le Cemagref depuis 1967 a permis d'observer jusqu'à un triplement des pics de crue et de 30 à 40 % d'augmentation des volumes de crues. Le débit de crue décennal (avant incendie) a ainsi été dépassé plusieurs fois dans les mois qui ont suivi l'incendie. Cependant, en quelques années de reprise de la végétation après l'incendie, cet effet avait disparu.
  Demirdijan 2004 - A
Europe :
Au cours de l’été boréal tardif (juillet-septembre), les conditions climatiques européennes favorisent parfois des épisodes de précipitations très intenses, comme ceux qui ont causé des inondations dans les rivières Odra (1997), Elbe (2000) et des affluents du Rhône (2002).
  Christensen & Christensen 2003 - A
Alpes suisses :
Des événements extrêmes comme ceux qui ont affecté la région alpine en 1987 et 1993 ont été causés par des masses d’air chaud et humides qui sont transportés depuis la Méditerranée (Sud/Sud-Ouest des Alpes) et sont bloqués par la barrière alpine lorsque l’isotherme 0°C est très élevé (au dessus de 3000 m, de nombreuses précipitations tombent alors sous forme de pluie). L’augmentation des crues extrêmes dans la zone alpine reste dans la fourchette de variabilité naturelle (comme pour les torrents de montagne) et ne peut pas être attribué uniquement aux changements climatiques.
  Bader & Kunz 2000b - R: PNR 31


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Bassins versants de la Dischma et de l'Inn (Alpes suises orientales) :
Il a été montré que même avec des tailles de bassin versant très différentes, la réponse de l'écoulement et du couvert neigeux aux scénarios de changement climatique est qualitativement similaire. D'autre part, la distribution des altitudes dans un bassin donné a une forte influence quantitative sur l'écoulement : les bassins dont la gamme d'altitude est surtout centrée autour de la ligne de neige actuelle connaissent les plus grands changements dans ces scénarios. Dans ce contexte, les auteurs ont aussi examiné la sensibilité à la température de la durée du couvert neigeux, de manière similaire à ce que Hantel and Hirtl-Wielke (2007) définissent comme la sensibilité de l'enneigement alpin.

Pour les deux bassins versants investigués, aucune tendance claire (ou de maximum local clair) de cette sensibilité n'a pu être trouvée, probablement à cause de deux raisons : (i) la distribution conjointe des altitudes et de l'exposition peuvent masquer une telle tendance compte tenu de la taille limitée des deux bassins investigués ; et (ii) les changements importants dans les deux scénarios peuvent conduire à un déplacement de la zone de sensibilité maximale, comme décrit par Hantel and Hirtl-Wielke (2007) pour plusieurs bandes d'altitude.

Le résultat le plus important est que les montagnes du sud-est de la Suisse ne connaîtraient plus une couverture neigeuse permanente et que les glaciers disparaîtraient donc si les hypothèses introduites par les auteurs s'avèrent justifiées. Les changements du couvert neigeux seraient généralement significatifs et comparables à un décalage altitudinal jusqu'à 900 m. L'écoulement serait également lourdement affecté. Le régime actuel avec une part significative du débit annuel formée par la fonte des neiges se changerait en un régime où la fonte de neiges se produirait pendant une courte période à la fin du printemps, produisant un pic de crue important mais court. Ce nouveau régime pourrait s'avérer problématique concernant la gestion de la ressource en eau dans les vallées sèches intra-alpines et pourrait aussi accroître le risque d'événements de crue générée par de la pluie tombant sur de la neige.
Dans cet article, les auteurs présentent des simulations de modèle d'impact du changement climatique sur la neige et les débits de deux bassins versants alpins, la Dischma et l'Inn (43 km² et 1945 km², respectivement). Ils ont utilisé le modèle Alpine3D, qui fournit une représentation détaillée des processus en particulier pour la neige, et apparaît ainsi particulièrement adapté pour les études de changement. Ce modèle est basé sur une application complètement distribuée de SNOWPACK, qui est un modèle avancé du développement du manteau neigeux. La description de la colonne de neige en un point fournie par SNOWPACK inclut un module paramétrique pour la végétation. La dynamique de la neige et des sols sont représentées numériquement par un grand nombre arbitraire de couches. La haute résolution des couches de surface de neige ou de sol permet d'effectuer un bilan d'énergie plus précis en surface et de décrire le transport vertical de l'eau dans la neige ou dans le sol avec un simple modèle de réservoir.
Pour générer en entrée du modèle des données représentatives du futur climat, les données d'observation ont été altérées avec les changements attendus tels que prédits par un jeu de modèles climatiques régionaux (RCM) ayant participé au projet PRUDENCE (Prediction of Regional scenarios and Uncertainties for Defining European Climate Change Risks and Effects). Un sous-ensemble de 12 sorties de modèles a été sélectionné pour fournir des simulations des changements de températures, de précipitations et de rayonnement de grande longueur d'onde entre une période de référence, 1961–1990, et une période future, 2071–2100, pour deux scénarios standards du GIEC d'émission de gaz à effet de serre, SRES A2 et B2.
Bavay & al. 2009 - A
France :
Les modèles hydrologiques ont permis de montrer que l'évolution observée sur les débits (augmentation des maxima annuels et aggravation des crues) semble cohérente avec le comportement des pluies pour la région Nord-Est, la transformation pluie-débit n'étant apparemment pas responsable de ce changement. Pour les Alpes, un lien entre l'augmentation des températures et une modification de la saisonnalité des écoulements liés à la fonte a été mis en évidence.
Comparaison de l'évolution observée des débits avec celle obtenue par une modélisation hydrologique : pour la région continentale, l'évolution des crues pluviales à partir du modèle GR4J (Perrin, 2000) et pour les Alpes, l'évolution des crues nivales à partir du modèle MORDOR (Paquet, 2004). Lang & Renard 2007 - P


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Europe :
Des simulations avec un modèle climatique régional à haute résolution montrent que les extrêmes de précipitations horaires augmentent à un taux proche de 14% par degré de réchauffement dans une grande partie de l'Europe. Les résultats démontent que les changements dans les précipitations extrêmes de courte durée pourraient bien dépasser ceux qui sont attendus à partir de la relation de Clausius–Clapeyron relation. Ces événements extrêmes de courte durée peuvent avoir des impacts significatifs, tels que des crues localisées, l'érosion et les dommages dus à l'eau.
Le modèle climatique régional RACMO2 est employé avec une résolution de 25 km. Pour le climat actuel, RACMO2 a été forcé par des conditions aux limites dérivées de ERA40. Pour la simulation de changement climatique, RACMO2 a été conduit par les sorties du modèle climatique global ECHAM5 avec le scénario d'émissions A1b pour la période 1950–2100. Cette intégration a été mise en oeuvre dans le projet ENSEMBLES (6ème PCRD). Lenderink & van Meijgaard 2008 - A
Alpes / Allemagne du Sud :
Une retombée éventuelle des effets des changements climatiques est l'augmentation et l'intensification des inondations régionales comme conséquence de l'intensité accrue des précipitations et de l'accélération de la fonte des neiges au printemps, avec des conséquences de taille, surtout sur les affluents et les torrents, qui immédiatement réagissent aux précipitations. Ce phénomène concerne aussi les principales urbanisations, à cause du compactage du sol et de la taille insuffisante des systèmes de canalisations.
  Seiler 2006 - P
Alpes suisses :
Les analyses de corrélation des tendances de débits avec les caractéristiques des bassins versants montrent des relations statistiquement significatives entre les tendances des écoulements et l'altitude moyenne du bassin, la présence de glaciers et d'affleurements rocheux (corrélation positive), et l'épaisseur moyenne des sols du bassin (corrélation négative). Ensemble, les résultats suggèrent que les bassins de montagne sont les environnements les plus vulnérables du point de vue du changement climatique, en raison de leurss caractéristiques physiographiques qui favorisent des écoulements rapides et en raison de leur snsibilité fondamentale aux changements de température qui affectent la pluie, les chutes de neige et la fonte. Le changement climatique dans ces bassins pourrait donc conduire à des changements importants dans les régimes d'écoulement avec des impacts ultérieurs sur les risques de crue et d'érosion, l'écologie, les ressources en eau, etc., et avec des conséquences profondes pour les populations à l'aval.

Dans une perspective de gestion de l'eau et des crues, toute tendance persistante dans les débits est importante, en particulier celles qui affectent les événements extrêmes. En ce sens, l'augmentation observée des événements extrêmes en hiver est la plus importante. Cependant, la question de savoir si cette tendance (et les autres) va (vont) continuer dans le futur est dépendante de ses causes, qui ne sont pas encore totalement comprises.
Cette étude présente une analyse statistique des tendances dans les enregistrements d'écoulement moyen journalier de 48 basssins versants en Suisse avec un régime d'écoulement non perturbé pour trois périodes d'études (1931–2000, 1961–2000 et 1971–2000). Des tendances significatives ont été identifiées pour chaque station sur une base annuelle et saisonnière et pour différents quantiles de crue. Les tendances identifiées dans les débits ont été reliées aux changements observés dans les précipitations et dans les températures de l'air, et corrélées avec les caractéristiques des bassins versants. Birsan & al. 2005 - A
France :
De manière générale, il se confirme que l'intensification du cycle hydrologique augmenterait le risque d'inondations en hiver et au printemps, ainsi que la durée des étiages (de juin/juillet à octobre/novembre). De l'avis général des météorologues et des hydrologues, il reste impossible de faire un lien entre la multiplication des crues et le réchauffement du climat ; de nombreuses raisons anthropiques peuvent expliquer en premier lieu ces phénomènes (imperméabilisation des sols, modalités d'utilisation des terres agricoles, occupation de terrains inondables...).
  ONERC 2006 - R
Echelle globale :
Le réchauffement climatique induit par l'augmentation des gaz à effet de serre pourrait affecter les précipitations intenses de manières différentes notamment en changeant leurs fréquences, intensités et périodes de retour. Etant donné le potentiel de dégâts catastrophiques et de pertes humaines des inondations qui en résulteraient et des aléas associés, comme par exemple des coulées de boue, les dommages aux égouts, etc., de tels changements pourraient avoir des conséquences sociales importantes.
 Revue bibliographique Christensen & Christensen 2004 - A
Suisse :
Les modifications des régimes de précipitation auront un impact plus important sur les crues que la fonte de la couverture neigeuse. Les changements dans le bassin versant qui influeront sur le processus de formation de crues seront beaucoup plus lents que les changements dans le régime des précipitations.
  OcCC 2003 - R
Vallées de la Viège (Suisse, Valais) :
On peut supposer qu'un climat plus chaud et plus humide en automne (c'est du moins le scénario habituellement admis) pourrait générer une augmentation des situations favorables au déclenchement de crues.
  Stoffel & Monbaron 2000 - P
Alpes suisses :
Il est quasiment impossible de faire le bilan précis entre les actions qui réduisent les inondations et celles qui les augmentent. Cependant, les actions de réductions des inondations ont été les plus effectives avant 1960, alors que les actions qui favorisent les inondations ont eu tendance à se multiplier depuis 1960 et sont mêmes dominantes dans les zones de basses altitudes. Le lien entre inondations et paramètres climatiques est souvent obscurci par de nombreux facteurs anthropiques.
  Bader & Kunz 2000b - R: PNR 31

 


INTENSITÉ DES CRUES

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises du nord – Bassin versant du Rhône à l’amont du lac du Bourget :
Une approche multi-proxy a été utilisée pour reconstituer l'évolution et l'origine de la sédimentation clastique dans le lac du Bourget au cours de l'Holocène, afin d'identifier les périodes d'activité hydrologique accrue dans le bassin versant amont du Rhône.
Cet ensemble de données met en évidence 12 périodes de crues plus intenses au cours des 9400 dernières années dans le lac du Bourget et montre que la zone source principale des particules clastiques au cours de cette période correspond à la partie supérieure du bassin versant de la rivière Arve. Cette partie du bassin versant draine plusieurs grands glaciers du massif du Mont-Blanc, et les fluctuations des apports de crue du Rhône dans le lac du Bourget sont interprétées comme résultant essentiellement de l’activité des glaciers du Mont-Blanc au cours de l'Holocène. La comparaison de la sédimentation clastique dans le lac du Bourget avec des périodes d'utilisation des terres accrue et avec les périodes de fluctuations des glaciers alpins et du niveau des lacs de moyenne latitude en Europe suggère que l’enregistrement clastique du lac du Bourget est un indicateur continu de l'histoire hydrologique holocène du nord-ouest des Alpes.
[Voir aussi les sections 'Facteurs de contrôle' et 'Fréquence']
Une carotte longue de 14 m (LDB04) a été prélevée dans le lac du Bourget afin de fournir un enregistrement continu des événements de crues du Rhône au cours de l'Holocène. Le choix du site de forage a été basé sur des profils sismiques haute résolution, dans une zone où les dépôts proximaux accumulés dans le lac par les écoulements du Rhône sont peu perturbés par des remaniements en masse. Le modèle âge-profondeur de cette carotte est basé sur (i) 14 datations au radiocarbone, (ii) des datations par les radionucléides (137Cs) et (iii) l'identification des données historiques (inondations, eutrophisation du lac). La spectrophotométrie a été utilisée pour détecter les fluctuations de des apports clastiques et l'étude des minéraux argileux (en particulier l'indice de cristallinité de l'illite) a permis de localiser la zone source principale de particules clastiques à grains fins de sédimentation dans le lac après les crues. Debret & al 2010 - A
Alpes françaises, Rhône :
A partir de la synthèse des changements environnementaux majeurs dans les Alpes du Nord-ouest et de la stratigraphie au lac du Bourget, qui couvre les 7500 dernières années, les périodes de fortes crues du Rhône peuvent être reliées à des changements climatiques brutaux et/ou aux activités anthropiques depuis 2700 ans BP.

Au cours du Petit Age Glaciaire (PAG), les changements environnementaux majeurs du bassin versant sont essentiellement dus à des changements climatiques et ont formé les principaux dépôts de crue du Lac du Bourget. Cinq périodes froides (comparables au PAG) ont été documentées au cours de l'Holocène, elles sont datées de 7200, 5200, 2800, 1600 et 200 ans BP et ont entraîné une augmentation des inondations du Rhône dans le Lac du Bourget. Dans les Alpes du Nord-ouest, ces changements climatiques brutaux sont associés aux avancées du glacier du Mont Blanc, à des régimes glaciaires plus marqués pour les rivières et à des niveaux de lac élevés.

Sur le long terme, l'augmentation de l'intensité et de la fréquence des inondations du Rhône dans le Lac du Bourget après l'optimum climatique de l'Holocène peut être attribuée, de prime abord, au « Neoglacial » survenu aux alentours de 5600 ans BP (Steig 1999).
L'évolution de l'apport en sédiments clastiques du Rhône dans le Lac du Bourget a été documentée grâce à des profils sismiques du sous-sol et des analyses multidisciplinaires de carottes de sédiments bien identifiés. Six réflecteurs de grande amplitude dans les dépôts lacustres peuvent être corrélés avec des périodes d'augmentation de dépôts dans les carottes sédimentaires. Chapron & al 2005 - A
Sud de la France :
La magnitude des inondations du Gard du 8 et 9 septembre 2002 est plus importante que n'importe quelle autre inondation historique connue. Des études sur les crues préhistoriques dans cette région, menées dans le cadre du projet SPHERE (Sheffer et al., 2003), révèlent cependant que plusieurs inondations extrêmes, d'ampleur encore plus grande que celle de 2002, ont eu lieu par le passé.
  Benito 2003 - P
Alpes françaises - Moyenne Isère (Grésivaudan) :
Selon la chronologie qualitative des crues de l'Isère sur la période 1600-1950 établie suivant trois classes d'événements, les huit plus forts événements connus sont relatifs aux années 1651, 1673, 1711, 1733, 1740, 1764, 1778 et 1859.

L'exploitation des données historiques sur les inondations de l'Isère a permis de répertorier 91 crues majeures à Grenoble. Les crues exceptionnelles sur l'Isère se concentrent toutes entre le milieu du XVIIe siècle et le milieu du XIXe siècle. La péjoration climatique dite du Petit Age Glaciaire apparaît assez nettement. C'est surtout le Drac qui est sujet à des crues importantes dès la fin du XVIe siècle et au XVIIe siècle. L'Isère connaît une phase paroxystique entre 1730 et 1780 avec quatre crues de classe 3 puis une légère accalmie durant le premier XIXe siècle avant les années 1840-1850. La crue des 2-5 novembre 1859 correspond à la dernière grande inondation de Grenoble.
Enquête historique approfondie [dans le cadre du programme "Historisque"] se fondant sur un Etat Général des Sources, la saisie informatique des données hydrométriques sur l'Isère et l'exploitation des sources d'archives à des fins méthodologiques.
L'exploitation des données historiques sur les inondations de l'Isère a permis de répertorier 91 crues majeures à Grenoble (cotes disponibles sur la période 1600-1950), dont certaines ont fait l'objet d'une estimation du débit de crue.<
Trois classes d'événements ont été établies avant tout à partir d'éléments qualitatifs selon le degré d'endommagement des infrastructures et de modification géomorphologique du lit:
1 - « Faibles à moyens »
2 - « Grands à très grands »
3 - « Exceptionnels »
Lang & al 2003 - E
Grandes vallées alpines et leur piedmont jusqu'à la Méditerranée :
Sur plusieurs tronçons du Rhône et de ses affluents on observe un élargissement de la bande active de tressage pendant la période du Petit Âge Glaciaire ; certains ont connu une progradation nette d'une "vague sédimentaire" (charge de fond) accompagnée ou non d'une métamorphose fluviale (passage d'un style à méandres à un style en tresses).

Ces manifestations se font sentir dès le XIVe siècle sur le Rhône à Lyon (sous influence des apports sédimentaires de l'Ain). La métamorphose de l'Isère est plus précoce à l'aval de Grenoble (influence du Drac) qu'à l'amont de la ville plus éloignée des flux sédimentaires des hauts bassins de l'Isère et de l'Arc. Le phénomène semble atteindre son apogée au XVIIIe siècle, bien que le XIXe siècle soit connu comme un siècle à fortes crues et forte torrentialité alpine. Peut-être faut-il voir dans le relatif répit du XIXe siècle l'effet des endiguements ou simplement un retour progressif au calme après un XVIIIe siècle très actif.
Les études de paléo-dynamique fluviale réalisées depuis une quinzaine d'années sur la base de carte anciennes et de textes ont été analysées. Bravard 2000 - P
Delta du Rhône (France) :
[...] A la fin du XVIIe siècle, le delta subit une «métamorphose», liée à une crise de longue durée, hydrologique et détritique, affectant l'ensemble du bassin rhodanien, et dont les effets sont certainement aggravés par une anthropisation croissante. La plaine de niveau de base enregistre avec un décalage chronologique de deux siècles environ l'arrivée d'une charge solide grossière déplacée dans les bassins-versants alpins dès le début du Petit Age Glaciaire. Le delta connaît alors une progradation très rapide. [...] Au XXe siècle enfin une nouvelle «métamorphose» se dessine, d'origine essentiellement anthropique, dont les implications sur le recul actuel du rivage sont très importantes.
Cf. section 'Facteurs de contrôle'. Arnaud-Fassetta & Provansal 1993 - A


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes :
L’analyse des débits de crue a focalisé en particulier sur les débits de fonte. L’analyse des maxima de débit ne révèle aucune tendance significative à l’échelle des Alpes. En revanche, la même analyse menée en fonction des types de régime hydrologique a mis en évidence des évolutions cohérentes et statistiquement significatives pour les régimes glaciaire et nival. Ces évolutions paraissent liées de manière étroite à l’évolution des températures observées, avec une date plus précoce de la fonte nivale et glaciaire.

Globalement et pour la majorité des cours d’eau considérés, on ne peut pas conclure à une augmentation significative de l’intensité ou de la fréquence des événements, ce qui ne veut pas dire qu’une tendance n’existe pas. En effet, il existe une forte variabilité naturelle et une tendance peut exister dans les séries sans que l’on soit capable de la détecter avec nos tests statistiques, la difficulté étant de la distinguer de cette variabilité au sein de séries fortement « bruitées ».
Dans le cadre du projet AdaptAlp, un nombre suffisant de longues séries d’observation de qualité a été collecté pour pouvoir disposer d’un jeu de données représentatif à l’échelle de l’arc alpin, dans le but de détecter d’éventuelles tendances. Environ 180 séries couvrant une durée de 40 ans au minimum ont été collectées auprès des partenaires du projet. Plusieurs tests statistiques ont été conduits sur la base de données ainsi constituée, en utilisant la méthodologie déjà utilisée pour l’analyse des séries de débits des cours d’eau en France métropolitaine (thèse de B. Renard, 2006). L’analyse a porté sur différents paramètres relatifs aux débits d’étiage et aux débits de crue. Lang & Bard 2011 - P
Suisse :
Entre 1999 et 2007, quatre crues à grande échelle se sont produites dans le nord de la Suisse. Trois d'entre elles appartiennent aux 4 événements les plus importants depuis 1900. Cependant, une accumulation similaire de crues à grande échelle s'est produite dans la deuxième moitié du 19e siècle.

L'augmentation récente de la fréquence des crues et des débits de crue a été spécialement marquée le long des parties centrale et occidentale du flanc nord des Alpes (régions 'ouest' et 'centrale' dans l'étude).
[Cf. Fréquence des crues] Schmocker-Fackel & Naef 2010 - A
Allemagne :
La compilation des analyses de tendance existantes pour les cours d'eau allemands montre qu'il n'y a pas de tendance claire et homogène dans les paramètres des crues à l'échelle de l'Allemagne. Dans cette étude, les tendances ont été analysées pour huit indicateurs des séries de débits de crue de 145 stations à travers l'Allemagne. Globalement, le risque d'inondation en Allemagne a augmenté au cours des cinq dernières décennies, notamment en raison d'une fréquence accrue des crues. La plupart des changements ont été détectés pour les sites de l'ouest, le sud et le centre de l'Allemagne.

Des tendances principalement à la hausse ont été détectées, avec une proportion importante de tendances significatives dans les maxima journaliers annuels de débit, pour approximativement 1/3 des sites dans les parties ouest et centrale de l'Allemagne (Danube, Rhin, Weser), tandis qu'il n'y a quasiment pas de tendances à la hausse en Allemagne de l'est (Elbe). Comparé au Rhin et à la Weser, les sites du bassin du Danube sont beaucoup plus influencés par les crues d'été. En conséquence, les tendances à la hausse des maxima journaliers annuels dans le bassin du Danube sont principalement dominée par les tendances à la hausse des crues estivales.

La cohérence à la fois spatiale et saisonnière des résultats suggèrent que les changements observés dans le comportement des crues sont induits par le climat.
Dans cette étude, une analyse des tendances sur une période de 52 ans (1951–2002) est réalisée dans les séries temporelles de débits de crue dérivées de 145 stations hydrométriques distribuées de manière homogène à travers l'Allemagne, de manière à obtenir une image à l'échelle du pays. Huit indicateurs sont étudiés à partir des séries de maxima annuels / saisoniers et de pics de crues au-dessus d'un seuil. Petrow & Merz 2009 - A
Alpes suisses :
L'analyse par régression linéaire des quantiles de crue des maxima annuels de débit spécifique pour 27 bassins versants suisses par rapport à leur année d'occurrence au cours du siècle dernier montre une augmentation apparente du nombre de grandes crues au cours des années récentes, en particulier pour le quantile 0,95. L'analyse des quantiles par régressions linéaires multiples montre également une relation significative entre le débit et le temps. Dans ce cas, les coefficients de tendance sont plus petits que ceux obtenus par des régressions linéaires, mais ils restent positifs et statistiquement significatifs pour touts les quantiles.
Les auteurs analysent les séries de débits de 27 stations hydrométriques des Alpes suisses (débit spécifique de pointe) et utilisent un modèle probabiliste simple pour étudier comment le risque de crue varie avec la température, les précipitations et l'altitude dans les régions montagneuses (analyse des quantiles par régression linéaire et par régression linéaire multiple entre le débit spécifique de pointe et un certain nombre de descripteurs morpho-climatiques, tels que l'altitude moyenne des bassins versants, leur surface, le taux de croissance et l'exposant des courbes surfaciques hauteur-durée-fréquence). Allamano & al. 2009 - A
Monde/Europe :
Si certains auteurs annoncent une augmentation des débits moyens au cours du XXe siècle (Labat et al, 2004), de nombreuses études récentes consacrées à l'étude de séries instrumentales et historiques disponibles à l'échelle planétaire (Kundzewicz, 2004 ; Svensson et al., 2004 ; Svensson et al., 2006) ou régionale, en Europe centrale (Mudelsee et al., 2003) ou en France (Lang et al., 2002 ; Renard, 2006) n'ont relevé aucune tendance significative en ce qui concerne les crues et particulièrement les plus extrêmes d'entre elles et ceci même pour les très longues séries, en dépit de fluctuations climatiques avérées (Petit âge glaciaire marqué par un refroidissement du XVe au XIXe siècle).
Synthèse bibliographique Hubert 2007 - P
Alpes françaises :
Sur les Alpes du Nord, les changements détectés concernent les crues nivales : l ’onde de fonte devient plus précoce, et le pic de fonte diminue.

Sur les Alpes du Sud, l’onde de fonte nivale ne présente pas de changement cohérent sur les cinq stations testées. Trois stations à régime glaciaire présentent une diminution du débit de base au pic de fonte, et une augmentation assez nette du module total de la saison nivale. Ce dernier résultat est cohérent avec la récession des glaciers dans les Alpes françaises (Vincent, 2002).
Une analyse statistique sur 200 longues séries hydrométriques a été réalisée dans le cadre d’un projet national PNRH et de la thèse de B. Renard (2006). 13 stations hydrométriques ont été étudiées sur le secteur des Alpes françaises. Lang 2007 - C1
France :
A l'échelle de la France, on ne relève pas de cohérence dans la répartition spatiale des anomalies détectées, ni d'évolution généralisée sur les débits ou les crues. Aucune tendance climatique cohérente et généralisée ne peut à ce jour être détectée sur l'évolution du régime des extrêmes hydrométriques.

Des évolutions ont pu être détectées sur seulement 5 des 15 régions hydro-climatiques :
• des étiages moins sévères dans les Alpes, de plus, l'onde de fonte nivale semble plus précoce dans les Alpes du Nord ;
• une augmentation du module nival des stations glaciaires, accompagnée d'une précocité accrue de la date du maximum de débit de base ;
• une aggravation des étiages dans les Pyrénées et le Pays Basque. Les crues pluviales semblent également en diminution dans les Pyrénées ;
• une augmentation des maxima annuels dans la région du Nord-Est ;
• une aggravation des crues en région océanique (Nord de la France), apparemment liée au remplissage des nappes d'accompagnement.

Sur les Alpes du Nord, les changements concernent les crues nivales et les étiages. L'onde de fonte est plus précoce et le pic de fonte diminue. Les étiages sont moins sévères, avec une augmentation significative des minima annuels journaliers et une diminution significative du déficit de volume. La durée des étiages semble également décroître, mais pas de manière significative.
Jeu de 192 longues séries de débits journaliers, en retenant les séries réputées non influencées, disposant d'au moins 40 années d'observation. Une trentaine d'échantillons a été extrait pour chaque station à partir de variables descriptives des hautes-eaux, des basses-eaux et du régime des eaux. Chaque échantillon a fait l'objet d'un test de stationnarité choisi en fonction de l'autocorrélation de la série, du type de distribution attendu et de la longueur de l'échantillon.

Une série de 15 régions hydro-climatiques a été établie (Renard, 2006) en croisant une classification basée sur la saisonnalité des crues et des étiages avec un zonage pluviométrique de Météo France. La cohérence régionale a été étudiée à l'aide d'une variable régionale, à partir de la version régionale du test de Mann et Kendall (Douglas et al. 2002 et Yue et Wang 2002), ou grâce au test régional de déviance proposé par Renard.

Lang & Renard 2007 - P
Allemagne du Sud :
Le comportement à long terme des débits les plus élevés peut être caractérisé comme suit :
• En analysant des séries annuelles longues de 70 à 150 ans, la plupart des ruissellements annuels les plus élevés ne montre pas de changement significatif.
• Sur les 30 dernières années, les débits les plus élevés montrent des tendances à la hausse dans de nombreuses stations.
• La fréquence des inondations hivernales a augmenté depuis les années 1970 à l'exception du Sud de la Bavière.
• Les débits mensuels de crue concernant les 6 mois hivernaux sont plus élevés depuis les années 1970 qu'avant.

En résumé, on peut affirmer que des augmentations régionales des débits de crue ne sont détectées que pour les 30-40 dernières années dans les séries de débits examinées.
L'examen de longues séries de mesures hydrométéorologiques et hydrologiques disponibles a été systématiquement réalisé pour les lands de Bavière et du Bade-Wurtemberg sur la base d'importants jeux de données du projet KLIWA. Les comportements à long terme des débits de crue, des débits moyens, des précipitations régionales, des précipitations intenses, de la température de l'air, de l'évaporation et de la durée de la couverture neigeuse ont été analysés pour des périodes couvrant le 20 e siècle.

L'examen du comportement à long terme des débits de crue inclut la détermination de toute tendance linéaire dans les séries de débits maximaux annuels et mensuels. Les débits maximaux annuels et mensuels de 107 stations, qui présentent de longues séries d'observation depuis au moins 1931, constituent la base des recherches de tendances. En complément, 51 stations présentant des périodes d'observation plus courtes (après 1932) ont été intégrées à l'analyse.
Hennegriff & al 2006 - A
Monde:
Pas de changement significatif dans l'intensité des crues (ni des sécheresses).
  Lins 2006 - E
Monde :
La majorité des enregistrements de maxima annuels de débits (70%) ne présentent aucune tendance statistiquement significative. La tendance des autres enregistrements se partage presque également entre croissance et décroissance. Défaut de preuves convaincantes d'une quelconque augmentation à long terme de la puissance des crues fluviales.
Etude des tendances des longues séries de maxima annuels de débits de rivières sur 195 stations de jaugeage à travers le monde. Svenson & al.2006 - P
Alpes / Allemagne du Sud :
À la fin du XXe siècle, l'intensification du mauvais temps et des phénomènes météorologiques extrêmes ont provoqué une augmentation des inondations, touchant de plus en plus de personnes.
  Seiler 2006 - P
Alpes suisses :
Des tendances significatives ont été identifiées pour chaque station sur une base annuelle et saisonnière et pour différents quantiles de crue. Une augmentation générale des écoulements annuels a été observée, principalement en raison de l'augmentation des débits d'hiver, de printemps et d'automne. Les changements les plus importants se sont produits pendant la saison hivernale. Les écoulements hivernaux ont augmenté sur toute la distribution, mais sont surtout marqués pour les débits maximum : au moins 63% des bassins présentent une hausse statistiquement significatives dans les maxima hivernaux de toutes les périodes. D'autre part, des augmentations dans les écoulements de printemps et d'automne sont surtout concentrées dans la gamme des quantiles des moyennes et basses eaux. Le comportement de la tendance de la saison estivale est différent. Des tendances à la fois à la baisse et à la hausse sont concentrées dans les quantiles des moyennes et basses eaux plutôt que dans les maxima estivaux. Le comportement de la saison estivale est importnant parce que le débit estival fournit plus d'eau à l'échelle annuelle dans les bassin à influence alpine. La plupart des tendances dans les hautes eaux d'hiver, et dans les moyennes et basses eaux de printemps, d'été et d'hiver sont significatives. Cependant, des tendances significatives s'étendent à travers le pays et sont trouvées dans toutes les régions avec différents régimes hydrologiques.

Les auteurs supposent que les augmentations observées dans les débits hivernaux sont dues au remplacement des chutes de neige par de la pluie. De la même manière, la hausse des débits de basses et moyennes eaux au printemps pourrait s'expliquer en partie par une fonte des neige accrue et plus précoce due à l'augmentation observée des températures de l'air. Pour les débits extrêmes, il apparaît que des facteurs autres que les caractéristiques générales du bassin versant jouent un rôle clé dans la production des débits. La corrélation postive entre les tendances des débits et les caractéristiques du bassin en lien avec l'altitude mettent en évidence la plus grande vulnérabilité des bassin de montagne aux changements de précipitations et de températures de l'air. Cela semble corroborré par le fait que les corrélations statistiquement significatives les plus cohérentes sont observées en hiver et au printemps (en particulier pour les quantiles de hauts débits au printemps), où l'on s'attend à ce que l'influence des précipitations et des températures sur la production des écoulements soit la plus forte. Il a été montré que les changements de température sont particulièrement significatifs pour les bassins versants plus bas que 1000 m d'altitude en Suisse parce que la température moyenne hivernale à cette altitude est proche de 0°C et que des variations même petites de la température peuvent déterminer la nature des précipitations sous forme de neige ou de pluie (Scherrer et al., 2004).

Les changements d'écoulement ne peuvent pas être expliqués seulement sur la base des changements de précipitations, en particulier pour la période après 1961. Les auteurs supposent que les augmentations observées dans les écoulements en hiver sont dues à un remplacement des chute de neige par de la pluie. De même, l'augmentation de l'écoulement des basses et moyennes eaux au printemps pourrait en partie être expliquée par la fonte de neige accrue plus précoce due à l'augmentation observée de la température de l'air.
Cette étude présente une analyse statistique des tendances dans les enregistrements d'écoulement moyen journalier de 48 basssins versants en Suisse avec un régime d'écoulement non perturbé sur la période 1931–2000. Des analyses de tendances ont été effectuées avec le test non paramétrique de Mann–Kendall. Pour identifier les changements dans la distribution des débits quotidiens, une gamme de quantiles ont été étudiés sur une base annuelle et saisonnière pour trois périodes d'observation (1931–2000, 1961–2000 and 1971–2000). La significativité ("field significance") des tendances a été analysée ave une procédure bootstrap de Monte Carlo. Les tendances identifiées dans les débits ont été reliées aux changements observés dans les précipitations et dans les températures de l'air, et corrélées avec les caractéristiques des bassins versants.

Les données incluent les précipitations quotidiennes, et les minima et maxima quotidiens des températures de l'air mesurées aux stations météorologiques du réseau de MeteoSwiss. Les auteurs ont examiné non seulement les tendances dans la distribution de différents quantiles de précipitations, mais aussi les changements dans le nombre de jours pluvieux (définis ici comme les jours totalisant au moins 0,1 mm de précipitations mesurées). Pour permettre des comparaisons directes avec les données d'écoulement, les analyses ont été conduites sur les mêmes trois périodes d'étude.
Birsan & al. 2005 - A
France :
L’étude statistique des débits des rivières françaises n’a pas montré le moindre changement significatif dans le nombre et l’intensité des crues depuis le milieu d 20e siècle. Il est également impossible de confirmer le moindre changement dans les bas débits, principalement à cause de l’impact anthropique sur les rivières.
  Lubès-Niel & Giraud 2003 ; Lang et al. 2005 in Bravard 2006 - P
 Bassin versant du Rhône :
Au cours des 15 dernières années, de sévères inondations se sont produites dans le Rhône supérieur, à l’aval de Genève (1990 était une crue centennale) et dans le Rhône inférieur (par exemple, 1993, 1994 et 2003).
  Sauquet & Haon, 2003 in Bravard 2006 - P
Valais suisse :
Pour le moment, aucune tendance significative n'est mesurable durant ces deux dernières décennies concernant les crues, les valeurs extrêmes demeurant dans les limites statistiques d'incertitude.
  Stoffel & Monbaron 2000 - P


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Espace Alpin :
Impact potentiel sur les zones inondables : Il est généralement admis que le changement climatique peut induire une augmentation de la fréquence et de l’intensité des crues, en particulier dans les régions montagneuses telles que les Alpes. Une augmentation de la fréquence et de l'intensité des crues a été observée parallèlement au réchauffement de ces dernières années en Suisse et ailleurs. Plusieurs régions alpines ont subi des inondations, dans un passé récent, qui étaient considérées comme exceptionnel dans le passé. Allamano et al., 2009, ont utilisé un modèle conceptuel simple qui prévoit une augmentation de la fréquence des crues dans les Alpes sous l’effet du réchauffement climatique. Castellarin et Pistocchi 2011, par l'analyse de longues séries chronologiques de débits maximaux annuels en Suisse, ont montré que le modèle simple de Allamano et al., 2009, est compatible avec les observations mentionnées dans le passé. Cependant, notre compréhension de l'ampleur exacte des changements dans l'intensité et la fréquence des inondations et est encore assez pauvre.
Dans le projet CLISP, une méthode conventionnelle pratique a été utilisée pour estimer les augmentations attendues de l'intensité des crues pour une période de retour de référence de 100 ans. La méthode indique une augmentation des écoulements de période de retour centennale de l'ordre de 30%. Cette augmentation peut être critique dans tous les cas où le débit est contrôlé par des ouvrages hydrauliques, tels que des ponts ou des digues, ayant un débit de projet au-delà duquel un débordement est susceptible de se produire. Dans le cas où une plaine inondable est déjà exposée à la crue centennale, cependant, il est probable que l'étendue des zones inondées ne change pas de façon significative. Cela a été observé dans les régions modèles de Gorjenska et en Bavière, dans chacune desquelles deux sites ont été étudiés afin d'évaluer les variations des zones inondées suite à une augmentation du débit sous l’effet du changement climatique. Dans les quatre études de cas analysées, il est apparu que les nouvelles zones inondées qui ne sont actuellement pas affectées par l'écoulement des eaux sont marginales et négligeables. Cela suggère que, pour faire face au changement climatique, la prise en compte dans l'aménagement du territoire des risques d'inondation actuels est une première étape essentielle vers une meilleure résistance. Pistocchi 2011, généralise davantage ces considérations pour discuter de scénarios de risques d'inondation et des options d'atténuation dans la zone alpine.

Evaluation ascendante de la vulnérabilité : L'évaluation des effets du changement climatique sur les crues est un sujet d'intérêt primordial dans l'aménagement du territoire. Toutefois, jusqu'à présent peu de preuves ont été recueillies sur les relations entre le changement climatique et les variations de la fréquence et de l’intensité des crues. Un mode de raisonnement établi consiste à supposer que, comme les phénomènes météorologiques extrêmes devraient augmenter en fréquence et en intensité, les crues vont suivre les mêmes tendances dans les régimes de crues à dominante pluviale. Le modèle conceptuel élaboré récemment par Allamano et al. (2009a,b) permet de relier le changement dans les périodes de retour des crues à l'étendue des surfaces contributives d'un cours d’eau au-dessus de la ligne de gel. Sur la base de ce modèle, les bassins versants alpins devraient connaître des changements dans la période retour des crues tels qu’une crue de période de retour de 100 ans aujourd'hui pourrait devenir une crue de période de retour de 20 ans sous l’effet du changement climatique. Castellarin et Pistocchi (2011) observent que les preuves empiriques dans les Alpes suisse sont compatibles avec ce modèle et suggèrent une méthode pratique pour évaluer les débits de projet (par exemple les débits de période de retour de 100 ans) sous l’effet du changement climatique à partir de l'hypothèse sur le changement dans la période de retour d'une crue donnée (par exemple de 100 à 20 ans). Selon la carte des variations des débits centennaux dans les Alpes, établie d’après le modèle conceptuel d’Allamano et al. (2009a,b) et l'approche proposée par Castellarin et Pistocchi (2011), les débits devraient augmenter davantage dans les bassins versants les plus hauts en altitude et dans les Alpes occidentales par rapport aux Alpes orientales. Les bassins les plus touchés semblent être dans les Alpes suisses et italiennes, où plusieurs bassins versants ont tendance à passer de régimes nivaux à des régimes pluviaux.
Dans le cadre du projet Espace Alpin CLISP, urbanistes et chercheurs de 6 pays alpins ont essayé de comprendre la question complexe de la façon dont les sociétés alpines peuvent s'adapter aux impacts potentiels du changement climatique sur les risques naturels par le biais de l'aménagement du territoire.
Sur la base de scénarios de changement climatique produits dans le cadre de la contribution de l'EURAC au projet [cf. Température + Précipitations], ce rapport du WP4 (‘Vulnerability Assesment’) passe brièvement en revue les connaissances actuellement disponibles pour évaluer l'impact potentiel du changement climatique sur les risques naturels, et l'utilisation pratique de ces connaissances qui est faite, ou peut être faite, dans l'aménagement du territoire.
Les contextes d'exposition aux avalanches, aux chutes de pierres, aux aléas torrentiels, aux crues, aux incendies de forêt et à la sécheresse sont brièvement discutés. Pour chacun de ces contextes, le niveau de compréhension disponible est exposé et des considérations sur les stratégies d'adaptation possibles dans l'aménagement du territoire sont exprimées.
EURAC 2011 - R: CLISP
Alpes :
Concernant l’utilisation des modèles climatiques pour la modélisation hydrologique, pour l’instant, le principal résultat est que le changement climatique augmente l’incertitude. En effet le sens du changement n’est pas si clair. Il dépend vraiment des régions ; il y a des tendances contrastées entre l’Europe du Nord et l’Europe du Sud, or les Alpes sont au carrefour de différentes influences, donc « le résultat final est loin d’être clair ».

Certaines prévisions en dehors des Alpes comme par exemple sur le bassin de la Seine annoncent une diminution du risque inondation, « donc on n’est pas toujours dans un sens d’une aggravation du risque ». En ce qui concerne les Alpes, il est difficile de se prononcer à l’heure actuelle, notamment en raison des difficultés rencontrées pour surmonter les problèmes d’échelles spatiales et temporelles.
Les modèles climatiques contiennent de nombreuses incertitudes (en particulier sur les concentrations en CO2 pris en compte dans les scénarios du GIEC). Une partie de ces incertitudes résulte des différences d’échelles spatiales et temporelles des modèles climatiques et les échelles à prendre en compte dans les modèles d’impact qui sont pertinentes pour les opérationnels. L’échelle requise dépend aussi des phénomènes qu’on étudie. Par exemple, pour les températures si on raisonne à l’échelle mensuelle, on arrive déjà à avoir des informations intéressantes. Par contre, si on s’intéresse aux crues, on va forcément raisonner sur des pas de temps beaucoup plus fins, et il y a encore beaucoup de travail à fournir pour arriver à des informations pertinentes. De nombreux travaux de recherche portent sur les techniques de désagrégation spatiale, pour passer des sorties de modèles climatiques à des échelles pertinentes pour les modèles hydrologiques. Lang & Bard 2011 - P
Suisse / régions montgneuses :
Quand les augmentations de température et de précipitations sont combinées, l'augmentation des quantiles de crue obtenus à partir des régressions et à partir du modèle sont assez similaires. En fait, l'augmentation des quantiles de crues obtenus avec le modèle (à l'exception du quantile 0,25) se trouve dans l'intervalle de l'erreur standard des coefficients de tendance basés sur la régression. Quand le changement de température est appliqué seul, la dépendance temporelle des débits est capturée seulement partiellement. Par conséquent, les précipitations et la température semblent être responsables de la tendance temporelle des débits, même si aucun des deux, pris séparément, n'est en mesure d'expliquer complètement le comportement observé. L'accord entre les changements temporels des crues basés sur la régression et sur le modèle représente une validation des hypothèses sur lesquelles est fondé le modèle, ce qui est particulièrement frappant parce que les résultats sont obtenus sans aucune calibration.
Les auteurs analysent les séries temporelles des débits de pointe de 27 stations hydrométriques dans les Alpes Suisses, et utilisent un modèle probabiliste simple pour étudier comment le risque de crue varie avec la température, les précipitations et l'altitude dans les régions montagneuses [cf. Observations]. Le modèle est conçu pour décrire les composantes dominantes des écoulements de crue dans les bassins versants sujets aux transitions saisonières de l'altitude de l'isotherme 0°C ("freezing elevation"). Les coefficients de tendance des quantiles de crue sont alors reproduits en utilisant un modèle morpho-climatique. Les variations des quantiles de crue au cours du temps sont obtenues en imposant une tendance temporelle à la température et à l'intensité des précipitations. Différents scénarios inspirés par la littérature se référant au territoire de la Suisse [Beniston et al., 1997; Klein Tank and Können, 2003; Schmidli and Frei, 2005] ont été considérés. Les performances du modèle sont présentées pour deux de ces scénarios pour une période de retour de 100 ans et une altitude minimale du bassin versant de 2000 m et les coefficients de tendance résultant sont comparés avec ceux obtenus par régression statistique. Les paramètres du modèle sont fixés à partir des valeurs trouvées dans la littérature et maintenus constants sur l'ensemble de la région. Allamano & al. 2009 - A
Bassins versants de la Dischma et de l'Inn (Alpes suises orientales) :
Le changement majeur visible quand on compare le débit de la simulation de référence et ceux des scénarios de changement climatique est un fort pic de crue début mai dans les scénarios de changement climatique, qui n'est pas visible dans la simulation de référence. C'est le début de la fonte des neiges dans le bassin versant, qui se produit un mois plus tôt que la référence dans les deux scénarios. Il y a deux observations à faire : (i) le pic de crue de fonte des neiges n'est pas seulement plus tôt mais aussi plus prononcé pour le bassin de la Dischma ; (ii) le pic de fonte plus fort est plus concentré en fin de printemps / début d'été, tandis qu'il s'étend sur une période plus longue sous le climat actuel. Cela signifie que la neige contribue à la formation du débit sur une période beaucoup plus courte, mais qu'en même temps, la probabilité de crue de printemps pourrait augmenter. Les deux scénarios sont qualitativement similaires, avec tout de même des différences dans l'intensité du débit de fonte des neiges. Les deux scénarios se rejoignent à nouveau en juin, où ils indiquent que l'influence de la fonte des neiges sur le débit devient négligeable dans le bassin versant pour les deux scénarios. Au cours de l'été, le débit est alors déterminé par la pluie. Au contraire, la simulation de référence montre une influence de la neige sur le débit jusqu'à début août, qui est donc significative pendant une grende partie de l'année.

Pour le bassin de l'Inn, le pic de crue au printemps n'est pas aussi prononcé que pour la Dischma. Le bassin versant de l'Inn étant plus sec que celui de la Dischma, en particulier en hiver, le débit de printemps dépend de l'accumulation de neige à la fin de l'automne. Comme selon le scénario A2, les événements de précipitations se produisent sous forme liquide pour une part beaucoup plus importante des bandes d'altitude, il y a moins d eneige disponible pour la fonte printanière. Ainsi, malgré une période de fonte plus précoce et plus courte pour le bassin de l'Inn, il n'y a pas d'augmentation de l'amplitude de la crue printanière. De plus, les altitudes plus basses ne sont plus en mesure de produire un couvert neigeux, et ainsi, ne peuvent plus contribuer au débit au printemps. Cela contraste avec la simulation du bassin de la Dischma, qui comporte une gamme plus étroite d'altitudes, et donc la part des bandes d'altitudes libres de neige est insignifiante. Finallement, la distribution plus homogène des expositions de la simulation du bassin de l'Inn signifie que les effets n'ont d'ombrage pas un fort impact sur le débit (une bande d'altitude donnée font de manière plus uniforme) comparée au bassin de la Dischma.

Une autre caractéristiques des données est l'occurrence de forts pics de débit en fin d'automne : dans la simulation de référence pour les deux bassins, les événements de précipitation à cette époque de l'année produisent de la neige jusqu'à 1600 m d'altitude, ne conduisant pas à une augmentation significative du débit. Dans le scénario de changement climatique, il n'y a pas de neige au-dessous de 2200 m d'altitude, et des pics de crue significatifs sont créés. De nouveau, comme dle bassin de l'Inn comporte une proportion significative de basses altitudes, cet effet est amplifié et pourrait augmenter le risque d'inondation.
Dans cet article, les auteurs présentent des simulations de modèle d'impact du changement climatique sur la neige et les débits de deux bassins versants alpins, la Dischma et l'Inn (43 km² et 1945 km², respectivement).

Ils ont utilisé le modèle Alpine3D, qui fournit une représentation détaillée des processus en particulier pour la neige, et apparaît ainsi particulièrement adapté pour les études de changement. Ce modèle est basé sur une application complètement distribuée de SNOWPACK, qui est un modèle avancé du développement du manteau neigeux. La description de la colonne de neige en un point fournie par SNOWPACK inclut un module paramétrique pour la végétation. La dynamique de la neige et des sols sont représentées numériquement par un grand nombre arbitraire de couches. La haute résolution des couches de surface de neige ou de sol permet d'effectuer un bilan d'énergie plus précis en surface et de décrire le transport vertical de l'eau dans la neige ou dans le sol avec un simple modèle de réservoir.

Pour générer en entrée du modèle des données représentatives du futur climat, les données d'observation ont été altérées avec les changements attendus tels que prédits par un jeu de modèles climatiques régionaux (RCM) ayant participé au projet PRUDENCE (Prediction of Regional scenarios and Uncertainties for Defining European Climate Change Risks and Effects). Un sous-ensemble de 12 sorties de modèles a été sélectionné pour fournir des simulations des changements de températures, de précipitations et de rayonnement de grande longueur d'onde entre une période de référence, 1961–1990, et une période future, 2071–2100, pour deux scénarios standards du GIEC d'émission de gaz à effet de serre, SRES A2 et B2.

Afin d'explorer la fiabilité de la méthode utilisée dans cette étude, une simulation de référence avec Alpine3D a été définie en utilisant en entrée les données météorologiques non modifiées. Les sorties de cette simulation de référence ont été comparées aux mesures pour vérifier la précision de la simulation (les résultats sont jugés satisfaisants).
Bavay & al. 2009 - A
Europe :
Les résultats suggèrent qu'à la fin de ce siècle, à la fois selon les scénarios (SRES) A2 et B2, les débits extrêmes de plusieurs rivières européennes [telles que la Loire, le Pô, l'Elbe, l'Oder et certaines parties du Danube] pourraient devenir plus fréquents et plus intenses, tandis que le risque de crue diminurait dans d'autres secteurs. Contrairement aux études précédentes, une diminution importante des débits extrêmes est projetée en Europe du Nord-Est, où des hivers plus chauds et une saison enneigée plus courte réduiraient la magnitude du pic de fonte printanier. Une diminution du risque de crue est également projetée dans plusieurs rivière d'Europe Centrale et du Sud. Dans de nombreuses parties de l'Europe de l'Ouest et de l'Est, d'autre part, les simulations suggèrent que ce qui correspond actuellement à une crue centennale pourrait devenir plus de deux fois plus fréquent, ce qui signifie que la période de retour d'une telle crue serait réduite à 50 ans ou moins.

Les modifications des débits centennaux estimés sont similaires entre les trois scénarios utilisés. Dans tous les cas, ces débits centennaux diminuent fortement dans la partie nord-est du continent. De fortes augmentations des débits centennaux sont simulées à travers la majeure partie de l'Europe de l'Ouest et du Centre, incluant une partie des Balkans, le nord de l'Italie et aussi locallement en Suède et dans le sud de la Norvège. En particulier, les rivières originaires des montagnes scandinaves montrent une augmentation du risque de crue au printemps et une diminution en été, reflétant une fonte des neige plus précoce. Une évolution similaire est projetée pour les rivières originaires d'autres chaines de montagne en Europe : une augmentation au printemps et une diminution en été dans les régions Alpines, et une augmentation en hiver et une diminution au printemps, par exemple dans les Pyrénées.

Des augmentations saisonnières du débit centennal sont projetées même dans les secteurs où le climat devient plus sec en moyenne, comme en Espagne ou dans le sud de la France.
En moyenne, la simulation effectuée avec le scénario H12A2 montre des augmentations plutôt plus importantes (et des diminutions légèrement plus faibles) du débit centennal que la simulation du scénario H50A2, en particulier pour les rivières les plus petites et les affluents des hauts bassins. Cependant, pour environ 15% des pixels de rivière, les deux expérimentations diffèrent sur le signe du changement. Cette dissimilitude est du même ordre pour les deux scénarios de 50 km (H50A2 et H50B2).
Les auteurs ont analysé les changements futurs (2071–2100) du rsque de crue en Europe dus au changement climatique par rapport à la période de référence (1961–1990), sur la base de simulations effectuées avec un modèle hydrologique spatialement distribué conduit par les sorties d'un modèle climatique régional à haute résolution (50 et 12 km) et selon deux scénarios d'émissions du GIEC (A2 et B2) :

- Analyse de la modification des débits centennaux estimés avec les simulations des scénarios H12A2, H50A2, et H50B2, relativement aux simulations de contrôle respectives

- Analyse de la modification du débit centennal saisonnier selon la simulation
effectuée avec le scénario H12A2 (ajustement de Gumbel)

Les désaccords entre les expériences réalisées avec divers modèles dans cette étude sont en partie liés à la résolution horizontale du modèle climatique régional, dont l'impact s'est révélé d'une ampleur comparable avec des différences dues au scénario d'émission de gaz à effet de serre. La distribution de valeurs extrêmes choisie pour évaluer les débits extrêmes peut également influencer les résultats, en particulier pour des événements d'une période de retour supérieure à 20-50 ans.
Dankers & Feyen 2008 - A
Rio Ridanna/Mareiter Bach (Sud Tyrol, Alpes italiennes) :
L'analyse des impacts possibles du changement climatique a montré que les secteurs inondés lors d'un événement à période de retour de 30 ans dans les conditions climatiques futures (scénario + 20 %) ont une superficie plus importante que les secteurs inondés lors d'un événement à période de retour de 100 ans dans les conditions climatiques actuelles (scénario 2000).

Les zones de risque présentent des évolutions remarquables avec les changements d'intensité des précipitations retenus. Dans les conditions climatiques futures, un glissement des zones jaunes (où les aléas de faibles intensités prévalent) aux zones bleues (où la construction de nouveaux bâtiments est réglementée), qui voient ainsi leur superficie augmenter de manière significative, est mis en évidence. Le glissement potentiel des zones bleues aux zones rouges (où la construction de nouveaux bâtiments est interdite) ne montrent pas de conséquences significatives pour les constructions existantes.

Les dégâts attendus d'une inondation à période de retour de 30 ans (scénario +20 %) augmentent jusqu'à 1700 % (par rapport au scénario 2000). Les dégâts attendus d'une inondation à période de retour de 100 ans augmentent jusqu'à 207 % et jusqu'à 117 % pour un événement à période de retour de 200 ans.
Sur la base d'un examen de la littérature, une augmentation possible de 20 % (d'ici 2050-2100) de l'intensité des précipitations pour chaque événement de référence (périodes de retour de 30, 100, 200 ans) a été retenue.

Le bassin du Rio Ridanna/Mareiter Bach se trouve au nord de la Région. La superficie du bassin versant est de 210 km². Ce secteur est un exemple représentatif d'une rivière alpine avec un potentiel de risque pour les installations humaines. Pour l'évaluation de la situation de risque inondation actuel, cette procédure a été suivie :
- analyses statistiques des séries de précipitations des stations situées dans le secteur d'étude et calcul des caractéristiques des précipitations pour les scénarios d'aléas avec des périodes de retour de 30, 100 et 200 ans;
- préparation et calibrage du modèle précipitations-écoulements;
- simulation du processus d'inondation pour chaque période de retour;
- délimitation des zones de risque sur la carte;
- analyse des bâtiments exposées.

L'analyse statistique des séries de précipitations est basée sur les stations de mesure de Ridanna/Ridnaun. Les valeurs des épisodes pluvieux d'une durée de 24 heures avec des périodes de retour de 30, 100 et 200 ans ont été calculées. Pour les débits, le modèle précipitations-écoulements Hec-HMS et le SCSapproach ont été utilisés. Pour la simulation du processus d'inondation, le modèle de simulation SOBEK de WL Delft Hydraulics a été utilisé.
Staffler & al. 2008 - A
Monde/Europe :
En dépit de résultats parfois contradictoires à l'échelle régionale sur le sens de l'évolution des précipitations par exemple, tous les modèles insistent sur une probable intensification du cycle hydrologique (IPCC, 2001 ; Leblois & Margat, 2000), qui se traduirait par des crues plus accentuées en hiver et des étiages plus marqués en été.
Synthèse bibliographique Hubert 2007 - P
Allemagne du Sud :
Les résultats montrent une augmentation marquée des niveaux moyens de crue et également des écoulements extrêmes. Malgré les incertitudes des résultats de la chaîne de modèles (modèle global, modèle régional et modèles de bilan hydrique) et des hypothèses de départ, tous les résultats convergent. Après 2050, les inondations devraient s'intensifier en Bavière et dans le Bade-Wurtemberg, comme conséquence du changement climatique. Une augmentation de la durée et de la fréquence des flux d'Ouest chargés de précipitations (en particulier des conditions de basses pressions), qui sont importantes pour les inondations hivernales, est à prévoir.
Dans le cadre du projet KLIWA, les données de sortie des scénarios climatiques régionaux ont été utilisées comme données d'entrées pour les modèles de bilan hydrologique afin de réaliser une évaluation des impacts du changement climatique sur les bilans hydrologiques (par exemple les relations écoulements-débits). Les modèles de bilan hydrologique basés sur LARSIM sont disponibles avec des mailles de 1 km de côté pour l'ensemble du Bade-Wurtemberg ; en Bavière, le modèle ASGi a été adapté pour les régions du Nord du Danube. La modélisation du bilan hydrologique se concentre en priorité sur les changements potentiels des écoulements, avec une prise en compte des effets des écoulements de crue. Afin d'arriver à cet objectif, les valeurs d'écoulement obtenues grâce aux modélisations ont été analysées avec la méthode des valeurs statistiques extrêmes. Hennegriff & al 2006 - A
Bassin Versant du Rhône :
Pour le Rhône dans son ensemble, ainsi que pour la Saône et l’Ardèche, les eaux moyennes et les étiages ont tendance à diminuer alors que les hauts débits ont tendance à augmenter.

Pour la Durance, au régime nival, une diminution du pic de fonte et un moindre maigre hivernal sont observés (conclusions fortement dépendantes du scénario retenu : les crues augmentent de 12% avec le modèle du CNRM, alors qu’elles diminuent légèrement avec le modèle du LMD).
Modélisation hydrologique déterministe du BV et caractérisation des impacts associés :
- Détermination de 6 scénarii combinant des variables climatiques observées (données provenant de 131 stations réparties sur le bassin versant sur la période 1981-1997) avec les anomalies simulées pour les températures et précipitations.
- Application des scénarii de forçage climatique à 5 modèles hydrologiques.
- Comparaison des résultats entre eux et avec le régime actuel. Déduction des effets du changement climatique sur les variables physiques majeures des hydrosystèmes étudiés.
GICC-Rhône 2005 - R
Isère :
Le bassin versant de l'Isère verrait son accumulation maximale neigeuse réduite de 30 à 50%, avec une disparition quasi complète pendant les mois d'été. Le débit hivernal du bassin augmenterait en liaison avec l'augmentation des précipitations et un décalage du pic de fonte d'un mois. L'amplitude des débits printaniers serait réduite dans la plupart des cas. A l'échelle annuelle, les scénarios proposent des augmentation légère ou des diminutions des débits.

Durance :
L'impact du réchauffement sur la couverture neigeuse du bassin de la Haute Durance serait similaire, avec une réduction moins importante due à la plus faible altitude. Le débit annuel décroîtrait plus rapidement que dans les Alpes du Nord (de 0 à 20%). Les débits augmenteraient significativement en automne et en hiver et diminueraient sensiblement en été. Les débits printaniers se produiraient un mois plus tôt, leur amplitude resterait constante ou diminuerait (10 à 25%) suivant les scénarios .
Simulation réalisés à partir des modèles SAFRAN / MODCOU / CROCUS et du schéma de surface ISBA de Météo France. Etchevers & Martin 2002 - P
Monde, bassin extratropicaux de plus de 200 000 km² :
Avec un scénario 4*CO2, les changements relatifs dans les débits annuels moyens s’échelonnent entre -12% et + 76%, avec une valeur médiane de + 30%. Les changements relatifs pour les maximums mensuels décennaux sont plus bas et moins variables, avec une médiane de + 15%. Entre 1865 et 2089, le taux de crues pourrait être 2 à 8 fois plus important que la valeur des observations historiques. L’émergence récente d’une tendance positive significative dans les risques de fortes crues est consistent avec les résultats proposés par les modèles climatiques, et les modèles suggèrent que cette tendance va se poursuivre.
 Pour évaluer la sensibilité du risque de crue au forçage radiatif, les auteurs ont utilisé une simulation idéalisée de quadruplement du CO2 sur 300 ans avec une croissance de 1% par an (pendant 140 ans) de la concentration atmosphérique en CO2 du niveau de contrôle jusqu'à un niveau stable, quadruplé (maintenu pendant 160 ans). Les changements modélisés dans le débit moyen annuel (relativement à la simulation de contrôle) fournissent une mesure de l'intensification du cycle de l'eau comme résultat du quadruplement idéalisé du CO2. Les auteurs ont utilisé les sorties du modèle sur 100 ans qui commencent 60 ans après la stabilisation de la concentration en CO2 au niveau quadruplé. Les distributions après quadruplement des maxima annuels de débits mensuels ont été ajustés avec une distribution de Pearson de type III, qui ont ensuite été utilisées pour déterminer la probabilité de la crue centennale de contrôle. Ils ont examiné la détectabilité du changement de risque de crue dans cinq scénarios de changement climatique (225 années, 1865-2089) paratageant des estimations communes des changements historiques et projetés dans le futur du forçage radiatif par les gaz à effet de serre et par l'effet direct des aérosols sulphatés, chacun avec des conditions initiales distinctes.
Milly & al. 2002 - A


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Europe :
La vulnérabilité aux inondations semble avoir augmenté à cause de l'occupation des plaines inondables par de plus en plus de gens et par les ouvrages techniques, mais également à cause des inondations particulièrement sévères qui ont touché de nombreuses régions au cours des années 1990 et au début des années 2000 (Mitchell, 2003). Par conséquent, la question centrale est de savoir dans quelle mesure les inondations à venir peuvent être exacerbées par le changement climatique.
  Goudie 2006 - A
France :
De manière générale, il se confirme que l'intensification du cycle hydrologique augmenterait le risque d'inondations en hiver et au printemps, ainsi que la durée des étiages (de juin/juillet à octobre/novembre).
  ONERC 2006 - R
Alpes / Allemagne du Sud :
Une retombée éventuelle des effets des changements climatiques est l'augmentation et l'intensification des inondations régionales comme conséquence de l'intensité accrue des précipitations et de l'accélération de la fonte des neiges au printemps, avec des conséquences de taille, surtout sur les affluents et les torrents, qui immédiatement réagissent aux précipitations. Ce phénomène concerne aussi les principales urbanisations, à cause du compactage du sol et de la taille insuffisante des systèmes de canalisations.
  Seiler 2006 - P
Alpes suisses :
Le changement climatique dans les bassins de montagne pourrait conduire à des changements importants dans les régimes d'écoulement [cf. Facteurs de contrôle] avec des impacts ultérieurs sur les risques de crue et d'érosion, l'écologie, les ressources en eau, etc., et avec des conséquences profondes pour les populations à l'aval.

Dans une perspective de gestion de l'eau et des crues, toute tendance persistante dans les débits est importante, en particulier celles qui affectent les événements extrêmes. En ce sens, l'augmentation observée des événements extrêmes en hiver est la plus importante. Cependant, la question de savoir si cette tendance (et les autres) va (vont) continuer dans le futur est dépendante de ses causes, qui ne sont pas encore totalement comprises.
Cette étude présente une analyse statistique des tendances dans les enregistrements d'écoulement moyen journalier de 48 basssins versants en Suisse avec un régime d'écoulement non perturbé pour trois périodes d'études (1931–2000, 1961–2000 et 1971–2000). Des tendances significatives ont été identifiées pour chaque station sur une base annuelle et saisonnière et pour différents quantiles de crue. Les tendances identifiées dans les débits ont été reliées aux changements observés dans les précipitations et dans les températures de l'air, et corrélées avec les caractéristiques des bassins versants. Birsan & al. 2005 - A
Europe/France :
En France, des crues plus fréquentes et plus accentuées en hiver et des étiages plus marqués en été sont à attendre (MIES, 2000).

Petit (2001) rappelle que « l'Europe du Sud et l'Europe arctique sont plus vulnérables que le reste. En particulier, en été, le ruissellement, l'eau disponible et l'humidité du sol décroîtront en Europe du Sud, augmentant d'autant sa vulnérabilité actuelle à la sécheresse. En revanche, en hiver, un accroissement de ces mêmes quantités devrait affecter le Nord et le Sud ; le risque de crues catastrophiques des rivières augmentera vraisemblablement. »
  ONERC 2005 - R
Europe :
Même si les étés deviennent plus secs, l’incidence des fortes précipitations sur les crues estivales pourrait augmenter.
  Christensen & Christensen 2003 - A
Monde / Suisse :
Les changements climatiques vont avoir un impact (données qualitatives sur l'évolution disponibles) sur les crues (accélération des débits hivernaux, augmentation de l'intensité des fortes précipitations).
  OcCC 2003 - R
Bassin versant du Rhône :
Les crues importantes qui sont survenues dans le Rhône inférieur et supérieur au cours des 15 dernières années peuvent faire partie d’un cycle de hauts débits comme de nombreux cycles observés dans le passé. Il peut également s’agir d’un premier signal du climat vers des pics de crue plus important. De toute façon, ces crues révèlent la forte vulnérabilité de la vallée du Rhône aux crues.
  Sauquet & Haon, 2003 in Bravard 2006 - P
Suisse :
Le risque majeur apparent est lié à l’augmentation du risque de crues. Si les crues hivernales qui surviennent en Suisse ont une influence négative sur les pays en aval, ces pays doivent demander à la Suisse d’améliorer la rétention d’eau dans les lacs et réservoirs suisses, avec des accords politiques préalables.
  Schädler, 2003 in Bravard 2006 - P
Europe :
Le retrait des fronts glaciaires a des implications pour le régime des rivières. Pour les rivières qui sont alimentées par des glaciers, les débits estivaux sont alimentés par la fonte des glaciers (la contribution du glacier dépend de la taille relative du glacier par rapport au bassin versant et du taux de fonte annuel). Si le glacier en équilibre, la quantité de précipitations stockée en hiver correspond à peu près à la quantité de glace qui fond en été. Cependant, comme les glaciers fondent plus à cause du réchauffement global, les débits vont sûrement augmenter en été (comme l’eau est libérée après un long stockage) et pourraient ainsi compenser la diminution des précipitations estivales .

Comme les glaciers fondent progressivement, leur volume de fonte se réduit et à long terme cette compensation des débits pourrait disparaître ; les débits passeraient alors en dessous des niveaux actuels. La période de compensation dépendra surtout de la taille du glacier et du taux de fonte. Plus le glacier est petit et plus sa fonte est rapide, et plus la réduction des débits estivaux sera rapide.

La fréquence des étiages devrait augmenter à travers la plupart de l’Europe, bien que dans certaines zones où les minimums correspondent à la période hivernale, la magnitude absolue des étiages pourrait augmenter à cause de l’augmentation des débits hivernaux : la saison des étiages se décalerait vers l’été. Les inondations et les sécheresses devraient devenir plus fréquentes dans les zones de montagne. La saisonnalité des débits changerait fortement à cause des perturbations de la couverture neigeuse. Aux plus hautes altitudes, la distribution des débits pendant l’année changerait peu.
  IPCC 2001 - R

 


FRÉQUENCE DES CRUES

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
 Alpes françaises du nord – Bassin versant du Rhône à l’amont du lac du Bourget :
L’enregistrement clastique (susceptibilité magnétique, SM) du lac du Bourget au cours des 150 dernières années a été comparé à la longueur cumulée de cinq grands glaciers alpins (situés dans le massif du Mont-Blanc et dans les Alpes suisses) documenté par Vincent et al. (2005). La sédimentation clastique était plus élevée dans le lac du Bourget lorsque ces glaciers étaient en phase d’avancée ou bien de retrait au cours de trois périodes de longueur maximale (c'est à dire à la fin du 19e siècle, entre 1920 et 1931, et entre 1983 et 1995). Le signal SM dans le lac du Bourget montre trois pics importants autour de 1880, 1930, 1950 et un petit plateau entre les années 1980 et 1990. Ceci suggère que depuis 1870, les apports clastiques dans le lac du Bourget résultent de l'érosion du substratum rocheux lié aux fluctuations des glaciers du Mont-Blanc dans la rivière Arve qui suivent la fin du Petit Age Glaciaire. Si une empreinte anthropique existe, il semble qu’elle a seulement une incidence sur l'amplitude du signal et non sur sa temporalité. Il semble que les crues du Rhône dans le lac résultent de facteurs climatiques.
 
→ Plus...
La comparaison des fluctuations des glaciers suisses et des périodes de hauts niveaux d'eau lacustres en Europe occidentale au cours des 3500 dernières années (Holzhauser et al., 2005) avec l'enregistrement continu de l’activité des crues du Rhône dans le lac du Bourget (signal SM) met en évidence des périodes où l’activité accrue des écoulements correspond à des périodes où les glaciers étaient proches de leur extension maximale et à des périodes de haut niveau des lacs : entre 2800 et 2400 cal BP, 1500–1300 cal BP, 1200–1050 cal BP, 900–800 cal BP et 700–220 cal BP. En revanche, les périodes de crues plus intense survenues entre 2200 et 2000, 1950–1600 et 1050–950 cal BP ne sont contemporaines d’aucunes fluctuations clairement documentées des glaciers ou du niveau des lacs dans le massif alpin, mais ont eu lieu après des périodes humides associées à une augmentation de l’activité torrentielle du haut Rhône (cf. Arnaud et al, 2005) : la « crise hydrologique de l’Age de Fer » (1200-1550 cal BP), la Période Romaine Humide (entre 2100 et 1900 cal BP) et la Période Humide du Haut Moyen Age (1500-1200 cal BP).

Entre 3500 et 9400 cal BP, les comparaisons avec les rares reconstructions continues de l’extension des glaciers ou de l’activité hydrologique au cours de l'Holocène suggèrent que l'activité des crues du Rhône dans le lac du Bourget a surtout été sensible aux périodes plus humides (et souvent plus fraiches) dans les Alpes (et favorisant de hauts niveaux lacustres). Ces périodes humides sont contemporains des fluctuations glaciaires, surtout après l'optimum holocène (période Néoglaciaire). Une seule période de haut niveau lacustre de Magny (2004) n'est pas clairement documentée dans cette étude : elle correspond à une période datée entre 4800 et 4850 cal BP, qui semble correspondre (aux incertitudes de datation près) à une avancée glaciaire du glacier de Miage documenté par Deline et Orombelli (2005) entre BP cal 4600 et 4800 dans le massif du Mont-Blanc et à la phase d’avance des glaciers de Rotmoss II dans les Alpes (Maisch et al., 2000).
Une carotte longue de 14 m (LDB04) a été prélevée dans le lac du Bourget afin de fournir un enregistrement continu des événements de crues du Rhône au cours de l'Holocène.
Cet ensemble de données met en évidence 12 périodes de crues plus intenses au cours des 9400 dernières années dans le lac du Bourget et montre que la zone source principale des particules clastiques au cours de cette période correspond à la partie supérieure du bassin versant de la rivière Arve.
La comparaison de la sédimentation clastique dans le lac du Bourget avec des périodes d'utilisation des terres accrue et avec les périodes de fluctuations des glaciers alpins et du niveau des lacs de moyenne latitude en Europe suggère que l’enregistrement clastique du lac du Bourget est un indicateur continu de l'histoire hydrologique holocène du nord-ouest des Alpes.
 
→ Détails...
Le choix du site de forage a été basé sur des profils sismiques haute résolution, dans une zone où les dépôts proximaux accumulés dans le lac par les écoulements du Rhône sont peu perturbés par des remaniements en masse.
Le modèle âge-profondeur de cette carotte est basé sur (i) 14 datations au radiocarbone, (ii) des datations par les radionucléides (137Cs) et (iii) l'identification des données historiques (inondations, eutrophisation du lac).
Une approche multi-proxy a été utilisée pour reconstituer l'évolution et l'origine de la sédimentation clastique au cours de l'Holocène, afin d'identifier les périodes d'activité hydrologique accrue dans le bassin versant.
La spectrophotométrie a été utilisée pour détecter les fluctuations de des apports clastiques et l'étude des minéraux argileux (en particulier l'indice de cristallinité de l'illite) a permis de localiser la zone source principale de particules clastiques à grains fins de sédimentation dans le lac après les crues.
Cet ensemble de données met en évidence 12 périodes de crues plus intenses au cours des 9400 dernières années dans le lac du Bourget et montre que la zone source principale des particules clastiques au cours de cette période correspond à la partie supérieure du bassin versant de la rivière Arve. Cette partie du bassin versant draine plusieurs grands glaciers du massif du Mont-Blanc, et les fluctuations des apports de crue du Rhône dans le lac du Bourget sont interprétées comme résultant essentiellement de l’activité des glaciers du Mont-Blanc au cours de l'Holocène.
Debret & al 2010 - A
Suisse :
Une phase de forte activité inondation a été observée après 1827 et jusqu'à la fin du 19e siècle dans les principaux cours d'eau suisses. Après 1835 (et jusque dans les années 1890), de considérables cumuls de précipitations moyennes ont été relevé dans les Alpes suisses en été et en automne. De faibles fréquences d'inondation ont été enregistrées entre 1927 et 1975.
Données d'archive sur les inondations survenues entre juin et octobre. Stoffel & al. 2005a - A
Rhône – Alpes françaises :
Sur le long terme, l'augmentation de l'intensité et de la fréquence des inondations du Rhône dans le Lac du Bourget après l'optimum climatique de l'Holocène peut être attribuée, de prime abord, au « Neoglacial » survenu aux alentours de 5600 ans BP (Steig 1999).
L'évolution de la fourniture en sédiments clastiques du Rhône dans le Lac du Bourget a été documentée grâce à des profils sismiques du sous-sol et des analyses multidisciplinaires de carottes de sédiments bien identifiés. Six réflecteurs de grande amplitude dans les dépôts lacustres peuvent être corrélés avec des périodes d'augmentation de dépôts dans les carottes sédimentaires. Chapron & al 2005 - A
Alpes françaises - Moyenne Isère (Grésivaudan) :
Selon la chronologie qualitative des crues de l'Isère sur la période 1600-1950 établie suivant trois classes d'événements, les huit plus forts événements connus sont relatifs aux années 1651, 1673, 1711, 1733, 1740, 1764, 1778 et 1859.


L'exploitation des données historiques sur les inondations de l'Isère a permis de répertorier 91 crues majeures à Grenoble. Les crues exceptionnelles sur l'Isère se concentrent toutes entre le milieu du XVIIe siècle et le milieu du XIXe siècle. La péjoration climatique dite du Petit Age Glaciaire apparaît assez nettement. C'est surtout le Drac qui est sujet à des crues importantes dès la fin du XVIe siècle et au XVIIe siècle. L'Isère connaît une phase paroxystique entre 1730 et 1780 avec quatre crues de classe 3 puis une légère accalmie durant le premier XIXe siècle avant les années 1840-1850. La crue des 2-5 novembre 1859 correspond à la dernière grande inondation de Grenoble.
Enquête historique approfondie [dans le cadre du programme "Historisque"] se fondant sur un Etat Général des Sources, la saisie informatique des données hydrométriques sur l'Isère et l'exploitation des sources d'archives à des fins méthodologiques.
L'exploitation des données historiques sur les inondations de l'Isère a permis de répertorier 91 crues majeures à Grenoble (cotes disponibles sur la période 1600-1950), dont certaines ont fait l'objet d'une estimation du débit de crue.

Trois classes d'événements ont été établies avant tout à partir d'éléments qualitatifs selon le degré d'endommagement des infrastructures et de modification géomorphologique du lit:
1 - « Faibles à moyens »
2 - « Grands à très grands »
3 - « Exceptionnels »
Lang & al 2003 - E
Alpes :
Au cours des 500 dernières années, dans les Alpes suisses, il y au deux périodes avec peu d’inondations : 1641-1706 et 1927-1975 et deux périodes avec de nombreux épisodes d’inondations : 1550-1580 et 1827-1875.

Les inondations semblent à nouveau être en augmentation depuis 1975. La tendance générale est une augmentation annuelle des dommages causés par les inondations depuis 1800. Ceci s’explique par une augmentation de la vulnérabilité des enjeux. Il n'y a pas eu de crues extrêmes sur le versant Nord des Alpes de 1882 à 1992. La fréquence des inondations extrêmes a augmenté sur les quinze dernières années, comparée à la moyenne du 20e siècle (août 1987, septembre 1993 et octobre 2000). Il n'y a pas eu de crues extrêmes sur le versant Nord des Alpes de 1882 à 1992.
De tels inventaires sont basés sur des « rapports de dommages » et ne reflètent certainement pas une tendance pour l’aléa inondation en lui-même. Par exemple, la réduction du nombre d’inondations entre 1927 et 1975 est possiblement liée aux mesures de planification et de prévention mises en place. OcCC 2003 - R
Rhin (Europe Centrale) :
On observe des variations importantes des crues du Rhin ; celles-ci ont été rares entre 1641 et 1706 et entre 1882 et 1994. Par contre, une période de fortes crues du Rhin et d'inondations dans l'ensemble du domaine alpin suisse s'est manifestée entre 1828 et 1876 : les 6 crues "extrêmes" enregistrées entre 1808 et 1994 sont survenues entre 1817 et 1882, à l'exception de celle de mai 1994.
Au total, il a été possible d'établir la fréquence des crues mensuelles extrêmes et sévères du Rhin à Bâle pour la période 1500-1994 : juillet arrive en première position à cause de la conjonction d'épisodes pluvieux intenses et de la fonte des neiges alpines ; décembre suit en seconde position avec des crues imputables à des pluies frontales persistantes par flux de SW, associées à une fonte rapide de la neige à moyenne altitude.
La rareté des fortes crues pendant plus de 110 ans à partir de 1882 peut s'expliquer en partie par une modification des conditions météorologique synoptiques, notamment par une fréquence plus élevée des anticyclones de blocage en été. Des épisodes de fortes inondations au cours des siècles passés ont été reconnus au Tessin. Une période plutôt peu épargnée ressort nettement entre 1927 et 1975.
La recrudescence des crues de fin d'été et d'automne à partir de 1975 sur le versant sud des Alpes semble s'inscrire dans le cadre de la variabilité naturelle ; il est prématuré d'y voir des effets anthropiques.
 Une typologie objective des crues a été établie en fonction de 4 niveaux d'ampleur des dommages et de trois catégories d'extension spatiale (locale, régionale et interrégionale). Les données sur les crues les plus graves survenues en Suisse depuis le 16e siècle ont été collectées et adaptées, après avoir été confrontées, pour les deux derniers siècles, aux mesures précises de hauteur d'eau du Rhin à Rheinfelden et de plusieurs grands lacs comme les lacs Majeurs et Léman, en utilisant les qualificatifs de "fort" et "extrême" pour des valeurs-seuils d'écart types issus des séries 1901-1960. Paul 2002 - A
Alpes suisses :
Au cours des 500 dernières années, il y a eu 2 périodes avec très peu d'inondations : 1641-1706 et 1927-1975, et 2 périodes avec une forte activité inondation : 1550-1580 et 1827-1875. Ces constats sont basés sur les « comptes rendus de dommages » et ne reflètent pas nécessairement la tendance de l'aléa en tant que tel.

Au cours de la période 1641-1706, la région alpine dans son ensemble a été épargnée par les inondations importantes, même le Lac Majeur n'a pas débordé. Vu les résultats similaires obtenus pour toutes les régions, cela ne peut s'expliquer par une lacune dans les données, mais plutôt par une pause dans le cycle des inondations. Cette pause coïncide avec le « minimum de Maunder », une phase de réduction de l'activité solaire.

La période 1827-1875 est marquée par une forte augmentation de l'activité inondation à la suite d'une série d'automnes extrêmement humides. Le Lac Majeur a débordé tous les 4 ans durant cette période. La diminution de l'activité inondation entre 1927 et 1975 est probablement à relier aux aménagements et mesures de protection mis en place. Le nombre d'inondations est de nouveau en augmentation après 1975.

La tendance générale pour la période 1800-2000 est à la hausse annuelle concernant les dommages dus aux inondations. Cela s'explique par une augmentation des aléas potentiels.

L'augmentation de la fréquence des inondations extrêmes dans les Alpes reste cependant dans les limites de la variabilité naturelle (comme pour les aléas torrentiels) et ne peut être attribuée au seul changement climatique.
 Les événements enregistrés dans l'inventaire des derniers siècles n'ont été décrits qu'en termes de dégâts causés aux biens privés ou publics. Les informations ont été collectées à partir de descriptions des événements passés, d'archives, de monographies ou d'observations variées pour la période 1800-1995. Bader & Kunz 2000b - R: PNR31
Bas Rhône (France) :
Les crues sur le bas Rhône ont été étudiées sur une longue période (1500-1994) et sur un secteur limité, pour l'essentiel Arles. Ce site offre le triple avantage de la présence de très riches sources historiques, d'une stabilité reconnue de son lit et d'une bonne continuité dans l'observation des hauteurs de crue par les riverains ou par les services spécialisés. L'étude de la répartition annuelle, mensuelle et décennale de ces crues permet de corréler la fréquence du gel des eaux du Rhône avec la fréquence des crues de plus de 4 mètres. La période du «Petit Age glaciaire» (XVIe-XIXe siècle) coïncide avec une fréquence jamais atteinte au XXe siècle, avec des phases critiques très prononcées (fin XVIe siècle; 1701- 1710 et 1811-1820). On constate aussi une forte proportion des crues de saison chaude (avril-septembre) au cœur des phases longues les plus froides.
La documentation de la période en question peut se répartir en deux longues séries, la première pouvant être prolongée aisément durant la seconde : (1) Une séquence documentaire classique, mettant en œuvre des sources principalement narratives, non ou très peu spécialisées (annales locales, archives municipales, délibérations, livres de raison, délibérations des associations de défense contre les crues…) ; (2) Une documentation issue des services techniques spécialisés (Ponts et Chaussées, Service spécial du Rhône ou de la Navigation). Pichard 1995 - A


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes :
L’analyse des débits de crue a focalisé en particulier sur les débits de fonte. L’analyse des maxima de débit ne révèle aucune tendance significative à l’échelle des Alpes. En revanche, la même analyse menée en fonction des types de régime hydrologique a mis en évidence des évolutions cohérentes et statistiquement significatives pour les régimes glaciaire et nival. Ces évolutions paraissent liées de manière étroite à l’évolution des températures observées, avec une date plus précoce de la fonte nivale et glaciaire.

Globalement et pour la majorité des cours d’eau considérés, on ne peut pas conclure à une augmentation significative de l’intensité ou de la fréquence des événements, ce qui ne veut pas dire qu’une tendance n’existe pas. En effet, il existe une forte variabilité naturelle et une tendance peut exister dans les séries sans que l’on soit capable de la détecter avec nos tests statistiques, la difficulté étant de la distinguer de cette variabilité au sein de séries fortement « bruitées ».
Dans le cadre du projet AdaptAlp, un nombre suffisant de longues séries d’observation de qualité a été collecté pour pouvoir disposer d’un jeu de données représentatif à l’échelle de l’arc alpin, dans le but de détecter d’éventuelles tendances. Environ 180 séries couvrant une durée de 40 ans au minimum ont été collectées auprès des partenaires du projet. Plusieurs tests statistiques ont été conduits sur la base de données ainsi constituée, en utilisant la méthodologie déjà utilisée pour l’analyse des séries de débits des cours d’eau en France métropolitaine (thèse de B. Renard, 2006). L’analyse a porté sur différents paramètres relatifs aux débits d’étiage et aux débits de crue. Lang & Bard 2011 - P
Suisse :
L'analyse des tendances dans les série annuelles de crues en Suisse depuis 1850 n'a montré que quelques tendances négatives. Le nombre de stations avec des tendances positives est particulièrement élevé lorsque la période de 2001-2007 est incluse dans l'analyse.
La répartition temporelle et spatiale des crues de période de retour supérieure à 10 ans et les grands événements de crues à grande échelle des 150 dernières années ont aussi été analysés. Les périodes riches en crues alternent avec des périodes pauvres en crues, montrant de grandes différences régionales en particulier entre le nord et le sud de la Suisse. La seconde moitié du 19e siècle a été riche en crues, à la fois dans le nordc et dans le sud de la Suisse. Dans le sud de la Suisse et dans le nord des Grisons, la fréquence des crues a été élevée à nouveau entre 1940 et 1960, une période pauvre en crues au nord de la Suisse. Les fréquences de crues y ont à nouveau augmenté seulement après 1968.
L'augmentation récente dans la fréquence et le débit des crues a été plus prononcée sur les flancs centre et ouest du nord des Alpes.
Les données suggèrent que, depuis 1900, les périodes avec de nombreuses crues dans le nord de la Suisse ont correspondu à des périodes avec peu de crues dans le sud de la Suisse et vice-versa.
Les différences suggèrent également que les changements dans la circulation atmosphérique à grande échelle pourrait être responsables des fluctuations de la fréquence des crues. Les fluctuations de la fréquence des crues devraient être prises en compte dans la définition des crues de projet pour les mesures de protection.
 
→ Détails...
Dans l'analyse de tendances multiples, seulement peu de tendances négatives ont pu être trouvées, une légère augmentation a pu être détectée pour la période 1936–1965 avec un maximum de 16%. À l'inverse, jusqu'à 42% des stations montrent une tendance positive significative pour les périodes avant 1966 et se terminant après 2000. Des valeurs particulièrement élevées ont été obtenues quand les deux dernières périodes 2001–2005 et 2006–2007 ont été incluses. Il y a seulement peu de tendances positives pour les périodes commençant en 1966 ou plus tard ou pour les séries temporelles se terminant avant les années 1980. Ces résultats suggèrent une diminution des crues jusqu'aux années 1960 et une augmentation ultérieure.

Au cours des derniers 150 ans, des périodes riches en crues ont alterné avec des périodes pauvres en crues, montrant de larges différences régionales en particulier entre le nord et le sud de la Suisse. Dans le nord de la Suisse, de nombreuses crues ont été enregistrées entre 1874 et 1881 et depuis 1968, tandis que peu de crues se sont produites entre les deux, en particulier le long du flanc nord des Alpes et dans la région de la Thur. L'analyse de tendances multiples montre une forte augmentation du nombre de stations avec des tendances significatives à la hausse, quand la dernière décennie est incluse dans l'analyse. Depuis environ 1900, trois des quatre plus gros événements de crues à grande échelle dans le nord de la Suisse (crues de 1999, 2005 et 2007) se sont produites au cours des dix dernières années. Cependant, une accumulation similaire de grandes crues s'est produite dans la seconde moitié du 19e siècle. Dans les régions sud et est, une accumulation de crues s'est produite dans la seconde moitié du 19e siècle et entre 1920 et 1960, une période qui a été plutôt calme dans le nord de la Suisse. Le plus grand événement de crue dans les deux régions est la crue de 1954. Il n'y pas d'augmentation marquée récente de la fréquence des crues dans la région sud, néamoins, plusieurs gros événements se sont produits entre 1987 et 2000.

La seconde moitié du 19e siècle a été riche en crues, aussi bien dans la partie nord que dans la partie sud de la Suisse. Depuis 1900, les périodes riches en crues dans le nord de la Suisse correspondent aux périodes calmes dans le sud de la Suisse et vice versa. Dans le sud de la Suisse et dans le nord des Grisons, la fréquence des crues a été de nouveau élevée entre 1940 et 1960, une période pauvre en crues dans le nord de la Suisse. Les fréquences des crues y ont augmenté à nouveau seulement après 1968. L'augmentation récente de la fréquence des crues et des débits de crue a été particulièrement marquée le long des parties centrale et nord du flanc nord des Alpes (régions 'ouest' et 'centrale' dans l'étude).

Les fréquences des crues des petits bassins ont aussi montré une augmentation avec le temps. Cependant, aucune augmentation brusque n'a été observée. La probabilité et magnitude des événements extrêmes influence la planification des mesures de protection contre les crues. Merz and Blöschl, 2008a and b ont identifié de nombreuses incertitudes liées à cette approche. La présente étude met en évidence une complication supplémentaire en montrant que la probabilité de réoccurrence d'un débit spécifique n'est pas constante dans le temps en Suisse. L'étude de suggère qu'il ne s'agit pas d'un phénomène local. Ils notent qu'"une variabilité climatique significative est présente à des échelles de temps allant de plusieurs décennies à plusieurs siècles sur des secteurs d'une taille comparable à celle des bassins versants de rivières et conduit à des changements dans la probabilité des événements extrêmes". En Suisse, les cycles de fréquence des crues varient à l'échelle régionale. En particulier dans le nord de la Suisse, les mesures de débit ont commencé dans une période de faible fréquence des crues. Ces séries temporelles, utilisées pour l'analyse de la fréquence des crues, conduisent à une sous-estimation des fréquences réelles.
De fortes crues se sont produites dans de nombreux bassins versants suisses dans la dernière décennie. Les fréquences de crues ont-elles changé au cours des 150 dernières années en Suisse? Et la fréquence élevée observée récemment est-elle un phénomène national ? Pour répondre à ces questions, les auteurs ont analysé les données d'écoulement de 83 stations avec une durée d'enregistrement jusqu'à 105 ans, complétées avec des données sur les crues historiques remontant à 1850. Pour identifier les fluctuations temporelles dans les séries annuelles de crues en Suisse, les auteurs ont utilisé une analyse de tendances multiples. Le pourcentage de stations avec des tendances positives et négatives significatives (p 0.05) a été déterminé pour différentes périodes et représenté en fonction des années de début et de fin de chaque période.

Pour étudier les différences spatiales, ils ont examiné plus en détail la distribution temporelle des crues avec une période de retour supérieure à 10 ans dans six régions hydro-climatiques de la Suisse. En plus d'analyser les événements dans les bassins versants individuellement, ils ont identifié la distribution spatiale et temporelle des événements de crues à grande échelle survenus en Suisse depuis 1850, ayant frappé une ou plusieurs régions, et les ont comparé avec les conditions de circulation atmosphérique.
Schmocker-Fackel & Naef 2010 - A
Allemagne :
La compilation des analyses de tendance existantes pour les cours d'eau allemands montre qu'il n'y a pas de tendance claire et homogène dans les paramètres des crues à l'échelle de l'Allemagne. Dans cette étude, les tendances ont été analysées pour huit indicateurs des séries de débits de crue de 145 stations à travers l'Allemagne. Globalement, le risque d'inondation en Allemagne a augmenté au cours des cinq dernières décennies, notamment en raison d'une fréquence accrue des crues. La plupart des changements ont été détectés pour les sites de l'ouest, le sud et le centre de l'Allemagne. Des différences marquées apparaissent quand on regarde les tendances spatiales et saisonnières pour différents indicateurs. Les bassins présentant des tendances significatives sont spatiallement groupés. Les changements dans l'évolution des crues sont faibles dans le Nord-est de l'Allemagne. La plupart des changements sont détectés pour les sites de l'ouest, du sud et du centre de l'Allemagne.

Des tendances principalement à la hausse ont été détectées, avec une proportion importante de tendances significatives dans les fréquences de dépassement au seuil POT3F (nombre annuel de pics de crue au-dessus du seuil de débit ; en moyenne trois événements par an). La fréquence des crues (POT3F) a augmenté significativement pour de nombreuses jauges (25% des stations montrent une tendance à la hausse ; 1% à la baisse), en particulier le long du Danube, pour lequel la hausse est visible dans les pointes saisonnières (POT3F) en été comme en hiver.

À l'exception de deux jauges dans le bassin de l'Elbe, seules les jauges des bassins du Rhin et du Danube montrent un changement significatif dans la fréquence des crues. Le changement relatif de la fréquence de pointe au-dessus d'un seuil (POT3) est assez important, avec des valeurs allant jusqu'à 140%. Cette valeur la plus haute signifie que le nombre de pointes de crue au-dessus du seuil a augmenté environ cinq fois, d'un événement par an dans les années 1950 à cinq événements par an à la fin de la période d'étude.

La distribution spatiale des jauges présentant des tendances significatives montre une ligne relativement marquée du nord-ouest au sud-est de l'Allemagne, qui sépare la région sans tendance de celle avec des tendances positives. La séparation saisonnière de la variable de fréquence POT3F illustre très bien le fait que la majorité des tendances positives est causée par les tendances significatives à la hausse de la fréquence des crues d'hiver, tandis que les événements d'été (dépassement du seuil POT3F) augmentent pour seulement trois stations dans le bassin du Danube. Une fréquence accrue en hiver est supposée être causée par des températures hivernales plus hautes, et donc, une fonte des neiges plus précoce dans les massifs montagneux.

La cohérence à la fois spatiale et saisonnière des résultats suggèrent que les changements observés dans le comportement des crues sont induits par le climat.
Dans cette étude, une analyse des tendances sur une période de 52 ans (1951– 2002) est réalisée dans les séries temporelles de débits de crue dérivées de 145 stations hydrométriques distribuées de manière homogène à travers l'Allemagne, de manière à obtenir une image à l'échelle du pays. Huit indicateurs sont étudiés à partir des séries de maxima annuels / saisoniers et de pics de crues au-dessus d'un seuil. Petrow & Merz 2009 - A
Monde/Europe :
De nombreuses études récentes consacrées à l'étude de séries instrumentales et historiques disponibles à l'échelle planétaire (Kundzewicz, 2004 ; Svensson et al., 2004 ; Svensson et al., 2006) ou régionale, en Europe centrale (Mudelsee et al., 2003) ou en France (Lang et al., 2002 ; Renard, 2006) n'ont relevé aucune tendance significative en ce qui concerne les crues et particulièrement les plus extrêmes d'entre elles et ceci même pour les très longues séries, en dépit de fluctuations climatiques avérées (Petit âge glaciaire marqué par un refroidissement du XVe au XIXe siècle).
Synthèse bibliographique Hubert 2007 - P
Monde :
Pas de changement significatif - d'après les données d'observation - dans la fréquence ou l'intensité des crues (ni des sécheresses)
.
La plupart des observations d'un accroissement de l'intensité des précipitations concernent la gamme de 50-75 mm/jour, insuffisante pour entraîner des crues dans la plupart des cas. Il n'y a pas de preuve d'un accroissement des taux de précipitations qui déclenchent typiquement les crues (i.e. > 100 mm/j ou > 200-400 mm pendant plusieurs jours consécutifs).
  Lins 2006 - E

France :
L’étude statistique des débits des rivières françaises n’a pas montré le moindre changement significatif dans le nombre et l’intensité des crues depuis le milieu d 20e siècle. Il est également impossible de confirmer le moindre changement dans les bas débits, principalement à cause de l’impact anthropique sur les rivières.

  Lubès-Niel & Giraud 2003 ; Lang et al. 2005 in Bravard 2006 - P
Europe du Sud :
Actuellement, aucune tendance significative n'a été détectée dans les données historiques (annuelles, saisonnières ou journalières) de pluies et de débits de cent ans et plus en France, en Europe de l'Ouest et dans d'autres pays. Dans les bassins de l'Ebre, du Rhône et du Pô et les bassins versants des rivières le long des côtes espagnoles, françaises et italiennes concernées par les crues éclaire, des événements catastrophiques de crues éclaire sont survenus très irrégulièrement au cours des derniers siècles (succession de périodes à forte et à faible concentrations de crues). Dans les Cévennes par exemple, le nombre de crues éclaire observées a été de 10 pour le 18 e siècle, de 26 pour le 19 e et 14 pour le 20 e siècle.
  Duband 2003 - P
Alpes :
Il n'y a pas eu de crues extrêmes sur le versant Nord des Alpes de 1882 à 1992.
La fréquences des inondations extrêmes a augmenté sur les quinze dernières années, comparée à la moyenne du 20e siècle (août 1987, septembre 1993 et octobre 2000).
  OcCC 2003 - R
Monde / bassin extratropicaux de plus de 200 000 km² :
La fréquence des grandes crues a augmenté de manière substantielle au cours du 20e siècle (1865-1999). La fréquence des crues avec des périodes de retour inférieures à 100 ans n’a pas augmenté de manière significative.
  Milly & al. 2002 - A
Alpes:
La recrudescence des crues de fin d'été et d'automne à partir de 1975 sur le versant sud des Alpes semble s'inscrire dans le cadre de la variabilité naturelle ; il est prématuré d'y voir des effets anthropiques.
Mais il serait intéressant d'examiner si la fréquence plus élevée des événements catastrophiques postérieurs à 1994 contribue à infirmer cette remarque. D'ailleurs, des travaux de recherche récents portant sur 133 stations suisses mettent en évidence pour l'ensemble de la Suisse une augmentation sensible depuis 1973 du nombre de jours de précipitations abondantes (> 50 mm/jour), pouvant s'expliquer par une recrudescence de certaines situations cycloniques (Fallot, 2000).
- Typologie des crues établie en fonction de 4 niveaux d'ampleur des dommages et de trois catégories d'extension spatiale (locale, régionale et interrégionale).
- Collecte et adaptation des données sur les crues les plus graves survenues en Suisse depuis le 16e siècle, après confrontation, pour les deux derniers siècles, aux mesures précises de hauteur d'eau du Rhin à Rheinfelden et de plusieurs grands lacs comme les lacs Majeurs et Léman, en utilisant les qualificatifs de "fort" et "extrême" pour des valeurs-seuils d'écart types issus des séries 1901-1960.
 
Paul 2002 - A
Tessin et vallées de la Viège (Suisse, Valais) :
Le nombre de crues et d'inondations semble avoir augmenté de manière significative au Tessin durant ces deux dernières décennies (1978, 1987, 1993, 1994). Dans la région d'étude, plus à l'abri des précipitations mais influencée par le même régime pluviométrique, une évolution semblable peut être constatée. Pour le moment, aucune tendance significative n'est mesurable, les valeurs extrêmes demeurant dans les limites statistiques d'incertitude.
  Stoffel & Monbaron 2000 - P


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Espace Alpin :
Impact potentiel sur les zones inondables : Il est généralement admis que le changement climatique peut induire une augmentation de la fréquence et de l’intensité des crues, en particulier dans les régions montagneuses telles que les Alpes. Une augmentation de la fréquence et de l'intensité des crues a été observée parallèlement au réchauffement de ces dernières années en Suisse et ailleurs. Plusieurs régions alpines ont subi des inondations, dans un passé récent, qui étaient considérées comme exceptionnel dans le passé. Allamano et al., 2009, ont utilisé un modèle conceptuel simple qui prévoit une augmentation de la fréquence des crues dans les Alpes sous l’effet du réchauffement climatique. Castellarin et Pistocchi 2011, par l'analyse de longues séries chronologiques de débits maximaux annuels en Suisse, ont montré que le modèle simple de Allamano et al., 2009, est compatible avec les observations mentionnées dans le passé. Cependant, notre compréhension de l'ampleur exacte des changements dans l'intensité et la fréquence des inondations et est encore assez pauvre.
Dans le projet CLISP, une méthode conventionnelle pratique a été utilisée pour estimer les augmentations attendues de l'intensité des crues pour une période de retour de référence de 100 ans. La méthode indique une augmentation des écoulements de période de retour centennale de l'ordre de 30%. Cette augmentation peut être critique dans tous les cas où le débit est contrôlé par des ouvrages hydrauliques, tels que des ponts ou des digues, ayant un débit de projet au-delà duquel un débordement est susceptible de se produire. Dans le cas où une plaine inondable est déjà exposée à la crue centennale, cependant, il est probable que l'étendue des zones inondées ne change pas de façon significative. Cela a été observé dans les régions modèles de Gorjenska et en Bavière, dans chacune desquelles deux sites ont été étudiés afin d'évaluer les variations des zones inondées suite à une augmentation du débit sous l’effet du changement climatique. Dans les quatre études de cas analysées, il est apparu que les nouvelles zones inondées qui ne sont actuellement pas affectées par l'écoulement des eaux sont marginales et négligeables. Cela suggère que, pour faire face au changement climatique, la prise en compte dans l'aménagement du territoire des risques d'inondation actuels est une première étape essentielle vers une meilleure résistance. Pistocchi 2011, généralise davantage ces considérations pour discuter de scénarios de risques d'inondation et des options d'atténuation dans la zone alpine.

Evaluation ascendante de la vulnérabilité : L'évaluation des effets du changement climatique sur les crues est un sujet d'intérêt primordial dans l'aménagement du territoire. Toutefois, jusqu'à présent peu de preuves ont été recueillies sur les relations entre le changement climatique et les variations de la fréquence et de l’intensité des crues. Un mode de raisonnement établi consiste à supposer que, comme les phénomènes météorologiques extrêmes devraient augmenter en fréquence et en intensité, les crues vont suivre les mêmes tendances dans les régimes de crues à dominante pluviale. Le modèle conceptuel élaboré récemment par Allamano et al. (2009a,b) permet de relier le changement dans les périodes de retour des crues à l'étendue des surfaces contributives d'un cours d’eau au-dessus de la ligne de gel. Sur la base de ce modèle, les bassins versants alpins devraient connaître des changements dans la période retour des crues tels qu’une crue de période de retour de 100 ans aujourd'hui pourrait devenir une crue de période de retour de 20 ans sous l’effet du changement climatique. Castellarin et Pistocchi (2011) observent que les preuves empiriques dans les Alpes suisse sont compatibles avec ce modèle et suggèrent une méthode pratique pour évaluer les débits de projet (par exemple les débits de période de retour de 100 ans) sous l’effet du changement climatique à partir de l'hypothèse sur le changement dans la période de retour d'une crue donnée (par exemple de 100 à 20 ans). Selon la carte des variations des débits centennaux dans les Alpes, établie d’après le modèle conceptuel d’Allamano et al. (2009a,b) et l'approche proposée par Castellarin et Pistocchi (2011), les débits devraient augmenter davantage dans les bassins versants les plus hauts en altitude et dans les Alpes occidentales par rapport aux Alpes orientales. Les bassins les plus touchés semblent être dans les Alpes suisses et italiennes, où plusieurs bassins versants ont tendance à passer de régimes nivaux à des régimes pluviaux
.
Dans le cadre du projet Espace Alpin CLISP, urbanistes et chercheurs de 6 pays alpins ont essayé de comprendre la question complexe de la façon dont les sociétés alpines peuvent s'adapter aux impacts potentiels du changement climatique sur les risques naturels par le biais de l'aménagement du territoire.
Sur la base de scénarios de changement climatique produits dans le cadre de la contribution de l'EURAC au projet [cf. Température + Précipitations], ce rapport du WP4 (‘Vulnerability Assesment’) passe brièvement en revue les connaissances actuellement disponibles pour évaluer l'impact potentiel du changement climatique sur les risques naturels, et l'utilisation pratique de ces connaissances qui est faite, ou peut être faite, dans l'aménagement du territoire.
Les contextes d'exposition aux avalanches, aux chutes de pierres, aux aléas torrentiels, aux crues, aux incendies de forêt et à la sécheresse sont brièvement discutés. Pour chacun de ces contextes, le niveau de compréhension disponible est exposé et des considérations sur les stratégies d'adaptation possibles dans l'aménagement du territoire sont exprimées.
EURAC 2011 - R: CLISP
Alpes :
Concernant l’utilisation des modèles climatiques pour la modélisation hydrologique, pour l’instant, le principal résultat est que le changement climatique augmente l’incertitude. En effet le sens du changement n’est pas si clair. Il dépend vraiment des régions ; il y a des tendances contrastées entre l’Europe du Nord et l’Europe du Sud, or les Alpes sont au carrefour de différentes influences, donc « le résultat final est loin d’être clair ».

Certaines prévisions en dehors des Alpes comme par exemple sur le bassin de la Seine annoncent une diminution du risque inondation, « donc on n’est pas toujours dans un sens d’une aggravation du risque ». En ce qui concerne les Alpes, il est difficile de se prononcer à l’heure actuelle, notamment en raison des difficultés rencontrées pour surmonter les problèmes d’échelles spatiales et temporelles.
Les modèles climatiques contiennent de nombreuses incertitudes (en particulier sur les concentrations en CO2 pris en compte dans les scénarios du GIEC). Une partie de ces incertitudes résulte des différences d’échelles spatiales et temporelles des modèles climatiques et les échelles à prendre en compte dans les modèles d’impact qui sont pertinentes pour les opérationnels. L’échelle requise dépend aussi des phénomènes qu’on étudie. Par exemple, pour les températures si on raisonne à l’échelle mensuelle, on arrive déjà à avoir des informations intéressantes. Par contre, si on s’intéresse aux crues, on va forcément raisonner sur des pas de temps beaucoup plus fins, et il y a encore beaucoup de travail à fournir pour arriver à des informations pertinentes. De nombreux travaux de recherche portent sur les techniques de désagrégation spatiale, pour passer des sorties de modèles climatiques à des échelles pertinentes pour les modèles hydrologiques. Lang & Bard 2011 - P
Suisse :
En appliquant le modèle morpho-climatique à des bassins versants hypothétiques ayant différentes caractéristiques altitudinales mais soumis aux mêmes forçages et tendances météorologiques, on trouve que les crues extrêmes vont avoir tendance à devenir plus fréquentes avec le réchauffement global. En fait, le ratio des périodes de retour est toujours supérieur à 1. Comme prévu, on trouve que le ratio augmente pour des périodes de retour non modifiées de plus en plus longues, et pour des altitudes de plus en plus élevées, au moins jusqu'à ce qu'une borne supérieure soit atteinte (en correspondance avec les exutoires des bassins entre 2500 et 3000 m). Par exemple, le débit de crue centennal estimé aujourd'hui dans un bassin versant ayant son exutoire à 2000 m va, pour une augmentation de température de 2°C et une augmentation des précipitations de +10%, avoir un ratio des périodes de retour égal à 4,6, ce qui signifie que la même valeur de débit dans des conditions altérées va correspondre en moyenne à une crue vingtennale (i.e., va devenir 5 fois plus fréquente). Pour les très hautes altitudes, le ratio des périodes de retour augmente plus lentement. Cela est dû à une influence moindre de l'augmentation de la température dans les bassins de très haute altitude, qui sont quasiment exempts des effets des petites variations des régimes de températures (i.e., pour le niveau de magnitude considéré dans cette étude), parce qu'ils restent presque toujours au-dessus du "freezing level".

Une application spatialisée au territoire de la Suisse montre que les bassins versants les plus exposés à l'augmentation de la fréquence des crues sont ceux situés dans la partie Sud de la Suisse, où les altitudes sont typiquement plus élevées, avec un ratio des périodes de retour proche de 5. Plus au Nord, les ratios calculés se trouvent dans une gamme de valeurs comprises entre 2 et 3. Un autre résultat intéressant de l'analyse est la variabilité des ratios des périodes de retour dans la partie septentrionale du pays, par exemple le long de la rivière Aar ou, de manière analogue, le long de la rivière Reuss. Dans les deux cas, en effet, les ratios de période de retour calculés pour les parties aval présentent des valeurs plus élevées le long de la rivière principale que le long du réseau affluent. Cela se produit parce que l'altitude moyenne des bassins drainés par les cours d'eau affluents (des rivières Aar ou Reuss) est inférieure à l'altitude du bassin de la rivière principale, rendant cette dernière plus exposée au risque d'augmentation des crues que ses affluents.

En résumé, cette étude montre que les grandes crues dans les bassins de montagne sont aujourd'hui plus fréquentes que par le passé et qu'elles pourraient devenir encore plus fréquentes avec le réchauffement climatique.
Une application d'un modèle morpho-climatique des quantiles de crues [cf. Intensité des crues / Modélisations] à une large gamme de bassins versants de différentes caractéristiques morphologiques (hypsométrie) est réalisée en appliquant le modèle à des bassins hypothétiques ayant différentes caractéristiques altitudinales mais soumis aux mêmes forçages et tendances météorologiques. Les résultats montrent l'effet combiné de la température et des variations de précipitations (selon le scénario ΔT + Δa) en terme de changements dans la période de retour.

Une application spatialisée au territoire de la Suisse montre le ratio des périodes de retour calculé pour des bassins réels (avec leur propres hypsométrie et paramètres climatiques) et cartographié le long du réseau hydrographique, selon l'hypothèse ΔT = 2°C et Δa (précipitations) = +10%, par rapport à une période de retour non influencée de 100 ans. Dans ce cas spécifique, des hypothèses sont introduites sur le modèle de précipitations ; il est supposé que les écoulements de crue sont directement proportionnels aux précipitations liquides, et que le coefficient de proportionnalité correspondant ne change pas dans un climat changeant ; les changements relatifs au forçage climatique (température et précipitations) sont finalement supposés. À cet égard, les auteurs estiment que l'adoption d'un modèle parcimonieux représente une valeur ajoutée pertinente, par rapport aux méthodes existantes, pour analyser la vulnérabilité des zones de montagne au changement climatique.
Allamano & al. 2009 - A
Europe :
Les résultats suggèrent qu'à la fin de ce siècle, à la fois selon les scénarios (SRES) A2 et B2, les débits extrêmes de plusieurs rivières européennes [telles que la Loire, le Pô, l'Elbe, l'Oder et certaines parties du Danube] pourraient devenir plus fréquents et plus intenses, tandis que le risque de crue diminurait dans d'autres secteurs. Contrairement aux études précédentes, une diminution importante des débits extrêmes est projetée en Europe du Nord-Est, où des hivers plus chauds et une saison enneigée plus courte réduiraient la magnitude du pic de fonte printanier. Une diminution du risque de crue est également projetée dans plusieurs rivière d'Europe Centrale et du Sud. Dans de nombreuses parties de l'Europe de l'Ouest et de l'Est, d'autre part, les simulations suggèrent que ce qui correspond actuellement à une crue centennale pourrait devenir plus de deux fois plus fréquent, ce qui signifie que la période de retour d'une telle crue serait réduite à 50 ans ou moins.
Les auteurs ont analysé les changements futurs (2071–2100) du rsque de crue en Europe dus au changement climatique par rapport à la période de référence (1961–1990), sur la base de simulations effectuées avec un modèle hydrologique spatialement distribué conduit par les sorties d'un modèle climatique régional à haute résolution (50 et 12 km) et selon deux scénarios d'émissions du GIEC (A2 et B2) :
- Analyse de la modification des débits centennaux estimés avec les simulations des scénarios H12A2, H50A2, et H50B2, relativement aux simulations de contrôle respectives
- Analyse de la modification du débit centennal saisonnier selon la simulation
effectuée avec le scénario H12A2 (ajustement de Gumbel)
Dankers & Feyen 2008 - A
Monde / bassin extratropicaux de plus de 200 000 km² :
Dans presque tous les bassins (15 sur 16), la crue décennale de référence est dépassé plus fréquemment dans un contexte de scénario 4*CO2. La probabilité de dépassement cette valeur de référence change d’un facteur de 0.9 à 46 ; dans la moitié des bassins, le facteur dépasse 8 (impliquant une diminution de la période de retour de 100 ans à moins de 12.5 années).

Les changements relatifs pour les maximums mensuels décennaux sont plus bas et moins variables, avec une médiane de + 15%. Entre 1865 et 2089, le taux de crues pourrait être 2 à 8 fois plus important que la valeur des observations historiques. L’émergence récente d’une tendance positive significative dans les risques de fortes crues est consistent avec les résultats proposés par les modèles climatiques, et les modèles suggèrent que cette tendance va se poursuivre.
Pour évaluer la sensibilité du risque de crue au forçage radiatif, les auteurs ont utilisé une simulation idéalisée de quadruplement du CO2 sur 300 ans avec une croissance de 1% par an (pendant 140 ans) de la concentration atmosphérique en CO2 du niveau de contrôle jusqu'à un niveau stable, quadruplé (maintenu pendant 160 ans). Les changements modélisés dans le débit moyen annuel (relativement à la simulation de contrôle) fournissent une mesure de l'intensification du cycle de l'eau comme résultat du quadruplement idéalisé du CO2. Les auteurs ont utilisé les sorties du modèle sur 100 ans qui commencent 60 ans après la stabilisation de la concentration en CO2 au niveau quadruplé. Les distributions après quadruplement des maxima annuels de débits mensuels ont été ajustés avec une distribution de Pearson de type III, qui ont ensuite été utilisées pour déterminer la probabilité de la crue centennale de contrôle. Ils ont examiné la détectabilité du changement de risque de crue dans cinq scénarios de changement climatique (225 années, 1865-2089) paratageant des estimations communes des changements historiques et projetés dans le futur du forçage radiatif par les gaz à effet de serre et par l'effet direct des aérosols sulphatés, chacun avec des conditions initiales distinctes. Milly & al. 2002 - A


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes / Allemagne du Sud :
Une retombée éventuelle des effets des changements climatiques est l'augmentation et l'intensification des inondations régionales comme conséquence de l'intensité accrue des précipitations et de l'accélération de la fonte des neiges au printemps, avec des conséquences de taille, surtout sur les affluents et les torrents, qui immédiatement réagissent aux précipitations. Ce phénomène concerne aussi les principales urbanisations, à cause du compactage du sol et de la taille insuffisante des systèmes de canalisations.
  Seiler 2006 - P
France :
En France, des crues plus fréquentes et plus accentuées en hiver et des étiages plus marqués en été sont à attendre (MIES, 2000).
  ONERC 2005 - R
Echelle globale :
Le réchauffement climatique induit par l'augmentation des gaz à effet de serre pourrait affecter les précipitations intenses de manières différentes notamment en changeant leurs fréquences, intensités et périodes de retour. Etant donné le potentiel de dégâts catastrophiques et de pertes humaines des inondations qui en résulteraient et des aléas associés, comme par exemple des coulées de boue, les dommages aux égouts, etc., de tels changements pourraient avoir des conséquences sociales importantes.
Revue bibliographique Christensen & Christensen 2004 - A
Europe du Sud :
On peut toujours considérer l'hypothèse raisonnable de la distribution pseudo stationnaire des pluies extrêmes et de l'aléa inondation comme raisonnable pour les 20 ou 40 prochaines années, en référence aux siècles derniers. Toutefois, nous sommes conscients qu'un changement climatique global peut survenir dans la deuxième moitié du 21e siècle.
  Duband 2003 - P
Monde / Suisse :
Il pleuvra davantage et neigera moins aux basses et moyennes altitudes. Les modifications des régimes de précipitation auront un impact plus important sur les crues que la fonte de la couverture neigeuse. Les périodes dépourvues de crues en raison de basses températures seront plus courtes. Les changements dans le bassin versant qui influeront sur le processus de formation de crues seront beaucoup plus lents que les changements dans le régime des précipitations.
  OcCC 2003 - R
Suisse :
Les fleuves de dimensions moyennes et grandes connaîtront davantage de crues en raison de précipitations plus importantes et de la transformation en pluie de la neige tombant sur le Plateau et dans les Préalpes.

Les modifications attendues dépassent parfois nettement les fluctuations naturelles observées jusqu’ici. Il est donc fort probable que la société les percevra clairement.
  OcCC 2003 in Frei & Widmer 2007 - E
Monde :
Les étiages vont généralement augmenter pour la plupart de l’Europe, bien que dans certains territoires où les minimums se produisent en hiver, la magnitude absolue des étiages pourrait augmenter  car les débits hivernaux devraient augmenter. Une des implications des changements simulés de débits est que les risques de crues des rivières devraient augmenter sur la plupart de l’Europe. Les crues et les sècheresses vont certainement devenir plus fréquentes dans les régions de montagne.
  IPCC 2001 - R
Vallées de la Viège (Suisse, Valais) :
Concernant les crues et inondations, on peut supposer qu'un climat plus chaud et plus humide en automne (c'est du moins le scénario habituellement admis) pourrait générer une augmentation des situations favorables au déclenchement de crues.
  Stoffel & Monbaron 2000 - P

 


SAISONNALITÉ DES CRUES

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Suisse:
Saisonnalité des crues mensuelles extrêmes et sévères du Rhin à Bâle pour la période 1500-1994 : juillet arrive en première position à cause de la conjonction d'épisodes pluvieux intenses et de la fonte des neiges alpines ; décembre suit en seconde position avec des crues imputables à des pluies frontales persistantes par flux de SW, associées à une fonte rapide de la neige à moyenne altitude .
Les données sur les crues les plus graves survenues en Suisse depuis le 16e siècle ont été collectées et adaptées, après avoir été confrontées, pour les deux derniers siècles, aux mesures précises de hauteur d'eau du Rhin à Rheinfelden et de plusieurs grands lacs comme les lacs Majeurs et Léman, en utilisant les qualificatifs de "fort" et "extrême" pour des valeurs-seuils d'écart types issus des séries 1901-1960.  Paul 2002 - A
Bas Rhône (France) :
Les crues sur le bas Rhône ont été étudiées sur une longue période (1500-1994) et sur un secteur limité, pour l'essentiel Arles. Ce site offre le triple avantage de la présence de très riches sources historiques, d'une stabilité reconnue de son lit et d'une bonne continuité dans l'observation des hauteurs de crue par les riverains ou par les services spécialisés. L'étude de la répartition annuelle, mensuelle et décennale de ces crues permet de corréler la fréquence du gel des eaux du Rhône avec la fréquence des crues de plus de 4 mètres. La période du «Petit Age glaciaire» (XVIe-XIXe siècle) coïncide avec une fréquence jamais atteinte au XXe siècle, avec des phases critiques très prononcées (fin XVIe siècle; 1701- 1710 et 1811-1820). On constate aussi une forte proportion des crues de saison chaude (avril-septembre) au cœur des phases longues les plus froides.
La documentation de la période en question peut se répartir en deux longues séries, la première pouvant être prolongée aisément durant la seconde : (1) Une séquence documentaire classique, mettant en œuvre des sources principalement narratives, non ou très peu spécialisées (annales locales, archives municipales, délibérations, livres de raison, délibérations des associations de défense contre les crues…) ; (2) Une documentation issue des services techniques spécialisés (Ponts et Chaussées, Service spécial du Rhône ou de la Navigation). Pichard 1995 - A


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes :
L’analyse des débits de crue a focalisé en particulier sur les débits de fonte. L’analyse des maxima de débit ne révèle aucune tendance significative à l’échelle des Alpes. En revanche, la même analyse menée en fonction des types de régime hydrologique a mis en évidence des évolutions cohérentes et statistiquement significatives pour les régimes glaciaire et nival. Ces évolutions paraissent liées de manière étroite à l’évolution des températures observées, avec une date plus précoce de la fonte nivale et glaciaire.

Globalement et pour la majorité des cours d’eau considérés, on ne peut pas conclure à une augmentation significative de l’intensité ou de la fréquence des événements, ce qui ne veut pas dire qu’une tendance n’existe pas. En effet, il existe une forte variabilité naturelle et une tendance peut exister dans les séries sans que l’on soit capable de la détecter avec nos tests statistiques, la difficulté étant de la distinguer de cette variabilité au sein de séries fortement « bruitées ».
Dans le cadre du projet AdaptAlp, un nombre suffisant de longues séries d’observation de qualité a été collecté pour pouvoir disposer d’un jeu de données représentatif à l’échelle de l’arc alpin, dans le but de détecter d’éventuelles tendances. Environ 180 séries couvrant une durée de 40 ans au minimum ont été collectées auprès des partenaires du projet. Plusieurs tests statistiques ont été conduits sur la base de données ainsi constituée, en utilisant la méthodologie déjà utilisée pour l’analyse des séries de débits des cours d’eau en France métropolitaine (thèse de B. Renard, 2006). L’analyse a porté sur différents paramètres relatifs aux débits d’étiage et aux débits de crue. Lang & Bard 2011 - P
Suisse :
Aucun changement dans la distribution saisonnière des événements de précipitations (>70% se produisent en été) et dans la distribution saisonnière des crues n'a pu être observé. Cependant, l'augmentation observée de la température depuis la fin des années 1970 en Suisse pourrait aussi conduire à des changements dans les précipitations (Bader and Bantle, 2004 and Schmidli and Frei, 2005).
[Cf. Fréquence des crues] Schmocker-Fackel & Naef 2010 - A
Allemagne :
L'analyse saisonnière des tendances de huit indicateurs pour 145 stations à travers l'Allemagne montre des changements plus importants en hiver qu'en été. Des tendances significatives à la hausse dans les maxima hivernaux ont été identifiées pour 23% des sites. Aucune tendance significative à la baisse n'a été détectée. Les jauges présentant des tendances significatives pour les maxima annuels hivernaux se trouvent le long d'une bande diagonale qui s'étend du nord-ouest au sud-est de l'Allemagne.

Un plus petit nombre de tendances significatives (29 jauges, soit 20% de l'ensemble des stations) a été trouvé pour les maxima estivaux.Contrairement aux maxima d'hiver, où toutes les tendances détectées sont à la hausse, l'analyse des tendances de maxima estivaux fait apparaître le même nombre de tendances à la hausse et à la baisse. En outre, il existe une distinction spatiale claire entre les régions avec des tendances à la hausse et celles avec des tendances à la baisse. Seules les jauges situées en Allemagne centrale et du Nord dans les bassins de la Weser, de l'Oder et de l'Elbe montrent des tendances à la baisse, tandis que les tendances à la hausse se trouvent exclusivement en Allemagne du Sud et l'Ouest dans les bassins du Rhin et du Danube.

Par rapport à Rhin et la Weser, les sites du bassin du Danube sont beaucoup plus influencés par les crues estivales. En conséquence, les tendances à la hausse des maxima annuel dans le bassin du Danube sont principalement dominées par les tendances à la hausse des crues d'été. Toutefois, la fréquence des crues a également augmenté de manière significative pour de nombreuses stations, notamment le long de la rivière principale du Danube, ce qui est visible dans les fréquences de pics de crue au-dessus d'un seuil à la fois en été et en hiver. Une fréquence accrue en hiver est supposée être causée par les l'augmentation des empératures hivernales, et donc, par une fonte des neiges plus précoce dans les massifs montagneux.

En résumé, la différence saisonnière dans les variables de fréquence des de dépassement des pics de crue illustre bien le fait que la majorité des tendances positives est causée par une tendance significative à la hausse de la fréquence des crues hivernales, tandis que le nombre annuel de pics de crue au-dessus d'un débit seuil n'augmente que pour trois stations situées dans le bassin du Danube.
 Dans cette étude, une analyse des tendances sur une période de 52 ans (1951–2002) est réalisée dans les séries temporelles de débits de crue dérivées de 145 stations hydrométriques distribuées de manière homogène à travers l'Allemagne, de manière à obtenir une image à l'échelle du pays. Huit indicateurs sont étudiés à partir des séries de maxima annuels / saisoniers et de pics de crues au-dessus d'un seuil. Petrow & Merz 2009 - A
France :
Des évolutions ont pu être détectées sur seulement 5 des 15 régions hydro-climatiques :
des étiages moins sévères dans les Alpes, de plus, l'onde de fonte nivale semble plus précoce dans les Alpes du Nord ;
une augmentation du module nival des stations glaciaires, accompagnée d'une précocité accrue de la date du maximum de débit de base.
Jeu de 192 longues séries de débits journaliers, en retenant les séries réputées non influencées, disposant d'au moins 40 années d'observation. Une série de 15 régions hydro-climatiques a été établie (Renard, 2006) en croisant une classification basée sur la saisonnalité des crues et des étiages avec un zonage pluviométrique de Météo France. Lang & Renard 2007 - P
Bassins de l'Ebre, du Rhône et du Pô :
Actuellement, aucune tendance significative n'a été détectée dans les données historiques (aux échelles annuelles, saisonnières ou journalières) de pluies et de débits de cent ans et plus en France, en Europe de l'Est et dans d'autres pays.
  Duband 2003 - P

Alpes :
Des événements extrêmes comme ceux qui ont affecté la région alpine en 1987 et 1993 se sont produits à la fin de l’été et de l’automne.

 
  Bader & Kunz, 2000b - R: PNR 31


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Europe :
Les modifications des débits centennaux estimés sont similaires entre les trois scénarios utilisés. Dans tous les cas, ces débits centenaux diminuent fortement dans la partie nord-est du continent. Des diminutions sont également projetées le long des côtes norvégiennes et, à des degrés divers, en Europe Centrale et dans la moitié sud de la Péninsule Ibérique. De fortes augmentations des débits centennaux sont simulées à travers la majeure partie de l'Europe de l'Ouest et du Centre, incluant une partie des Balkans, le nord de l'Italie et aussi locallement en Suède et dans le sud de la Norvège. En particulier, les rivières originaires des montagnes scandinaves montrent une augmentation du risque de crue au printemps et une diminution en été, reflétant une fonte des neige plus précoce. Une évolution similaire est projetée pour les rivières originaires d'autres chaines de montagne en Europe : une augmentation au printemps et une diminution en été dans les régions Alpines, et une augmentation en hiver et une diminution au printemps, par exemple dans les Pyrénées.

Dans d'autres régions d'Europe, les modifications du risque de crue reflètent les changements dans les quantités de précipitations extrêmes plutôt que dans l'accumulation neigeuse. Dans le scénario H12A2, le risque de crue augmente particulièrement en hiver et, dans une moindre mesure, au printemps. Dans certaines parties de l'Europe de l'Est, il augmente aussi fortement en été. En Italie du nord, le risque de crue augmente en toutes saisons excepté en été.
Des augmentations saisonnières du débit centennal sont projetées même dans les secteurs où le climat devient plus sec en moyenne, comme en Espagne ou dans le sud de la France.
Les auteurs ont analysé les changements futurs (2071–2100) du rsque de crue en Europe dus au changement climatique par rapport à la période de référence (1961–1990), sur la base de simulations effectuées avec un modèle hydrologique spatialement distribué conduit par les sorties d'un modèle climatique régional à haute résolution (50 et 12 km) et selon deux scénarios d'émissions du GIEC (A2 et B2) :

- Analyse de la modification des débits centennaux estimés avec les simulations des scénarios H12A2, H50A2, et H50B2, relativement aux simulations de contrôle respectives

- Analyse de la modification du débit centennal saisonnier selon la simulation
effectuée avec le scénario H12A2 (ajustement de Gumbel)
Dankers & Feyen 2008 - A
Bassin Versant du Rhône :
Les écoulements sont susceptibles de diminuer de mai à novembre, mais l'évolution hivernale dépend du scénario retenu. La diminution de l'écoulement printanier, conséquence de la diminution de la composante nivale, est la conclusion la plus nette qui a été tirée de l'étude.

La fonte du manteau neigeux se produisant plus tôt et les précipitations neigeuses diminuant, les forts débits printaniers sont généralement réduits et apparaissent 1 mois plus tôt. Les débits hivernaux augmentent sensiblement (davantage de pluies) alors que les débits estivaux sont réduits de 50% (assèchement plus marqué des sols). Ces tendances générales sont reproduites par tous les scénarii, à des degrés divers.
 Modélisation hydrologique déterministe du BV et caractérisation des impacts associés. GICC-Rhône 2005 - R
Alpes françaises :
Les débits dans le bassin versant de l’Isère augmenteraient significativement en automne et en hiver et diminueraient sensiblement en été. Les débits printaniers se produiraient un mois plus tôt, leur amplitude resterait constante ou diminuerait (10 à 25%) suivant les scénarios.
  Etchevers et Martin 2002 - P


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
 France :
De manière générale, il se confirme que l'intensification du cycle hydrologique augmenterait le risque d'inondations en hiver et au printemps, ainsi que la durée des étiages (de juin/juillet à octobre/novembre).
   IPCC 2001 - R
Suisse :
Les périodes dépourvues de crues en raison de basses températures seront plus courtes.
  OcCC 2003 - R
Monde :
Les étiages vont généralement augmenter pour la plupart de l'Europe, bien que dans certains territoires où les minimums se produisent en hiver, la magnitude absolue des étiages pourrait augmenter  car les débits hivernaux devraient augmenter. Une des implications des changements simulés de débits est que les risques de crues des rivières devraient augmenter sur la plupart de l'Europe Les crues et les sècheresses vont certainement devenir plus fréquentes dans les régions de montagne.
  IPCC 2001 - R

 


LOCALISATION DES CRUES

Reconstitutions de l'activité des phénomènes

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
           


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Suisse :
Evidemment, de grandes crues se sont produites à toutes les époques. Cependant, il y a eu une accumulation de crues au cours des dix dernières années dans les régions Thur, ouest est et centrale et aussi de manière moins prononcée dans la région du Jura. Dans le sud de la Suisse, de nombreuses crues se sont produites entre 1987 et 2000.

Celles en évidence sont : les grandes crues d'août 2005, au cours desquelles 22 des 83 bassins versants ont connu un événement 'Top 3' ; la crue d'août 2007avec 19 événements 'Top 3' et la crue de juin 1910 avec 20 bassins avec des débits 'Top 3' ou de vastes dégâts. Au cours des dernières décennies, il y a eu deux grandes crues ou plus dans 13 des 19 bassins dans les régions du Jura, ouest, centrale. La rivière Emme à Wiler, par exemple, a produit deux crues 'Top 3' et une crue plus forte que le HQ10 depuis 2005. L'accumulation récente de crues semble être spécialement concentrée dans le nord de la Suisse. La région sud a connu les plus grandes crues en 1954, deux crues en 1987 et des crues en 1993e et 2000. Pour visualiser les variations du nombre de crue de 1920 à 2007, les crues HQ10 ont été additionnées dans chaque région pour chaque année et divisées par le nombre de stations en service. Une moyenne glissante de 11 ans a ensuite été calculée. Les régions centrales et de la Thur, ainsi que les régions Jura et ouest ont été fusionnées. Dans la région Thur-centrale, peu de crues se sont produites pendant presque quatre décennies entre 1940 et 1975. Depuis 1975, la frréquence des crues a augmenté, avec une augmentation brusque dans les années 1990. La région sud se comporte différemment. Elle présente de larges fluctuations, avec des pics entre 1950 et 1960 et entre 1980 et 1990. Pendant le dernier siècle, les périodes de haute fréquence des crues dans la région Thur-centrale ont correspondu aux périodes de basse fréquence dans la région sud et vice versa.

Dans la région Jura-ouest, les crues sont sont plus également distribuées. Un pic s'est produit vers 1940, suivi par une période avec moins de crues jusqu'aux années 1980 et une brusque augmentation récente. Les fréquences dans les petits bassins versants, non assignées à une région, ont également augmenté depuis les années 1960, mais ne montrent pas encore de large augmentation.
Les auteurs ont analysé les données d'écoulement de 83 stations avec une durée d'enregistrement jusqu'à 105 ans, complétées avec des données sur les crues historiques remontant à 1850. Pour identifier les fluctuations temporelles dans les séries annuelles de crues en Suisse, les auteurs ont utilisé une analyse de tendances multiples. Pour étudier les différences spatiales, ils ont examiné plus en détail la distribution temporelle des crues avec une période de retour supérieure à 10 ans dans six régions hydro-climatiques de la Suisse. En plus d'analyser les événements dans les bassins versants individuellement, ils ont identifié la distribution spatiale et temporelle des événements de crues à grande échelle survenus en Suisse depuis 1850, ayant frappé une ou plusieurs régions, et les ont comparé avec les conditions de circulation atmosphérique. Schmocker-Fackel & Naef 2010 - A
Allemagne :
La compilation des analyses de tendance existantes pour les cours d'eau allemands montre qu'il n'y a pas de tendance claire et homogène dans les paramètres des crues à l'échelle de l'Allemagne. Dans cette étude, l'analyse des tendances de huit indicateurs des débits de crue de 145 stations à travers l'Allemagne montre que les sites présentant des tendances à la hausse et des tendances à la baisse sont spatialement groupés. Les changements dans le comportement des crues sont faibles dans le nord-est de l'Allemagne. La plupart des changements ont été détectés pour les sites de l'Ouest, du Sud et du Centre de l'Allemagne. Environ 1/3 des station situées dans les parties Ouest et Sud de l'Allemagne (Danube, Rhine, Weser) présentent des tendances significatives dans les maxima annuels journaliers de débits, tandis qu'il n'y a presque pas de tendances à la hausse en Allemagne orientale (Elbe).

La cohérence à la fois spatiale et saisonnière des résultats suggèrent que les changements observés dans le comportement des crues sont induits par le climat. Cette conclusion est corroborée par l'absence de relation entre des changements significatifs et la surface du bassin versant. On pourrait s'attendre à ce que l'impact des changements d'occupation des sols ou des travaux d'aménagement des cours d'eau montre une dépendance d'échelle. Toutefois, à partir de leur analyse, les auteurs concluent qu'il n'existe pas d'échelle spatiale préférentielle à laquelle des changements importants pourraient être détectés.
Dans cette étude, une analyse des tendances sur une période de 52 ans (1951–2002) est réalisée dans les séries temporelles de débits de crue dérivées de 145 stations hydrométriques distribuées de manière homogène à travers l'Allemagne, de manière à obtenir une image à l'échelle du pays. Huit indicateurs sont étudiés à partir des séries de maxima annuels / saisoniers et de pics de crues au-dessus d'un seuil. Petrow & Merz 2009 - A


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Espace Alpin :
Impact potentiel sur les zones inondables : Il est généralement admis que le changement climatique peut induire une augmentation de la fréquence et de l’intensité des crues, en particulier dans les régions montagneuses telles que les Alpes. Une augmentation de la fréquence et de l'intensité des crues a été observée parallèlement au réchauffement de ces dernières années en Suisse et ailleurs. Plusieurs régions alpines ont subi des inondations, dans un passé récent, qui étaient considérées comme exceptionnel dans le passé. Allamano et al., 2009, ont utilisé un modèle conceptuel simple qui prévoit une augmentation de la fréquence des crues dans les Alpes sous l’effet du réchauffement climatique. Castellarin et Pistocchi 2011, par l'analyse de longues séries chronologiques de débits maximaux annuels en Suisse, ont montré que le modèle simple de Allamano et al., 2009, est compatible avec les observations mentionnées dans le passé. Cependant, notre compréhension de l'ampleur exacte des changements dans l'intensité et la fréquence des inondations et est encore assez pauvre.
Dans le projet CLISP, une méthode conventionnelle pratique a été utilisée pour estimer les augmentations attendues de l'intensité des crues pour une période de retour de référence de 100 ans. La méthode indique une augmentation des écoulements de période de retour centennale de l'ordre de 30%. Cette augmentation peut être critique dans tous les cas où le débit est contrôlé par des ouvrages hydrauliques, tels que des ponts ou des digues, ayant un débit de projet au-delà duquel un débordement est susceptible de se produire. Dans le cas où une plaine inondable est déjà exposée à la crue centennale, cependant, il est probable que l'étendue des zones inondées ne change pas de façon significative. Cela a été observé dans les régions modèles de Gorjenska et en Bavière, dans chacune desquelles deux sites ont été étudiés afin d'évaluer les variations des zones inondées suite à une augmentation du débit sous l’effet du changement climatique. Dans les quatre études de cas analysées, il est apparu que les nouvelles zones inondées qui ne sont actuellement pas affectées par l'écoulement des eaux sont marginales et négligeables. Cela suggère que, pour faire face au changement climatique, la prise en compte dans l'aménagement du territoire des risques d'inondation actuels est une première étape essentielle vers une meilleure résistance. Pistocchi 2011, généralise davantage ces considérations pour discuter de scénarios de risques d'inondation et des options d'atténuation dans la zone alpine.

Evaluation ascendante de la vulnérabilité : L'évaluation des effets du changement climatique sur les crues est un sujet d'intérêt primordial dans l'aménagement du territoire. Toutefois, jusqu'à présent peu de preuves ont été recueillies sur les relations entre le changement climatique et les variations de la fréquence et de l’intensité des crues. Un mode de raisonnement établi consiste à supposer que, comme les phénomènes météorologiques extrêmes devraient augmenter en fréquence et en intensité, les crues vont suivre les mêmes tendances dans les régimes de crues à dominante pluviale. Le modèle conceptuel élaboré récemment par Allamano et al. (2009a,b) permet de relier le changement dans les périodes de retour des crues à l'étendue des surfaces contributives d'un cours d’eau au-dessus de la ligne de gel. Sur la base de ce modèle, les bassins versants alpins devraient connaître des changements dans la période retour des crues tels qu’une crue de période de retour de 100 ans aujourd'hui pourrait devenir une crue de période de retour de 20 ans sous l’effet du changement climatique. Castellarin et Pistocchi (2011) observent que les preuves empiriques dans les Alpes suisse sont compatibles avec ce modèle et suggèrent une méthode pratique pour évaluer les débits de projet (par exemple les débits de période de retour de 100 ans) sous l’effet du changement climatique à partir de l'hypothèse sur le changement dans la période de retour d'une crue donnée (par exemple de 100 à 20 ans). Selon la carte des variations des débits centennaux dans les Alpes, établie d’après le modèle conceptuel d’Allamano et al. (2009a,b) et l'approche proposée par Castellarin et Pistocchi (2011), les débits devraient augmenter davantage dans les bassins versants les plus hauts en altitude et dans les Alpes occidentales par rapport aux Alpes orientales. Les bassins les plus touchés semblent être dans les Alpes suisses et italiennes, où plusieurs bassins versants ont tendance à passer de régimes nivaux à des régimes pluviaux.
Dans le cadre du projet Espace Alpin CLISP, urbanistes et chercheurs de 6 pays alpins ont essayé de comprendre la question complexe de la façon dont les sociétés alpines peuvent s'adapter aux impacts potentiels du changement climatique sur les risques naturels par le biais de l'aménagement du territoire.
Sur la base de scénarios de changement climatique produits dans le cadre de la contribution de l'EURAC au projet [cf. Température + Précipitations], ce rapport du WP4 (‘Vulnerability Assesment’) passe brièvement en revue les connaissances actuellement disponibles pour évaluer l'impact potentiel du changement climatique sur les risques naturels, et l'utilisation pratique de ces connaissances qui est faite, ou peut être faite, dans l'aménagement du territoire.
Les contextes d'exposition aux avalanches, aux chutes de pierres, aux aléas torrentiels, aux crues, aux incendies de forêt et à la sécheresse sont brièvement discutés. Pour chacun de ces contextes, le niveau de compréhension disponible est exposé et des considérations sur les stratégies d'adaptation possibles dans l'aménagement du territoire sont exprimées.
EURAC 2011 - R: CLISP


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
           

 


RETOURS D'EXPÉRIENCES

 
Retours d'expérience
Objectifs
Etat d'avancement /enseignements
Références
Valais (Suisse) – Troisième correction du Rhône
Le Valais réalise des cartes de dangers et travaille sur les dégâts potentiels, donc travaille sur une analyse de type risque ». Par contre ce qui manque, c’est (1) d’implémenter dans cette méthodologie les nouveaux scénarios d’évolution climatique et (2) de faire des analyses de sensibilité portant sur l’hydrologie, sur l’hydraulique (le danger) et sur la vulnérabilité (les dégâts).

Dans l’exemple du Rhône valaisan, les gammes de crue centennale prises en compte admettent une incertitude de + ou – 20% avec des débits compris entre 1000 et 1200 m3/s, et la gamme des crues extrêmes s’étend jusqu’à 1600 m3/s (environ deux fois supérieures aux débits des crues historiques). La stratégie mise en œuvre consiste à définir un système capable de résister à l’entière gamme de débits : si le débit centennal, aujourd’hui de 1000 m3/s (évalué d’après les valeurs historiques), passe à 1100 m3/s avec le réchauffement climatique, il faut pouvoir s’affranchir de cette incertitude et définir un système avec lequel cette modification n’entraîne pas de conséquences fâcheuses.

Pour affronter demain cette gamme de débits, trois éléments de gestion se dégagent : (1) la gestion du débit du Rhône dans son chenal principal en fonction de sa capacité d’écoulement, avec une valeur seuil de débit principal qu’on peut définir en tenant compte de la réalité du terrain et des enjeux et intérêts existants, l’important étant de prévoir les actions à mettre en œuvre en cas de dépassement de cette valeur seuil (ce qui risque toujours d’arriver, quel que soit le seuil), (2) le stockage d’un maximum d’eau dans les barrages quand ce seuil est dépassé, et si cette mesure ne suffit pas, (3) l’inondation contrôlée de secteurs réservés dans la plaine pour toucher un minimum d’habitants et d’habitations.

Finalement, que ce système « Rhône » déborde pour un seuil de débit d’une période de retour de 85, 105 ou 110 ans a peu d’importance, parce qu’au-delà un autre système prend la relève, qui lui-même comporte un système de gestion du risque résiduel, qui garantit la robustesse de ce système de protection contre les crues. Il s’agit typiquement d’éviter les ruptures de digue avec des systèmes de déversement.
    Arborino 2011 - P
Vallée d’Aoste (Italie) – Prise en compte du changement climatique dans la gestion des risques naturels
Différentes activités sont en lien avec l’évaluation des effets du changement climatique sur le territoire : le monitorage des glaciers (Fondation Montagne Sûre), un réseau de 120 stations météorologiques, des études sur des petits bassins versants pour comprendre leur évolution (passage du système glaciaire au système nival), et la participation à une dizaine de projets sur la thématique du changement climatique.

Aucune action spécifique d’adaptation au changement climatique n’a encore été mise en œuvre au niveau opérationnel en Vallée d’Aoste. Cependant, suite à la Directive européenne sur les inondations (2007), la prise en compte du changement climatique est inscrite dans la loi italienne de février 2010, qui prévoit d’adapter dès 2011 les outils opérationnels de prévention des risques d’inondation, notamment en reconsidérant les temps de retour pris en compte dans la cartographie des risques : « L’évaluation préliminaire des risques d’inondation nous fournit une évaluation des risques potentiels basée sur les données enregistrées et des analyses rapides. En particulier, il faut tenir compte des conséquences des changements climatiques, surtout pour les éléments de cartographie et de dimensionnement. » Il conviendrait de savoir s’il existe d’autres exemples nationaux de traduction réglementaire de la Directive Inondations prenant en compte le changement climatique. Il paraît indispensable d’étudier une stratégie commune aux différents gestionnaires du risque pour mettre en œuvre cette directive de manière coordonnée dans les différents pays alpins.

Les données sur les phénomènes naturels en Vallée d’Aoste

Pluies : En matière de données de précipitations, il existe une quantité importante de données, toutefois insuffisantes pour évaluer des tendances de changement (manque de séries historiques). De gros efforts sont déployés pour actualiser les données de manière régulière, en vue d’envisager des hypothèses sur les tendances futures (avec tout de même des périodes limitées), ce qui est une façon indirecte de tenir compte des changements climatiques. Il manque des analyses des pluies intenses et des analyses de tendance dans les fréquences. Par ailleurs, des travaux sont consacrés à l’amélioration du réseau météorologique, notamment en altitude, avec par exemple l’installation d’instruments assez performants pour mesurer la pluviométrie à 3000m. On est ainsi passé de 16 stations (en 2000) à 110 stations (en 2010), complétées de 17 stations de l’ARPA (à partir du 1992). Ainsi, on améliore peu à peu la quantité et la qualité des données. En particulier, on peut améliorer les connaissances concernant les tendances sur les 60 dernières années. Concernant les données actuelles et futures, il est indispensable de constituer et de maintenir des bases de données de bonne qualité, de façon à pouvoir faire dans 50 ans des analyses statistiques sur des bases solides.

Débits : On dispose de peu de données historiques et il est difficile de reconstruire le débit naturel des cours d’eau influencés de longue date par les activités humaines (anthropisation, prélèvements/relâchements à buts hydroélectriques ou irrigation).

Neige : On dispose de peu de données en haute altitude. Par exemple, une étude de régionalisation (calcul des hauteurs de neige pour la construction d’ouvrages de protection) faite récemment s’est avérée biaisée parce qu’elle était basée sur un nombre insuffisant de données.

Echanges de données

On note une discordance d’échelle entre les données disponibles et la décision/l’action même si on dispose de réseaux de mesure performants. De ce fait, l’échange de données est utile, et à renforcer. Par exemple, en Italie, chaque région gère ses propres données météorologiques, contrairement à la Suisse et à la France où les données sont gérées de manière centralisée par Météo-Suisse et Météo-France. Il est important de partager l’organisation et la validation des données pour développer des bases de données communes, au niveau régional comme au niveau alpin (voir exemples dans la fiche), afin d’être en mesure d’étudier le changement climatique.
    Stévenin 2011 - P
Bavière & Bade-Wurtemberg (Allemagne) :

Adaptation de l'aménagement en matière de protection contre les inondations :
Les évaluations fournissent des raisons de modifier la méthode utilisée jusqu'ici pour déterminer les écoulements de référence et, en conséquence du changement climatique, à considérer un « cas type de changement climatique ». Sur la base de cas d'études pratiques, il a été prouvé qu'une prise en compte des effets du changement climatique dans les mesures techniques de protection contre les inondations n'aurait entraîné, dans la plupart des cas, qu'une augmentation relativement modérée des prix si ce cas de référence avait été pris en compte au cours de la planification ou si des précautions appropriées avaient au moins été prises en cours de construction afin de permettre des adaptations ultérieures. Des modifications a posteriori, en revanche, entraînent souvent des coûts élevés.

La prise en compte du changement climatique lors de la conception de protections contre les inondations, où la mise en œuvre a déjà commencé ou a déjà été complétée, n'est actuellement pas prévue.

Augmentation du débit de référence :
L'augmentation du débit de référence doit être considérée comme la base dans la prise en compte du changement climatique. Cela se traduit par la mise en place d'une marge supplémentaire (« facteur changement climatique ») à la valeur du débit de référence actuelle (par exemple pour la crue centennale). Dans le land du Bade-Wurtemberg, les facteurs changement climatique pris en compte pour les débits ne sont pas les mêmes suivant les régions, en fonction du temps de retour (Tn).


Les exemples suivants permettent d'expliquer comment des valeurs de référence accrues par le changement climatique peuvent être prises en compte.
• La planification d'un barrage de protection contre les inondations : le barrage est construit selon les directives actuelles, mais des mesures supplémentaires sont appliquées, qui ne seraient pas exigées par les règlements de planification précédents. Par exemple, une bande de terrain supplémentaire est réservée, permettant un agrandissement facilité du futur barrage, si nécessaire.
• Les constructions nouvelles qui ne pourraient être adaptées à l'avenir ou seulement à des coûts prohibitifs (par exemple les ponts), devraient être conçues en tenant compte dès à présent de l'évolution des paramètres calculés concernant les niveaux d'eau.
• Les constructions nouvelles qui seraient plus facilement adaptables (par exemple les digues) devraient être conçues, au vu des caractéristiques de construction, avec des normes plus exigeantes que celles actuellement exigées, de manière à ce qu'une adaptation potentielle soit possible à des coûts raisonnables.
    Hennegriff & al 2006 - A
Plan Rhône (France) :
En 1995, le gouvernement français a lancé une étude appelée "Étude Globale du Rhône", combinant les sujets de l'hydraulique, du transport de sédiments et de l'occupation des sols, comme ces différentes thématiques ont été reconnues comme étant complémentaires les unes avec les autres. La crue de 2003, correspondant approximativement à la crue centennale pour les stations de mesures en aval a motivé le gouvernement a lancé le "Plan Rhône" en 2005. Celui-ci comprend des séries de mesures pour atténuer les conséquences humaines sur les inondations et la réduction des risques hydrologiques reconnus comme impraticables. Le risque attendu se réfère explicitement aux fortes crues du passé (1856), et aux scénarios extrêmes combinant de nombreuse origines météorologiques diverses (les "crues générales" dans le sens que lui donne Pardé, 1925) et aux impacts négatifs de l'occupation des terres en plaine. Il est important de noter que les effets possibles du changement climatique ne sont pas pris en compte malgré l'augmentation possible des crues hivernales.
Aussi, pour faire face aux changements attendus, le MEDD recommande d'étendre le nombre de PPR et d'améliorer les procédures de prévision.
    Bravard 2006 - P

 


RECOMMANDATIONS

 
Recommandations
Destinataires
Références
En matière d’analyse hydrologique, il existe déjà aujourd’hui énormément d’incertitudes ; Les variations climatiques sont une source d’incertitude supplémentaire. Il s’agit de prendre en compte l’incertitude supplémentaire entraînée par les modifications climatiques dans la définition de scénarios de réalisation de l’aléa sur le terrain et dans la gestion territoriale, en dimensionnant les ouvrages de manière adéquate et en interdisant l’habitat et la construction dans les secteurs exposés.

Pour bien analyser l’influence des modifications du climat sur l’efficacité des mesures de protection (Climat → Débit → Projet), il importe de garder à l’esprit que ces modifications sont très difficiles à cerner, mais surtout de considérer que dans la démarche actuelle utilisée depuis les années 1980, des approximations importantes sont introduites en assimilant une crue de période de retour donnée à une valeur fixe de débit, alors qu’il faut prendre en compte non pas une valeur ponctuelle de débit mais sa variation dans le temps.

Il convient donc de définir la bonne valeur seuil mais aussi d’admettre de travailler dans l’incertitude, en prenant en compte les incertitudes sur les changements climatiques à venir en plus des incertitudes déjà existantes sur de nombreux paramètres (les pluies, l’altitude de l’isotherme 0°, la perméabilité des sols, le rôle des barrages, les vitesses de propagation des crues, la concomitance des pointes de crue, etc.). Cela constitue l’élément fondamental d’une stratégie de gestion souple et robuste, avec deux points à améliorer : (1) la connaissance des variations climatiques et de leurs conséquences et (2) l’intégration et la formation à l’intégration de l’incertitude dans la solution technique.
Dans le cadre de la Troisième correction du Rhône en Valais (Suisse) Arborino 2011 - P
Concernant l’utilisation des modèles climatiques pour la modélisation hydrologique, pour l’instant, le principal résultat est que le changement climatique augmente l’incertitude, et il faut apprendre à travailler avec cette incertitude supplémentaire. Ce résultat ne remet pas en cause les différents volets utilisés pour gérer le risque inondation. Il s’agit simplement de voir comment intégrer ces questions sur l’incertitude dans le futur. Dans le cadre de l'étude des débits des cours d'eau de l'Arc alpin (projet AdaptAlp) Lang & Bard 2011 - P
Les événements de crues à grande échelle en Suisse ont été causés par des événements de pluies advectives à grande échelle de longue durée, parfois intensifiés par des précipitations d'origine convective. Les petits bassins versants sont plus susceptibles de produire des crues au cours des événements locaux de pluies convectives avec de fortes intensités pluvieuses. Les fréquences des crues des petits bassins ont aussi montré une augmentation avec le temps. Cependant, aucune augmentation brusque n'a été observée. La probabilité et magnitude des événements extrêmes influence la planification des mesures de protection contre les crues. Merz and Blöschl, 2008a and b ont identifié de nombreuses incertitudes liées à cette approche. La présente étude met en évidence une complication supplémentaire en montrant que la probabilité de réoccurrence d'un débit spécifique n'est pas constante dans le temps en Suisse. L'étude de Redmond et al. (2002) suggère qu'il ne s'agit pas d'un phénomène local. Ils notent qu'"une variabilité climatique significative est présente à des échelles de temps allant de plusieurs décennies à plusieurs siècles sur des secteurs d'une taille comparable à celle des bassins versants de rivières et conduit à des changements dans la probabilité des événements extrêmes". En Suisse, les cycles de fréquence des crues varient à l'échelle régionale. En particulier dans le nord de la Suisse, les mesures de débit ont commencé dans une période de faible fréquence des crues. Ces séries temporelles, utilisées pour l'analyse de la fréquence des crues, conduisent à une sous-estimation des fréquences réelles. Les futures mesures de protection contre les crues devraient par conséquent prendre en considération le comportement cyclique observé de la fréquence des crues.   Schmocker-Fackel & Naef 2010 - A
Adaptation de la planification en matière de protection contre les inondations :
Il est nécessaire de prendre des précautions et de développer une stratégie d'adaptation qui prenne en compte les aménagements potentiels pour les prochaines décennies, mais également les incertitudes existantes. Pour cette raison les décisions devraient être inoffensives à long terme, tout en restant adaptables si le besoin se fait sentir (par exemple suite à de nouvelles découvertes en matière de recherche climatique), selon une stratégie « flexible et sans regret ».

Lorsque l'on planifiera de nouvelles mesures de protection contre les inondations à l'avenir, les impacts probables du changement climatique devraient aussi être examinés. Cela devrait inclure la mise en avant des conséquences sur les mesures planifiées et les coûts supplémentaires en résultant. Les décisions doivent alors être prises, en fonction des découvertes scientifiques, afin de définir dans quelle mesure la nécessaire adaptation au changement climatique à venir devrait déjà être prise en considération dans les mesures actuelles. Les possibilités d'adaptation ultérieure devraient également être prises en compte.

Augmentation du débit de référence :
L'augmentation du débit de référence doit être considérée comme la base dans la prise en compte du changement climatique. Cela se traduit par la mise en place d'une marge supplémentaire (« facteur changement climatique ») à la valeur du débit de référence actuelle (par exemple pour la crue centennale).
[Dans le cadre du Projet KLIWA ] Hennegriff & al 2006 - A
France :
Il faudrait intégrer la « nouvelle donne climatique » dans les schémas d'aménagement et de gestion des eaux (Sage) au niveau des bassins versants, ainsi que dans les schémas directeurs d'aménagement et de gestion des eaux (Sdage) réalisés à l'échelle des agences de l'eau. De façon générale, toutes les opérations visant à réduire la vulnérabilité dans les bassins versants soumis aux risques d'inondation méritent d'être renforcées.

Les probabilités d'occurrence des événements extrêmes, ainsi que de leurs conséquences, comme les durées de retour des crues, devront être éventuellement recalculées en fonction des progrès sur la connaissance du climat et les cartes de risques mises à jour dans le cadre des Plans de prévention des risques (PPR). Il serait en outre utile de constituer un inventaire des « structures essentielles » présentant une vulnérabilité, et d'identifier ces vulnérabilités.

L'ensemble des risques liés au changement climatique (inondations, sécheresse, mouvements de terrains, etc.) devra être pris en compte dans le bâti, qu'il soit neuf, ancien, voire historique.
  ONERC 2006 - R
Les personnes politiques ne sont pas encore véritablement sensibilisées à cette nécessité, qui toutefois est de toute première urgence pour l'identification et l'application en temps utile de mesures de protection de la société, telles que par exemple :

•Le développement de systèmes d'alerte précoce pour les crues dans l'espace alpin, la mise en place d'un système intégré de gestion des catastrophes et le développement d'une protection globale intégrée des inondations, qui prévoit une surélévation des digues, l'élargissement des surfaces de rétention, la renaturalisation des cours des fleuves et la création de bassins de rétention de grandes dimensions, [...]

• L'adaptation des canalisations des grandes communes aux plus fortes précipitations à venir, [...]
  Seiler 2006 - P
Notons la fréquente prise en compte du temps dans la réflexion hydrologique, notamment à l’échelle pluri-centennale. Cet aspect des choses n’est pas novateur en soi, mais il est nettement apparu que le chantier était dorénavant européen et marqué du sceau de l’interdisciplinarité. Les corpus de données historiques existent et leur valorisation est en chantier. Peut-être serait-il utile de rapprocher la communauté des historiens de l’hydrologie de celle des archéologues et géoarchéologues car leurs apports conjugués auraient un plus fort potentiel.

Un autre point fort du colloque [dont l'article de J.P. Bravard est une synthèse] est la volonté affirmée de sortir du strict cadre des bassins versants hydrologiques nationaux pour embrasser des espaces plus vastes. Plusieurs communications ont en particulier pris en compte les grands bassins transfrontaliers et esquissé des comparaisons entre bassins voisins. Ce fut le cas de la Loire et du Pô, de l’Elbe et du Danube. On assiste à l’émergence d’un effort de régionalisation à l’échelle de l’Europe.


V.A.
Stanescu montre l’existence de familles de cours d’eau en fonction des valeurs de crues extrêmes. Est proposée une « macro­régionalisation » basée sur le climat, mais nuancée par les caractères du relief ; ceci a valeur pour la détermination pratique des potentiels de crue ; la zonation fine présente quant à elle une finalité directement appliquée. Ce travail souligne implicitement la nécessité de disposer d’une base de données construite à l’échelle de l’Europe.
  Bravard 2004 - A
L’une des priorités les plus urgentes dans le cadre de l’adaptation concerne les domaines de la planification et du développement des grandes infrastructures, comme les nouveaux bâtiments et les réseaux de transport. Le coût de l’adaptation au changement climatique sera réduit au minimum si l’adaptation est prise en compte dès à présent dans les cas suivants :
lors de l’amélioration ou de l’extension d’infrastructures ;
quand le moment vient de réexaminer des plans antérieurs ;
à l’occasion d’un examen sous l’angle du développement durable ;
avant que la collectivité ne soit obligée de réagir à un événement soudain ou à la suite d’une augmentation des coûts d’entretien.

S'assurer que la planification prend en compte les tendances futures pour les inondations. Examiner les options possibles pour la gestion des inondations, par exemple la mise en place de protections appropriés et durables ou l'éventualité de situer les zones de développement en dehors des zones de risque élevé.
Inclure des aménagements paysagers pouvant absorber l'eau en excès.
S'assurer que les procédures d'urgences et les équipements sont suffisants pour faire face à l'augmentation des risques identifiés.
Examiner la possibilité de limiter les développements de nouveaux logements en zone inondable, encourager les mesures de défense ou la résistance aux inondations des bâtiments existants.
Examiner les possibilités de protection contre les inondations, ou changer de lieu.
Renforcer la surveillance et l'entretien des bas-côtés et des piles de pont, ainsi que le nettoyage des caniveaux, afin d'éviter les engorgements.

Elus locaux (approche thématique des impacts possibles : Planification politique, logement et bâtiment, transports et réseaux, santé et services sociaux, services environnementaux et information au public).

ONERC 2004 - R
En termes d'effets du changement climatique sur l'hydrologie, les projections des modèles de circulation globale comportent trop d'incertitudes pour définir de manière exacte les évolutions attendues de précipitations, et encore moins la fréquence et l'amplitude des événements extrêmes et des inondations. Les projections peuvent être améliorées en incorporant des données de long terme concernant les inondations (plusieurs millénaires) aux modélisations climatiques et aux analyses statistiques. L'étude de la variabilité temporelle des liens entre les inondations et le climat permet d'établir des relations de long et court termes au niveau régional et pour des régions appartenant à des zones climatiques différentes. Les études régionales des liens entre les inondations et le climat sur le long terme implique de calibrer les relations, de détecter les tendances (lorsqu'elles existent) et de réviser les périodes de retour. L'intégration de ces données permettra d'avancer considérablement dans la compréhension des fréquences et amplitudes des inondations dans un contexte de changement climatique où l'hypothèse de stationnarité (implicite dans la plupart des modèles hydrologiques) est remise en question.

Les études des crues européennes peuvent tirer avantage des longues séries de documents (1000 dernières années) qui décrivent les inondations extrêmes (dates exactes) et les dégâts associés. L'historique des crues passées apporte une opportunité unique de comprendre l'hydrologie des crues et l'impact des inondations catastrophiques (d'amplitudes bien plus élevées que celles enregistrées par les stations de mesures) sur les sociétés.

Dans l'examen des effets environnementaux et risques associés des catastrophes naturelles (ou non) sur les systèmes fluviaux, la participation de groupes pluridisciplinaires composés de géomorphologistes, de sédimentologistes, d'hydrologistes, de mathématiciens et de gestionnaires de l'environnement est à privilégier. L'analyse appropriée des risques hydrologiques est dépendante du développement de nouvelles méthodes dans le domaine de l'hydrologie des crues passées, comme complément et/ou alternative à l'hydrologie instrumentale. Celles-ci devraient permettre la standardisation des procédures d'estimation de débits et d'évaluation du risque inondation, en utilisant des données ponctuelles pour les petits bassins versants dépourvus de stations de mesures. Elles devraient également améliorer l'évaluation des débits maximum pour les inondations exceptionnelles (temps de retour entre 500 et 1000 ans), et ainsi augmenter la sécurité des barrages.
   Benito 2003 - P

Déjà actuellement, les communautés doivent apprendre à adopter de nouveaux comportements en cas d'inondations extrêmes. Bien sûr, rien ne changera à moins que l'on ne puisse fournir les informations nécessaires de manière claire, en vue d'optimiser les actions de prévention prises dans le but de réduire la vulnérabilité à moyen terme. Il faudrait également développer des systèmes d'alerte et de prévisions hydro-métrologiques modernes et efficaces afin améliorer la protection à court terme. Dans ce contexte scientifique, technique, social, et économique, la mémoire collective des historiques est absolument fondamentale.

Il est nécessaire de rassembler les observations journalières systématiques de températures de l'air et de quantités de précipitations (hauteurs), et de procéder à l'analyse critique des données pour la période 1850-1950. Pour la période 1950-2000, la même collecte et analyse peuvent être faites, complétées par des observations plus détaillées (au pas de temps horaire) et de nouveaux paramètres (« radiosounding », satellites, radars...). Ensuite, il serait très utile d'élaborer une base de données sur les précipitations locales et plus généralisées qui provoquent des inondations, peut-être entre 50 et 100 mm , disponible pour toutes les communautés (scientifiques, chercheurs, politiques, grand public…) en Europe.

Les applications seront :
- l'optimisation des actions de prévention et l'amélioration des prévisions de précipitations et d'inondations ;
- la mise à l'épreuve de l'hypothèse de modification climatique dans les risques hydrologiques extrêmes à l'échelle locale / régionale.

  Duband 2003 - P
La nécessité d’agir pour se protéger des événements extrêmes est donnée aussi sans changements climatiques, en raison de la concentration croissante de biens toujours plus vulnérables et d’un besoin de sécurité allant en augmentant. Dans la prise de conscience des changements climatiques, les menaces, les objectifs de protection et les risques résiduels admis devraient être adaptés périodiquement aux conditions changeantes. Il faudrait aussi envisager des solutions aussi flexibles que possible. A moyen terme, des méthodes d’évaluation et de planification devront être développées, qui soient en mesure de quantifier le danger résultant d’un climat changeant.

Le niveau actuel de compréhension des processus et les modélisations font attendre une augmentation de l’intensité des fortes précipitations et une accélération des débits des cours d’eau pendant le semestre d’hiver. Elles devraient être prises en considération dans l’évaluation des risques, la planification des mesures de protection (reforestations, ouvrages de protection, surfaces de rétention) et l’aménagement du territoire. Il faut tenir compte aussi des changements qui pourraient survenir jusqu’à l’horizon temporel de la mesure planifiée. Il en va de même pour évaluer des zones menacées par les glissements de terrain.
Décideurs politiques OcCC 2003 - R
La mise au point de méthodes de calage des données reconstituées à des séries de mesures climatiques fiables récentes permet une meilleure reconnaissance des séquences chaudes ou froides et des épisodes de sécheresse ou de crues qui se sont succédées au cours des 500 dernières années. On peut ainsi mettre en évidence des fluctuations climatiques aléatoires et des tendances dont la prise en compte pourrait contribuer à rendre plus réaliste les évaluations probabilistes concernant les longues durées de retour de phénomènes extrêmes naturels qui déclenchent des catastrophes naturelles contemporaines. Le transfert de tels résultats aiderait les aménageurs et les décideurs à mieux connaître les risques naturels encourus par les populations et à disposer d'informations pertinentes dans des politiques de préservation de l'environnement régional et local. Enfin, l'établissement de séries d'indices climatiques plus nombreuses et cohérentes pour les périodes historiques antérieures aux mesures instrumentales aiderait à mieux discerner si les évènements climatiques extrêmes peuvent s'expliquer par la variabilité naturelle du climat ou s'il y a, dans une proportion plus ou moins grande, des tendances récentes liées aux changements globaux contemporains.    Paul 2002 - A

 

Légende des références biblio :
- A : Article (revue à comité de lecture)
- C : Commentaire
- E : Etude scientifique (non publiée)
- P : Proceedings
- R : Rapport
- Re : Retour d'expérience
- T : Thèse
- W : Site Internet


Europe

Alpine Space ClimChAlp ONERC
ONERC
Rhône-Alpes PARN

Portail Alpes-Climat-Risques   |   PARN 2007–2017   |  
Mentions légales