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Intervention de Robert Vautard

Réunion du jeudi 25 janvier 2018 à 9h30
Mission d'information sur la gestion des évènements climatiques majeurs dans les zones littorales de l'hexagone et des outre-mer

Robert Vautard, chercheur au laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE) :

Situé dans le Sud-Ouest de la région parisienne, le LSCE est un laboratoire du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et de l'Université de Versailles-Saint-Quentin. Il fait également partie de l'Institut Pierre-Simon-Laplace, qui regroupe neuf laboratoires, dont les trois unités auxquelles les orateurs de ce matin appartiennent. L'Institut Pierre-Simon-Laplace a pour objectif d'étudier le climat, en incluant toutes ses composantes.

Le LSCE a trois spécialités : l'étude des grands cycles bio-géo-chimiques, notamment le grand cycle du carbone ; l'étude du climat aux grandes échelles de temps, en particulier l'étude des climats anciens et des variations climatiques qui se sont produites au cours du quaternaire ; la modélisation globale du climat, c'est-à-dire la représentation numérique du climat dans un modèle, développé avec d'autres laboratoires au sein de l'Institut Pierre-Simon-Laplace et connu comme le grand modèle du climat de ce même institut.

Au sein des activités de modélisation du climat, nous travaillons également beaucoup à la compréhension du changement et des évolutions climatiques à travers différents types de phénomènes, tels les événements extrêmes, en nous penchant sur le lien qu'ils peuvent entretenir avec le changement climatique. Il s'agit là de ma spécialité, qui fait le lien entre des événements extrêmes, tels que des cyclones, et le changement climatique. Science en développement, elle fait appel non seulement à des notions physiques de modélisation numérique, mais aussi à des notions mathématiques et statistiques assez développées.

Mon exposé sera bref : je voudrais opérer un retour méthodologique sur la façon dont on interprète un événement extrême dans le cadre du changement climatique. Comment peut-on dire qu'un événement, ou une classe d'événements, a un lien avec le changement climatique ? Cette question délicate donne souvent lieu à des exagérations, parfois relayées par les médias. Notre rôle consiste au contraire à la rationaliser au maximum.

Il y a deux intérêts principaux à comprendre le lien entre un événement extrême – un cyclone par exemple – et le changement climatique.

Le premier intérêt est que, si ce lien est avéré, nous nous trouvons en présence d'une manifestation concrète et d'une représentation du changement climatique, alors que celui-ci est considéré comme un phénomène d'évolution lente, peu susceptible d'être placé au premier plan et classé priorité absolue. Il s'agit donc d'un enjeu de communication et d'un enjeu pédagogique.

Le second intérêt est de rendre possible l'estimation des risques actuels et futurs liés à ces événements. Par exemple, on sait aujourd'hui, sans aucun doute, que l'augmentation de l'intensité et de la fréquence des vagues de chaleur est fortement liée, à peu près partout dans le monde, au changement climatique. Cela est en revanche beaucoup moins évident pour beaucoup d'autres événements extrêmes.

L'estimation des risques actuels est souvent calculée et obtenue à partir d'observations passées. Il est donc très important de comprendre que ces observations passées ne sont plus à jour et ne peuvent nous aider pour calculer ces risques. Car il faut prendre en compte le changement climatique, si on a démontré qu'il entre en jeu dans le type d'événements qu'on étudie.

Le changement climatique affecte tous les paramètres du climat. Le climat se définit comme l'ensemble des situations météorologiques possibles. On le compare souvent à un dé à six faces, dont les faces portant le chiffre un et portant le chiffre six correspondraient aux événements extrêmes. Le changement climatique aurait pour conséquence de piper le dé, ce qui fait que le six sort plus souvent.

En filant la métaphore, on pourrait dire que la météo correspond au tirage d'un dé qui serait le climat. Or ce climat change ; pour certains événements extrêmes, le dé sera donc modifié. Pour les zones littorales, le climat affecte les tempêtes tropicales ou extratropicales dans les latitudes tempérées, le niveau des mers, les pluies et les vents. Tous ces éléments induisent des changements de risque de catastrophe.

Mais comment fait-on pour estimer qu'un événement a un lien avec le changement climatique ?

La première étape est de cadrer la question : parle-t-on d'un cyclone, des vents d'un cyclone, des pluies, des dégâts ou des coûts ? Dans chacun des cas, la réponse peut être différente quant à l'influence du changement climatique.

Prenons l'exemple des inondations. Une inondation est généralement le fruit d'une pluie ou d'une fonte importante de neige et de la gestion du cours d'eau concerné. Bien sûr, si des changements s'observent dans la fréquence des crues ou des inondations, cela peut être dû soit à un changement des pluies, soit à un changement dans la gestion du cours d'eau. Pour caractériser le lien entre l'événement considéré et le changement climatique, à savoir la part des pluies dans cet événement, il faut donc s'entendre sur la définition de cet événement lui-même, la réponse variant en conséquence : l'événement est-il constitué par les pluies exceptionnelles ou par l'inondation ? La réponse sera potentiellement différente dans les deux cas. Mais, en tant que climatologues, nous nous intéressons plutôt aux changements des paramètres climatiques : les pluies, les vents, etc.

La deuxième étape est d'estimer les changements dans la probabilité de survenance d'un événement donné. Ce n'est pas si simple. Car il faut estimer la probabilité d'un événement comme Irma dans le climat actuel pour la comparer avec la probabilité de ce même événement dans un climat qui n'aurait pas été altéré par l'homme. Or nous n'avons qu'une planète à notre disposition.

À défaut de pouvoir nous fonder sur la seule observation, nous devons plutôt recourir à la simulation numérique : elle nous permet de simuler la planète actuelle avec tous ses éléments, y compris le monde vivant et les hommes qui la perturbent, en la mettant en regard avec une planète qui n'aurait pas été altérée par les activités humaines. Cela suppose des simulations longues et coûteuses, car les événements extrêmes sont par définition des événements rares. Nous sommes donc obligés de simuler de très longues périodes pour obtenir des statistiques fiables. Nous comparons ensuite les résultats entre les deux modèles, celui qui présente une altération et celui qui n'en présente pas.

Cela suppose une forte expertise. Car il ne suffit pas d'appuyer sur un bouton pour lancer une simulation et analyser ensuite les résultats. Il faut au contraire toujours se demander si les modèles retenus sont vraiment aptes ou non à simuler les événements. Comme cela a été dit, cela nécessite des observations de long terme : nous avons besoin d'estimer des changements qui s'étalent sur des dizaines d'années et sur la base de relevés homogènes : l'idéal serait qu'ils soient enregistrés par le même capteur pendant des dizaines d'années, ce qui n'est bien souvent pas possible. Tout un travail doit donc être effectué pour homogénéiser les données, c'est-à-dire pour rendre les données passées cohérentes avec les données actuelles, mais aussi pour sauvegarder des données anciennes qui sont très utiles si nous voulons comprendre si des événements d'il y a deux ou trois siècles étaient de même nature qu'aujourd'hui. Absolument essentiel, ce travail de sauvegarde des données est mené partout et, dans notre pays, par Météo-France.

Si ces observations sont indispensables, nous devons cependant comprendre aussi la nature du résultat : comment comprendre les incertitudes qui entourent le chiffre obtenu ? Les événements extrêmes ont généralement une double origine : sur le plan thermodynamique, l'atmosphère peut contenir plus d'eau, de sorte qu'il pleut davantage, ou bien les surfaces de la mer dégagent une énergie plus importante, de sorte que l'énergie transférée par les flux dans le cyclone sera plus importante, ce qui entraînera des vents plus forts ; mais, en plus des facteurs thermodynamiques, la circulation de grande échelle joue aussi un rôle très important.

Or, si nous n'avons que peu d'incertitudes sur les phénomènes physiques de thermodynamique – on connaît les lois de Clausius-Clapeyron et autres – nous en avons en revanche beaucoup plus sur la façon dont les vents, notamment les vents de grande échelle, vont évoluer avec le changement climatique. D'où un déséquilibre entre les deux origines possibles des phénomènes extrêmes et le niveau d'incertitude qui les entoure, et qui doit nous inciter à la prudence.

Toutes ces questions se poseront à chaque fois que nous chercherons à lier un événement extrême avec le changement climatique : Les modèles sont-ils aptes ? Les observations disponibles sont-elles suffisamment longues ? L'origine du phénomène est-elle de type thermodynamique ou dynamique ? La mise en commun de ces questions va déterminer le degré de conviction au sein de la communauté scientifique.

Dans les tropiques, nous peinons à répondre aux questions posées, particulièrement pour ce qui touche aux phénomènes littoraux, car il n'existe pas aujourd'hui de modèle climatique global permettant de simuler l'oeil avec une résolution à dix kilomètres. En revanche, la physique nous oriente vers un certain type de réponses. Nous savons que, dans une atmosphère plus chaude, l'eau sera un problème ; nous savons aussi que le niveau des mers s'élève. Nous pouvons donc dire avec peu d'incertitude que les risques liés aux cyclones vont augmenter dans l'avenir – et particulièrement les risques littoraux.

Dans les latitudes tempérées, celles de la France métropolitaine, la question est encore plus délicate. Les tempêtes y sont le résultat de la turbulence atmosphérique, bien difficile à maîtriser et à comprendre. Nous savons que le « rail » des tempêtes se déplace légèrement vers le nord, mais cette évolution est très relative : nous n'avons pas de signal fort, voire aucun signal, d'une évolution marquée des tempêtes dans les latitudes tempérées, en termes de fréquence comme en termes d'intensité.

L'interprétation et la comparaison des événements extrêmes dans le cadre du changement climatique est une science en développement, qui fait appel à des sciences du climat, à des sciences physiques et à des sciences mathématiques. Elle est essentielle, tant pour la communication que pour l'évaluation des risques. Mais peut-être pourra-t-elle un jour aider à déterminer, au niveau juridique, la part des activités humaines dans les catastrophes dites « naturelles », auquel cas la notion de responsabilité pourrait intervenir.

En outre, lorsqu'un événement a un lien avéré avec le changement climatique, l'établissement de ce lien ne peut être exclusivement fondé sur les seules observations passées. Car les risques que nous calculons vont évoluer – ils ont même déjà commencé à le faire.

Au-delà de la difficulté liée aux observations, les facteurs limitants sont aussi de nature numérique : la compréhension des phénomènes extrêmes exige un nombre considérable de simulations et une énorme puissance de calcul. La puissance de calcul que la France offrira à sa communauté scientifique est donc essentielle pour que ses équipes de recherche puissent se placer au meilleur niveau mondial.

Notre rêve est de simuler, dans dix ans, le climat global avec un point tous les kilomètres. Voilà notre ambition pour la décennie à venir ; nous espérons bien y arriver.

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