CHANGEMENT CLIMATIQUE ET HYDROLOGIE

rédigé par :

Nicolas Godefroy

Franck Haaser

Simon Henniaux

Nicolas Mosser

Olivier Stern

Nathalie Vogel
Changement climatique et hydrologie

I.            Impacts du changement climatique

 sur le système hydrologique global

1.Le cycle de l’eau et le changement climatique

2 Les changements hydrologiques suite au changement climatique 

3 Application de ces scénarios globaux aux études d’impacts sur l’hydrologie à des échelles spatiales plus petites 

II.         Changement climatique : les fleuves

1.Hypothèse sur l’évolution des flux fluviaux

            2.Nécessité d’améliorer les prévisions

III.         Impact sur le niveau des océans

1.Historique et mesure du niveau des océans

2.Compréhension des phénomènes provoquant des variations du niveau des océans

3.Prévisions et incertitudes pour le XXIème siècle

IV.         Agriculture et changement climatique

1.L’incertitude des données

2.Les impacts envisagés sur les milieux cultivés par l’homme

3.Les impacts sur les écosystèmes sauvages

4. « Mitigation », réduction des effets du changement climatique

V.         Phénomènes naturels et activités humaines

1.Quantité et qualité de la ressource en eau

2.Inondations et glissements de terrains

3.Hausse du niveau des mers et zones littorales

VI.        Impacts sur les systèmes bancaires et les assurances

1.Tendance générale

2.Les assurances

3.Les banques

4.Inégalités régionales

Nous tenons à remercier tout particulièrement ces personnes, sans lesquelles nous n’aurions pu mener à bien ce travail :

M. Pierre Matarasso, Responsable de l’Atelier Changement Climatique, CIRED-CNRS

M. Pierre-Alain Roche, Directeur de l’agence de l’eau Seine Normandie

M. Philippe Ambrosi, CIRED

M. Jan Polcher, LMD

I.     Impacts du changement climatique sur le système hydrologique global

Plan :

1 Le cycle de l’eau et le changement climatique

2 Les changements hydrologiques suite au changement climatique 

3 Application de ces scénarios globaux aux études d’impacts sur l’hydrologie à des échelles spatiales plus petites 

1 Le cycle de l’eau et le changement climatique

a L’importance du cycle de l’eau

La chaleur latente de l’eau constitue le moteur principal des transferts thermiques à l’échelle de notre planète. D’autre part, la vapeur d’eau est le gaz qui contribue le plus à l’effet de serre. L’eau sur Terre et son cycle sont donc au cœur du problème du changement climatique.

Certains affirment même que l’essentiel du débat sur le changement climatique est en fait un débat sur le cycle de l’eau. En effet, pour essayer de prévoir une augmentation moyenne de la température sur Terre, il faut commencer par avoir une compréhension fine du cycle de l’eau. De plus, les conséquences du changement climatique qui inquiètent le plus l’Homme sont la plupart du temps liées à l’eau : ce sont l’augmentation de la fréquence des événements extrêmes tels les inondations et tsunamis, l’augmentation du niveau de la mer et le risque de sécheresses de plus en plus dévastatrices dans des pays qui souffrent déjà d’un climat sec et qui doivent avoir un recours plus ou moins systématiques à l’irrigation pour pouvoir subvenir aux besoins alimentaires de leurs populations.

b Conséquences globales du changement climatique sur le cycle de l’eau

En plus de l’effet de serre naturel qui préexistait à l’activité industrielle, la Terre est soumise aujourd’hui à un effet de serre supplémentaire d’origine humaine : depuis le début de l’ère industrielle, on estime à 31% l’augmentation de la concentration en CO2 dans l’atmosphère. La question est de savoir quelles conséquences pourrait avoir cette augmentation artificielle de l’effet de serre sur le cycle de l’eau.

Une première analyse simpliste serait de dire que le cycle de l’eau serait activé plus fortement suite au réchauffement global dû à l’augmentation de l’effet de serre. Elle n’est pas dénuée de tout fondement et explique une probable augmentation de la présence de nuages (nébulosité) suite au réchauffement, mais elle fait abstraction des boucles de rétroaction du cycle de l’eau sur le bilan énergétique de la planète dont voici deux exemples :

- s’il y a augmentation de la nébulosité, l’effet de serre des nuages de vapeur d’eau est augmenté, ainsi que l’effet parasol (augmentation de la réflexion du rayonnement solaire incident et donc diminution de l’énergie reçue par la Terre). Nous savons qu’aujourd’hui le bilan global est négatif  (les nuages entraînent une perte d’énergie du système Terre), mais nous ne savons s’il en sera toujours ainsi avec une augmentation de la nébulosité suite au changement climatique. Si l’effet de serre augmente plus vite que l’effet parasol, la rétroaction due à la présence des nuages sera positive et entraînera une augmentation supplémentaire du réchauffement.

- La diminution de la surface des glaces aux pôles induirait une diminution de l’albédo de ces surfaces et donc une augmentation de l’énergie solaire reçue par la Terre. C’est une rétroaction positive sur le réchauffement.

c Comment étudier l’influence du changement climatique sur le cycle de l’eau ?

Le changement climatique est donc intimement lié aux changements éventuels dans le cycle de l’eau. Pour prendre en compte le fait que de nombreux processus physiques sont mis en jeu, s’interfèrent et doivent être étudiés à des échelles spatiales très grandes (un changement du climat à un endroit de la Terre peut avoir des répercussions sur toute la surface du globe), des modèles complexes, appelés Modèles de Circulations Générales (MCG) ont été développés pour étudier des évolutions possibles du cycle de l’eau.

Les premières simulations des changements climatiques réalisées avec des MCG faisaient abstraction de la variabilité conjointe des océans. Maintenant, certaines tiennent compte de l’évolution de la partie superficielle des océans.

Il est souvent difficile de tirer des conclusions de l’étude de ces modèles climatiques globaux. Pour représenter l’évolution des précipitations, ils montrent par exemple de très fortes divergences (item 1).

Les chercheurs ont pu tout de même dégager quelques conséquences qu’aura très probablement le changement climatique sur le système hydrologique global.

2 Les changements hydrologiques suite au changement climatique :

Ces changements sont répertoriés dans le chapitre 4 du deuxième groupe de travail du troisième rapport de l’IPCC. Nous allons résumer point par point les effets potentiels du changement climatique sur le cycle hydrologique évoqués dans le rapport de l’IPCC.

a Les précipitations

Les précipitations sont le principal facteur de variabilité dans le cycle de l’eau. A un endroit donné, il y a des variations quotidiennes, saisonnières, annuelles et décennales des précipitations.

Différentes tendances de variations des précipitations aux échelles saisonnière et annuelle ont pu être mises en valeur. Il y aurait une augmentation des précipitations annuelles dans les moyennes et hautes latitudes et une diminution dans les régions subtropicales. D’autre part, pour les régions tempérées comme l’Europe, il y aurait une augmentation des précipitations pendant l’hiver (surtout dans le nord de l’Europe) et une diminution des précipitations pendant l’été (surtout dans le Sud de l’Europe).

Il faut toutefois nuancer ces propos puisque ces variations dues au réchauffement global seraient faibles devant les changements résultant de la variabilité multi-décennale.

Une autre conséquence du réchauffement, beaucoup moins contestable celle-là, est que les précipitations tomberont de moins en moins souvent sous forme de neige dans les pays tempérés notamment.

b L’évaporation

Elle comprend l’évaporation qui vient du sol ou des surfaces recouvertes d’eau, et l’évapotranspiration. Elle dépend de l’énergie reçue par le sol, du taux d’humidité de l’air et de la turbulence de l’air au-dessus du sol.

Comme l’air peut contenir plus de vapeur d’eau quand sa température augmente, un réchauffement de l’atmosphère pourrait entraîner une augmentation de l’évaporation du sol. Ceci est vérifié dans les régions humides où l’humidité de l’air est le facteur limitant à l’évaporation. Mais dans les régions sèches, l’évaporation est essentiellement dirigée par la quantité d’énergie reçue par le sol et son taux d’humidité, le réchauffement ne changera donc rien à la situation actuelle.

On pourrait s’attendre aussi à une augmentation de l’évapotranspiration avec la diminution de l’humidité de l’air, mais plusieurs systèmes biologiques de régulation pourraient contrer cet effet à court ou long terme. A court terme, c’est simplement la capacité des plantes à diminuer leurs pertes en eau lorsqu’elle se fait rare. A long terme, l’augmentation de la teneur en CO2 dans l’atmosphère pourrait jouer un rôle car elle entraîne de la part des plantes une meilleure efficacité de l’utilisation de l’eau.  Mais cette augmentation peut entraîner aussi une croissance accrue des plantes qui annulerait l’augmentation de cette efficacité. L’effet global du CO2 sur les plantes est encore mal connu, il est très difficile aujourd’hui de donner des tendances d’évolution de l’évapotranspiration.

c L’humidité du sol

D’autre part, l’évaporation peut être limitée par la quantité d’eau contenue par le sol, c’est-à-dire son humidité. En effet, il a été prouvé (Gregory et al, 1997) que dans l’Hémisphère Nord, suite à l’augmentation de température, l’évaporation serait plus forte qu’avant en hiver et au printemps et donc que l’humidité du sol serait de plus en plus faible pendant l’été.

Il faut toutefois noter que ces tendances sont à moduler suivant la composition du sol. En général, moins un sol peut contenir d’eau, plus il sera sujet aux variations dues au changement climatique.

La fréquence et l’intensité du gel peuvent influer la capacité d’un sol à contenir de l’eau. La baisse de la fréquence et de l’intensité du gel, c’est la tendance actuelle dans les pays tempérés à cause du changement climatique, réduit la quantité d’eau que peuvent contenir les sols et donc son humidité et pourrait augmenter la quantité d’eau qui circule en surface.

L’évolution à la baisse de l’humidité du sol entraînerait un besoin accru en irrigation.

d Les nappes d’eau souterraines

C’est la principale source d’eau utilisée par l’Homme dans le monde, mais il y a eu très peu de travaux de recherche sur les effets potentiels du changement climatique. Quelques hypothèses ont tout de même été avancées. Par exemple, dans les moyennes latitudes, suite à l’augmentation des précipitations pendant l’hiver, les nappes pourraient se remplir davantage. Mais nous avons vu aussi que l’évaporation des sols pourrait augmenter en hiver et au printemps. Les chercheurs ne savent pas encore quel effet pourrait l’emporter sur l’autre, cela dépend d’abord du type de nappe.

Il existe en effet deux types de nappes phréatiques, les nappes non confinées et les nappes confinées. Les nappes non confinées sont rechargées directement par les précipitations locales, les rivières et lacs. La majorité des nappes sont de ce type et ce sont celles qui sont les plus sujettes au changement climatique. Elles évoluent en effet en étroite relation avec la quantité d’eau qui leur arrive des pluies ou des rivières, et avec la demande du sol en évaporation, surtout quand elles sont peu profondes. D’autre part certaines nappes d’eau douce peu profondes et proches de la mer sont menacées par l’augmentation du niveau de la mer.

Une nappe confinée est située en dessous d’une couche de roches imperméables. Son évolution ne dépend donc pas des précipitations locales. Elles sont rechargées par des précipitations, des lacs ou des rivières à quelques kilomètres comme à quelques milliers de kilomètres de la nappe et ne sont donc pas affectées en général par la variabilité saisonnière ou annuelle des précipitations ou de la température. Elles sont par contre très vulnérables à une exploitation trop intense par l’Homme.

e Les rivières et fleuves

La majorité des études hydrologiques sur les impacts du changement climatique se sont concentrées sur les évolutions des débits des fleuves et rivières. Les résultats de ces études font l’objet de la partie suivante de notre étude.

f Les lacs

Ils sont particulièrement vulnérables aux changements des paramètres climatiques et sont donc souvent un  très bon indicateur de l’évolution de ces paramètres. Les lacs qui n’ont aucun déversoir sont les plus vulnérables à une diminution du débit des rivières qui s’y jettent ou à une augmentation de l’évaporation. En effet, pour ces lacs, la quantité d’eau évaporée est environ égale à l’eau qui arrive de l’amont et une variation de ces deux facteurs peuvent faire changer rapidement la superficie du lac. La mer d’Aral en est le meilleur exemple. Un lac de ce type peut disparaître presque complètement en une décennie si le débit des rivières qui s’y jettent baisse fortement et ne compense plus l’évaporation.

Le changement climatique pourrait avoir aussi des conséquences sur la qualité de l’eau en entraînant une augmentation de la température de l’eau ou en diminuant la durée de la période où le lac est recouvert de glace.

g La qualité de l’eau

Les conséquences du changement climatique sur la qualité de l’eau dans les rivières sont assez variables : elle pourrait s’améliorer ou se détériorer suivant l’augmentation ou la diminution du débit de la rivière.

Le réchauffement climatique peut toutefois entraîner une tendance générale sur la qualité de l’eau. En effet, une augmentation de la température de l’eau entraîne une diminution de la quantité d’oxygène dissous qu’elle peut contenir et pourrait donc avoir le même effet qu’une augmentation de la pollution organique.

h Les glaciers

Dans les zones non polaires et particulièrement sous les tropiques, un retrait général des glaciers a été observé depuis la fin du petit âge glaciaire, c’est-à-dire depuis le 18^e ou le 19^e siècle. On observe aujourd’hui que le retrait de ces glaciers s’accélère, l’augmentation des précipitations pendant l’hiver ne compensant pas la hausse de température et donc l’augmentation de la fonte du glacier pendant l’été. Les glaciers tropicaux sont les plus menacés.

Oerlemans et al (1998) ont simulé les variations de masse de douze glaciers situés dans le monde entier. Ils ont conclu qu’avec une augmentation de la température de 0,4°C par décade, si les précipitations n’évoluent pas, tous les glaciers étudiés auront disparu en 2100.

i Evénements extrêmes

Ce sont les principales préoccupation des décideurs dans le domaine de la gestion de l’eau. Il est par exemple primordial de connaître l’évolution de la fréquence des inondations et des sécheresses avec le changement climatique pour décider de la construction de nouveaux barrages.

L’augmentation du risque d’inondation est souvent citée comme l’un des risques les plus importants liés au changement climatique. Mais il y a eu relativement peu d’études réalisées sur le sujet. Il est en effet très difficile de simuler avec des modèles climatiques globaux des événements de courte durée et de forte intensité.

Certaines études sont toutefois arrivées à la conclusion que la fréquence des inondations sous des latitudes tempérées pourrait augmenter suite à l’augmentation générale des précipitations.

Une étude, celle de Mirza et al (1998), a été menée pour le Bangladesh. Le scénario le plus extrême auquel ils arrivent, montrent que pour une augmentation globale de température de 2°C, les fréquences des inondations du Gange, du Brahmaputra et du Meghna pourraient augmenter respectivement de 15, 6 et 19%.

Les sécheresses sont beaucoup plus difficiles à définir que les inondations en termes quantitatifs. Une sécheresse ne sera pas en effet ressentie comme telle si le niveau des rivières est inhabituellement bas mais si les réservoirs d’eau sont pleins suite à un hiver pluvieux. L’état des ressources en eau ne dépend pas uniquement des facteurs météorologiques mais aussi de la manière de gérer cette ressource.

Des études sur l’évolution de la fréquence des basses eaux des rivières ont obtenu des résultats assez différents selon notamment l’évolution des précipitations dans la région de la rivière.

3 Application de ces scénarios globaux aux études d’impacts sur l’hydrologie à des échelles spatiales plus petites :

a Nécessité d’un changement d’échelle :

Dans la partie précédente, les conséquences générales du changement climatique sur le système hydrologique global que nous avons passées en revue ont été obtenues la plupart du temps grâce aux MCG. Ces MCG ont une assez faible résolution spatiale (mailles de 350 à 450 km), beaucoup plus faible que celle requise par les études hydrologiques dont les échelles s’étendent de l’échelle locale à celle du bassin versant. Il y a donc une incompatibilité d’échelle qui justifie l’utilisation de méthodes de désagrégation d’échelles des scénarios climatiques. Ces méthodes sont principalement de deux types qui peuvent être combinés.

Le premier type de méthode fait appel à des techniques statistiques qui consistent à tenter de relier les paramètres climatiques nécessaires aux études hydrologiques à des paramètres de plus grande échelle spatiale ou temporelle que les modèles sont capables de représenter. Cette méthode est peu coûteuse, mais elle fait l’hypothèse non encore justifiée que les relations statistiques entre paramètres d ‘échelles différentes seront encore valables si le climat est modifié.

Le second type de méthode fait appel à la régionalisation dynamique. Un modèle de simulation du climat permettant de résoudre des échelles spatiales de l’ordre de quelques dizaines de kilomètres est utilisé. Mais l’emploi de tels modèles est limité à une utilisation restreinte à cause de leur coût prohibitif et ils reproduisent souvent les  même erreurs systématiques que les modèles à grande échelle dont ils sont issus.

Quelques études d’impact sur un système hydrologique précis ont pu être effectuées grâce à ces méthodes, notamment pour les fleuves car leur étendue spatiale est grande. Vous en verrez des exemples dans la partie suivante.

Mais dans l’ensemble, vu l’état actuel des recherches dans le domaine, il est encore difficile de préparer des outils d’aide à la décision à partir des résultats obtenus avec ces modèles.

b Comment utiliser ces études pour aider les acteurs de la gestion de l’eau ?

Les acteurs de l’eau ne peuvent rien faire pour contrer les changements moyens dus à l’augmentation moyenne de température. Il faut pour cela agir «en amont » du changement climatique, c’est-à-dire limiter l’émission de gaz à effet de serre.

La situation est différente pour les événements hydrologiques extrêmes (inondations, sécheresses intenses, tsunamis). Ils  sont les événements les plus redoutés et ceux pour lesquels il faudrait agir maintenant pour limiter leurs conséquences quand ils surviendront. Le changement climatique augmente probablement leur fréquence, mais nous avons vu dans la deuxième partie et au début de celle-ci qu’il est très difficile de dire dans quelle proportion, surtout à l’échelle locale. De plus pour connaître l’évolution de la fréquence de ces risques, il faut souvent intégrer d’autres facteurs d’incertitudes qui ont parfois une importance plus grande sur le résultat que le changement climatique.

Dans l’ensemble, il est donc très difficile d’agir maintenant en fonction de la seule incertitude liée au changement climatique. Il est par exemple inconcevable d’engager aujourd’hui de grosses sommes d’argent pour construire de nouveaux barrages sur le bassin versant de la Seine en amont de Paris, seulement parce que le risque d’une crue du type de celle de 1910 pourrait doubler à cause du changement climatique.

Les acteurs de la gestion de l’eau sont pour le moment dans une position de veille active. Ils seront prêts à agir au moment où les conséquences du changement climatique seront suffisamment bien connues et qu’elles nécessiteront une intervention concrète et raisonnée de leur part.

Par contre, dans la mesure où dans l’ensemble le changement climatique entraînera une augmentation du «stress hydrique » (en été surtout),  il pourrait accélérer immédiatement les processus d’élaboration et d’application d’une gestion de l’eau plus raisonnée. En France par exemple, on peut peut-être prédire dès maintenant qu’il faudra un jour s’orienter vers une agriculture moins productiviste. En effet, une augmentation de l’irrigation pendant l’été pour produire plus, conjuguée à des sécheresses de plus en  plus fréquentes à cause du réchauffement planétaire, pourrait mener à une impasse écologique dans certaines régions françaises, notamment dans la Beauce ou le sud-ouest.

Références :

- Contribution du deuxième groupe de travail au troisième rapport de synthèse de l’IPCC. Chapitre 4 : Hydrology and water resources.

- Colloque SHF «variations climatiques et hydrologie ». Serge Planton : Scénarios de changement climatique et impacts sur l’hydrologie.

- Cours d’hydrologie de Pierre-Alain Roche. Paragraphe 1.6 : Le cycle de l’eau au cœur du débat autour du changement climatique.

II. Changement climatique : les fleuves

Plan :

1-Hypothèse sur l’évolution des flux fluviaux

            1-tendances observées

            2-pertinence des études

            3-effet du changement climatique selon les différents climats

2-Nécessité d’améliorer les prévisions

            1-GHCC

            2-données locales

1- Hypothèse sur l’évolution des flux fluviaux

La plus grande partie des études hydrologiques sur l’effet du changement climatique portent sur les évolutions potentielles du débit des fleuves et de la quantité résiduelle d’eau (précipitation non évaporée/surface, en mm par m²). Un lien simple peut être établi entre ces deux valeur : en général, la quantité résiduelle est le débit du fleuve divisé par la surface du bassin versant. Toutefois, ceci n’est pas toujours le cas. Dans les zones arides par exemple, une partie de la quantité d’eau tombée est évaporée, mais une autre partie est aussi infiltrée dans le sol avant même de pouvoir atteindre une rivière.

1.1. Tendances observées

Les tendances globales sont les suivantes :

- une tendance à la diminution dans la région saharienne,

- une tendance à l’augmentation dans les régions d’Europe de l’ouest et du Nord américain.

On a pu observer ces dernières années des événements climatologiques désordonnés : inondations imprévues dans certains endroits, sécheresses sévères dans d’autres… Ces événements ont permis de recueillir bon nombre de données sur le sujet.

Nous verrons tout au long de cette partie que les modifications de débits fluviaux peuvent provenir de deux faits :

- l’augmentation de la température

- les variations de la quantité annuelle de pluie

Aux Etats-Unis, les débits ont pratiquement tous augmentés ces dernières années. Cela est surtout du à un changement dans les précipitations. La variation de température globale observée n’a que très peu de rapport avec ce cas.

Dans l’Europe de l’Est, la Russie et le Canada, on a pu observer un décalage impressionnant des périodes de crue. Du printemps, elles se décalent progressivement vers l’hiver. Dans ce cas, c’est l’augmentation de température qu’il faut mettre en cause.

Le principe est le suivant :

Dans les zones intermédiaires entre la pluie et la neige, là où la température est voisine de zéro (ou plus froid bien sûr) tout l’hiver, une augmentation de 2 degré peut faire passer les précipitations de l’état neigeux à l’état totalement liquide. Ainsi, dans ces régions, la quantité de neige par rapport à la quantité de pluie diminue pendant l’hiver. Cela signifie que le débit des rivières, puis des fleuves, augmentent en hiver. Par contre, lorsque arrive le printemps, le débit diminue par rapport à il y a quelques années. Les neiges qui tombaient jadis en grandes quantité l’hiver, sont actuellement pauvres, et leur fonte ne suffit pas à remplir la rivière. La période de crue passe globalement du printemps à l’hiver.

Ce phénomène ne se produit que dans les pays à la limite neige/pluie. Dans le grand nord, cela ne change rien. En Sibérie et dans le nord du Canada, des études ont montrées que l’impact était minime puisque les précipitations continuaient de tomber sous forme de neige l’hiver.

1.2. Pertinence des études

Il est très difficile d’identifier des dominantes parmi toutes les données hydrauliques, et ceci pour plusieurs raisons :

- les variations des comportements hydrauliques sont très lentes, particulièrement dans les domaines arides.

- les aménagements humains le long des fleuves masquent les changements qui pourraient survenir. A quoi attribuer une variation du débit d’un certains fleuve où une retenue d’eau vient d’être construite par exemple ?

C’est pour cela que bon nombre de détracteurs remettent en cause les conclusions, ou du moins les hypothèses des chercheurs. Les modifications des débits des fleuves ne seraient que des évolutions normales, entrant dans le cadre d’une dynamique centenaire, voire millénaire du climat mondial. D’ailleurs, est-on bien sûr que l’évolution est réelle ? Il faudrait pour en être sûr disposer des données sur 2 siècles, ce qui est malheureusement impossible. A part la trace de quelques grands événements comme la crue de la Seine de 1910 à Paris, les données régulières sont introuvables.

En résumé, la tâche des défenseurs de la théorie du changement climatique et plus particulièrement de la modification du débit des fleuves n’est pas simple. En plus des données sur les années antérieures, trop peu d’études sont lancées dans les pays en voie de développement. Les seules études sont effectuées dans les pays riches, là où les aménagements fluviaux sont les plus importants. Alors, comment faire ?

1.3. Effet du changement climatique selon les différents climats

Une étude de 1999 utilise un modèle hydrologique à échelle macroscopique pour simuler les changements de quantité d’eau résiduelle d’ici à 2050.

(item II.1.)

Le premier scénario utilise deux modèles, dans lesquels la concentration de CO₂ dans l’atmosphère augmente de 1% par an.

Dans les moyennes latitudes et dans certaines régions subtropicales, les précipitations diminuent.

Dans les hautes latitudes et dans la plupart des régions équatoriales, les précipitations augmentent. Malgré cela, comme l’évaporation augmentera très probablement, certaines de ces zones verront malgré tout le débit des fleuves diminuer.

Climat froid ou tempéré = Amérique du Nord, Europe du Nord et de l’Est, une grande partie de la Russie, Chine du Nord et la plus grande partie de l’Asie.

Comme nous l’avons déjà mentionné, une plus grande partie des précipitations hivernales tomberont sous forme d’eau liquide plutôt que de neige. Ce qui aura pour conséquence d’avancer les crues de printemps à hiver.

Régions arides et semi-arides

Le débit des fleuves dans ces régions est très sensible aux modifications des précipitations. Un certain pourcentage en modifications peut provoquer un changement en débit bien plus grand.

Peu d’études ont été réalisées : quelques travaux en Afrique du sud, Australie, Chine du Nord, et sud de la Russie.

Régions tropicales humides

Le changement climatique affecte ces régions par la durée des précipitations et leur amplitude. Il est clair qu’un changement dans la durée de la mousson aura un impact conséquent sur le débit des fleuves et les inondations qui seront ainsi provoquées.

2. Nécessité d’améliorer les prévisions

1. Le GHCC

La mission du centre américain GHCC (Global Hydrologic Climate Center) est de mieux comprendre le cycle de l’eau, et ceci sur de nombreuses échelles. Le but est d’améliorer aussi bien les modèles à long terme que les prévisions météorologiques à courts termes. Il faut également pouvoir donner le degré de prédictibilité de ses modèles en prenant en compte la précision des sources de données, la précision du satellite par exemple.

(item II.2.)

Dernièrement, une description spatiale de la concentration de la vapeur d’eau sur les dix dernières années a été mise au point et utilisée pour engendrer des modèles. Dans certains cas, les tendances observées par les satellites sont concurrentes avec le résultat des modèles, mais pour d’autres, des différences capitales apparaissent. Comprendre quand et pourquoi les modèles sont valides ou non, et la nature et les limites des données satellitaires est la clé de leur utilisation intelligente dans l’étude des climats.

Un des axes actuellement développés par les scientifiques de GHCC est l’enjeu suivant : comment les évolutions des températures dans les océans et à leur surface modifient les vents et températures atmosphériques ainsi que l’humidité, qui pourra causer sécheresse ou inondation, à une échelle régionale ou continental. Le problème vient de la mesure des vitesses de vent, difficile à mettre en place, et pourtant si important pour les mouvements d’air et vapeur.

            2- données locales

Le problème avec les modélisations, c’est leur complexité. L’idéal serait une simulation à long terme sur un vaste domaine  avec une grande précision.

Le service météorologique britannique a réalisé une simulation de 240 ans avec un modèle couplé océan-atmosphère. La simulation débute en 1860 et les prévisions vont jusqu’en 2100. Comme la durée est très grande le pas géographique a du être réduit à 300 km, et c’est beaucoup. Cela ne lui permet pas de représenter la diversité du continent européen. Les capacités des ordinateurs sont limités et une études qui mettrait trop de temps (plus d’un an) à être résolu par des moyens informatiques coûterai trop cher.

C’est pourquoi des modèles à petites échelles sont utilisés pour comprendre l’évolution des débits des fleuves sur un seul bassin versant.

(item II.3.)

Voici l’exemple d’une étude réalisée sur la partie amont du bassin versant de la rivière Dore, délimitée par la station hydrométrique de Giroux. C’est un bassin versant de 820 km2, dans le Puy-de-Dôme, autour d’Ambert.

(item II.4.)

Allure du bassin versant

Voici quelques caractéristiques du bassin versant qui seront utilisées pour la modélisation :

(item II.5, illustration manquante)

Enregistrement des débits entre janvier et mars de l’année 1982

(item II.6, illustration manquante.)

Analyse statistique des débits observés, du point de vue des écoulements mensuels interannuels. Les traits fins de part et d’autre de la médiane donnent de indications quant aux années plutôt sèches ou plutôt humides.

• Voilà comment une modélisation est pensée :

Ne pouvant pas modifier les pluies réelles tombant sur la vallée de la Dore, on remplace le bassin versant par un modèle. Il va utiliser une entrée de pluie et d’évapotranspiration potentielle, et par calage, cherche à reproduire la chronique de débit observée.

Note : un calage est l’ajustement de quelques réglages issus d’une réflexion sur ce que le cas étudié a de particulier.

Ici, la pluie est prise en compte par la moyenne de cinq pluviomètres observés dans le bassin versant. L’évapotranspiration potentielle est estimée d’après les températures mensuelles inter-annuelles observées et des caractéristiques propres du sol et de la végétation. Ci-dessous, un extrait de la reconstitution des écoulements obtenue.

(item II.7, illustration manquante.)

Reconstitution par modélisations des débits observés de la Dore. Elle permet de confronter le modèle à la réalité passée. Ici, le modèle est assez juste.

Ceci fait, les réglages du modèle sont figés pour la suite.

• Après la modélisation vient l’application à un scénario :

Il faut d’abord caractériser le climat modifié auquel le bassin sera soumis. C’est là qu’interviennent les météorologistes. Toutefois, leur scénario doit être précisé car localement, car il n’est pas indifférent pour  un bassin versant de savoir s’il pleut 20% plus fort chaque jour de pluie, ou 20% de jours en plus. Dans notre exemple, il a été choisi de considérer que les pluies seront 20% plus intenses en moyenne sur les six mois allant d’octobre à mars, et 15% plus faibles en moyenne d’avril à septembre, le nombre de jours de pluie ne variant pas. Cela revient à multiplier la chronique de pluie par un coefficient variable avec la saison.

La modification de température prévue par le scénario se traduira dans le modèle par une augmentation de l’ETP.

• Application au modèle :

On applique au bassin versant les chroniques modifiées soit quant à la pluie seulement, soit quant à la température seulement, soit quant aux deux. Les deux changements sont bien sûr physiquement liés, mais les distinguer dans la modélisation permet de faire la part de chacun dans le changement d’ensemble.

(item II.8, illustration manquante.)

Analyse des débits mensuels : observés, reconstitués, sous scénario. Le changement de température, modérateur, n’a en fait que peu d’effet devant le changement de précipitation. L’étiage ne semble pas modifié, alors que le débit d’hiver double !

Analyse des crues d’un jour : observées, reconstituées, sous scénario.

(item II.9, illustration manquante.)

Analyse des étiages de 30 jours : observés, reconstitués, sous scénario. Selon 5 scénarii : année décennale sèche, année quinquennale sèche, année médiane, année quinquennale humide, année décennale humide. Les étiages ne semblent que faiblement affectés.

(item II.10, illustration manquante.)

• Analyses :

D’après le modèle, le débit sera modifié. On peut l’analyser comme suit :

Ø Des apports d’eau, écoulement apprécié au pas de temps mensuel, en moyenne sur les différentes années simulées : on constate que l’élévation de température diminue légèrement les écoulements, mais l’augmentation hivernale des pluies a des répercussions considérables. Il a quasiment moitié d’écoulement en plus.

Ø Du point de vue des crues ; elles augmentent très fortement du fait des pluies d’hiver plus intenses ; l’influence du changement de température semble modératrice, mais elle est insignifiante ! Les étiages semblent diminuer très sensiblement du fait de l’augmentation de l’évapotranspiration consécutive au changement de température, mais attention ! Les étiages de la Dore n’étant pas correctement reproduits par le modèle, les conclusions sur ce point sont très fragiles, d’autant plus que l’augmentation des infiltrations hivernales pourrait avoir un effet contraire.

L’étude terminée, on peut se demander en quoi elle est informative :

L’exercice réalisé esquisse un cheminement possible, certainement pas le seul, par lequel la communauté scientifique pourrait apporter des éléments de réponse à la question posée.

Il y a certes des conséquences hydrologiques dont on peut augurer : des crues plus accentuées et plus fréquentes en hiver, des étiages plus marqués en été. Cependant, il convient d’insister sur les nombreuses hypothèses ici faites, en précisant quelques points délicats :

Par nécessité, on s’est intéressé ici à un bassin versant particulier. Or des résultats locaux, quand bien même on les considérerait comme fiables, ne sont en rien extrapolables, ni géographiquement, ni à des bassins versants de géologie différente ; une grande diversité de situations locales restera la règle. La géologie, la végétation, l’occupation des sols et la taille du bassin le rendent unique.

Nous sommes encore loin d’une compréhension parfaite du phénomène. Il nous manque des données mais aussi des puissances calculatoires pour prévoir le phénomène au niveau mondial. A défaut d’être précis, visons le pire et réagissons en conséquence : pour éviter des catastrophes de plus en plus nombreuses dont nous n’avons déjà eu qu’un faible aperçu, prenons les mesures qui s’imposent, réduisons nos consommations d’énergie, et réduisons notre production de gaz à effet de serre.

III. Impacts sur le niveau des océans

1. Historique et mesure du niveau des océans

1.1. Mesures du niveau global des océans

1.1.1.La variation du niveau des mers dans le passé

Les études géologiques montrent que le niveau moyen des océans a connu des variations importantes au cours des 6 derniers millénaires. L’item III.1.1 ci-dessous montre une grande variabilité spatiale pour ces changements. Ceci s’explique par les mécanismes différents à l’origine de ces variations. Ainsi, à proximité des anciens glaciers, la variation du niveau de la mer s’explique principalement par le rebond postglaciaire. Dans d’autres localisations à faible activité tectonique et éloignées des anciens glaciers, le changement va s’expliquer principalement par la différence de répartition mer/glace dans les océans. Des modèles permettent aujourd’hui de mieux cerner les contributions relatives de ces deux effets à chaque localisation (cf. item III.1.1).

En dépit de cette importante variabilité spatiale, il est intéressant de connaître un ordre de grandeur moyen. La plupart des études s’accordent sur une hausse de 2.5m à 3.5m au cours des six mille dernières années mais cette hausse n’a pas non plus été linéaire dans le temps et on estime que la majeure partie de celle-ci s’est produite entre –6000ans et –3000ans.

L’item III.1.1. issue du rapport de l’IPCC 2001 illustre la grande variabilité spatio-temporelle du phénomène.

(item III.1, illustration manquante.)

1.1.2. Mesure par les marégraphes

1.1.2.1. Principe

à Le marégraphe

Un marégraphe est dans sa forme la plus basique un objet gradué sur lequel le niveau de la mer peut être estimé visuellement. De telles lectures ont individuellement une précision de l’ordre de quelques centimètres, mais si elles sont faites régulièrement cela peut donner de bonnes estimations pour la navigation et pour une moyenne annuelle du niveau de la mer.

Les marégraphes ont pris de nombreuses formes depuis leur invention au 17^ème siècle et de meilleurs résultats sont maintenant accessibles. Aujourd’hui, un marégraphe se présente typiquement sous la forme d’un cylindre vertical de  30 centimètres de diamètre qui se termine par un cône muni d’un orifice de 2.5 centimètres. Le faible orifice offert à l’eau pour entrer et sortir permet de limiter le débit et ainsi limiter l’influence des vagues sur la mesure. En revanche, les phénomènes de plus grande période sont mesurés par le dispositif, l’orifice jouant ici le rôle de filtre passe-bas. Il reste ensuite à mesurer la hauteur d’eau dans le cylindre. Traditionnellement cette mesure se faisait à l’aide d’un flotteur relié par un fil à un enregistreur. Aujourd’hui certains appareils plus précis déterminent cette distance en calculant le temps nécessaire pour une onde pour faire le chemin entre l’enregistreur et la surface de l’eau (aller et retour). Cette mesure se fait typiquement toutes les six minutes.

à Les corrections

            Les mesures fournies par les marégraphes ne sont pas directement exploitables pour la mesure du niveau global des océans. En effet, en dehors d’une éventuelle évolution du niveau des océans, le marégraphe enregistre également les marées, les effets de la circulation océanique, les réponses de l’océan aux conditions météorologiques,  ainsi que des mouvements éventuels du sol au niveau du lieu de mesure. Ce dernier phénomène est appelé le rebond postglaciaire et provient de la réponse du sol à la fonte des glaciers il y a 21000 ans. De nombreuses études ont tenté de modéliser ce phénomène et fournissent des cartes donnant la vitesse du mouvement du sol pour chaque localisation de marégraphe (voir item III.1.2).

(Item III.1.2)

1.1.2.2. Résultats

Une fois ces données corrigées, le calcul du niveau moyen des océans se fait dans la plupart des études par une simple moyenne (pondérée ou non) entre les différents sites. L’item III.1.3 donne quelques résultats récents.

Auteur	Estimation (en mm/an)	Commentaires
Peltier et Tushingham (1989, 1991)	2.4±0.9	Données globales
Barnett (1990)	1-2	Données globales
Nakiboglu et Lambeck (1990)	1.15±0.38	Données globales
Trupin et Wahr (1990)	1.75±0.13	Données globales
Douglas (1991)	1.8±0.1	Données globales
Shennan et Woodworth (1992)	1.0±0.15	Europe
Mitrovica et Davis (1995)	1.1-1.6	Données globales
Davis et Mitrovica (1996)	1.5±0.3	Côte Est USA
Peltier (1996)	1.94±0.6	Côte Est USA
Peltier et Jiang (1997)	1.8±0.6	Côte Est USA
Douglas (1997)	1.8±0.1	Données globales

Item III.1.3 : Déterminations récentes du niveau des océans à l’aide de données fournies par les marégraphes

Le principal problème auquel les chercheurs sont confrontés est la mauvaise répartition géographique des marégraphes. En effet, comme le montre la figure 1.2 où sont représentés les marégraphes référencés par le PSMSL (organisme recensant tous les marégraphes répondant à un certain nombre de critères), la plupart des marégraphes se situent dans l’hémisphère nord. De plus, ces marégraphes se situe par définition près des côtes. On obtient en définitive un réseau très anisotrope et de plus en plus pauvre à mesure que l’on s’intéresse à des dates éloignées.

(Item III.1.4)

C’est pour combler ces carences que des chercheurs européens et américains ont travaillé à l’élaboration de satellites de mesure. La qualité des résultats est devenue suffisante pour des évaluations fines du niveau des océans  avec le lancement en 1992 de la mission Topex Poseidon.

1.1.3 Mesures par satellite

1.1.3.1 Principe

Le satellite envoie une impulsion radar en direction de l’océan. Après son passage par l’atmosphère, l’onde arrive à l’interface air/eau et est réfléchie en direction du satellite en traversant à nouveau l’atmosphère. Le principe consiste à estimer la distance h en multipliant le temps nécessaire à l’aller et retour par la vitesse de la lumière. Des corrections doivent néanmoins être faites pour tenir compte du changement de vitesse de l’onde au moment de son passage dans l’atmosphère et dans l’ionosphère (la vitesse de l’onde est notamment influencée par le degré d’humidité). Une autre correction tient compte du temps nécessaire à la réflexion à la surface.

            Pour déterminer la hauteur de l’eau par rapport à l’ellipsoïde de référence, il est nécessaire de calculer l’altitude précise du satellite R de façon indépendante, le niveau de la mer est alors donné par la différence h-R. La détermination de R pour la mission Topex Poseidon se fait grâce au système GPS (Global Positioning System) et aux systèmes au sol SLR (Satellite Laser Ranging) et DORIS. On estime l’erreur dans la mesure de l’orbite à 2 à 3 centimètres.

Deux effets atmosphériques qui influent sur la vitesse de l’onde doivent être considérés afin de convertir le temps en distance : l’influence de l’ionosphère et celle de la troposphère. La ionosphère retarde l’onde en raison des interactions électromagnétiques avec les électrons libres. Corriger l’écart de temps associé à la ionosphère exige de connaître la quantité totale d’électrons contenue dans le faisceau situé entre le satellite et la surface de l’eau. Les observations du radar  se font à deux fréquences afin de déterminer cette quantité sans utiliser de modèle extérieur. L’effet de la troposphère peut quant à lui être séparé en deux. La correction sèche qui évalue la masse d’air sec que l’onde doit traverser et la correction humide qui prend en compte le retard additionnel dû à la vapeur d’eau dans la troposphère. La correction sèche est proportionnelle à la masse totale de l’atmosphère située dans le cône entre le satellite et la surface de l’eau. Cette correction est importante (typiquement 2 à 3 mètres). La correction humide est assez différente dans le sens où elle dépend de la concentration en vapeur d’eau contenue dans la troposphère, cette concentration est très variable tant dans le temps que dans l’espace. Ceci explique la complexité de cette correction qui reste un point à améliorer dans l’avenir.

Les dernières corrections à prendre en compte proviennent du mode d’acquisition des données. Le faisceau du satellite a une taille de l’ordre de quelques dixièmes de kilomètres carrés et il n’est pas difficile d’imaginer que la hauteur moyenne obtenue sur ce faisceau une fois tous les dix jours est assez différente de ce que l’on obtiendrait si l’on avait un enregistrement continu. Il y a deux contributions pour cet effet : l’état de la mer et les marées.

Le premier effet provient du fait que la mer est rarement plate, mais est plutôt presque toujours recouverte de petites vagues. Le faisceau du satellite est normalement assez grand pour moyenner ce phénomène mais cela ne fonctionne pas correctement dans la pratique. Une raison pour expliquer cela est que le sommet des vagues ne réfléchit pas l’onde avec la même intensité que le creux des vagues. Pour corriger cette dérive, il faudrait connaître le spectre complet des vagues. En réalité, on ne peut mesurer que la hauteur typique des vagues (significant weight height (SWH)) et non le spectre complet. On effectue alors la correction en utilisant un modèle avec comme données le SWH et la vitesse du vent.

Pour les marées, on utilise des modèles dont la prévision est maintenant tout à fait satisfaisante.

Un résumé de toutes les corrections et leur influence sur la qualité des mesures est donné dans l’item III.1.5.

	Amplitude de l’erreur	Conséquences sur la mesure
Calcul du temps de parcours	2cm	Influence limitée
Détermination de l’orbite	2-3cm	Influence limitée
Correction troposphérique humide	1.1cm	Corrections effectuées (point reste préoccupant)
Correction troposphérique sèche	0.7cm	Influence limitée
Correction Ionosphérique	0.5cm	Influence limitée

Item III.1.5 : Influence des différentes sources d’erreurs

1.1.3.2. Résultats

L’arrivée des mesures par satellites a été une source importante d’études. La plupart d’entre elles s’accorde sur le chiffre de 2.5mm/an pour la période s’étendant de 1992 à nos jours (Nerem et al., 1995). La précision des données fournies par la mission TOPEX/POSEIDON a notamment permis d’effectuer une décomposition en modes propres des variations globales des océans (Nerem et al., 1997). Church et al. et Chambers et al. ont développé en 2001 des méthodes visant à reconstruire l’évolution globale du niveau des océans sur l’ensemble du 20^ème siècle en pondérant plusieurs modes propres représentant une grande partie de la variabilité des océans grâce aux données discrètes fournies par les marégraphes. Toutes ces études sont encore imparfaites mais elles visent à s’affranchir de la faible extension temporelle des données des satellites en combinant la précision des satellites à la bonne extension temporelle des marégraphes.

2. Compréhension des phénomènes provoquant les variations du niveau des océans

Cette partie est largement inspirée du travail de l’IPCC (working group I) et plus particulièrement à The Scientific Basis, 2001, chapitre 11.

2.1. Elévation par expansion thermique

Quand l’océan se réchauffe, sa densité décroît et ainsi son volume augmente. La variation de la densité en fonction de la température n’est pas linéaire. L’expansion globale des océans dépend donc de la distribution des températures. Localement, la salinité peut également provoquer des variations significatives de volume. L’océan se réchauffe par des échanges thermiques avec l’atmosphère. Ces échanges sont amplifiés par les courants de convection des océans qui mélangent les eaux de surface chaudes avec les eaux profondes. Quand la chaleur de l’atmosphère est transférée rapidement, le niveau de la mer augmente rapidement mais cela retarde le changement climatique. Il est donc nécessaire d’intégrer cette interaction dynamique atmosphère/océan dans les modèles d’expansion thermique des océans.

L’IPCC considère que la dilatation thermique a contribué à l’élévation globale des océans au cours du XXème siècle à un rythme de 0,3 à 0,7 mm/an. Cette dilatation se poursuivrait encore plusieurs siècles, même si l’atmosphère cessait de se réchauffer.

2.2. Contribution des glaciers et petites calottes glaciaires

            Dans ce paragraphe nous ne nous intéressons qu’aux glaciers continentaux et aux petites calottes glaciaires, ce qui exclut le Groenland et l’Antarctique.

Définitions

            Un glacier, une calotte glaciaire peuvent gagner de la masse par accumulation de neige, laquelle se transforme en glace. Inversement, de l’eau est perdue par fusion, sublimation, ou emportée par le vent. A la base des calottes, des blocs de glace peuvent aussi se décrocher (icebergs). La variation nette de la masse totale du glacier sur une année est appelée le bilan de masse usuellement exprimé en m³/an. Le bilan de masse rapporté à la surface du glacier est appelé bilan de masse spécifique (en m/an). Enfin, la sensibilité du bilan de masse par rapport à une variable x (par exemple la température) est définie comme la dérivée partielle du bilan de masse spécifique par rapport à cette variable (en m/an/K par exemple).

Evaluation des bilans de masse

            Pour évaluer la contribution des glaciers et calottes aux variations du niveau global des océans, il faut connaître ces bilans de masse. Malheureusement, ils ne sont connus que pour une minorité de glaciers et les bilans de masse spécifiques varient beaucoup dans le temps et suivant la situation géographique.

            Les spécialistes arrivent tout de même à les évaluer en calculant dans un premier temps les sensibilités, en effectuant ensuite des mesures en quelques points du glaciers, puis en intégrant toutes ces données dans un modèle climatique valable dans les régions concernées.

Les modèles AOGCM prédisent une augmentation annuelle globale des précipitations allant de +1 à +3%. Les modèles de bilan de masse donnent qu’il faudrait une augmentation de 20 à 35% des précipitations pour compenser les phénomènes de perte de masse suite à une variation de température de +1°C. On peut donc en déduire que le bilan de masse des glaciers et calottes est surtout contrôlé la température, et dans une bien moindre mesure par les volumes de précipitations.

Il faut aussi prendre en compte le fait que si la surface du glacier diminue, les mécanismes de fusion et de sublimation. Ce phénomène dynamique pourrait réduire la perte de masse de 15 à 20 % sur les 70 ans à venir.

A la fois les observations et les estimations faites sur les sensibilités par rapport à la température donnent comme résultat une réduction de la masse des glaciers sur les 100 dernières années, ce qui correspond à une élévation du niveau de la mer de +0,2 à +0,4 mm/an.

2.3. Contribution des calottes polaires

Actuellement, l’eau contenue dans les calottes du Groenland et de l’Antarctique provoquerait une hausse de 70m du niveau de la mer si elle se transformait en eau liquide. Il ne faut bien entendu prendre en considération la glace de l’océan arctique, celle-ci étant incluse à la masse totale des océans. Le Groenland et l’Antarctique peuvent donc contribuer de manière très significative à la hausse du niveau moyen des océans. Comme dans le cas des glaciers continentaux, les précipitations tombant sur ces calottes sont compensées par la fusion et la formation d’icebergs. En ce qui concerne l’Antarctique, les températures y sont tellement basses que la calottes ne perd de la masse que par formation d’icebergs. La moitié de la masse perdue sur le Groenland provient de la fusion (surtout en été). Les processus de libération de glace ont des échelles de temps de l’ordre de 10² à 10⁴ ans. Les calottes glaciaires répondent donc aujourd’hui aux changement climatiques passés et, au cours du 21^ème siècle, il est probable que la seule contribution du changement climatique d’origine humaine se fera par fusion et sublimation en surface. La plus grande interrogation à ce jour concerne l’éventualité d’une libération additionnelle de glace suite à des effets dynamiques.

Les dernières modélisations pour le bilan de masse du Groenland donnent une contribution de +0.12 ±0.15 mm/an à la variation du niveau moyen des océans, ce qui n’est pas significativement différent de zéro. Pour l’Antarctique, l’effet de libération d’icebergs domine et ce phénomène est moins bien connu. Il faut émettre des hypothèses sur la distribution verticale des vitesses pour trouver la vitesse moyenne d’avancement de la calotte (ce qui permet de calculer la quantité de glace libérée). La contribution de l’Antarctique serait ainsi de –0.2 à +0.0 mm/an.

A cause de temps de réponses longs, les calottes polaires peuvent interagir avec les océans et les continents qui les supportent (voir 2.5 ci dessous).

2.4. Contribution des stockages d’eau sur et dans les continents

Des changements dans les quantités d’eau stockée dans les nappes phréatiques, les lacs et les réservoirs peuvent avoir une influence notable sur les niveaux des océans mais on ne dispose pour l’instant que de peu d’information quantitative et fiable à ce sujet.

On peut néanmoins supposer que la part la plus importante de ces évolutions est celle liée à l’exploitation des nappes phréatiques, au-delà de leurs taux de renouvellement naturels. Une partie de ces eaux extraites en excès s’infiltre à nouveau dans les sols, l’autre rejoignant les océans par écoulement ou évaporation.

On peut aussi prendre en compte la perte de volume de certains grands lacs. Ces pertes sont dues aux différentes utilisation humaines de l’eau (surtout l’irrigation). Une partie de cette eau quittant les lacs pourra rejoindre les océans par évapo-transpiration. A contrario, de nouvelles retenues d’eau sont construites par l’homme, ce qui peut entraîner une diminution du niveau des océans.

En fait, toutes les activités humaines modifiant les quantités d’eau naturellement stockées sur les continents peuvent avoir un effet positif ou négatif sur la hausse des océans. On peut ainsi citer l’irrigation, l’urbanisation, la déforestation.

Les quelques études et modélisations réalisées à ce sujet divergent grandement. L’IPCC considère que les variations de stockage d’eau sur les continents ont contribué pour   –1.1 à +0.4mm/an entre 1910 et 1990, ce qui souligne la grande incertitude entourant ce sujet.

2.5. Contribution des mouvements des continents

Les mouvements relatifs des continents par rapport aux océans peuvent se faire sur des échelles de temps très courte (séismes), assez longue (interactions océans-calottes glaciaires-continents) ou très longue (convections du manteau terrestre et sédimentation)

Les séismes n’influencent que localement la disposition des continents par rapport aux océans. Quant aux mouvements de convection et de sédimentation, les échelles de temps sont très grandes (10⁶ ans) et ils ne contribuent aux variations de niveau des océans qu’à des vitesses de l’ordre de 0,1 mm/an.

Les interactions océans-calottes glaciaires-continents s’effectuent sur des échelles de temps de l’ordre de 10³ à 10⁵ ans. Elles sont dues à la réponse visqueuse lente des continents aux variations de masse des océans. Alors que la dernière déglaciation se terminait il y a 6000 ans, les continents continuent de se soulever de nos jours en réponse à cette perte de masse. L’item III.X. montre bien que durant les 140 000 dernières années, ces phénomènes dynamiques ont entraîné des oscillations du niveau des océans ayant pour amplitude quelques dizaines de mètres.

(Item III.2.)

(Item III.3.)

3. Prévisions et incertitudes pour le XXIème siècle

            Pour pouvoir effectuer des prévisions sur les variations futures du niveau moyen des océans, il faut utiliser un scénario d’émission (voir l’IPCC Special Report on Emissions Scenarios = SRES), puis l’intégrer à un modèle AOGCM. C’est ce qui a été fait par l’IPCC (voir The Scientific Basis, 2001, chapitre 11) et nous allons essayer d’en rapporter les résultats dans cette partie.

Projections pour le XXIème siècle

- Expansion thermique : tous les modèles AOGCM s’accordent pour prédire une accélération de l’expansion thermique pendant la deuxième moitié du XXIème siècle. Les différents modèles dont les résultats rapportés par l’IPCC donnent une augmentation globale du niveau des océans par expansion thermique allant de +0.09m à +0,37m entre 1990 et 2090.

- Glaciers et petites calottes glaciaires : Les variations de précipitations n’ont pas lieu d’être prises en compte car elles n’influent pas beaucoup sur la masse totale des glaciers (voir section 2.2). Par contre la température est le facteur déterminant, et son évolution est donnée par les modélisations de type AOGCM. Enfin, il faut intégrer les variations de surface couvertes par les glaces. La contribution des glaciers et calottes varierait ainsi de +0.05 à +0.11.

- Calottes polaires : Dans le cas des calottes polaires, il faut intégrer une modélisation des variations de précipitations. Comme cela a été précédemment décrit dans la section 2.3, les modélisations utilisent des calculs de sensibilité des bilans de masse par rapport aux températures.

Item III4 : Prévisions de l’élévation globale du niveau des océans entre 1990 et 2100, pour les différents scénarios du SRES. La zone ombrée en gris foncée correspond aux fourchettes des 35 scénarios du SRES, en prenant les valeurs moyennes des modèles AOGCM

Finalement, l’IPCC prévoit une variation globale sur le XXIème siècle comprise en +0.11 et +0.77m. Mais il faut bien souligner que cette variation globale n’est absolument pas uniforme et les dégâts les plus importants seront causés par les variations de niveaux extrêmes. Il est pour l’instant difficile d’évaluer la probabilité de changements de « régimes de courants » dans les océans. Au delà d’une élévation globale du niveau des océans, ces changements de circulation des grandes masses d’eaux chaudes et froides pourraient induire de très grandes variations locales, lourdes de conséquences sur les activités humaines et les écosystèmes.

Sites web intéressants

· http://www.ipcc.ch/ ;ce site contient le rapport de l’IPCC 2001

· http://www.pol.ac.uk/psmsl/index.html ; site donnant des informations sur les marégraphes recensés par le PSMSL

· http://topex-www.jpl.nasa.gov/  ; site présentant la mission TOPEX/POSEIDON (aspect historique)

· http://www.jason.oceanobs.com/html/faq/alti_uk.html  ; site présentant le traitement des données de la mission TOPEX/POSEIDON (principales corrections)

· http://earth.agu.org/revgeophys/dougla01/node4.html  ; site concernant les variations historiques du niveau des océans

IV.   Agriculture et changement climatique

1. L’incertitude des données

La question des impacts du changement climatique sur l’agriculture et les milieux naturels reste sans réponse précise. Ceci trouve ses raisons dans la connaissance imprécise et les chiffrages larges du changement climatique. De plus, les connaissances des réactions des cultures ou des organismes aux changements climatiques sont elles-mêmes sujettes à controverses. En outre ces connaissances sont réparties inégalement suivant les types d’organismes et de cultures.

1.1. Le chiffrage du changement climatique lui-même :

1.1.1. La connaissance du cycle de l’eau :

La connaissance du cycle de l’eau et des phénomènes climatiques reste incomplète (IPCC groupe de travail n°1 ).

1.1.2. Les fourchettes de résultats (l’écart type) :

Dans le rapport du groupe de travail 1 de l’IPCC (Intergovernemental Panel on Climate Change), il est clairement précisé que les changements climatiques à venir dépendront évidemment des variations des activités humaines, qu’il s’agisse des rejets de gaz (CO2, SO2…), des activités agricoles et forestières, mais aussi de la réponse du système global aux changements.

C’est pourquoi, plusieurs scénarios ont été envisagés, et l’évaluation de leurs effets par les modèles de climatiques fournis des fourchettes de résultats assez larges. Par exemple, en ce qui concerne le taux de CO2 atmosphérique, les prévisions pour 2050 sont 463-623 et pour 2100 la fourchette est 478-1099 (IPCC groupe de travail n°2).

Nous ne nous étendrons pas plus sur ces fourchettes de résultats, car elles résultent plus du choix des modèles et des scénarios d’évolution des activités humaines. Néanmoins, il est important de les rappeler avant d’entrer dans le détail des impacts sur les milieux naturels, car toutes les études se réfèrent à ces chiffres.

1.2. La réaction des plantes à ces changements et leur prise en compte dans les modèles d’évaluation :

La connaissance de la réponse des plantes est essentielle à l’évaluation des pertes en rendement des cultures ou des risques de disparition de certaines espèces.

1.2.1. Les paramètres affectant les plantes :

-          L’augmentation de la concentration du CO₂ :

Elle semble avoir des effets positifs, compte tenu des expériences menées jusqu’ici. Un schéma (item IV.1) tiré d’un document de la FAO présente la complexité de l’évaluation des effets d’une augmentation du taux de CO2.

-          Les différents effets de l’augmentation du taux de CO2 :

o Meilleure photosynthèse. Ceci est une certitude au niveau des expériences de laboratoires. (Dahlman, 1993). Cependant, il semble que cet effet bénéfique s’estompe avec le temps. Les chercheurs doutent que cet effet qui peut induire une croissance supplémentaire de 25% puisse se maintenir pendant plusieurs années.

o Meilleure utilisation de l’eau. Peu de données sont disponibles sur ce point, mais des résultats expérimentaux sur le blé ont montré qu’on pouvait obtenir une amélioration de l’ordre de 50% (Barrow, 1999).

o Augmentation des rendements. Un doublement du CO2 pourrait augmenter de 20 à 30 % les rendements des cultures d’après Reilly (1996). Une autre étude du projet CLAIRE (Harrison, 1995) estime cette augmentation de rendement dans les mêmes proportions (item IV.2)

Item IV.2 :Résultats du programme CLAIRE (Harrison, 1995). Les valeurs des colonnes donne le rapport entre les quantités de matière sèches récoltables sous une concentration de CO2 élevée par rapport à celles actuelles.

Type de culture	Concentration de CO2 (ppm)	Matière sèche totale	Rendement
Raisins	700	1.21	1.23
Oignons	560	1.19	1.24
Betterave sucrière	700	1.24	1.34
Haricot	700	1.94
Blé	700	1.35	1.25

o Qualité ?. Peu d’études ont été menées sur le sujet. Cependant le rapport ACACIA de la commission européenne cite deux études menées sur le raisin (Bindi, 1999) et le blé (Wilbois et Schellberg, 1995) qui soulignent le fait que l’impact sur la qualité des produits dépend des espèces. Sur le raisin, l’amélioration (concentration en acides et sucre) varie suivant le stade de  maturité. Les effets positifs sont négligeables une fois le raisin à maturité. En ce qui concerne le blé, il ressort de l’étude citée que la qualité du blé risque d’être moins bonne (concentration d’azote plus faible).

Enfin, le taux de matière sèche est augmenté dans les légumes (salade, carottes, oignons et choux-fleurs), ce qui améliorerait la qualité des produits (Wheeler, 1996). Cependant les changements dans les possibilités de conservation ne sont pas encore clairs.

-          La variation de la disponibilité en eau :

Elle risque d’induire des effets négatifs sur les rendements des cultures. Il s’agit pour l’IPCC d’un des plus grands périls pour l’agriculture. En Europe par exemple, l’agriculture est déjà énormément consommatrice d’eau dans les régions semi-arides.

-          Les changements dans les températures.

Son impact le plus important se fera sentir principalement au niveau des extrêmes. En été, les maximales seraient plus élevées et en hiver les minimales seraient, elles aussi, plus élevées. L’impact sur les plantes risque d’être indirect (plus d’incendies en été par exemple). Les impacts directs seront marginaux dans l’espace, par exemple la limite de boisement en montagne risque de s’élever.

-          Le comportement et le stress lié aux évènements catastrophiques (sécheresse…).

-          La disponibilité des nutriments dans le sol.

Ces quelques points ne suffisent cependant pas à déterminer la réaction in situ de la plante. En effet, il existe des effets indirects possibles. Chaque espèce s’intègre dans un écosystème interdépendant. Parmi ces effets indirects mal connus ont peu citer les pathogènes du sol, le comportement du sol face aux changements climatique (assèchement possible, lessivage accru…), l’évolution des populations d’insectes et des maladies.

1.2.2. Les différents modèles et les problèmes rencontrés :

Il existe plusieurs modèles d’évaluation des impacts sur les cultures:

Les analyses transversales (ou modèles Ricardiens, de Ricardo) comparent les résultats effectifs des exploitations à travers des zones climatiques, les modèles agronomiques-économiques sont des simulateurs conçus à partir d'expériences agronomiques sur les principales cultures et les modèles de Zones agro-écologiques (ZAE) utilisent des rapports écophysiologiques détaillés pour prévoir les performances des végétaux. Ces techniques ont été appliquées principalement dans des pays développés, mais il existe aussi quelques études sur des pays en développement.

Les résultats de ces différents modèles sont variables. Par exemple, un modèle transversal envisage des dommages moins importants pour l’Inde et le Brésil que les modèles agronomiques.

Le principal problème des modèles agronomiques et agro-économiques est qu’ils nécessitent d’importantes expérimentations pour chaque culture. Par conséquent, les efforts se sont avant tout porté sur les cultures de céréales. Et comme le souligne Mendesohn et Dinar, peu d’études ont concerné les pays sous développés et leurs cultures.

Le désavantage du modèle transversal est le fait que l’on ne puisse pas savoir quand l’exploitant va décider de changer de culture afin d’améliorer ses revenus. Ce paramètre est très délicat à déterminer et il remet en cause la prise en compte de l’adaptation dans l’évaluation des effets du changement climatique.

Il serait faux de croire que seules les fourchettes d’évaluation du changement climatique sont sujettes à controverses. En effet, les modèles d’évaluation des impacts le sont aussi. Un article de Mendelsohn et Dinar dans The World Bank Research Observer vol 14 n°2 (August 1999) montre une différence dans les effets prévus par le modèle transversal (item IV.3) et par le modèle agronomique. En Inde, l’approche agronomique prévoit une baisse de 28% contre 15 à 23% pour le modèle transversal.

De plus, les évènements extrêmes saisonniers sont encore mal évalués. Par exemple, la température plus élevée en hiver pourrait avoir comme effet négatif de favoriser la survie des maladies.

Il y a aussi des discussions sur le problème de l’adaptation et sa prise en compte dans les modèles d’évaluation (se reporter à la partie sur l’adaptation).

Enfin et comme nous l’avons déjà dit, les controverses portent aussi sur le fait que les principales études agronomiques ne se sont intéressées qu’à des cultures typiques des pays industrialisés (blé, maïs, riz).

Item IV.3 : tableau des estimations par les analyses transversales des variations de revenu net résultant d’une hausse de température (Source : Climate chage, Agriculture, and developping countries. Does adaptation matter? Robert Mendelson Ariel Dinar 1999):

Pays	Augmentation de température (°c)	Variation de revenu (%)	Source
Etats Unis	2.0	-3 to +2	Mendelsohn, Nordhaus, and Shaw (1994)
Etats Unis	2.0	-3 to +2	Mendelsohn, Nordhaus, and Shaw (1996)
Inde	2.0	-3 to –6	Sanghi, Mendelsohn and Dinar (1998)
Inde	3.5	-3 to –8	Sanghi, Mendelsohn and Dinar (1998)
Inde	2.0	-7 to –9	Kumar and Parikh (1998)
Inde	3.5	-20 to –26	Kumar and Parikh (1998)
Brésil	2.0	-5 to –11	Sanghi (1998)
Brésil	3.5	-7 to –14	Sanghi (1998)

-Ces estimations ne prennent pas en compte la fertilisation induite par le CO2. Le scénario climatique choisit suppose une augmentation des précipitations de %-.

2. Les impacts envisagés sur les milieux gérés par l’homme (culture) :

2.1. L’agriculture :

2.1.1. Globalement :

Les principales évaluations des impacts concluent à une très grande variabilité entre les différentes régions du monde (IPPCC wg2 –Agriculture and Food Security).

Le graphique qui décrit l'évaluation des changements dans les rendements des récoltes (item IV.4) souligne cette variabilité entre les différentes régions du monde.

Item IV.4 : page 32 du document à la page web : http://www.ipcc.ch./pub/wg2TARtechsum.pdf

En fait, le problème va se poser pour les cultures dans des zones où celles-ci se trouvent à la limite de tolérance en température, par exemples dans les zones tropicales.

Les événements extrêmes risquent de modifier les rendements agricoles. Des températures minimales plus élevées pourraient favoriser  certaines espèces, par exemple dans les régions tempérées et en défavoriser à des latitudes plus basses. Enfin, des températures maximales plus élevées risquent de défavoriser de nombreuses cultures.

2.1.2. Les pays en développement :

Les résultats obtenus par une étude de la  FAO indiquent que les systèmes agricoles des pays en développement sont vulnérables au changement climatique, car ils reposent sur une utilisation moins intensive des capitaux et des technologies et se trouvent habituellement dans des zones climatiques qui ont déjà tendance à être trop chaudes et qui risquent de le devenir plus encore.

Les résultats des études agronomiques indiquent que le réchauffement de la planète à lui seul devrait réduire les rendements de la plupart des cultures dans les pays en développement. Cependant, ces réductions attendues des rendements seraient en partie compensées par une adaptation des agriculteurs et une fertilisation carbonique. Le réchauffement de la planète ne devrait avoir qu'un effet limité sur la production globale des pays en développement. Toutefois, les gains de production attendus dans les pays développés devraient placer les pays en développement dans une situation de désavantage relatif. De plus, à l'intérieur même des pays, certaines régions pourraient souffrir du changement climatique.

Les populations pauvres qui vivent dans ces zones seront touchées de manière disproportionnée. La communauté internationale devrait aider les pays en développement à étudier ces effets, à définir des stratégies d'adaptation et à préparer des programmes destinés aux zones à faible latitude afin de venir en aide aux ruraux pauvres les plus vulnérables au changement climatique.

Une étude macroéconomique de l’Université de Californie de Berkeley montre que le changement climatique dans les pays en développement entraînerait une perte pour ces pays et que leur production agricole diminuera. Le continent le plus touché étant de loin l’Afrique. 

2.1.3. Les pays développés :

Les Etats Unis :

Le changement climatique aux Etats Unis n’aura peut être pas d’impact. En effet en utilisant des modèles agro-économiques pour étudier les alternatives des exploitants et déterminer leur meilleur choix, il a été montré que ceux-ci prendraient leur décision de cultures, variétés et de pratiques agricoles pour éviter la baisse potentielle de rendement. D’autre part des analyses transversales suggèrent que les impacts seraient de moyennement dangereux à clairement positifs pour les différents états.

L’Europe :

« The Europe ACACIA Project » a essayé d’évaluer les impacts du changement climatique en Europe, notamment sur l’agriculture.

Plusieurs facteurs de changement ont été répertoriés, qui sont également valables pour le reste du monde. Ce sont surtout les impacts qui varieraient suivant les pays ou zones géographiques en fonction du mode de culture utilisé actuellement (extensif, traditionnel), et des adaptations possibles aux nouveaux problèmes (ce qui incite la FAO à favoriser les cultures « sans regrets » dans les pays en développement). Ces facteurs sont détaillés ci dessous :

§ La variation du CO2 atmosphérique, détaillée dans la partie 1.

§ L’élévation des températures permettrait le développement de certaines cultures vers le Nord, notamment en Russie et en Finlande.

§ La disponibilité en eau risque d’augmenter le coût d’irrigation. De plus l’augmentation de l’évaporation augmenterait le risque de salinisation des sols.

§ La variabilité climatique, si elle augmente est un risque plus grand que les tendances de fond du changement climatique. En cas de pics de chaleur, les cultures installées dans des zones où les températures sont proches des limites de tolérance des plantes peuvent dépérir et entraîner de fortes pertes (Ferris,1999).

§ La fertilité des sols et leur érosion. L’augmentation de température pourrait accélérer la décomposition organique dans le sol et les autres processus liés à sa fertilité. Le cycle du carbone, du phosphore, de l’azote et du souffre dans le système plante-sol-atmosphère  pourrait aussi s’accélérer, et augmenter les émissions de CO2 et de N2O.

De plus l’azote est assimilé par les plantes sous une forme résultant de l’action de micro-organisme. Cette assimilation est aussi facilitée par les symbioses avec des bactéries. Cette fixation de l’azote pourrait augmenter avec l’accroissement de la concentration de CO2 et l’élévation de température. Cependant, ces conclusions ne sont pas forcément valables si les sols viennent à s’assécher. Ceci diminuerait la croissance des racines et la fixation de l’azote, en plus de faciliter l’érosion des sols. Cette érosion serait aussi augmentée par des précipitations plus violentes et plus fréquentes.

§ Les maladies et les insectes. Les conditions sont plus favorables à la prolifération des insectes dans les climats plus chauds.

De plus, l’allongement de la période de croissance des plantes pourrait permettre aux insectes d’avoir plus de cycles de reproduction.

Enfin, les hivers plus chauds, dont on pense qu’ils permettraient une augmentation des rendements, pourraient malheureusement également permettre à certaines larves de survivre à l’hiver, alors qu’elles sont actuellement limitées en population par le froid.

Ceci obligerait les exploitants à utiliser des pesticides et insecticides plus fréquemment (plus de cycle de reproduction) et plus longtemps. Ce qui pourrait avoir des effets nocifs pour l’environnement et la qualité sanitaire des produits, ainsi que le développement de résistance des insectes. Dans tous les cas, cela impliquerait un besoin d’adaptation en terme de gestion des cultures, des traitements et des suivis du développement des maladies et insectes (ce que fait déjà la FAO).

§ Les « mauvaises » herbes : leur photosynthèse sera elle aussi stimulée par la plus forte concentration en CO2 de l’atmosphère pour les plantes C3 et leur utilisation de l’eau serait améliorée pour les plantes C3 et C4 (Patterson, 1995). Les effets différents du changement climatique (température, CO2) sur les cultures et les herbes sauvages risque de changer la compétition entre ces deux groupes au bénéfice de l’un ou de l’autre suivant les cas.

§ Les changements de répartition des cultures : il s’agit de la principale conséquence potentielle du changement climatique en Europe. Les changements les plus importants se situeront aux limites actuelles de cultures de certaines espèces. Par exemple en Finlande (Carter, 1996) on a trouvé un déplacement vers le Nord de 120 à 150 km par °c d’augmentation de la température moyenne annuelle. Les mêmes changements de répartition ont été trouvés pour les maladies et les insectes, ainsi que pour le maïs.

Enfin, les changements de répartitions des cultures sont aussi influencés par des considérations non agricoles. Par exemple dans les pays d’Europe centrale, de nombreuses zones humides jouent un rôle significatif dans le traitement des crues et des pollutions. Bon nombre de ces zones ont été transformé en terrain agricole, ce qui pourrait poser des problèmes avec le changement climatique. Il serait donc important et nécessaire de mettre en place des systèmes de gestion intégrée des milieux humides et agricoles.

Les impacts sur les différentes cultures :

§ Les céréales : blé, orge, avoine, seigle, et maïs.

Leur culture est limitée par différents paramètres suivant les pays ou régions et l’évolution des rendements est liée à celle de ces paramètres.

En Europe du Sud, le facteur limitant est principalement l’eau, avec les sécheresses et les températures élevées de l’été. On peut s’attendre à une diminution des rendements et/ou à un besoin d’adaptation fort.

En Europe centrale et du Nord, la culture du maïs est limitée par la température. Le changement climatique aurait donc des effets plutôt positifs.

En Europe de l’Est les rendements auraient tendance à baisser en raisons de l’augmentation des températures et une forte variabilité de ceux-ci est possible, en particulier dans les régions de steppes.

Les ordres de grandeurs de changement de rendement en Europe sont de plus de 4T /ha dans le Nord de l’Espagne, le Sud de la France et la Grèce, de l’ordre de +3 à 4 T/ha en scandinavie. Des baisses de plus de 3T/ha seraient possible au Sud du Portugal et de l’Espagne, en Bulgarie et en Roumanie. ( d’après les résultats d’une étude sur la limitation des cultures de blé en eau, Harrison et Butterfield, 1999).

§ Les plantes à graines :

Ces plantes sont principalement sensibles à la température et à la durée du jour. La zone de culture favorable risque de se déplacer vers le Nord, en particulier en Scandinavie. En Europe de l’Ouest, les rendements pourraient baisser pour le tournesol (Harrison et Butterfield, 1996). Cependant une autre étude montre une tendance à la hausse pour le soja en raison de l’effet positif du CO2 et d’un faible effet de l’augmentation de température sur la durée de la période de croissance (Wolf, 1999).

§ Les légumes :

Les scénarios climatiques les plus chauds prévoient généralement une baisse du rendement, tandis que les plus « frais » prévoient, eux, une augmentation du rendement des cultures de légumes.

§ Racines et tubercules :

Principalement la pomme de terre et la betterave à sucre. Les rendements de la seconde augmenteraient en raison de la fertilisation du CO2 et de l’augmentation de température qui auraient un  effet positif. En ce qui concerne la pomme de terre , il semble que les stratégies de cultures actuelles avec l’irrigation induiraient une hausse dans les rendements (Wolf, 1999).

§ Les cultures à fourrages pour l’alimentation animale :

Les principales questions concernent l’évolution de la qualité de ces cultures pour l’alimentation des animaux. En ce qui concerne les rendements, nous avons vu que le maïs et la betterave auraient des rendements en augmentation. De plus il semblerait que la conservation des fourrages ne soit pas altérée par le changement dans la qualité des cultures et du climat.

§ Les cultures permanentes :

Le principal impact sur les vignes serait une augmentation de la variabilité du climat qui menacerait la qualité des récoltes et du vin produit. Cependant, les régions de production potentielle augmenteraient, ainsi que les rendements.

La culture des oliviers pourrait se déplacer vers le Nord, en particulier en France, Croatie et Grèce (Bindi, 1992) et les régions de culture potentielle augmenteraient.

§ Les prairies :

Il est généralement reconnu que les prairies gérées de manière intensive auront des rendements supérieurs en raison de l’effet positif du CO2 : 20 à 30% d’augmentation en productivité (Thornley et Cannell, 1998). En fait, il semble que ce soit surtout les fortes variations de températures qui menacent les prairies et pas la tendance de fond, notamment en Angleterre et aux Pays de Galles  (Rounsevell, 1996).

La controverse est plus importante en ce qui concerne les prairies riches en espèces et pauvres en Azote.

Les régions les plus vulnérables :

Le changement climatique aurait un effet positif pour les pays du Nord de l’Europe, en augmentant la croissance des céréales de printemps. La période du manteau neigeux devrait diminuer, ainsi que les dégâts dus aux hivers rigoureux. Ce dernier point étant sujet à controverses. La culture de plantes à haut rendement en automne devrait augmenter, et le rallongement de la période de croissance devrait permettre la mise en place d’espèces à plus fort rendement. La zone de culture possible pour les différentes espèces devrait se déplacer vers le Nord. La période de croissance pour les prairies serait prolongée et les rendements élevés. Les maladies, insectes et mauvaises herbes pourraient devenir plus abondants et des nouvelles espèces pourraient s’installer. Le besoin en traitement pourrait donc augmenter.

Une diminution du gel du sol, la prolongation de la période dégelée et une possible augmentation des pluies pourraient accroître le lessivage des sols. De plus le rallongement de la période de croissance et le réchauffement devrait accélérer la pénurie de matière organique dans le sol.

Dans le Sud et une partie de l’Europe de l’Est, le changement climatique n’offrirait pas autant de perspectives positives. Un manque d’eau risque d’apparaître. L’augmentation de la variabilité climatique et des évènements extrêmes pourraient conduire à une baisse des rendements ou au moins à une variabilité de ces rendements. Cependant aucune zone ne devrait devenir impropre à l’agriculture.

Les régions les plus sensibles d’Europe, et cela est aussi vrai pour le reste du monde sont celles où une agriculture traditionnelle est pratiquée pour la production de produits de qualité. Dans le cas où les conditions climatiques jouent un rôle important dans la réussite des récoltes, les dommages risquent d’être les plus élevés.

On connaît peu pour l’instant les impacts du changement climatique à différentes échelles. Le problème est que les modèles agronomiques ne sont pas forcément construits pour analyser des régions entières, tandis que les modèles climatiques ont du mal à être appliqués localement.

La possibilité d’utiliser la combinaison des modèles climatiques et agronomes dépend aussi de la disponibilité des données concernant la variation spatiale du sol, du climat, de l’utilisation des terres et de leur gestion. Par exemple, une étude a montré qu’il suffisait d’une station météo pour représenter correctement le Danemark pourvu qu’on connaisse les sols avec un maillage de 10 km par 10 km (Olesen, 1999).

2.1.4. Les incertitudes :

Il s’agit d’une caractéristique essentielle du changement climatique. Pour bien évaluer les impacts du changement climatique, il faut tenir compte de la fourchette d’évaluation large des différents paramètres en jeu. Le tableau (Item IV.5) donne une idée de l’effet de l’incertitude des données climatiques sur les résultats d’évaluation de rendements pour différentes régions d’Europe.

Item IV.5 : Minimum, maximum et moyenne estimé des variations des rendements de blé (T/ha) évaluées par la limitation par l’eau disponible en prenant 24 scénarios de changement climatiques pour 2050 à travers le modèle EuroWheat (Harrison et Butterfield, 1999)

Région	Minimum	Maximum	Moyenne
Pays nordiques	0.7	3.5	2.1
Iles britanniques	0.9	2.6	1.7
Allemagne et Benelux	0.7	2.5	1.7
Pays alpins	1.5	3.2	2.1
France	-1.5	3.0	1.3
Portugal et Espagne	-0.9	4.5	1.4
Italie et Grèce	0.7	3.6	1.7
Pologne	-0.5	2.2	1.3
Europe centrale	-1.7	2.6	1.7
Bulgarie et Roumanie	-2.9	2.3	1.0

2.1.5. Les principales inconnues :

Il existe un consensus global dans la communauté scientifique que des facteurs secondaires de l’agriculture seraient affectés par le changement climatique. En particulier, les sols, les mauvaises herbes, les insectes et las maladies sont très sensibles aux changements de climat. Un impact possible seraient par exemple que les mauvaises herbes C3 soient plus compétitives que les cultures de plantes C4 (cependant une étude du « center of the study of Carbon Dioxyd and Global Change » estime qu’il n’en sera rien). Un autre serait que les insectes se montreraient plus consommateur de plantes en raison du changement de proportion entre C et N dans la composition des feuilles (partie 2.1.6).

Il y a aussi peu d’informations disponibles sur l’évolution de la qualité des produits agricoles suite aux changements climatiques.

2.1.6. Les insectes et les maladies :

L’impact du changement climatique sur les insectes et les maladies est encore mal connu, comme tous les facteurs indirects qui jouent sur les rendements agricoles.

Des résultats du projet Face du Brookhaven National Laboratory montrent que l’impact de la croissance rapide des plantes est aussi un problème, car une augmentation de l’activité des insectes a déjà été remarquée sur certains échantillons.

2.1.7. Les besoins de connaissance :

Tous les documents insistent sur la complexité du changement climatique et de ses impacts. Chacun donne des orientations possibles, en terme de recherche afin, soit de mieux comprendre les phénomènes, soit d’être prêt à s’y adapter. Il est bien évident que la deuxième orientation est plus discutable dans la mesure où on ne connaît pas précisément les données du changement climatiques.

§ Développement des OGM (organismes génétiquement modifiés).

§ Réaliser des études à l’échelle des champs. Cela est réalisé sur des parcelles aux Etats Unis (Brookhaven National Laboratory).

§ Etudier les effets du changement climatique sur les cultures spécialisées, dépendantes de la qualité du produit.

§ Etudes sur l’adaptation possible et sur la perception du changement climatique par les exploitants (voir la partie 3.1.2)

2.2. L’exploitation forestière :

Les principales sources exploitées concernent l’Europe, avec en particulier le rapport ACACIA.

2.2.1. Risques majeurs :

La variabilité génétique des arbres est suffisante pour s’adapter à la tendance globale du changement climatique. Les problèmes principaux seraient posés par l’augmentation de la fréquence des évènements catastrophiques, comme les sécheresses, le vent.

Il n’y a pas de risques majeurs pour les forêts européennes, sauf dans les régions méditerranéennes et d’Europe centrale où les incendies pourraient devenir plus fréquents.

2.2.2. Impact sur la productivité des arbres :

Une augmentation de la croissance des arbres est susceptible d’apparaître. Ceci a déjà été observé en Autriche, Danemark, France, Allemagne, Slovénie, Suède, Suisse, Portugal et Espagne. Un changement notable serait la prédominance des espèces caduques dans les forêts européennes, même dans le Nord de l’Europe.

Dans le Nord de l’Europe , la gestion des forêts et en particulier la préférence pour la régénération naturelle devrait permettre à celles-ci de bien s’adapter. Dans le reste de l’Europe la recrudescence des sécheresses risque de gêner la mise en place de telles régénérations.

2.2.3. Impacts connexes :

Le déclin potentiel de certaines espèces risque d’avoir un impact important sur la faune, la flore et les paysages. Dans le Nord de l’Europe, l’augmentation des précipitations, la réduction de la durée d’enneigement et du gel du sol risque d’augmenter les coûts d’exploitation des forêts.

2.2.4. Insectes et maladies :

Leurs populations risquent d’augmenter , mais dans des proportions qui restent floues et pour lesquelles les mesures à mettre en place ne sont pas clairement identifiées.

Par exemple, Ips typographus devrait être favorisé par le changement climatique. La période d’envol commence lorsque la température dépasse 18°c au printemps. Par conséquent, le changement climatique devrait augmenter le nombre de générations produites au cours d’une année.

2.2.5. Les besoins de connaissance :

Trop peu de connaissances sont disponibles sur la réaction des arbres matures aux variations des conditions climatiques. Les études des arbres des forêts européennes ne réunissent des données qu’entre le semis et la phase juvénile. Il y a donc un besoin de connaissance à ce niveau.

Les mécanismes de transports des maladies et des insectes sont aussi mal connus, ainsi que les effets des changements climatiques sur ses facteurs qui agissent indirectement.

3. Les impacts sur les écosystèmes sauvages :

3.1. Généralités :

3.1.1. Variabilité :

Tout comme les impacts sur l’agriculture, les impacts sur les écosystèmes sont très variables suivant les régions du monde et des continents eux-mêmes. Cette variabilité, ainsi que l’incertitude des résultats constitue véritablement le consensus entre les différents travaux de recherche sur le sujet.

Les écosystèmes subissent déjà diverses pressions liées à l’activité humaine, comme la pollution, les changements dans l’usage des terres ou les récoltes intensives.  Les impacts du changement climatique sur ses milieux dépendront fortement des variations des pressions liées à l’activité humaine. De plus, la capacité d’adaptation est plus grande pour les milieux gérés de manière intensive par l’homme que pour ceux gérés de manière moins intensive et de moins grande valeur économique.

3.1.2. Disparition d’espèces :

Sans adaptation, on prédit avec une grande certitude la disparition des espèces déjà fortement menacées.

De plus, cette réduction éventuelle des espèces sauvages aurait un impact sur les services rendus par certaines espèces, comme la pollinisation, le contrôle des maladies. On peut aussi envisager des pertes liées à la disparition des loisirs liés à la faune et la flore (chasse, promenade…) et des problèmes pour les pratiques religieuses de certaines communautés.

3.1.3. Impacts généraux :

Les impacts sur les écosystèmes seraient, à la vue des études expérimentales, un allongement de la période de croissance de la végétation de 1,2 à 3,6 jours par décennies (IPCC) dans les régions les plus au Nord, un réchauffement des lacs et des fleuves résultant du à un enneigement moins long. Une diminution de la diversité serait possible à cause du stress lié à une température maximale plus élevée. Un changement dans les effectifs des populations et les périodes et étendues des migrations est aussi possible.

La composition de la faune et la flore risque à terme de changer et les zones de répartition géographiques de se déplacer. Cependant ces changements interviendraient en décalage par rapport aux changements climatiques.

Des expériences menées sur les arbres ont mis en évidence une amélioration de la photosynthèse et une meilleure utilisation de l’eau sous l’influence d’une atmosphère enrichie en CO2. Elles ont également montré qu’il y avait une possibilité non négligeable que cette influence bénéfique s’estompe avec le temps. Cependant, la productivité globale des écosystèmes est généralement dégradée, et les recherches montrent toutes que l’écosystème le plus touché serait les forêts boréales.

Les écosystèmes alpins risquent aussi d’être parmi les plus touchés en raison des forts endémismes dans la flore alpine et de son incapacité à migrer en altitude.

Les frontières Nord et Sud de répartition de poissons évolueraient dans le sens d’une diminution de la zone des espèces d’eaux froides et d’un accroissement pour les espèces d’eaux plus chaudes.

Les eaux intérieures sont très vulnérables en raisons de leur faible taille (lacs…). La réduction des glaces sur les fleuves et les lacs menacerait les poissons d’eau froide, en permettant l’introduction d’autres espèces et en exacerbant les problèmes liés à la pollution (eutrophisation).

Dans les régions les plus arides, le changement climatique risque de diminuer encore l’humidité présente dans le sol et donc la productivité malgré l’effet positif du CO2. De toute façon ces régions subissent avant l’influence des phénomènes climatiques extrêmes. Le changement dans les fréquences de ces phénomènes entraînerait une baisse de la productivité, une dégradation accélérée du sol et une perte du carbone stocké.

Les régions humides risquent, elles, d’être remplacées par des forêts. Cependant, la plupart des régions humides sont fortement dépendantes de leur gestion par l’homme et de son impact sur la ressource en eau.

3.2. Ecosystèmes européens :

Encore une fois, il faut préciser que les résultats présentés dépendent fortement des hypothèses de scénarios et notamment de l’évolution du taux de CO2, des températures, de l’ensoleillement, de l’humidité.

De plus, comme pour l’agriculture, voire de manière encore plus importante, aucune étude ne s’est intéressée à un écosystème global. Ainsi on ne connaît pas l’influence véritable du CO2 sur la production primaire nette (NPP en anglais)

3.2.1. Variabilité dans les facteurs limitant :

La grande diversité des écosystèmes européens s’explique par des conditions climatiques très complexes, que ce soit localement ou à l’échelle du continent. Les écosystèmes des régions du Nord et de l’Ouest de l’Europe devrait être limité en température, tandis que ceux du Sud et de l’Est dépendent plus de la disponibilité en eau.

3.2.2. Tendance globale :

Le réchauffement et l’augmentation du taux de CO2 dans l’atmosphère devraient permettre une hausse de la productivité des écosystèmes. Cependant des facteurs indirects, dont ceux précédemment cités pour l’agriculture pourraient inverser cette tendance.

3.2.3. Effet des précipitations :

Un changement dans les précipitations  risque d’entraîner une perte pour les écosystèmes, en raison d’un manque d’eau potentiel pendant la période de croissance, même si le CO2 devrait permettre une meilleure utilisation de l’eau.

Les sécheresses l’été risquent d’augmenter la fréquence des incendies dans les écosystèmes européens.

3.2.4. Evolution globale

Les autres effets que ceux liés aux changements climatiques sont plus nocifs que celui-ci.

Sous les hypothèses des scénarios de changement climatique choisi par le projet ACACIA, les écosystèmes aux feuillages importants risquent de se déplacer vers le Nord et l’Est, tandis que les écosystèmes humides et chauds du Nord de la péninsule ibérique s’installeraient au Nord de la France et au Sud des îles britanniques.

3.2.5. Régions spécifiquement touchées :

Les régions de Toundra : Les écosystèmes proche de la limite de boisement alpine et arctique sont particulièrement sensibles au réchauffement, ce qui devrait entraîner un déplacement vers le Nord de cette limite. La disparition du permafrost risque de menacer la stabilité du sol et la croissance des végétaux. La fonte des neiges plus précoce menacerait les rongeurs de la toundra et leurs prédateurs. Les espèces de poissons vivant dans les eaux très froides risquent de voir leur population décroître avec le réchauffement, en particulier au niveau des limites actuelles des zones de peuplement et dans les lacs peu profond.

Les régions boréales : Un changement dans la composition des forêts est possible, ce qui entraînerait une meilleure productivité. Dans un tiers de la forêt boréale, les conditions seraient acceptables pour le développement d’espèces tempérées. Cela entraînerait une modification des espèces présentes dans ces zones, en particulier dans les lacs et les rivières où la luminosité risque d’être modifiée.

Les régions tempérées : dans un tiers de la zone tempérée les conditions deviendraient plus favorables aux espèces caduques qu’aux forêts mixtes actuelles du nord de la zone.

Les régions méditerranéennes : Les incendies risquent de  se multiplier. Un changement d’espèces à germination tardive à des espèces à germination précoce devrait se produire si les précipitations diminuent. Les zones humides de ces régions risquent de se réduire et de disparaître.

3.3. Variabilité suivant les régions du monde :

La variabilité entre les différentes régions du monde est importante, tout comme cela est le cas au niveau régional (exemple de l’Europe). Pour se faire une idée, il suffit de parcourir les bilans tracés par continents par l’IPCC dans le rapport du groupe de travail n°2.

3.4. L’adaptation dans les modèles agronomiques:

3.4.1. Prise en compte :

Il faut remarquer que dans de nombreuses évaluations des impacts sur l’agriculture, aucune adaptation n’est prise en compte. Cependant, cela peut paraître fondé compte tenu de la question suivante : Quel processus décisionnel pour mettre en place des stratégies d’adaptation ?

Le rapport ACACIA estime que l’entité représentée par l’exploitation agricole, et ses performances joueraient un rôle important dans le changement climatique. La plupart des exploitations agricoles européennes sont encore des exploitations familiales. Elles sont gérées dans l’ensemble de façon à maximiser leur profit.

3.4.2. Difficultés de mise en place opportune :

La stratégie consistant à s’adapter aux changements climatiques paraît judicieuse et l’agriculture moderne, tout au moins dans les pays occidentaux, laisse penser que le changement climatique entraînera peu trop de dommage, voir du profit. Cependant, il n’est pas garanti que les bonnes stratégies d’adaptation soient mises en place, en raison de l’effet masquant des variabilités du climat sur les tendances de fond (Stephen H. Schneider, 2000 Adaptation : sensitivity to natural variability, agent assumptions and dynamic climate change).

3.5. L’adaptation pour l’agriculture:

3.5.1. Différents niveaux :

Tout comme les études des différentes cultures et leurs modèles étaient déséquilibrés entre les pays riches et les pays en développement, il risque d’en être de même en ce qui concerne les possibilités d’adaptation pour l’agriculture. Il s’agit là d’un consensus de la FAO et de l’IPCC.

Il existe deux types d’adaptation : celle au niveau de l’exploitant (appelée de niveau 1 par la Mission Interministérielle de l’Effet de Serre) et celle relevant d’un niveau supérieur à l’exploitation individuelle, et nécessitant des investissements plus importants(adaptation de niveau 2 de la Mission Interministérielle de l’Effet de Serre). Ces deux stratégies d’adaptation ont été examinées dans un nombre de plus en plus grand de modèles économiques ou d’évaluation des impacts (IPCC wg2).

3.5.2. Niveau 1, court terme :

Le changement des dates de semis et de récoltes, le recours à des cultures plus adaptées sont une des formes d’adaptation de niveau 1.

3.5.3. Niveau 2, long terme :

Une autre stratégie d’adaptation est le développement important de nouvelles infrastructures, notamment au niveau de l’irrigation.

La recherche de variétés plus adaptées, de l’ordre de la recherche agronomique apparaît aussi comme un moyen d’adaptation, dont profiterait l’agriculture intensive.

Le changement de la répartition de l’usage des sols

Les changements dans la gestion des fermes.

On peut se reporter au tableau qui présente quelques chiffrages tirés d’études agronomiques (item IV.6) qui montre que les adaptations de niveau 1 compensent un peu le changement climatique et que l’ajout d’adaptation de niveau 2 compense les pertes liées au changement climatique. Ce point semble être un consensus (FAO doc.). Cependant, les coûts des adaptations de niveau 2 risquent d’être limitatifs et les pays en développement ne pourront sans doute pas les mettre en place.

Item IV6 : Exemples de quelques évaluation de stratégies d’adaptation (Source : Climate chage, Agriculture, and developping countries. Does adaptation matter? Robert Mendelson Ariel Dinar 1999)

Pays	Culture	Stratégies	Résultat	Source
Grèce	Maïs	Nouvelles variétés Date de semis avancée (10 à 30j)	Pas de baisse de rendement envisagée	Kapetenaki et Rosenzweig 1997
Espagne	Blé et maïs	Nouveaux hybrides Date de semis différentes	Pas de baisse de rendement	Iglesias et Minguez (1997)
Etats Unis	Céréales	Mélange des cultures Variétés Dates de semis et de récolte Méthodes d’irrigation	Réduction de 50% des effets négatifs envisagés	Reilly (1996)
Sud de la Chine	Riz	Date de semis différentes Variétés différentes	Augmentation des rendements actuels dans les régions du nord	Jin (1994)

3.6. L’adaptation pour les forêts:

3.6.1. La conclusion de l’IPCC :

L’adaptation dans la gestion des forêts devrait limiter les pertes, voir même augmenter les profits dans certaines régions. Les diverses possibilités d’adaptation sont les mêmes que pour l’agriculture : planter des espèces mieux adaptées au climat, génétiquement modifiées et intensifier le suivi et la gestion des arbres.

Les prix du bois pourraient même baisser dans certaines régions.

3.6.2. Les mesures envisageables au niveau  des forêts européennes :

Dans tous les cas il faudrait limiter les importations de bois fraîchement coupé pour éviter l’apport de maladies et d’insectes.

Forêt boréale :           Rotation plus courte.

                                 Régénération naturelle des parcelles.

                                 Implantation d’espèces venant du Sud.

                                 Préférence pour les espèces caduques.

Forêts Atlantiques et continentales au Sud :

                                 Rotation plus courte et espacement plus important des arbres.

                                 Choix de conifères plus résistant à la sécheresse.

Forêts méditerranéennes :

                                 Rotation plus courte.

                                 Développement de la gestion du sol et techniques de plantations adaptées à l’augmentation des sécheresses.

                                 Accroissement de la surveillance et de la protection contre les incendies.

3.7. Les mesures préventives:

3.7.1. Les actions de la FAO :

D’autres types de mesure, que développe la FAO, s’inscrivent dans des stratégies d’adaptation :

-          La surveillance des conditions du milieu et des changements du climat à des fins préventives :

Le système global d’observation terrestre (GTOS) a été mis en place en janvier 1996 afin de faire face au manque de données nécessaires pour étudier et comprendre les changements majeurs survenant dans nos eco-systèmes terrestres. Le but de GTOS est d'améliorer la qualité et la couverture spatiale des données relatives aux écosystèmes terrestres, de les intégrer dans une base de connaissance mondiale, et d'en faciliter leur accès.

La base de données des Sites de Surveillance des Ecosystèmes Terrestres (TEMS) est un répertoire international de sites (T.Sites) et réseaux dont la mission est de surveiller, sur le long terme, nos écosystèmes terrestres. TEMS se base sur une liste de 110 variables environnementales et fournit des informations sur le "qui fait quoi et où", à propos de la surveillance des écosystèmes terrestres, à destination des communautés scientifique et politique. Cette nouvelle version (mai 2001) a été conçue et réalisée par GTOS et contient de nouvelles fonctions comme un moteur de recherche avancée, un nouveau jeu de variables environnementales ou encore une interface graphique basée sur des cartes écologiques.

D’autre part, le projet de RANET (RAdio & InterNET for the Communication of Hydro-Meteorological and Climate Related Information ) a été conçu spécifiquement pour rendre plus accessible aux institutions nationales et provinciales et aux communautés rurales l'information sur le climat et le temps. Des détails sont fournis en annexe (item IV.7).

Item IV.7 : RANET :

Ce système a été conçu et initié par le Centre Africain des Applications de la Météorologie pour le Développement (ACMAD), avec l'appui d'associés aux Etats-Unis (l'Université de l'Oklahoma, NOAA, USAID) et est actuellement soutenu par un grand nombre d'institutions nationales et internationales de tout le monde.

Dans la coopération avec ses associés, RANET est maintenant capable de faire des observations, des prévisions et des bulletins plus aisément disponibles pour des services hydro-météorologiques en Afrique. L'information est émise sur le satellite AfriStar comme un signal radio digital sur l'ALC (Africa Learning Channel (Canal)). Le satellite bandwith est disponible par la fondation Worldspace¹. Avec un récepteur approprié et l'adaptateur, une radio digitale, cette information peut être facilement accessible : la radio reçoit l'information du satellite en utilisant seulement une petite antenne. De la radio, le signal passe par un modem à un ordinateur sur lequel on peut voir l'information comme le texte, des illustrations et des images. De cette façon les limitations de connectivité d'Internet ou la largeur de bande et la vitesse ne sont plus une barrière d’accès à l'information critique. On peut aussi voir l'émission de l'information par RANET via l'Internet, sur un site de miroir NOAA². Son coût est relativement peu élevé comparé à d'autres technologies sans fil et l'accès au contenu de RANET n'exige pas d'honoraires d'abonnement. Donc, son utilisation doit être encouragée et promue pour la communication internationale dans les pays en voie de développement.

¹WorldSpace Fundation est une organisation américaine à but non lucratif basée qui a été créée en 1997 pour distribuer des contenus éducatifs et informationnels aux gens dans les régions en développement du monde qui sont désavantagées par l'analphabétisme, la pauvreté ou l'isolement géographique. La fondation est associée avec un grand ensemble d'organisations pour distribuer ses programmes éducatifs par émission sur des satellites WorldSpace :

http://www.worldspace.com/aboutus/ws_foundation.htm

² http://www.cip.ogp.noaa.gov/rcp/a/index.html

-          Une veille sur la production agricole mondiale :

Dans des buts de planification, et d’alerte rapide grâce au Système Mondial d'Information et d'Alerte Rapide sur l'Alimentation et l'Agriculture (SMIAR) à l’aide de satellites (ARTEMIS).

3.7.2. Les cultures et stratégies « sans regrets » :

Par ailleurs la FAO ( Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture) incite le développement d’une agriculture « sans regrets », en encourageant les pratiques agricoles qui résistent à la variabilité du climat.

Cependant, ce type de mesure, qui semblent découler d’un bon sens évident peut lui aussi être mauvais si on pousse le raisonnement critique aussi loin que John Reilly, dans une publication de la banque mondiale. En effet à quoi bon investir dans des systèmes d’irrigation modernes si la rivière où est prélevée l’eau vient à s’assécher ?

3.8. L’adaptation pour les milieux naturels:

3.8.1. La conclusion de l’IPCC :

En ce qui concerne les espèces menacées, les adaptations possibles consisteraient à définir de nouvelles zones de réserve, ainsi que des corridors pour faciliter la migration des espèces. La reproduction en captivité des espèces menacées et leur réintroduction dans des zones plus favorables serait aussi envisageable. Toutes ces possibilités seraient limitées par leurs coûts.

4.  « Mitigation », réduction des effets du changement climatique :

4.1. L’agriculture est responsable d’émissions nocives.

4.2. La lutte contre les gaz à effet de serre :

4.2.1. Observation des puits à carbone :

Le Système mondial d'observation terrestre (SMOT) a été établi conjointement par la FAO, le CIUS, le PNUE, l'Unesco et l'OMM en 1996 dans le but de fournir aux responsables des politiques, aux gestionnaires de ressources et au monde de la recherche les données à long terme dont ils ont besoin pour détecter les changements mondiaux et évaluer la capacité des écosystèmes terrestres de soutenir un développement durable. Le secrétariat du SMOT est basé au siège de la FAO. L'un de ses domaines d'action prioritaires est les changements climatiques et le SMOT est aujourd'hui le promoteur d'une Initiative d'observation du carbone terrestre (TCOI) qui vise à aider les pays à évaluer et à contrôler les sources et les puits de carbone dans le secteur agricole et rural, grâce à la collecte systématique de données sur le carbone à l'aide d'observations au sol et par satellite. Cette Initiative se propose de combler le manque de données et d'informations au sujet du cycle du carbone terrestre et elle vise donc à constituer de manière systématique, à l'échelle mondiale, des ensembles de données sur le carbone qui se révéleront nécessaires par la suite aux fins de la Convention-cadre. Ces deux activités comblent ainsi un déficit quant aux informations requises en vertu de la Convention-cadre.

4.2.2. Evaluation du potentiel de séquestration du carbone :

4.2.2.1.           Évaluation dans les Pays en voie de développement

Pratique du labour de conservation et séquestration du carbone :

Le labour de conservation (ou Conservation Tillage en anglais) est de plus en plus pratiqué dans quelques pays en voie de développement. Le système de labour de conservation est défini comme laissant au moins 30 % ou plus de résidus de récolte sur le sol dans la plantation (Lal , 1998). Les pratiques de labour réduites peuvent protéger  la matière organique du sol de la décomposition en réduisant au minimum les chances de ravinement. Dans des pays d’Amérique Latine, comme le Brésil, l'Argentine et le Mexique, les secteurs dans lesquels cette technique est pratiquée augmentent et sont actuellement évalués à environ 12 millions d'hectares (Derpsch, 1999). Les pays en voie de développement en Afrique n'ont pas été capables d'adopter ces pratiques, bien qu’elle existe dans quelques pays comme l'Angola, le Bénin, le Ghana, la Côte d'Ivoire, le Kenya, le Mozambique, le Niger, l'Afrique du Sud, la Tanzanie, le Zimbabwe et la Zambie. En Asie, cette pratique est limitée à environ 250,000 ha dans des pays comme la Malaisie, le Japon et le Sri Lanka.

Lal (1997) a évalué le potentiel de séquestration du carbone global(mondial) par cette technique en supposant que 25 % de la terre agricole totale dans les pays en voie de développement était traitée ainsi, 75 % aux Etats Unis et que 50 % des terres dans d'autres pays développés pouvaient être aussi traitées par le labour de conservation avant 2020. L'évaluation du potentiel de séquestration du carbone du changement de pratiques de labour va de 1.5 Mt C à 4.9 Mt C avant 2020.

Les améliorations des systèmes agricoles sur brûlis :

Elle est pratiquée par environ 300-500 millions de personnes sous les tropiques, concernant environ 240 millions ha de forêt fermée et 170 millions ha de forêts ouvertes. Cette pratique est considérée comme une cause principale d'émissions de gaz à effet de serre terrestre. Cependant, des études au niveau des champs ont aussi montré que, le  carbone perdu dans de telles activités peut être regagné en laissant la terre en jachère pendant de plus longues périodes. Tinker. (1996) a évalué que pendant la période de reforestation après l’abandon, environ 2 tonnes de SOC/ha/an et 2 à 3.5 tonnes de C/ha/an pourraient être séquestré dans la forêt tropicale fermée du Costa Rica. Kotto (1997) a fourni des évaluations semblables pour les zones de forêt humides du Cameroun. La réserve en carbone à la surface du sol dans la forêt originale a été évaluée à 300 t C/ha dont environ 204 t C/ha ont été affectées à la biomasse des arbres en surface.

Pratiques d'Agrosylviculture

L'Agrosylviculture a longtemps été considérée comme une pratique d'agriculture écologiquement saine et ayant un potentiel pour la séquestration du carbone perdu par des changements d'utilisation des terres. Turnquist  (1999), a examiné la réserve de carbone dans les sols dans des systèmes d'agrosylviculture au Costa Rica. Son évaluation s’étend de 42 g C/kg à 31 g C / kg dans les couches de sol de 0-5 cm et 5-15 cm de profondeur. Ils ont aussi évalué le taux de carbone dans des  pâturages pour les mêmes couches de sol. Les résultats ont donné respectivement environ 45 g C/Kg à 31 g C/kg et n'ont pas montré beaucoup de différence dans les taux entre des sols utilisés différemment. Une étude effectuée au Cameroun a aussi indiqué que si 425 arbres par ha croissent au même taux que la jachère, et si la matière organique du sol est stabilisée, alors un tel système d'agrosylviculture pourrait séquestrer environ 176 t C/ha après une période de dix ans (Kotto, 1997). De même, Makundia et Ati (1995) évaluent le potentiel de séquestration carbonique de terrains dégradés en Tanzanie à 422 Mt C en répartissant les terrains dégradés entre différentes utilisations des terres comme des plantations de forêt.

Améliorations des pratiques de gestion des terres

Les améliorations dans les pratiques agricoles comme la protection des arbres, l’élagage et la gestion de la fertilité des sols, peuvent aider à regagner 20 à 30 % du stock de carbone perdu (Turnquist,1999). L’accroissement unitaire potentiel du stock de carbone varie de 44 t C/ha à 46 t C/ha, avec différentes combinaisons de ces pratiques. Zhong (1998) a fourni quelques évaluation de cet accroissement dans les terres agricoles en Chine, en choisissant différentes combinaisons de culture et de gestion du sol, ainsi qu’un labour réduit et une augmentation des résidus laissés dans les champs. Cet accroissement est évalué à 3 400 millions de tonnes de carbone. De même, le potentiel de séquestration total de carbone des sols agricoles, en incluant la récupération de 3.6 M ha de terres abandonnées, au total 48.5 M ha, a été évalué à 1.9 Mt C par an (Zhong et Qi-Guo, 1998)

Les effets du changement de l’utilisation des terres :

La conversion des forêts en champs d'agriculture et en pâturages réduit la capacité de séquestration du carbone par les sols. Mais quelques mesures en champs ont montré que le potentiel de séquestration du carbone dans les sols dans des conditions différentes d'utilisation des terres ne diminuerait pas significativement, même si les pratiques de gestion du sol étaient adoptées après la conversion de ces forêts en terres agricoles et pâturages.

4.2.2.2.            Evaluation dans les pays développés

Potentiel de séquestration carbonique pour l’ agriculture des Etats Unis :

Les résultats d'expérience en plein champ et les évaluations du potentiel de séquestration du carbone dans les terres agricoles aux Etats-Unis ont été largement étudiées. Lal (1998) fournit des évaluations détaillées du potentiel de séquestration du carbone dans les sols aux Etats Unis et les pertes résultant des pratiques d'agriculture actuelles. La simulation effectuée pour évaluer les changements du SOC total de 1907 à 1990, a montré que, tandis que la conversion en terres agricoles a continuellement contribué à la baisse de SOC, le taux de SOC est stagnant pendant la période 1950-1972. Il a augmenté de nouveau après 1972 avec l'adoption accrue des pratiques du labour réduit (Donigian cité par Lal, 1998). Le potentiel de séquestration du carbone total de l'agriculture américaine varie de 78 Mt C/an à 208 Mt C/an. Les auteurs ont supposé une combinaison différente de l’utilisation de terre et des pratiques de gestion pour l'évaluation du potentiel de séquestration total pendant les 25 prochaines années (Lal , 1998). Cette quantité représente 2.6 à 7 % du total évalué des émissions  globales mondiales annuelles de carbone (3.000 millions de tonnes C/an).

Potentiel de séquestration carbonique dans agriculture canadienne

Dumanski (1998) a évalué les impacts d’une gestion améliorée des terres sur la séquestration du carbone au Canada. Leurs évaluations ont montré qu'environ 10 Mt C pouvaient être séquestrées dans les couches de sol superficielles (0-20 cm) et environ 20 Mt C dans l’ensemble du sol, en supposant une culture continue de céréales pendant 15 ans et de fourrages pendant 25 ans. Cette quantité correspond environ à l'équivalent d'émission de 10 % de la consommation de carburant fossile dans le secteur agricole du Canada. De même, si la terre en jachère l'été était convertie en foin et toutes les zones correctement fertilisées, alors environ 92 Mt C pourraient être séquestrées. Ce qui correspond à environ 50 % du CO2 de la consommation de carburant fossile du secteur agricole au Canada (Dumanski, 1998).

Potentiel de séquestration carbonique dans sols européens :

Le stock de SOC existant dans les pays de l’Union européens (Europe des 15 avec une surface totale de 324.02 millions ha) a été évalué à 23 000 millions t C (le Forgeron ,1997). L'évaluation était basée sur la superficie totale. De plus, diverses pratiques de gestion des terres et de fertilité des sols, comme la transformation en sols arables grâce à l'engrais animal et à la bourbe de vidanges, l'incorporation de résidus de récolte dans le sol et le reboisement de terre arable par la régénération naturelle, pourraient contribuer significativement à la séquestration carbone dans les sols européens. L'augmentation moyenne de la séquestration du carbone compte tenu de ces hypothèses a été évaluée à 30 Mt C/an.

4.2.2.3.           Evaluations Globales de Séquestration du Carbone dans les terres dégradées

La récupération des terres dégradées par le rétablissement de couverture végétale et l’implantation de végétation plus durable, comme les pratiques d'agrosylviculture et de plantations d'arbre, pourrait améliorer la fertilité du sol et augmenter la productivité. En utilisant les données disponibles sur les terres dégradées susceptibles d’être récupérées en les transformant en forêts ou prairies, Keller et Goldstein (1998) ont évalué le potentiel de séquestration du carbone global mondial à 80 Mt C par an . Lal (1997) a montré que si environ 2.000 millions d’hectares de terres dégradées étaient récupérés dans le monde entier, on pourrait séquestrer environ 3.0 Mt C par an, ce qui correspond grossièrement à 3 % des émissions de carbone annuelles dans l'atmosphère (évaluées à 3.000 millions de tonnes par an). Dixon (1994) estime que l'établissement de forêts vastes et de systèmes d'utilisation de terre alternatifs sur des terres dégradés pourraient séquestrer 0.82 à 2.2 Mt C/an sur une période de 50 ans. Ces deux évaluations estiment une fourchette de séquestration potentielle du carbone pour la restauration des terres dégradées moins élevée.

Conclusion

Les consensus :

§ Les plus pauvres vont être les plus touchés.

§ La variabilité climatique est le risque le plus fort.

§ D’autres facteurs menacent les écosystèmes et l’agriculture.

§ Le champ de connaissance, tant des changements climatiques, que de la réponse des différents écosystèmes, plantes et organismes est encore trop restreint pour pouvoir dresser un bilan précis chiffré fiable des impacts du changement climatique sur l’agriculture et les milieux naturels.

§ Il faut mettre en place des systèmes de surveillance fiables du climat pour s’adapter à la variabilité climatique.

§ Le CO2 augmentera la croissance des plantes temporairement.

§ Un réel besoin de connaissance supplémentaire ressort des différents documents disponibles sur le changement climatique.

Les groupes d’idées :  

§ Les futures conditions climatiques seront meilleures pour l’agriculture (Etats Unis).

Les controverses :     

§ L’évaluation des impacts du CO2.

§ Le processus d’adaptation des exploitations agricoles.

§ Le potentiel de séquestration du CO2 par les différents types de terrains.

§ L’impact économique.

V.    Phénomènes naturels et activités humaines

Introduction

Cette section n’a pour objet, ni de décrire les mécanismes des phénomènes naturels dus au changement climatique, ni d’évaluer en détail les dégâts potentiels de ceux-ci en termes de vies humaines et/ou de coûts pour la société. Il s’agit ici de recenser les principaux effets du changement climatique sur les êtres humains et leurs activités, d’en relever les mécanismes les plus importants et ainsi de mettre en lumière le fait qu’ils sont toujours le produit de l’interaction fondamentale entre les évolutions naturelles du milieu et les facteurs socio-économiques de cet environnement. On pourra de cette manière observer sur de nombreux exemples que le changement climatique se contente bien souvent d’exacerber des problèmes existants et non d’en créer de nouveaux. On comprendra aussi que, dans certains cas, les facteurs socio-économiques ont une plus grande responsabilité que le changement climatique dans la production de menaces (identifiées, de prime abord, comme naturelles) sur l’activité humaine. Enfin, cette prise en compte de l’interaction essentielle entre évolutions naturelles et facteurs socio-économiques permet aussi de comprendre pourquoi les prévisions de dommages relatives au changement climatique sont soumises à une incertitude parfois très élevée, puisque, dans celles-ci, deux gammes d’incertitude (sur les phénomènes naturels et sur les facteurs humains) viennent en quelque sorte s’ajouter.

Si l’on veut avoir une vision schématique des impacts majeurs du changement climatique sur les hommes et leurs activités, on peut classer ces impacts en trois grandes catégories pour former une typologie sommaire des conséquences hydrologiques et humaines du changement climatique. Dans chaque cas, il conviendra donc de repérer les effets de ces phénomènes, d’en mesurer la portée (et le degré d’incertitude), de comprendre le mécanisme à l’œuvre dans l’interaction phénomène – hommes, et enfin de s’interroger sur les moyens dont nous disposons – ou disposerons à l’avenir – pour se prémunir des effets dommageables du changement climatique. Par conséquent, aussi bien pour l’évaluation chiffrée des dommages socio-économiques, que pour la compréhension fine des phénomènes naturels ou des scénarios de changement climatique, on se reportera à d’autres parties de ce rapport.

Trois types majeurs d’effets hydrologiques du changement climatique sur les activités humaines peuvent être dégagés : les impacts sur la qualité et la quantité de la ressource « eau », les inondations et les glissements de terrain, et la hausse du niveau des mers. Signalons que cette énumération ne reflète aucune hiérarchisation des effets selon leur importance qualitative ou selon l’étendue de leur prégnance. Nous brosserons donc rapidement le portrait des deux premiers types d’effets, puis nous nous attarderons plus longuement – en guise d’illustration - sur le troisième qui est le mieux connu et évalué à ce jour.

1. Quantité et qualité de la ressource «eau »

Bien que la dichotomie qualité/disponibilité de l’eau soit quelque peu arbitraire, dans la mesure où, par exemple, des conflits d’usage sur l’eau dus à sa faible disponibilité peuvent être à l’origine de la consommation d’eau de mauvaise qualité, nous aborderons d’abord la question des effets du changement climatique sur la disponibilité de la ressource en eau, puis nous nous intéresserons au problème de la diminution de la qualité de l’eau due aux effets du changement climatique.

1.1. Disponibilité de la ressource

Deux aspects du changement climatique peuvent être tenus pour les principaux responsables de l’apparition (dans certaines régions) ou de l’aggravation (dans d’autres) du problème de la disponibilité des ressources hydriques: la hausse significative des températures et la baisse importante des précipitations (par le changement du régime des précipitations), entraînant probablement et localement, dans un cas comme dans l’autre un climat beaucoup plus sec.

Dans le premier cas, l’augmentation de la température atmosphérique moyenne est susceptible d’accélérer le taux d’évaporation de l’eau et d’intensifier la demande en eau pour les usages d’air conditionné, par exemple. Ainsi, une augmentation de la température maximale quotidienne de 25 °C à 30 °C à Nagoya, au Japon, pourrait provoquer une inflation de 10 % de la demande en eau (Shimizu, 1993, cité dans [1]). De la même manière, plusieurs scénarios de changement climatique permettent de supposer une augmentation de 13 à 19 % de la consommation estivale d’eau à l’horizon 2030 dans la zone urbaine de Washington, DC, en plus de l’augmentation de la consommation non due au changement climatique (Boland, 1997, cité dans [1]).

            Cependant, les problèmes de disponibilité de la ressource hydrique ne concernent pas  - loin s’en faut – uniquement les seules zones urbaines des pays développés. Selon des mécanismes différents, toutes les zones du globe sont concernées. Par exemple, dans les régions arides où l’étendue des zones irriguées est déjà faible, elle peut être amenée à diminuer encore plus du fait d’un climat plus sec. De cette manière, de nombreux pays d’Afrique du Nord, du Sud-Est asiatique ou du Moyen-Orient qui sont déjà confrontés à ces problèmes de ressources hydriques pourraient connaître une aggravation de leur situation par la réduction des précipitations et l’augmentation de la température. Les zones semi-arides de savane d’Afrique tropicale qui connaissent déjà des conflits d’utilisation de l’eau entre employés des industries touristiques, éleveurs et agriculteurs risquent de voir ces problèmes s’intensifier. Signalons également que le changement du régime des précipitations pourrait avoir un impact important sur la production d’énergie hydro-électrique.

            Face à ces menaces, les réponses sont aussi variées que les situations. Dans les pays en voie de développement, où les infrastructures de distribution et d’assainissement de l’eau sont parfois peu développées (en Afrique, 38.5 % des habitations étaient reliées à un système de distribution d’eau en 1999 ; en Asie, 52.4 % ; dans les pays industrialisés, 99.4 % ; [1]), l’opportunité peut être saisie de concevoir préventivement des infrastructures qui tiennent compte de ces menaces. Dans la même perspective, concernant les réseaux de distribution d’eau, des efforts significatifs peuvent être engagés pour réduire les pertes de réseaux qui représentent parfois entre 40 et 60 % de l’eau distribuée (23 % dans le cas du sud de l’Angleterre ; [1]). Des mesures moins « dures » peuvent déjà être envisagées comme l’institution de mécanismes de marché dans la distribution d’eau qui pourraient être à même de freiner les consommations excessives ou des politiques plus globales visant à réduire l’expansion de l’irrigation dans les zones où l’agriculture productiviste a conduit à irriguer des régions qui n’en avait pas un besoin criant (en France, par exemple).

1.2. Qualité de la ressource

La qualité de l’eau pose des problèmes au moins aussi aigus. Le premier mécanisme à même de détériorer la qualité de l’eau a déjà été évoqué : les conflits d’intérêts sur l’utilisation de l’eau entre les différentes activités industrielles, touristiques ou agricoles sur un même territoire peuvent pousser certains utilisateurs à se rabattre sur des ressources hydriques impropres à l’usage qu’ils veulent en faire. Un deuxième aspect de la diminution de la qualité de l’eau lié à sa rareté croissante est le fait que les contaminants ou polluants éventuellement présents dans l’eau sont moins dilués, donc potentiellement plus dangereux pour les activités de consommation humaines. Ensuite, en particulier dans les zones urbaines se pose le problème des contaminations d’origine industrielle des rivières, des lacs, des zones humides ou des zones côtières. Enfin, plus directement, la baisse de la qualité de l’eau est susceptible de provoquer des épidémies de choléra ou de diarrhées, comme cela a déjà été le cas par le passé.

            Là encore, les actions que l’on peut envisager sont de deux natures : les premières consistent à modifier, rénover ou, le cas échéant, construire des systèmes de traitement des eaux ; et les secondes consistent en, par exemple, des actions de communications et de prévention (sans s’illusionner sur les résultats qu’il faut en attendre) sur la qualité de l’eau, comme ce fut le cas dans les îles Marshall en 1997-1998 [1], où l’on prescrivait à tous les habitants de faire bouillir toute eau destinée à la consommation.

2. Inondations et glissements de terrain

2.1. Où et qui ?

Bien que certains facteurs de risque leur soient communs (comme les dangers pour la santé humaine que les inondations présentent en introduisant dans les ressources en eau des organismes dangereux), la plupart des types d’habitat et d’activités humaines sont concernés :  les zones arides ou semi-arides, les zones montagneuses, et les régions fluviales, côtières et urbaines.

2.2. Comment ?

De manière générale, des causes similaires à celles exposées pour expliquer les problèmes de disponibilité et de qualité de l’eau peuvent être avancées concernant les risques d’inondation et de glissement de terrain. En effet, une hausse significative des températures est susceptible, par exemple, d’affecter le mécanisme de fonte des neiges et, partant, d’augmenter les risques de glissements de terrain et/ou d’avalanches et d’inondations. De plus, une augmentation des précipitations peut évidemment accroître le risque d’inondation, comme le ferait d’ailleurs un simple changement (qu’il soit à la hausse ou à la baisse) du régime des précipitations, puisqu’une diminution durable des précipitations peut rendre certaines zones plus vulnérables à des évènements pluviométriques extrêmes.

Plus spécifiquement, des explications variées sont liées aux risques locaux. Dans les zones arides ou semi-arides tout d’abord, le risque et les dangers encourus à cause des inondations sont potentiellement plus grands que dans les régions plus humides. En effet, la fréquence des événements climatiques extrêmes y étant plus faible qu’ailleurs, l’inadaptation et l’impréparation à ces risques est plus grande. Dans les zones montagneuses ensuite, la fonte des neiges accrue par le réchauffement climatique peut provoquer de manière plus fréquente des avalanches, des glissements de terrain et des inondations. Enfin les zones les plus menacées sont certainement de manière générale toutes les régions fluviales, côtières et urbaines. Ainsi l’inadaptation des réseaux d’eau face à des événements climatiques extrêmes qui pourraient être plus fréquents à l’avenir serait souvent à l’origine d’inondations dues, non pas au débordement d’une rivière, mais au dépassement des capacités des canalisations. Bien évidemment, les impacts des inondations sur les constructions , le trafic fluvial et l’activité à laquelle il contribue, les infrastructures de transport sont particulièrement importants. Mais de manière plus spécifique, les zones urbaines, créant un « îlot de chaleur » autour d’elles, augmentent la fréquence et l’intensité des précipitations lors de la mousson, faisant courir aux populations de plus grands risques d’inondations, de coulées de boue et de glissements de terrain.

2.3. Quelles solutions ?

Les perspectives d’adaptation et de prévention de ces risques sont multiples, mais elles préconisent pour la plupart deux types d’approches : la première met l’accent sur les structures (la construction de bassins de rétention, l’amélioration ou le changement des réseaux) ; et la seconde insiste sur la nécessité de concevoir des projets d’urbanisme qui tiennent compte de ces enjeux futurs (zonages plus précis des aires urbaines, notamment concernant la construction des infrastructures de transport ; incitations fiscales et/ou dédommagements pour éviter l’urbanisation de zones à risque…).

3. Hausse du niveau des mers et zones littorales

3.1. Où et qui ?

De toutes les conséquences hydrologiques du changement climatique, la hausse du niveau des mers est sans doute le phénomène le plus étudié et le mieux compris. Partant, ses conséquences pour les vies et les activités humaines sont également l’objet de nombreuses études. Cet intérêt se justifie également par l’importance du peuplement côtier sur la planète, puisque déjà 21 % de la population mondiale vit à moins de 30 km d’une côte [2] et puisque les populations côtières augmentent deux fois plus vite que la moyenne [3]. Dès lors, il n’est guère surprenant que près de 200 millions de personnes vivent (en 1990) dans des « plaines côtières inondables » (zones où la fréquence des inondations côtières est supérieure à une fois tous les mille ans) [4]. Dans les faits, à peu près 46 millions de personnes ont été inondées à cause de la hausse du niveau des mers en 1990 et ce chiffre pourrait atteindre 60 millions en 2100 avec une élévation des mers d’un mètre [5]. Cependant les populations concernées sont encore relativement localisées puisque 70 % des personnes concernées en 2050 par la hausse du niveau des mers se situent en Afrique de l’Ouest et de l’Est, dans le sud de la Méditerranée, et en Asie du Sud et du Sud-Est. Les effectifs de ces populations sont importants et appelés à croître : le nombre de personnes qui risquent d’être inondés dans une année avec une hausse du niveau des mers de 40 cm passerait, de 10 millions en 2000, à 22-29 en 2020, à 50-80 en 2050 et 88-241 en 2080. Par comparaison, si le niveau des mers restait celui d’aujourd’hui, ces chiffres seraient pour les mêmes années de 22-23 millions en 2020, 27-32 en 2050, 13-36 en 2080 [6].

3.2. Comment ?

En premier lieu, il est important de signaler qu’un deuxième phénomène naturel est souvent à l’œuvre dans le problème de la hausse du niveau des mers : la subsidence des terrains côtiers peut être parfois très importante, voire prépondérante dans le phénomène de montée du niveau de l’eau. Ainsi les « hausses » dont il sera question seront, sauf exception, des hausses relatives de la mer par rapport à la côte. Ensuite, bien que l’on puisse dégager quelques mécanismes généraux et importants, l’évaluation des impacts de l’élévation du niveau de la mer doit se faire nécessairement au niveau local, tant la géographie (profil des côtes…) et les usages humains par exemple peuvent différer d’un lieu à l’autre. Cette hausse met en danger les populations et leurs activités de diverses manières (cf. item V.1 pour un tableau synthétique).

Item V.1.

Synthèse qualitative des impacts socio-économiques directs du changement climatique et de la hausse du niveau des mers sur certains secteurs des zones littorales.

On peut globalement regrouper les impacts en trois grandes catégories :

v Les pertes directes, qu’elles soient économiques, culturelles, écologiques, etc…par le biais de disparition de terrains ou de destruction d’habitats et d’infrastructures.

v L’augmentation du risque d’inondation des populations, des terrains et des infrastructures

v Les autres impacts liés aux ressources hydriques, à leur salinisation et aux conséquences biologiques

	Effet biogéophysique
Secteur		Fréquence des inondations	Erosion	Inondation permanente	Réhaussement du lit des rivières	Salinisation des eaux douces	Effets biologiques
	Ressources hydriques			ü	ü	ü	ü
	Agriculture	ü		ü	ü	ü
	Santé humaine	ü		ü			ü
	Pêche	ü	ü	ü		ü	ü
	Tourisme	ü	ü	ü			ü
	Installations humaines	ü	ü	ü	ü

Source : [9]

D’abord, elle a tendance à accélérer l’érosion naturelle des plages (voir item V.2 pour une illustration). Cependant, sur ce point, les avis sont partagés concernant le lien exact entre ces deux phénomènes. La règle de Bruun (1962) pose en tout cas que le recul du rivage est de 100 fois la hausse du niveau de la mer. Sous ces hypothèses, et dans le cas d’un scénario ACACIA, en 2080, le recul des côtes serait de 25 à 110 mètres dans la plupart des pays de l’Union européenne [7]. On voit donc que, les installations humaines côtières étant le plus souvent à moins de 100 mètres du rivage, les impacts humains sont particulièrement importants.

Ensuite, la hausse du niveau de mers modifie les mécanismes d’apport de sédiment et de sédimentation, peut modifier l’ampleur des marées et diminuer la quantité d’eau qui atteint localement le fond marin. Tous ces changements peuvent avoir un impact sur la navigation et les écosystèmes marins et fluviaux.

De plus, elle a également tendance à rehausser le lit des rivières (notamment dans les zones deltaïques ou d’estuaires) et donc à réduire l’efficacité du drainage.

La fréquence et l’intensité des inondations en zones littorales est encore un élément que la hausse du niveau des mers est susceptible d’augmenter. De cette manière, les inondations pourraient pénétrer beaucoup plus profondément à l’intérieur des terres. En Europe, le cas de la ville de Venise est particulièrement significatif : en effet, elle a connu au cours du XXème siècle un élévation du niveau de l’eau de 30 cm. La conséquence directe en est que la fréquence annuelle d’inondations sur la place Saint-Marc est passée de 7 à 40. De plus, il suffirait d’une autre élévation de 30 cm du niveau des eaux pour que la place soit inondée quotidiennement ! [7]

Un autre problème est celui de l’intrusion d’eau salée provoquée par cette hausse du niveau de la mer qui a pour effet de saliniser les eaux souterraines et donc de les rendre impropres à la consommation. Le danger est particulièrement grand pour les petites îles isolées possédant peu de ressources hydriques naturelles.

Enfin, l’inondation graduelle des plaines à très faible altitude fait courir le risque à de nombreux pays de voir une partie de leur territoire (zones humides et basses plaines) être submergée. En Europe, par exemple, certains pays sont particulièrement exposés : une hausse du niveau de la mer de l’ordre de 1 mètre pourrait faire perdre 2 165 km² aux Pays-Bas,  13 900 km² à l’Allemagne et 1700 km² à la Pologne, soit respectivement 6.7 %, 3.9 % et 0.5 % de leur territoire. Les personnes habitant dans ces plaines côtières inondables sont au nombre de 10 millions aux Pays-Bas, de 3.2 millions en Allemagne et 235 000 en Pologne. Les zones de delta sont également très sensibles à la hausse du niveau des mers et, toujours en Europe, les embouchures du Pô, du Rhône et de l’Ebro sont particulièrement concernées. Plus généralement, on estime que la perte de zones humides pour l’Union européenne en 2080 serait comprise entre 5 % et 25 % de la superficie occupée par ces zones en 1980 [7]. Ce n’est cependant pas en Europe que le problème est le plus préoccupant. En effet, à l’échelle planétaire, la perte de zones humides due à la hausse du niveau des mers pourrait être de 22 % en 2080. Ce pourcentage pourrait monter à 70 % en tenant compte, dans certaines conditions, de la destruction directe des zones humides par les hommes, qui, pour le moment, est estimée responsable de la perte de 1 % du stock global de zones humides chaque année [5].

Pour finir, il est essentiel (comme le montre le chiffre précédent) de mentionner le fait que la part de responsabilité des hommes dans les catastrophes naturelles est souvent grande et parfois prépondérante. Par exemple, on a déjà signalé que 200 millions de personnes vivaient en 1990 dans des « plaines côtières inondables », mais certaines projections indiquent que ce nombre serait de 575 millions en 2080, sans aucune élévation du niveau de la mer. L’ajout au scénario d’une hausse du niveau de la mer n’aurait qu’un effet marginal, puisque l’on passerait à 630-640 millions de personnes. Ensuite, on peut prendre l’exemple de la subsidence des plaines côtières de très faible altitude pour montrer que les activités humaines jouent un rôle parfois prépondérant : dans certaines régions, la subsidence de terrains côtiers causée par l’extraction d’eau ou d’hydrocarbures peut être plus importante que la hausse absolue du niveau de la mer [9].

3.3. Adaptation ?

Cet exemple permet d’illustrer le fait que la vulnérabilité aux impacts du changement climatique est un concept multidimensionnel, faisant intervenir à la fois des facteurs biogéophysiques, économiques, institutionnels et socioculturels. Dans ce cas précis, la vulnérabilité des zones littorales a été définie comme le « degré d’incapacité à faire face aux conséquences du changement climatique et de la hausse accélérée du niveau des mers. » [10]

Tout en gardant à l’esprit la forte interaction entre ces deux aspects, on peut tenter de distinguer vulnérabilité socio-économique et vulnérabilité naturelle. On peut se faire une idée du fonctionnement croisé de ces deux vulnérabilités avec le schéma d’évaluation de la vulnérabilité côtière (item V.3).

Item V.3

Schéma conceptuel d’évaluation de la vulnérabilité côtière

                Ce schéma permet de montrer, dans le cas de la hausse du niveau de la mer, de quelle manière les deux types de vulnérabilité (naturelle et socio-économique) sont liées et influent l’une sur l’autre.

                Si l’on lit le schéma à partir d’en haut à gauche, on voit que la susceptibilité (susceptibility) d’un écosystème, c’est-à-dire sa plus ou moins grande possibilité d’être affecté par la hausse du niveau de la mer (accelerated sea-level rise) se combine avec sa résilience (resilience) – qui, à proprement parler, décrit la vitesse à laquelle un système revient à son état d’équilibre après une perturbation - ou sa résistance (resistance) – qui, elle, rend compte de la capacité du système à éviter dès le début la perturbation - pour déterminer sa vulnérabilité naturelle (natural vulnerability). En amont, la résilience et la résistance d’un écosystème sont conditionnées par sa capacité d’adaptation autonome (autonomous adaptation). Cette réponse naturelle du système peut être amplifiée dans un sens ou dans un autre par une composante due aux activités humaines, l’adaptation organisée (planned adaptation). Au total, cette intervention humaine peut réduire la vulnérabilité naturelle d’un système en améliorant sa résiliance ou résistance, ceci par un renforcement en quelque sorte exogène de sa capacité autonome d’adaptation.

                En miroir de ce fonctionnement de l’écosystème, on lit en bas le mécanisme qui régit la vulnérabilité socio-économique (socioeconomic vulnerability) du système. L’équivalent de la susceptibilité naturelle serait ainsi la potentialité de l’impact (potential impact) ; le pendant de la résistance ou de la résilience est la capacité de la société à se prémunir de ou à faire face aux impacts sur les plans technique, institutionnel, culturel et économique (ability to prevent or cope) ; enfin, celle-ci est encore déterminée par la combinaison de l’adaptation organisée (planned adaptation) et de la capacité d’adaptation autonome - du système socio-économique, cette fois - (autonomous adaptation).

                Le point le plus essentiel de ce schéma est de montrer, par le biais de la boucle de rétro-action du système socio-économique vers le système naturel, que les deux systèmes suivent une évolution conjointe (soumis ici à la hausse du niveau de la mer).

Source : [11]

 De cette manière, on peut également caractériser les scénarios de vulnérabilisation des zones littorales selon deux critères ou degrés de liberté : la dépendance au climat et l’aspect naturel ou socio-économique du changement (cf. item V.4).

Item V.4

Tableau de classification des scénarios

	Changements environnementaux	Facteurs socio-économiques
Dépendant du climat	v Accélération de la hausse du niveau de la mer v Changements du régime des précipitations v Changements de la température de surface des mers v Changements liés à El Niño v Modifications de la structure des sédiments	v Adaptation autonome v Adaptation planifiée
Indépendant du climat	v Mouvement de terrains verticaux v Modifications de la structure des sédiments	v Evolutions démographiques v Modifications de l’utilisation des terres v Modifications de la production brute de biens domestiques

        Cette catégorisation des scénarios d’évolution d’un système socio-économique et naturel selon deux degrés de liberté permet de se rendre compte du fait que, si les changements environnementaux dus aux évolutions climatiques (en haut, à gauche) ont dans un premier temps été très étudiés et que l’accent a été mis par la suite sur les évolutions socio-économiques et environnementales indépendantes du climat (ligne du bas), la question du rôle de pivot que peuvent jouer les développements socio-économiques provoqués par le changement climatique (en haut, à droite), entre celui-ci et lesimpacts sur le littoral sont encore mal compris.

Source : [9]

Enfin, ce type d’analyse permet aussi de classifier de manière précise et concrète les stratégies d’action selon les objectifs poursuivis (cf. item V.5).

ItemV.5

Exemples de technologies importantes pour se protéger contre, se retirer de ou s’accommoder de la hausse du niveau de la mer et d’autres impacts du changement climatique.

Objectifs	Technologies
Protéger
· Options structurales lourdes	- digues - murs marins, revêtements, cloisons étanches - brise-lames - estacades détachées - barrières anti-inondation et barrières anti-marées - barrières anti-salinisation
· Options structurales douces	- reconstitution périodique de la plage - restauration et création de dunes - restauration et création de zones humides
· Options locales	- reforestation - murs de feuilles de cocotiers - blocs de « pierres de fibre de cocotier » - murs de bois - murs de pierre
Retrait (organisé)
· Créer ou augmenter le nombre de zones de refuge	-     faible exigence technique
· Déplacer les immeubles menacés	- technologies variées
· Retarder ou interdire  le développement dans les zones à risque	- faible exigence technique
· Faciliter la mobilité	-       faible exigence technique
· Organiser le réalignement	- technologies variées en fonction de l’endroit
· Créer des tampons à l’intérieur des terres	- faible exigence technique
S’accommoder
· Plans d’urgence	- systèmes d’alarme précoce - systèmes d’évacuation
· Assurance contre les risques	- faible exigence technique
· Modification des usages de la terre et des pratiques agricoles	- techniques variées (aquaculture, graines résistantes au sel…), en fonction de l’endroit et du but
· Modification des règlements et des styles de constructions	- techniques variées
· Réglementation stricte des zones de danger	- faible exigence technique
· Améliorer le drainage	- augmenter le diamètre des canalisations - augmenter la capacité des pompes
· Désalinisation	- plantes désalinisatrices

Notice bibliographique

[1] IPCC, Third Assessment Report, Working Group II, chapitre 7, p. 402-408.

[2] Gommes et al., 1997 ; cité par [8].

[3] Bijslma et al., 1996 ; cité par [8].

[4] Hoozemans et Hulsbergen, 1995 ; cité par [8].

[5] Hoozemans et al., 1993, cité par [8].

[6] IPCC, Third Assessment Report, Working Group II, chapitre 7, p. 396.

[7] Effects of climate change in Europe, chapter 14 : Coastal zones, p.248-251.

[8] Nicholls, Hoozemans, Marchand, “ Increasing flood risk and wetland losses due to global sea-level rise : regional an global analyses” , Global Environemental Change 9 (1999) S69-S87

[9] R. Klein and and R. Nicholls, “Assessment of coastal vulnerability to climate change”, Ambio, Vol. 28, n° 2, mars 2000.

[10] IPCC CZMS (Coastal Zone Management System), 1992, “A common vulerability for assessing vulnerability to sea level rise. 2^nd revision”, Global climate change and the rising challenge of the sea , Ministry of Transport, Public Works and Water Management, The Hague, The Netherlands, Appendix C.

[11] H. Sterr, R. Klein and S. Reese, “Climate change and coastal zones : an overview of the state-of-the-art on regional and local vulnerability assessment”.

www.unep.org : le site du Programme des Nations Unies pour l’environnement (United Nations Environmental Programme)

www.ipcc.ch/pub/tar/wg2/499.htm : le site de l’IPCC donne les grandes orientations sur les recherches sir le changement climatique et, notamment à cette page, les grandes lignes concernat les zones littorales.

www.unep.org/geo2000/english/0079.htm

www.grida.no/climate/ipcc/regional/091.htm : ces pages du Programme des Nations Unies pour l’environnement permet de faire un zoom sur l’Europe quant aux zones côtières.

VI. Impacts sur les systèmes bancaires et les assurances

Les coûts des évènements climatiques normaux et catastrophiques ont connu une forte augmentation depuis les 30 dernières années. Ainsi les pertes économiques dues à des catastrophes sont passées d’une moyenne de 4 Md de $ par an dans les années 50 à une moyenne de 40 Md de $ par an (IPCC, 2001). La partie assurée de ces pertes est passée dans ce même laps de temps d’un niveau négligeable à une moyenne de 9.2Md de $ par an. On se rend donc compte des bouleversements que peut occasionner le changement climatique, et donc de ses conséquences dans le domaine de l’hydrologie pour le secteur des assurances et des banques. On comprend donc également pourquoi les compagnies d’assurances ne peuvent se contenter d’une politique de « Wait and See » en ce qui concerne la validité des différents scénarios. De plus ces secteurs et leurs études sont des indicateurs précieux pour mesurer l’impact socio-économique du changement climatique, car ils intègrent les effets ressentis par les autres secteurs. Enfin, ils permettent de percevoir les différences parfois très importantes qui existent entre les différentes régions du monde (les effets socio-économiques dus au changement climatique pourraient être de l’ordre de la moitié du PNB dans certains pays en voie de développement).

            Nous présenterons donc dans un premier temps la tendance économique générale pour le secteur des assurances et des banques. Puis nous détaillerons plus précisément l’impact du changement climatique pour les assureurs et pour le secteur financier, ces deux branches ne ressentant pas de la même façon les phénomènes climatiques. Enfin nous tenterons de montrer à travers quelques exemples l’importance des disparités régionales.

1 Tendance Générale

1.1 Statistiques

On dispose de statistiques assez importantes sur les évènements climatiques et leurs conséquences en terme de pertes économiques et assurées grâce aux deux grandes compagnies mondiales de réassurance : Swiss Re et Munich Re.

            Ainsi le graphique ‘coûts des catastrophes climatiques’ item 1 (Munich Re, 2000) montrent l’augmentation du nombre des catastrophes climatiques depuis les années 50 jusqu’à aujourd’hui. Ainsi le nombre des catastrophes climatiques est passé de 16 pour la période 1960/69 à 72 pour la période 1990/99. Les pertes économiques ont quant à elles été multipliées par 7.9 et les pertes assurées par 13.6 pendant cette même période (Munich Re, 2000). Le secteur le plus touché est celui de l’assurance Propriété/Accident.

            De plus le réassureur Munich Re (Munich Re, 2000) a montré que depuis 1970, sur les 40 pires catastrophes en terme de pertes économiques par les compagnies d’assurance, 34 étaient liées au climat. Et si l’on se réfère aux catastrophes ayant coûté plus de 1Md de $ de pertes, elles sont toutes climatiques, si l’on fait exception des tremblements de terre (cf le tableau ‘pertes de plus de 1Md de $ par les compagnies d’assurance’ item 4 (Munich Re, 2000) ). Sur les 30 concernées, 15 ont touché les USA et 7 l’Europe. Enfin si l’on considère les 40 pires catastrophes depuis les 30 dernières années en terme de décés, 16 sont liées au climat et sur ces 16, 13 ont touché l’Asie (Munich Re, 2000).

            On peut également remarquer que le rapport prime d’assurance sur pertes par catastrophes a chuté de 67% entre 1950 et 1999 (Munich Re, 2000).

Le tableau ‘Répartition du marché mondial de l’assurance’ item 2 (Swiss Re, 1999) et le tableau ‘couverture régionale de l’assurance pour les catastrophes naturelles’ item 3 (Munich Re, 2000) montrent que le coût en vie humaine est beaucoup plus important pour les pays en voie de développement (en raison principalement de la faiblesse des moyens de prévention et de diminution des risques dans ces pays, et de leur forte démographie) que pour les pays développés : ainsi le coût en vie humaine pour l’Asie est de 430 000 individus pour la période 1985/99 (ce qui représente environ 1/7 000 de la population de l’Asie) alors que pour l’Europe il est de 8 000 individus ( soit environ 1/50 000 de la population européenne). En revanche les pertes économiques et surtout celles assurées sont bien plus importantes pour les pays développés que pour les pays en voie de développement, ceux-ci ayant une pénétration bien plus faible du secteur de l’assurance (cf ‘Répartition du marché mondial de l’assurance’ item 2 (Swiss Re, 1999) ). On analysera ces résultats plus précisément dans la partie 4.

1.2. Facteurs explicatifs

            Les facteurs qui expliquent cette tendance à la hausse du coût des catastrophes climatiques peuvent sont de 3 types (IPCC, 2001):

1) Facteurs socio-économiques et humains

Croissance de la population, augmentation du niveau de vie, urbanisation et industrialisation dans des zones à risques, concentration et densification des populations et des valeurs autour des villes, vulnérabilité des sociétés modernes et techniques, dégradation de l’environnement, augmentation de la pénétration de l’assurance, et changement d’attitude envers les compensations (dans les pays développés, les assurés estiment, dés qu’ils ont une assurance, qu’ils doivent être remboursés à 100% et cela quelques puissent être les circonstances et les dégâts).

2) Facteurs liés à la variabilité naturelle des phénomènes par exemple El Nino

3) Facteurs liés aux modifications climatiques induites par l’homme tels que le réchauffement anthropogénique.

L’existence de ces 3 catégories de facteurs explicatifs des tendances relevées dans le secteur des assurances permet de justifier le fait que les assureurs commencent à se préoccuper du changement climatique, et tentent de l’inclure dans leurs décisions. En effet, même si les recherches scientifiques continuent, comme les décisions des compagnies d’assurance ne prennent pas en compte uniquement le réchauffement de la planète, mais ne font que l’inclure parmi d’autres facteurs, elles peuvent, sans trop prendre de risques quant à ses conséquences, s’adapter au mieux.

1.3. Les évènements et leurs conséquences

Voici quelques exemples  d’extrêmes climatiques mis en relation avec les domaines d’assurance concernés.

Extrêmes	Domaines d’assurance concernés
Température	Santé, vie, commerce, agriculture, énergie, propriété
Précipitations	Propriété, commerce, agriculture, interruption d’activité, inondations, marine, vie, santé
Sécheresse	Propriété, agriculture, santé, vie
Tempêtes	Propriété, aviation, marine, véhicule, vie, interruption d’activité
Niveau de l’eau	Propriété, vie, santé, véhicule, énergie, agriculture, interruption d’activité

On s’aperçoit donc très facilement qu’une modification des extrêmes climatiques aura des  répercussions importantes dans de nombreuses branches de l’assurance. Une augmentation d’amplitude et de fréquences des extrêmes climatiques risque donc d’affecter fortement le secteur des assureurs.

2.Les Assurances

            L’une des questions qui préoccupent les compagnies d’assurances est de savoir si les évènements liés au changement climatique sont assurables, et si oui, de savoir comment.

2.1. Secteurs plus particulièrement touchés

Le marché mondial de l’assurance a des revenus de l’ordre de 2200 Md de $ tous les ans (Salt, 2000). Si l’on compare, grâce au tableau ‘Répartition du marché mondial de l’assurance’ item 2 (Swiss Re, 1999), les pays développés et ceux en développement on constate que :

1-Les dépenses en assurance représentent de 0.5% à 4% du PNB pour les pays en voie de développement et de 5% à 15% du PNB des pays développés.

2-Les USA représentent 36% du total des primes d’assurance, et l’Europe de l’Ouest 32%

Le réassureur Swiss Re a montré de plus que le segment Propriété/Accident est bien plus vulnérable vis à vis du changement climatique que le secteur Vie/Santé depuis une dizaine d’année (cf (Swiss Re 2000) et tableau ‘Répartition du marché mondial de l’assurance’ item 2 (Swiss Re, 1999) ). On s’en rend d’autant plus compte quand on sait que 41% des primes versées par les industries concernent ce secteur (IPCC, 2001).

Le graphique ‘coûts des catastrophes climatiques’ item 1 (Munich Re, 2000) montre de plus que les pertes des compagnies d’assurance ont significativement augmenté plus vite que le total des pertes économiques (et également que le montant total des réserves et des capitaux de ces mêmes compagnies).

            De plus le graphique ‘pertes assurées dues à des catastrophes naturelles vs Montant des primes pour le segment Propriété/Accident’ item 5 (IPCC, 2001) montre que l’exposition de ce secteur (Exposition = pertes sur primes) a été multipliée par 2.9 entre 1985 et 1999.

            On constate de plus que, même si le taux de croissance du taux de pénétration de l’assurance dans les pays en voie de développement est 2 fois supérieur à celui des pays industrialisés (IPCC, 2001), il n’en demeure pas moins que le secteur des compagnies privées d’assurance ne sera que peu touché par des évènements ayant lieu dans des pays en voie de développement en raison de sa faible pénétration. En revanche ce sera à l’état, voire à la communauté internationale, d’assumer les pertes économiques survenant dans ces pays.

            Il faut également noter que les compagnies d’assurance risquent d’être doublement touchées par les évènements climatiques : une première fois en tant qu’assureurs, et une seconde fois en tant que propriétaires et investisseurs (IPCC, 2001).

2.2. Partage Privé/Publique

La nature et le coût des pertes liées aux évènements climatiques varient considérablement au sein du globe de même que la partie assurée par des assureurs privés. On peut ainsi constater que les assureurs paient majoritairement pour des pertes associées à des tempêtes, mais les pertes dues aux inondations ne représentent que 10% des pertes assurées, alors qu’elles représentent 40% des pertes économiques totales (ceci étant dû principalement aux problèmes d’antisélection et de rentabilité (cf Swiss Re, Les Inondations : un risque assurable ?, 1998).

Globalement les assureurs supportent 20% du coût total des évènements climatiques. On peut le répartir de la façon suivante :

            7% en Afrique

            4% en Asie

            27% en Europe

            30% aux USA

            34% en Australie

            20% au Canada

On se rend une fois de plus compte des inégalités qui séparent les pays développés et ceux en développement, où les ratios sont très faibles.

Or dés lors que les compagnies d’assurance ne sont pas en mesure, ou même refusent, d’accepter la prise en charge de risques, et plus particulièrement de risques climatiques ou liés à des catastrophes naturelles (tremblements de terre par exemple), c’est à l’état qu’il revient d’assumer leur rôle. L’état peut donc être amené à jouer le rôle de l’assureur comme du réassureur, voire du régulateur en établissant des mécanismes d’organisation de fonds.

C’est le cas notamment en France, où le rôle de l’état est assez clairement défini quand il s’agit de dégâts non assurables. On peut également le Japon et la Nouvelle-Zélande Aux USA comme d’ailleurs en France et au Canada, c’est à l’état d’assumer les risques relatifs à l’agriculture tels que la  sécheresse. Ainsi on peut remarquer que le nombre de polices souscrites à Florida Windstorm Underwriting Association a été multiplié par 7 entre 1992 et 1997 (IPCC, 2001).

D’après le rapport de l’IPCC 2001, on se rend compte que l’engagement de l’état pour tout ce qui concerne la préparation et la prévention des catastrophes climatiques est un facteur décisif pour l’implication des assureurs. On peut notamment, à titre d’exemple, citer ce que préconise le réassureur Swiss Re dans le cas des inondations (Swiss Re, Les inondations : un risque assurable ? , 1998) :

Rôle de l’état : l’état se doit de prévenir, d’informer et de gérer. Celui-ci doit identifier les régions à risque et dissuader les entreprises ou populations de s’y installer. Il doit par ailleurs protéger les investissements qui s’y trouvent déjà.

Il peut ainsi agir au niveau des normes de construction, et par les lois concernant l’aménagement du territoire. Il doit également vérifier que les installations sont conformes. L’état peut également lancer des campagnes de sensibilisation sur le risque inondation et sa prévention. L’état peut également rendre les assurances inondations obligatoires, ce qui résoudrait les problèmes d’antisélection. Enfin, l’état doit préparer un ‘filet de sécurité’ en prévision des répercussions des catastrophes lorsque les victimes sont dépassées par les évènements, malgré leurs efforts et les compagnies d’assurance. L’état doit également mettre en œuvre l’intervention des secours et inciter les victimes à reconstruire par des crédits à faible taux ou par des réductions fiscales (ce même mécanisme pouvant jouer pour inciter les individus et les entreprises à éviter les régions à risques).

Rôle des compagnies d’assurances : si un grand nombre de personnes se sentent menacées, de manière fortuite et non régulière, par des inondations, elles peuvent trouver un avantage à se couvrir pour réduire les conséquences des dégâts des eaux. La présence mondiale et diversifiée des assureurs leur permet d’assurer des risques importants. Il ne faut pas cependant qu’ils se limitent à fournir une couverture mais il est nécessaire qu’ils imposent à leurs clients des mesures de prévention.

Rôle des propriétaires : ils se doivent de protéger leur patrimoine, ce qui implique qu’ils doivent prendre conscience des risques et qu’ils s’efforcent de prendre toutes les mesures nécessaires à la prévention et à la réduction des dégâts.

Néanmoins l’implication de l’état pose deux problèmes principaux. Le premier est que les gouvernements ont commencé déjà à montrer des signes de volonté de désengagement en raison du poids très lourd des couvertures publiques sur les budgets nationaux ou fédéraux. Ceci est particulièrement sensible dans le domaine des inondations et des risques pour l’agriculture, domaines pour lesquels les gouvernements jouent souvent seuls le rôle de l’assureur primaire. A titre d’exemple on peut citer le déficit du programme US Flood Insurance Program de 810 millions de $ au milieu des années 90. Ce problème concerne particulièrement les pays en voie de développement, étant donné la faiblesse de la pénétration de l’assurance dans ces pays et l’importance des infrastructures publiques. De plus les phénomènes climatiques futurs risquent d’accroître les pertes significativement (IPCC, 2001).

Le second problème posé concerne les compagnies d’assurance privées. En effet si les gouvernements proposent des couvertures trop avantageuses, cela risque de détourner des clients des solutions proposées par le marché privé des assureurs, et par là même d’augmenter la charge d’assurance assumée par l’état.

On comprend donc aisément que l’une des questions centrales posées par le changement climatique pour les assurances est de savoir si les changements concernant les pertes dues aux catastrophes naturelles sont de nature à augmenter la dépendance envers des mécanismes d’assurance déjà chargés fournis par les gouvernements, d’autant plus que ceux ci commencent à montrer des signes de volonté de désengagement.

2.3. Vulnérabilité des assureurs

            Une composante centrale de la vulnérabilité des compagnies d’assurance, comme d’ailleurs des assurances publiques, est l’incertitude actuelle sur les dimensions, la localisation et le timing des évènements climatiques extrêmes. De plus, les conséquences du changement climatique peuvent rendre inefficace les estimations des risques fondées sur les bases de données statistiques des compagnies d’assurance, puisque les évènements futurs peuvent être sans commune mesure avec les évènements actuels. Enfin les changements dans la distribution spatiale des catastrophes climatiques sont susceptibles de rendre des régions, jusqu’à présent épargnées et donc inexpérimentées dans la gestion de tels phénomènes, risquées. Or les assureurs et les réassureurs sont exposés internationalement (par exemple, aux USA, 15% des primes sont collectés à l’étranger (IPCC, 2001) ). Ce sont donc les changements de distribution spatiale des catastrophes climatiques cumulés à l’exposition internationale croissante des compagnies d’assurance qui risquent d’accroître considérablement la vulnérabilité des compagnies d’assurance.

            Pour quantifier la vulnérabilité des assureurs, on utilise la perte maximale probable ou PML. Elle représente la meilleure estimation des coûts qui doivent résulter d’un événement donné dont l’occurrence a une certaine probabilité. Or d’après l’IPCC, la plupart des PML ont été revues à la hausse. Ainsi les USA ont estimé récemment une PML combinée à 150 Md de $ pour 1 dans 100 ans (càd 1% par année de probabilité) pour tous les types de catastrophes naturelles.

            Une autre cause d’inquiétude concerne les réserves et autres surplus des assureurs, car, ceux étant utilisés majoritairement pour les branches non sensibles au climat des compagnies d’assurance, ils ne peuvent donc réduire de manière significative la vulnérabilité climatique des assurances. Ainsi, dans le cas de tempêtes hivernales correspondant à la perte maximale probable, les réserves des compagnies d’assurance seraient réduites de 24% pour l’Australie, de 11% pour les USA et de 41% pour le Japon (IPCC, 2001). A titre indicatif, les surplus aux USA sont de l’ordre de 200 à 350 Md de $.

            De plus, les évènements purement économiques exercent une pression très forte sur les compagnies d’assurance et leurs réserves (crise asiatique, contentieux sur l’industrie du tabac…) et pourraient accroître fortement leur vulnérabilité. On peut également remarquer que, en 1995, ¾ de la croissance des réserves et surplus des assureurs résultaient de gains de nature capitalistique (IPCC, 2001). Les réserves sont donc fragiles en temps de crise économique…

            Enfin, il faut également noter que les compagnies d’assurance investissent fortement dans des compagnies qui sont responsables de la plus grosse partie des émissions de gaz à effet de serre, ce qui pourrait donc constituer un cercle vicieux engendré par les investissements effectués par les compagnies d’assurance (Salt, 2000).

Cercle vicieux des investissements des compagnies d’assurance d’après (Salt, 2000)

            On doit aussi noter que la tendance vers la convergence entre secteur bancaire et secteur des assureurs d’un côté peut augmenter la robustesse des compagnies d’assurance, mais, d’un autre côté, risque d’exposer chaque secteur au risque de l’autre et donc d’entraîner des conséquences plus graves.

            Cette vulnérabilité croissante des compagnies d’assurance se ressent également lorsque l’on considère l’évolution à la hausse du nombre de faillite de compagnies d’assurance. Ainsi, aux USA, environ 650 compagnies d’assurance sont devenues insolvables durant la période 1969/1998 (Swiss Re, 2000). On peut également constater la tendance à la hausse des faillites et sa corrélation avec l’importance des pertes générées par des catastrophes naturelles en regardant le tableau ‘Faillite des compagnies d’assurance et catastrophes naturelles’ item 6 (IPCC, 2001). Certes, il ne faut pas considérer que toutes ces faillites sont dues à des causes purement climatiques (nous avons évoqué précédemment l’influence des phénomènes purement économiques rendant vulnérables les assureurs), mais il est certain que les catastrophes naturelles contribuent à accroître la vulnérabilité des assureurs.

            Un autre facteur représentatif de la fragilisation que les catastrophes naturelles entraînent dans le secteur des assureurs est la diminution du rapport Primes pour le secteur Propriété/Accident sur Pertes assurées engendrées par des catastrophes naturelles. D’après le graphique ‘pertes assurées dues à des catastrophes naturelles vs Montant des primes pour le segment Propriété/Accident’ item 5 (IPCC, 2001), ce ratio était de l’ordre de 351 pour 1 en 1985 et il était en 1999 de 122 pour 1 avec un pic correspondant à l’ouragan Andrew de 68 pour 1 en 1993. Il faut préciser également que ce sont les compagnies les plus petites et les plus spécialisées sur une région donnée du globe qui ont le plus souffert. Néanmoins même les grosses compagnies aux activités diversifiées et étendues géographiquement ont éprouvé, elles aussi, de grandes difficultés suite à des catastrophes climatiques. Ainsi le plus grand assureur domestique américain, à savoir State Farm Fire and Casualty, a subi des pertes de 4 Md de $ suite à l’ouragan Andrew, et n’a échappé que de justesse à la faillite.

            Il convient d’ajouter que des PML allant de 45 Md de $ à 100 Md de $ sont à prévoir dans le futur, et pourraient conduire de nombreuses compagnies d’assurance à la faillite. Ainsi le GAO a estimé en 2000 que 45% des assureurs américains, qui représentent 62% de part de marché, sont susceptibles de tomber en faillite si de telles catastrophes se produisaient.

            Mais les grandes catastrophes naturelles ne sont pas les seules à inquiéter les compagnies d’assurance. Il faut savoir que pour les pertes liées au climat, les petites pertes sont responsables de 50% du total des pertes économiques et assurées dues aux évènements climatiques. (Munich Re, 2000). En fait une série de petits évènements pourrait être plus dangereux pour les assureurs qu’une catastrophe importante unique, car dans la majorité des cas, les pertes individuelles par événement montent de plus en plus.

            La fragilisation qui touche les compagnies d’assurance n’est pas sans concerner les sociétés de réassurance. La réassurance est un mécanisme essentiel de la répartition des risques pour les assureurs primaires. Environ 200 Md de $ sont investis chaque année par les sociétés d’assurance dans des produits de réassurance (Salt, 2000). Le mécanisme d’intervention de la réassurance est le suivant : les contrats de réassurance sont des contrats d’excés ; les réassureurs n’intervenant qu’au-dessus d’une certaine limite de pertes appelée ‘trigger point’ et jusqu’à un point de sortie ou ‘exit point’. Or, suites aux 20 dernières années, les compagnies de réassurance ont augmenté le niveau du trigger point et ont diminué celui de l’exit point (IPCC, 2001). Ainsi d’après l’Insurance Information Institute, les sociétés de réassurance manquent de capacité pour couvrir des pertes de plus de 50 Md de $. Les systèmes de réassurance gouvernementaux montrent eux aussi des signes de tension : ainsi pour la France les réserves ont diminué de 50% pendant les années 90.

            En ce qui concerne les assurances gouvernementales, elles sont d’autant plus vulnérables que les gouvernements seront touchés par des catastrophes climatiques à la fois en tant qu’assureurs mais aussi en tant que fournisseurs de services de préparation aux désastres et qu’entrepreneurs dans des activités sensibles aux évènements climatiques extrêmes (exemples : la poste, les installations militaires…). Les gouvernements sont d’autant plus vulnérables qu’ils assument souvent seuls les risques majeurs (cf la partie ‘Partage Privé/Publique’).

            Enfin une dernière cause de vulnérabilité des assureurs concernent les incertitudes concernant l’attitude des instances de régulation qui peuvent accentuer ou diminuer la fragilité des compagnies d’assurance. Par exemple elles peuvent forcer des assureurs à se retirer de marché à risques, permettre ou au contraire limiter voire annuler l’augmentation des montants des primes, ou encore rendre plus ou moins facile la constitution de réserves importantes (en jouant par exemple sur la taxation de ces mêmes réserves).

2.4. Adaptation

            Dés lors que nous venons d’expliciter les facteurs de vulnérabilité des sociétés d’assurances, il convient d’évaluer les moyens dont elles disposent pour s’adapter au risque climatique.

            Les caractères essentiels de l’assurance sont présentés dans un ouvrage de référence de Willi Gruss L’industrie de l’Assurance. Ils permettent de déterminer le degré d’assurabilité d’un risque. Ce sont les suivants : la communauté d’intérêts, le besoin, l’estimation, le caractère aléatoire, la rentabilité et la menace similaire.

            Comme le montre le réassureur Swiss Re (cf Swiss Re, Les inondations : un risque assurable ? , 1998), pour ce qui concerne les inondations, et par extension la plupart des catastrophes climatiques, les critères ‘communauté d’intérêts’, ‘estimation’ et ‘rentabilité’ sont ceux qui posent des problèmes aux assureurs et aux réassureurs. En effet, si l’on considère par exemple les inondations, on se doit de constater que seulement les bâtiments menacés représentent moins de 1% du parc immobilier d’un pays en général, la communauté d’intérêts du risque inondations est donc trop restreinte. De plus lorsqu’une tempête s’abat sur un pays, ce sont souvent les mêmes régions qui sont touchées, seule l’intensité et les conséquences des sinistres varient selon les régions concernées. De plus la violence des nouveaux extrêmes climatiques et les changements qui pourraient survenir rendent les estimations difficiles, puisque les analyses de risques fondées sur les évènements passés pourraient avoir perdu toute véracité. Enfin, il est certain que les catastrophes naturelles prennent des proportions, comme nous l’avons montré précédemment, qui rendent de plus en plus difficile l’indemnisation.

            Dés lors plusieurs options s’offrent aux assureurs, qui constatent que la capacité à générer des primes et à créer des surplus ne peut pas être augmentée suffisamment pour résoudre ces problèmes. Il leur faut donc utiliser les outils qui s’offrent à eux et en inventer d’autres si possible. Ainsi pour diminuer les pertes, ils peuvent par exemple :

Augmenter le montant des primes (difficile dans leur marché très  concurrentiel)

Arrêter le renouvellement de polices existantes dans des zones à risques

            Se retirer de certains marchés

Limiter les pertes maximales exigibles

Payer seulement la valeur dépréciée de la propriété abîmée (mais que faire        lorsqu’une habitation est entièrement détruite…)

Exiger la reconstruction selon des normes plus adaptées aux conditions climatiques (cependant l’IPCC remarque que l’industrie du bâtiment résiste souvent à l’application des nouveaux codes. Ainsi pour l’ouragan Alicia, 70% des pertes furent mises en relation avec une non-conformité des bâtiments aux normes (IPCC, 2001)…)

            Il s’agit donc pour les compagnies d’assurance de surmonter les obstacles à l’assurabilité. Ainsi l’une des solutions permettant notamment de surmonter les obstacles liés à l’antisélection et à la rentabilité consiste à répartir le risque.

2.4.1. Répartition du risque

Les assureurs peuvent agir à plusieurs niveaux que le cycle de l’Assurance nous permet de mieux

Produits d’Assurance

Marché Financier

appréhender :

D’après le cycle de l’assurance (Salt, 2000)

Les compagnies d’assurance, pour surmonter les obstacles, peuvent donc jouer sur les cinq facteurs suivants : les produits d’assurance, le montant des primes, les marchés financiers, la réassurance, les indemnisations et les profits.

L’une des solutions pour répartir le risque consiste bien évidemment à élargir la communauté d’intérêts (comme nous l’avons précédemment montré, le fait que les couvertures soient uniquement demandées par les régions régulièrement touchées ou susceptibles de l’être, aboutit à une sélection négative du risque appelée antisélection (cf Swiss Re, Les inondations : un risque assurable ? , 1998). Pour l’assureur qui dans une telle situation ne peut pas compenser les pertes, il apparaît obligatoire d’augmenter le niveau des primes, qui deviennent alors faiblement accessibles par les populations concernées, ce qui rend donc le marché encore moins attractif aux assureurs… Elargir la communauté d’intérêts devient alors capital). Pour ce faire on peut :

Rendre l’assurance pour le risque climatique considéré (par exemple les inondations qui, si elles représentant 40% des pertes économiques, ne sont que le dixième des pertes assurées) obligatoire (néanmoins ceci peut être difficilement compatible avec l’économie de marché) ou l’associer avec des produits d’assurance plus généraux, tels que l’assurance incendie. Ainsi on répartit le risque plus largement. Un bon exemple de l’importance du problème posé par l’antisélection est la comparaison entre les USA et la Suisse pour le risque inondations, même si les portefeuilles ne sont pas identiques. Ainsi le NFIP américain compte 3.8 millions de polices concernant à 95% des habitations et regroupe essentiellement des valeurs exposées. La charge annuelle des sinistres est comprise entre 0.03% et 0.4% de la somme assurée. En revanche pour la Suisse, la couverture inondation est obligatoire, et il n’y a donc pas de problème d’antisélection. Le charge des sinistres annuelle est comprise entre 0.001% et 0.01% de la somme assurée (cf Swiss Re, Les inondations : un risque assurable ? , 1998).

Informer les populations sur les risques et ses évolutions pour montrer l       ’importance des conséquences et générer une demande plus large.

Mais répartir le risque permet de surmonter les problèmes de rentabilité. On peut ainsi :

Rassembler les risques dans un pool constitué par les compagnies d’assurance se partageant le marché, ce qui permet de rééquilibrer les situations lorsque certains assureurs ont des difficultés sérieuses à assumer les demandes d’indemnisation. Ce mécanisme permet de réduire la responsabilité de l’état et de l’assureur, car dés que la limite de sinistre est dépassée, on réduit de façon proportionnelle les indemnités. Ceci étant prévu dans les contrats, les assureurs publics ou privés évitent de promettre des couvertures irréalisables.

Utiliser des mécanismes de transferts alternatifs du risque. Les compagnies d’assurance se sont appuyées longtemps seulement sur les réassureurs pour garantir leur solvabilité. Cependant l’importance accrue de même que l’augmentation de fréquence des récents sinistres ont montré que les mécanismes actuels de répartition du risque jusqu’à présent utilisés n’étaient plus en mesure de fonctionner correctement. Les compagnies d’assurance et les milieux financiers ont donc élaboré des mécanismes nouveaux permettant de fournir des alternatives aux assureurs. Ainsi est apparu récemment le mécanisme de titrisation des risques à travers l’introduction de ‘Cat Bonds’ ou ‘catastrophic bonds’. Le schéma issu de la brochure éditée par la Société Générale (cf BAREP Asset Management, Introducing Insurance and Weather Derivatives : BAREP ALIZE, Avril 2001) permet de comprendre le mécanisme de ces Cat Bonds :

Schéma explicatif des ‘Cat Bonds’ d’après (BAREP Asset Management, Introducing Insurance and Weather Derivatives : BAREP ALIZE, Avril 2001)

            Grâce à des techniques d’évaluations du risque et des pertes, la perte maximale due à un événement catastrophique est évaluée. Le montant est alors converti en action. Celui-ci étant généralement très haut, on comprend aisément qu’il est nécessaire que ces produits puissent être proposés à une gamme suffisamment large d’investisseurs attirés bien évidemment par des rendements importants en raison des risques élevés. L’intérêt pour les compagnies d’assurance est que l’émission des titres permet de surmonter le risque éventuel, puisque le montant total des pertes maximales potentielles est payé. Les investisseurs quant à eux sont attirés par une rémunération importante (typiquement des taux du type LIBOR + 450 bps). Evidemment dans le cas où une catastrophe surviendrait durant la période de validité des actions, les détenteurs des titres se verraient infliger des pertes qui dépendraient de la sévérité des dégâts. A ce titre, il est important de remarquer que la perte maximale pour les investisseurs correspond à la valeur nominale du titre. La réussite de ces titres est due principalement à deux facteurs : la non-corrélation avec les marchés financiers traditionnels (en cas de crise économique, ces titres ne subissent pas de pertes comme le constate Goldman, Sachs&Co (cf BAREP Asset Management, Introducing Insurance and Weather Derivatives : BAREP ALIZE, Avril 2001) ) et le retour sur investissements très attractif.

            Un autre type de mécanisme est représenté par les ‘weather derivatives’ qui sont des produits d’assurance spécialement adaptés aux risques climatiques. Les plus courants sont actuellement les HDD, les CDD et les Critical Day Contracts.

            Les Heating Degree Day contracts fonctionnent de la manière suivante : pendant une période donnée, on calcule la température moyenne tous les jours et on la soustrait à une température de référence, à savoir 65°F. On effectue ensuite l’addition des différences positives durant la période concernée, et en fonction de la valeur de cette somme, le détenteur du contrat est plus ou moins indemnisé. Ce type de contrat est particulièrement prisé par les compagnies fournissant de l’énergie. Par exemple l’acheteur peut être une compagnie de distribution de gaz (servant au chauffage) qui souhaite se couvrir dans l’éventualité d’un hiver trop chaud (ce qui entraînerait une diminution de la consommation de gaz, et donc une perte de profits). Si l’hiver est trop doux, alors le nombre des HDD (somme des différences positives entre la température de référence et la moyenne journalière) sera bas, et la compagnie recevra une indemnité, bien évidemment plafonnée à un certain montant. En ce qui concerne les Cooling Degree Day, ils fonctionnent exactement sur le même modèle, mais sont utilisés en été.

Ces produits commencent à bien se développer. Ainsi United Weather compte environ une quarantaine de contrats HDD et CDD. Cependant on comprend bien que de tels contrats ne sont pas adaptables à toutes les situations. Ainsi pour un agriculteur, un contrat HDD peut ne lui offrir aucune protection, car même si la température descend en dessous de la température critique pour ses récoltes, la moyenne journalière peut être supérieure à 65°F et n’entraîner donc aucune indemnisation (cf (Saunderson., 2000) ).

            C’est pourquoi les compagnies d’assurance ont développé des Critical Day Contracts qui permettent de fournir des solutions plus adaptées aux besoins que le changement climatique induit. Leur mécanisme général est le suivant : si, durant une période déterminée, le niveau de précipitation ou la température descend en dessous (ou monte au-dessus) d’une certaine limite pendant une certaine durée, alors le détenteur du contrat reçoit une indemnité. Ainsi Swiss Re élabora son premier CDC en janvier 2000, et a depuis développé des contrats du type Tmin et Tmax contracts. Ce réassureur essaie même de créer des contrats permettant de combiner une assurance couvrant les dégâts occasionnés par des températures trop basses et une protection contre les précipitations trop importantes (cf (Saunderson, 2000).

2.4.2. Réduction des risques et des pertes

            La deuxième famille principale de solutions d’adaptation est celle constituée par toutes les mesures visant à la réduction des risques et des montants des pertes.

            Ainsi pour résoudre les problèmes d’antisélection, des mesures visant à la réduction des fréquences des sinistres et de leurs montants peuvent être prises :

Création de réglementation spécifique par exemple pour le risque inondation

            Pour les indemnisations, considérer la valeur d’usage et non celle à neuf

            Augmentation des franchises dans le cas de petits sinistres répétés

            Ajuster le montant des primes au risque

            Pour surmonter l’obstacle de rentabilité, les assureurs pourraient décider :

-          l’introduction de plafonds par police ou de les baisser lorsqu’ils existent afin de limiter la couverture. Néanmoins, le marché de l’assurance étant très concurrentiel, une telle mesure risque de ne pas être très efficace.

-           l’augmentation du montant des primes. En effet, les prix des assureurs subissent une constante pression à la hausse. Ainsi, après le passage de l’ouragan Andrew, les prix des réassureurs ont augmenté de 250% (IPCC, 2001). Cependant de telles pratiques risquent d’être inadaptées aux conditions très concurrentielles du marché.

-          de conditionner la signature des polices à la vérification de la conformité aux normes des installations assurées. De plus, les assureurs pourraient exiger que les bâtiments détruits soient reconstruits de façon plus résistante aux évènements climatiques. A ce stade la remarque suivante s’impose : très souvent les mesures de protection contre les phénomènes naturels engendrent auprès des populations un sentiment illusoire de sécurité. Ainsi on constate paradoxalement que ce sont les régions menacées ayant été aménagées après un sinistre qui risquent de connaître les plus fortes pertes. En effet, une fois des aménagements réalisés, les populations vont développer leurs activités sans se préoccuper des modifications à apporter à leurs mesures de sécurité. Et dés qu’un événement violent surviendra, celui-ci ne sera en rien atténué par les aménagements dépassés et conduira à des pertes très importantes, puisque les valeurs se seront accumulées sans que leur protection ne soit assurée (cf Swiss Re, Les inondations : un risque assurable ? , 1998).

4-3 Prévisions et évaluations des risques

            Il paraît néanmoins évident que, quelques que soient les mesures prises, elles ne pourront être visiblement efficaces que sui elles sont accompagnées d’améliorations dans le domaine de la prévision et de l’évaluation des risques.

            Il semble donc essentiel que des cartes combinant des informations sur les risques climatiques spécifiques et sur la répartition des valeurs soient établies. De telles cartes existent déjà pour certaines régions du globe (par exemple aux USA, les cartes de la FEMA répertorient les zones à risques), mais il faudrait en généraliser la réalisation.

            De plus les compagnies d’assurance ont déjà commencé à investir des fonds en commun afin d’améliorer les techniques d’évaluation des risques. Ainsi la Risk Prediction Initiative, fondée par des compagnies d’assurance américaines et européennes, investit chaque année 3 millions de $ dans des recherches visant à savoir si les évènements climatiques passés peuvent encore servir de base pour évaluer les risques futurs (cf Dunstan, 2000).

2.5. Conclusion

            Pour conclure, il apparaît comme essentiel qu’ une très forte coordination entre les actions des assurés, celles des assureurs et celles des états s’opère. Sans elle, le risque climatique ne pourra être rendu assurable. Les états, les compagnies d’assurance et les réassureurs se devront donc de sensibiliser les populations au risque climatique, afin que le triangle vertueux assuré-assureur-état puisse être réalisé. De plus la solidarité entre les populations fortement exposées et celles moins exposées devra être accrue, et cela ne pourra se faire sans la contribution et des états et des compagnies d’assurance.

            Enfin il est intéressant de noter que certains auteurs tels que Stephanie Dunstan pensent que les compagnies d’assurance pourraient favoriser l’application du Protocole de Kyoto, et devenir un contre-pouvoir vis à vis du lobby constituée par les industries émettrices de gaz à effet de serre.

3.Les Banques

            Pour mieux comprendre le rôle éventuel que pourrait avoir le changement climatique sur les banques il est nécessaire de regarder les critères retenus par les milieux bancaires pour réaliser l’évaluation d’un financement potentiel. On peut en retenir trois principaux qui sont les suivants : les revenus espérés, les coûts engendrés et les risques. C’est sur ce dernier point que le changement climatique joue particulièrement, car celui-ci introduit des facteurs d’incertitudes supplémentaires.

3.1. Prêts et Changement Climatique

            La plupart des prêts privés aux entreprises sont garantis sur la propriété. Or si des inondations importantes ont lieu, alors la chute des prix de l’immobilier consécutive à ces inondations risque d’entraîner une baisse de confiance dans l’économie locale et donc d’affecter les milieux bancaires.

            Voilà le type de mécanisme engendré par le changement climatique qui peut affecter les milieux bancaires et financiers. Il convient cependant de noter qu’il n’existe pas pour ce secteur de consensus scientifique sur la manière dont il va être affecté par le changement climatique (IPCC, 2001).

D’un côté, certains s’accordent à penser que les banques ne seront globalement pas affectées par le changement climatique, car elles répartissent leurs risques de façon très efficace sur les autres secteurs de l’économie, comme par exemple sur celui des compagnies d’assurance. Ainsi les banques réalisent des transferts de prêts directement sur les marchés en créant des produits financiers garantis sur des actifs. De plus elles déplacent d’une banque à l’autre leurs prêts en les revendant, ce qui fait qu’elles ne conservent qu’une très faible partie du risque initial. Elles réalisent donc de cette manière une répartition très efficace de leurs risques, car finalement les principaux porteurs de risques sont les investisseurs qui engagent leurs fonds dans les produits financiers qu’elles élaborent. Or parmi les principaux investisseurs se trouvent les compagnies d’assurance qui pourraient donc être touchées doublement par une catastrophe climatique : une première fois directement par les demandes d’indemnisation suite au sinistre, et une seconde fois indirectement par leurs investissements. Enfin les banques majeures sont grandes et diversifiées (la tendance actuelle est à la fusion), ce qui leur permet également de répartir leur risque sur leurs autres activités.

D’un autre côté, on peut également penser que si une catastrophe majeure survenait dans une région du monde, alors les compagnies d’assurance pourraient retirer leurs couvertures de certains marchés ou augmenter fortement le montant des primes d’assurance, ce qui affecterait bien évidemment les clients des banques de cette même région, et donc celles-ci indirectement. De plus les catastrophes climatiques ont des conséquences sur la plupart des secteurs de l’économie (tourisme, agriculture, industrie…). Or les impacts sur ces secteurs pourraient avoir des conséquences sur les activités des banques.

3.2. Adaptation

            Néanmoins quelque que soit l’impact qui affectera les banques, celles-ci peuvent jouer un rôle fondamental en changeant le comportement des acteurs financiers (on pense notamment aux fonds éthiques). Elles pourraient ainsi diminuer leurs investissements dans les industries polluantes et émettant des gaz à effet de serre. Ainsi 300 banques et compagnies d’assurance ont signé les décisions de l’UNEP, et s’engagent donc à entreprendre des actions qui prennent en compte l’environnement.

            De plus, en parallèle avec les nouvelles techniques d’évaluation des risques qu’il convient de réaliser, les banques développent de nouveaux produits financiers qui tiennent compte du changement climatique (par exemple les ‘Cat Bonds’ dont nous avons parlé dans le chapitre consacré aux assureurs). Les banques ont en effet toujours montré une grande capacité à développer rapidement des produits susceptibles de satisfaire leurs clients lors de changements survenant dans l’environnement économique. Dans le cas du changement climatique, leur réponse sera conditionnée par leur capacité à percevoir et à identifier tous les changements qui surviennent chez leurs clients et à créer en conséquence des produits qui répartissent de manière efficace le risque.

3.3. Conclusion

            On peut donc considérer que le changement climatique est probablement plutôt considéré par les banques comme une nouvelle opportunité qui leur permet de développer de nouvelles solutions, et d’ainsi répondre aux nouveaux besoins engendrés. Elles sont d’autant plus motivées pour fournir des produits adaptés aux nouvelles conditions qu’il en va de leurs parts de marché.

4.Inégalités Régionales

Comme nous l’avons déjà précédemment fait remarquer, il existe quant à l’impact qu’aura le changement climatique sur les compagnies d’assurance et les milieux bancaires des disparités régionales assez importantes.

4.1. Statistiques

            Ainsi en regardant le tableau ‘couverture régionale de l’assurance pour les catastrophes naturelles’ item 3 (Munich Re, 2000), on se rend compte des différences flagrantes qui existent entre les pays développés et ceux en développement en ce qui concerne les conséquences économiques des phénomènes climatiques. Par exemple les pertes assurées ne représentent que 5% des pertes économiques totales pour l’Amérique du Sud, alors que l’assurance en Europe couvre 30% des pertes totales. L’explication principale réside dans le fait que la pénétration de l’assurance dans les pays en développement reste très faible malgré une croissance accrue ces dernières années. De plus les gouvernements locaux, étant donné la faiblesse de leurs ressources, ne peuvent pas jouer efficacement le rôle de l’assureur public.

De plus à partir des résultats de ce tableau on constate également que si les pertes matérielles assurées sont concentrées dans les régions riches du globe, il n’en va pas de même des pertes humaines qui, elles, concernent surtout les pays pauvres. A ce titre, le tableau suivant est assez éloquent :

1985/1999	Pays riches (revenu/hab > 9360$)	Pays pauvres (revenu/hab > 760$)
Pourcentage des pertes économiques totales	57%	25%
Pourcentage de la partie assurée des pertes	92%	Quelques pour cents
Pourcentage des pertes humaines totales	Non fourni	65%

Tableau d’après (IPCC, 2001)

            On se rend donc compte que l’augmentation attendue dans la fréquence et l’intensité des phénomènes climatiques risque de toucher plus fortement les pays en voie de développement que les pays développés, ce qui risque de constituer un frein important à leur développement, de rendre encore moins attractif leur marché pour les assureurs (risque d’existence d’un cercle vicieux) et d’accroître fortement leur vulnérabilité d’autant plus que les pays en voie de développement disposent de peu de ressources pour s’adapter.

4.2. Vulnérabilité et Adaptabilité spécifiques des pays en voie de développement

            Comme nous l’avons fait remarquer précédemment, les catastrophes climatiques peuvent entraîner dans les pays en voie de développement des pertes allant de 1% à plusieurs dizaines de % du PNB. Il convient cependant de noter qu’une catastrophe naturelle peut avoir l’effet inverse car elle peut entraîner un apport de capitaux post-catastrophe. Néanmoins si la fréquence de retour des catastrophes naturelles est trop élevée, alors l’économie du pays risque d’être entraînée inexorablement vers le bas.

            Les principales caractéristiques de la vulnérabilité accrue des pays en voie de développement vis à vis des catastrophes climatiques sont la difficulté observée dans ces pays à répartir le risque (l’économie locale est trop faible et les gouvernements ne disposent pas de ressources suffisantes pour offrir une (ré)assurance efficace contre les inondations et autres phénomènes climatiques extrêmes, assumés en revanche pour la plupart par les états des pays développés) ainsi que le faible taux d’utilisation de l’assurance commerciale (le taux de pénétration de l’assurance est encore faible et les populations ne sont pas encore accoutumées à prendre des polices d’assurance).

            Bien sûr, il est fréquent que ces pays reçoivent des aides de la part d’organisations internationales, mais celles-ci sont de l’ordre de quelques centaines de millions de $ par an et les dégâts, eux, se chiffrent tous les ans en dizaines voire parfois en centaines de Md de $…

            La Banque Mondiale a cependant constaté que les mesures de réduction des facteurs de vulnérabilité sont en phase de croissance, même si celles-ci peuvent totalement ignorer les parties les plus pauvres des populations concernées (IPCC, 2001). Néanmoins il ne faut pas que les efforts réalisés par les assureurs et les gouvernements conduisent les assurés à ne plus prendre des mesures de prévention et de réduction des risques.

            Il faut également noter que la Banque Mondiale préconise de n’utiliser les fonds d’adaptation dans les pays en voie de développement que lorsque les projets d’adaptation sont aussi justifiés pour d’autres raisons que le risque climatique quand celui-ci est incertain. Les actions d’adaptation devraient être dans la majorité des cas intégrées à des projets déjà existants pour d’autres raisons que le risque climatique. Cependant, dés lors que les projections climatiques sont plus sûres ou lorsque les infrastructures exposées sont de forte valeur ou les populations menacées nombreuses, il convient de créer des fonds spéciaux destinés à la réalisation de mesures adéquates de réduction des risques.

            Néanmoins même lorsque les risques et les retours sur investissements sont en accord avec les exigences des milieux financiers, il n’est pas simple pour les pays en voie de développement d’attirer des capitaux, et cela en raison de la faiblesse des milieux financiers nationaux. Il apparaît donc comme essentiel que les pays développés apportent leur assistance à la fois technique et financière aux pays en voie de développement afin qu’ils puissent faire face aux coûts des mesures d’adaptation (le protocole de Kyoto insiste sur ce point).

4.3. Quelques exemples de disparités régionales

            Afin de mieux illustrer notre propos, nous présentons dans ce paragraphe les situations de différents pays vis à vis du risque inondations. Toutes les données que nous utilisons sont issues du recueil réalisé par le réassureur Swiss Re : Les Inondations : un risque assurable ?, 1998.

La France

            Les inondations sont fréquentes et sont parmi les catastrophes naturelles les plus coûteuses pour ce pays. On peut citer à titre d’exemples les inondations de décembre à janvier 1993/1994 le long de la Seine, de la Marne et de l’Oise qui ont coûté 320 millions de $ dont 120 millions de $ assumés par la Caisse Centrale de Réassurance, et celles de janvier/février 1995 dues à des crues touchant toute la moitié nord de la France et qui ont coûté 650 millions de $ (260 millions de $ furent payés par la CCR).

            En France, il n’existe que des assureurs privés, mais le marché est réglementé. Le principal réassureur est la CCR, organisme d’état de réassurance, et de par la loi, la couverture des dommages dus à des catastrophes naturelles est incluse dans les polices dommages matériels sous condition du versement d’un supplément de prime.

            Ce sont les assureurs privés qui se chargent du règlement des indemnisations en cas de sinistre, et il appartient à l’état de décider s’il s’agit ou non d’une catastrophe naturelle, décision qui conditionne l’intervention de la CCR via le système spécifique de réassurance CAT NAT.

            Cette solution CAT NAT a les avantages suivants : solidarité entre tous les assurés français et couverture large d’accès et diversifiée. Néanmoins le manque de clarté qui réside autour de la définition de l’événement, le taux de prime uniforme quelque que soit le risque encouru et le poids financier très lourd pesant sur l’état sont des inconvénients à ne pas négliger.

Les Etats-Unis

            Le centre des USA constitue une zone à risque pour les inondations en raison des crues du Mississippi et du Missouri. De plus les régions rocheuses peuvent être victimes d’inondations brusques et soudaines. Enfin, les raz de marées et les ouragans sont fréquents sur les côtes de Floride et les régions proches du Golfe du Mexique. A titre d’exemples, on peut citer les inondations de juin à août 1993 causées par les crues du Mississippi et du Missouri qui causèrent 18 Md de $ de dégâts dont seulement 2.8 Md de $ étaient assurés (assurances récoltées : 2 Md de $), celles d’avril à mai 1997 dans le Middle West qui causèrent 1.75 Md de $ de dommages…

            En ce qui concerne la couverture, il n’existe qu’un seul programme de couverture américain pour les catastrophes naturelles : le National Flood Insurance Program ou NFIP qui fournit uniquement une couverture de base, les suppléments étant fournis par les compagnies privées. Le programme du NFIP assure la plus grande partie des bâtiments (contenu inclus) dans les régions menacées. La couverture est plafonnée à 250 000 $ pour les habitations (et 100 000 $ peuvent s’ajouter pour le contenu) et à 500 000 $ pour les autres bâtiments. Le montant des primes est élevé (de 0.25% à 1% pour les habitations). La couverture est donc réduite pour les habitations (20% à 30% des valeurs immobilières sont assurées). En revanche, pour les bâtiments industriels la couverture est répandue dans les régions risquées.

            D’après ce qui précède, on constate que ce type de couverture pose un problème d’antisélection, les régions risquées étant les seules à se munir d’une couverture concernant le risque inondation. De plus le NFIP est fortement endetté (les dettes avoisinent les 800 millions de $) et ne se réassure pas sur les marchés internationaux. Enfin, les compagnies privées américaines qui, jusqu’à présent, s’étaient essentiellement concentrées sur les tempêtes et les tremblements de terre, commencent à s’intéresser aux inondations.

L’Indonésie

            En raison des pluies violentes et du phénomène de la mousson qui touchent les principales îles, les inondations sont fréquentes. De plus les régions côtières sont exposées aux Tsunamis.

            Parmi les évènements les plus marquants, on peut citer les inondations de janvier 1996 qui touchèrent la capitale Jakarta (130 millions de $ de pertes économiques) et celles de mars 1998 sur l’île de Java. Dans la majorité des cas, les dommages dus à des inondations soudaines sont supérieurs à 10 millions de $, et ceux causés par des Tsunamis peuvent atteindre les 2 millions de $.

            En ce qui concerne la couverture inondations, celle-ci est à la fois offerte par des assureurs publics et des compagnies privées. Or les assureurs proposent des assurances inondations et Tsunami dans le cadre de polices multirisques à des prix bas en raison de la forte pression concurrentielle. On constate également que la pénétration des produits d’assurance pour les risques simples est faible, mais qu’elle est élevée pour les risques industriels.

            Cependant, le niveau des primes n’est pas adapté avec le risque réel, et peu d’efforts d’atténuation des conséquences des inondations sont entrepris. De plus, la crise économique qui touche le pays risque de faire diminuer le nombre des détenteurs de polices. L’avenir semble donc porteur de pertes importantes…

L’Equateur

            Les basses terres des provinces côtières d’Esmeraldas, de Manabi et de Guyas sont menacées par des inondations, de mêmes que les régions montagneuses où des effondrements de terre peuvent survenir en raison d’inondations.

            Le phénomène El Nino a de plus causé des inondations dont les dégâts depuis 1997 se chiffrent en centaines de millions de $ (entre 400 et 500 millions de $). De plus les pluies intenses qui touchèrent le pays en mars 1993 ont causé des pertes économiques égales à 544 millions de $ mais moins de 4% des dommages étaient assurés (20 millions de pertes assurées). Enfin, les inondations causent fréquemment la mort de centaines d’équatoriens (200 morts lors des inondations d’avril à mai 1993)…

            Or les compagnies privées, qui seules fournissent une couverture pour les inondations, n’ont qu’un faible taux de pénétration sur le marché, situation qui ne risque pas de s’améliorer avec la crise économique que subit le pays actuellement. Les risques simples ne sont pas couverts, et seuls les industriels sont demandeurs de couvertures, malgré l’importance des dégâts pouvant avoir lieu. Enfin, malgré les mesures prises par l’état, il n’existe aucune coopération entre les assureurs et les réassureurs. On peut néanmoins espérer qu’en raison de la violence des phénomènes causés par El Nino, la population sera désormais sensibilisée au risque inondations et sera plus demandeuse de couverture d’assurance.

            A travers ces quelques exemples, on se rend compte des différences de situations entre les différents pays, et surtout des disparités régionales qui existent entre les pays développés et ceux en voie de développement. Ceux ci ne dépensent que 0.5%/4% de leurs PNB dans des produits d’assurance alors que les pays développés y consacrent entre 5% et 15% de leurs PNB. Enfin, les pays pauvres représentent presque les 2/3 des pertes en vies humaines.

5.Conclusion

            Le changement climatique risque fortement d’affecter le secteur des assurances qui depuis ces trente dernières années voit le montant des indemnisations qu’il a à payer lors de sinistres naturels augmenter plus vite que celui des primes perçues. Ainsi, même si des incertitudes scientifiques demeurent, les compagnies d’assurances essayent d’inclure le risque climatique et son évolution dans leurs prévisions. Elles peuvent en effet le faire, car les catastrophes naturelles et leurs variations potentielles en fréquence et en intensité ne sont que des facteurs, même s’ils sont loin d’être négligeables, qui s’ajoutent à d’autres phénomènes porteurs de risque et d’incertitude.

            On comprend donc que, pour les sociétés d’assurance et les réassureurs, les mesures de prévention et de réduction des risques sont aussi nécessaires que le développement de solutions financières et commerciales. Il faudra donc que s’instaure un triangle vertueux entre les autorités publiques, les assureurs et les assurés si l’on veut pouvoir fournir une couverture large d’accès pour les risques climatiques.

            Enfin, même si les positions au sein des compagnies d’assurance sont variées pour ce qui concerne le changement climatique (en Europe et en Asie, quelques sociétés accordent énormément d’importance au changement climatique, alors que la grande majorité des assureurs ne lui a concédé qu’une considération visible plutôt réduite ; certaines sociétés ont adopté des positions prudentes en le considérant comme une menace matérielle tandis que d’autres sont restées dans une phase de ‘Wait&See’ (cf IPCC, 2001) ) les sociétés d’assurance montrent cependant quelques signes de volonté de se fédérer pour résoudre des problèmes pratiques liés au changement climatique tels que la Risk Prediction Initiative fondée par des assureurs européens et américains et qui tente d’évaluer si les évènements passés peuvent être utilisés pour prédire le futur. Certains auteurs, tels que Stephanie Dunstan par exemple, pensent que les compagnies d’assurance pourraient devenir un lobby influant dans les discussions autour des mesures à prendre pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, puisque ce sont elles qui supportent les pertes dues aux catastrophes naturelles et que celles-ci pourraient s’accentuer en raison du réchauffement climatique dû aux activités humaines (cf Dunstan, 2000).

            Il ne faut cependant pas oublier qu’une attention spéciale devra être accordée aux solutions proposées pour les pays en voie de développement en raison des différences de situations qui existent entre eux et les pays développés vis à vis du risque climatique et de ses conséquences.

Bibliographie

BAREP Asset Management 2001, Introducing Insurance and Weather Derivatives : BAREP ALIZE. BAREP Asset Management

Dunstan, 2000: Insurers can kick-start Kyoto. Environmental Finance, septembre

IPCC, 2001: Climate Change 2001 Impacts, Adapatation, and Vulnerability ch 8. Report of

WG II

Munich Re, 2000: Topics-Annual Review of Natural Disasters 1999. Munich Reinsurance Group, Munich, Germany

Munich Re, 1999: Topics 2000-Natural Catastrophs, The Current Position. Munich Reinsurance Group, Geoscience Research Group, Munich, Germany

Salt, 2000: Why the insurers should wake up. Environmental Finance, septembre

Saunderson, 2000: Hedging outside the box. Environmental Finance, juin

Swiss Re, 2000: Solvency of Non-Life Insurers: Balancing Security and Profitability Expectations. Sigma Report 1, Swiss Reinsurance Company, Zurich, Switzerland

Swiss Re, 1999: Alternative Risk Transfer for Corporations: A Passing Fashion or Risk Management for the 21^st Century ?. Sigma Report 2, Swiss Reinsurance Company, Zurich, Switzerland

Swiss Re, 1998: les Inondations: un risque assurable?. Swiss Reinsurance Company, Zurich, Switzerland

Sites Utiles

www.ipcc.ch

www.munichre.com

www.swissre.com