LE CHANGEMENT CLIMATIQUE EN ALLEMAGNE DU SUD - DÉFIS - AJUSTEMENTS - EFFETS SUR LA GESTION DES EAUX - KLIWA
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Le changement climatique en Allemagne du Sud
Défis – Ajustements
Effets sur
la gestion des eaux
Bayerisches Staatsministerium für
Umwelt und Verbraucherschutz
MINISTERIUM FÜR UMWELT,
ENERGIE, ERNÄHRUNG
UND FORSTEN
KLIWA SE PRÉOCCUPE DU CHANGEMENT CLIMATIQUE ET DE SES CONSÉQUENCES SUR LA GESTION DES EAUX
KLIWA EST UNE COOPÉRATION DES ÉTAS FÉDÉRÉ
BADE-WURTEMBERG, DE BAVIÈRE ET DE RHÉNANIE-PALATINAT AINSI QUE DU SERVICE ALLEMAND DE MÉTÉOROLOGIE
SOM M AIR E
1 L E D É FI DU C HANGEME NT C LIMATIQ UE 4 AVANT-PROPOS
2 C H A NGEME NTS RÉGION AUX 6 L’eau est l’un des dons les plus précieux de la nature. Nous vivons tous grâce
à l’eau, par l’eau, avec l’eau. C’est à la gestion des eaux que revient la grande
3 INSTRUMENTS DE L A REC HE R C HE CLIM A TIQ UE 8 responsabilité de garantir durablement cette base de l’existence, mais aussi de
protéger contre les dangers qu’elle recèle. Les normes qui régissent la gestion des
4 STR A T É GIE S D’ ADAPTATION 10 eaux en Allemagne sont sévères. Nous protégeons nos eaux et améliorons leur
état lorsque cela est nécessaire. Nous disposons de suffisamment d’eau potable de
5 N A P P E P HRÉATI QUE 12 bonne qualité et investissons des millions dans l’amélioration de la protection cont-
Bayerisches Staatsministerium für
Umwelt und Verbraucherschutz re les crues et dans la gestion des niveaux d’étiage.
6 B A SS E S EAUX 14
Mais le circuit de l’eau se transforme. Le changement climatique induit également
une transformation du régime hydrologique en Allemagne. Nous savons aujourd’hui
7 C RU E S 16
que la température moyenne sur terre a déjà fortement augmenté partout dans le
monde du fait de l’effet de serre et que la hausse se poursuivra. L’humanité ne
8 FORT E S P LUIES 18
MINISTERIUM FÜR UMWELT,
pourra plus stopper cette évolution, mais dans le meilleur des cas uniquement la
ENERGIE, ERNÄHRUNG ralentir. Nous devons tous contribuer à ce que l’ampleur des transformations soit
9 É C OS Y ST È MES AQU ATI QU E S 20 UND FORSTEN maintenue à un niveau maîtrisable par des mesures cohérentes et efficaces de pro-
tection du climat.
10 T E M P É RATURE DE S E AUX / P E RSPECTIV ES 22/ 23
Compte tenu du changement climatique et de ses répercussions locales, nous
devons nous attendre à une augmentation des épisodes météorologiques extrê-
mes. Selon toute vraisemblance, il y aura à l’avenir davantage de phénomènes de
fortes pluies, mais aussi plus de périodes de canicule et de sécheresse. Pour la
MENTIONS LEGALES / EDITEUR Pour le compte du S. 20/21: © Hennegriff (LUBW), gestion des eaux, cela signifie qu’il faut évaluer les conséquences possibles, élabo-
Ministeriums für Umwelt, Energie, Fischereiforschungsstelle Baden- rer des stratégies d’adaptation en ce sens puis trouver des moyens de s’adapter à
LUBW Landesanstalt für Umwelt, Ernährung und Forsten Württemberg, Kerbtalgew-Fischer ces changements au niveau local.
Messungen und Naturschutz Rheinland-Pfalz S. 22/23: © Foltyn (LfU Bayern), © Hennegriff
Baden-Württemberg (Ministère de l’Environnement, de l’Énergie, (LUBW) Grâce aux études effectuées jusqu’à présent au sein de la coopération «
(Institut régional de l’Environnement, des de l’Alimentation et des Forêts de Rhénanie- Changement climatique et conséquences pour la gestion de l’eau » (KLIWA,
Mesures et de la Protection de la Nature du Palatinat) Pour plus d’informations: Klimaveränderung und Konsequenzen für die Wasserwirtschaft), nous sommes en
Bade-Wurtemberg) www.kliwa.de mesure d’évaluer aujourd’hui pour le sud de l’Allemagne les conséquences que le
Griesbachstraße 1, 76185 Karlsruhe Deutscher Wetterdienst www.um.baden-wuerttemberg.de
changement climatique aura sur les phénomènes de crues, les basses eaux ou sur
(Service allemand de météorologie) www.stmuv.bayern.de
les réserves des nappes phréatiques. Ces appréciations sont entachées d’incertitu-
des. Parvenir à estimer correctement ces dernières et réussir malgré tout à prendre
Pour le compte du Frankfurter Straße 135, 63067 Offenbach www.mueef.rlp.de
les bonnes décisions pour l’avenir constitue un défi de taille. Dans le domaine du
Ministeriums für Umwelt, Klima und www.lubw.baden-wuerttemberg.de
travail de fond, il reste encore beaucoup à faire. Comment cerner avec plus de
Energiewirtschaft Baden-Württemberg Conception et réalisation www.lfu.bayern.de
précision les incertitudes relatives aux évolutions futures et les présenter à l’opini-
(Ministère de l’Environnement, du Climat ÖkoMedia GmbH, Stuttgart www.lfu.rlp.de
on publique ? Quel effet a le changement climatique sur la qualité de l’eau de nos
et des Ressources énergétiques du Bade- www.dwd.de
rivières et de nos fleuves ? Quelles adaptations sont tout de suite nécessaires pour
Wurtemberg) Crédits photographiques:
répondre au principe de précaution et lesquelles le seront plus tard ?
S. 1: D
eutscher Wetterdienst/
Bayerisches Landesamt für Umwelt EUMETSAT,© Hennegriff (LUBW) Des mesures systématiques de préservation du climat au niveau mondial, national
(Office bavarois pour l’Environnement) S. 3: © Hennegriff (LUBW) et régional nous permettraient de limiter les conséquences du changement clima-
Bürgermeister-Ulrich-Str. 160 S. 4/5: © ÖkoMedia, © Hennegriff Édition: mai 2017 tique. Il faut donc réduire au maximum les émissions de gaz à effet de serre. Mais
86179 Augsburg (LUBW),RP Tübingen L’impression de cette brochure est neutre il nous faut également réagir aux conséquences déjà irréversibles par des mesures
S. 6/7: © Hennegriff (LUBW), fotolia pour le climat. d’ajustement. Autrement dit, préparer le mieux possible aux changements les
Pour le compte du S. 8/9: Retro Stöckli, NASA systèmes sensibles au climat. Pour y parvenir, la capacité d’adaptation des écosys-
Bayerischen Staatsministeriums S. 10/11: © Siegfried Springer/pixelio.de tèmes doit être augmentée et leur vulnérabilité réduite. Les connaissances scien-
für Umwelt und Verbraucherschutz © Hennegriff (LUBW), RP Tübingen tifiques sur le changement climatique et ses conséquences doivent être systéma-
(Ministère bavarois de l’Environnement et de S. 12/13: © Hennegriff (LUBW), © Huber/ tiquement approfondies. Le projet de coopération KLIWA fournit dans ce cadre une
la protection des consommateurs) pixelio.de, WWA Rosenheim contribution importante pour ce qui touche à une gestion des eaux durables.
S. 14/15: © Hennegriff (LUBW), LUBW
Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz S. 16/17: RP Tübingen, © Hennegriff (LUBW)
(Office régional de l’Environnement de LfU Rheinland-Pfalz
Rhénanie-Palatinat) S. 18/19: © Foltyn (LfU Bayern), RP Tübingen,
Kaiser-Friedrich-Straße 7, 55116 Mainz © Hennegriff (LUBW)
3
L E DÉFI DU
CHANG EMENT C LI MATI Q U E 1
Où en sommes-nous?
Le défi du changement climatique
Le 4 novembre 2016 est entré en vigueur l’Accord international sur le climat, négocié au cours de la Conférence inter-
nationale de Paris sur le climat en décembre 2015. La communauté des États s’y engage à limiter le réchauffement
mondial pour qu’il demeure nettement en dessous de 2 °C, si possible à 1,5 °C. C’est un objectif extrêmement ambiti- ÉVOLUTION DES
eux qui demande des efforts considérables pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre. TEMPÉRATURES EN
ALLEMAGNE DE 1881 À 2015
LE CHANGEMENT CLIMATIQUE EST au cours des siècles précédents au niveau Le graphique montre les variations
CRITIQUE relativement constant de 280 ppm (parts par de la température annuelle moy-
million), est en hausse et se situe désormais enne par rapport à la température
Le climat de la Terre a toujours été soumis à 405 ppm. Cet effet de serre supplémentaire moyenne de la période de référen-
à des fluctuations naturelles au cours des anthropogène, c.-à-d. provoqué par l’homme, a ce 1961–1990. La moyenne de
millions d’années de son histoire. C’est ainsi une influence sur le cycle de l’eau non seule- 1961–1990 est représentée en vert
que l’Europe a connu à certaines périodes ment au niveau mondial, mais aussi régional. Il et la tendance linéaire sur l’ensem-
un climat tropical, et d’autres où le continent exige des mesures d’adaptation régionales. ble de la série en noir. On constate
était recouvert d’une épaisse carapace de un net réchauffement climatique,
glace. Les carottes sédimentaires et les LA COOPERATION KLIWA qui a sensiblement accéléré au
analyses de pollen fournissent des indications cours des dernières décennies. Les
sur les fluctuations climatiques traversées Les situations météorologiques et les crues dix valeurs annuelles moyennes
dans le passé par notre planète. Les données extrêmes des dernières décennies en
les plus élevées depuis le début
météorologiques font depuis 1860 l’objet Allemagne du Sud sont-elles déjà les signes
2014 a été l’année la plus chaude des relevés systématiques en 1881
en Allemagne depuis le début des d’enregistrements réguliers. Leur analyse avant-coureurs éloquents du changement
sont marquées en rouge (la même
relevés météorologiques. Mis à part montre que la température moyenne mondiale climatique ? Le climat va-t-il se transformer à
valeur moyenne peut se produire
le mois d’août, tous les mois ont a connu une élévation d’environ 1 °C au cours l’échelle régionale, et quelles conséquences
à plusieurs reprises). On remarque
affiché des températures moyennes des 155 dernières années, qui est même cela aura-t-il sur notre principale ressource,
nettement supérieures à celles de la une nette accumulation des années
de 1,3 °C en Allemagne depuis 1881. Des l’eau ? Comment devons-nous y réagir ?
période internationale de référence Pour trouver la réponse à ces questions, les chaudes au XXIème siècle.
phénomènes météorologiques extrêmes
de 1961 à 1990.
se sont produits au cours des dernières Länder de Bade-Wurtemberg, de Bavière et
© DWD:Elke Rosskamp.
années : la crue centennale de 2013, l’été de Rhénanie-Palatinat ont donné naissance
extrêmement sec de 2015 et dernièrement en 1999 à la coopération KLIWA. L’objectif de LE CYCLE DE L’EAU
les crues soudaines du début de l’été 2016. cette coopération interdisciplinaire entre plusi-
Hasard ou changement climatique ? En tout eurs Länder est de montrer les répercussions La surface de la Terre est aux deux
KLIWA SUR LE WEB état de cause, une adaptation au changement possibles du changement climatique sur le tiers recouverte d’eau. Une partie
climatique déjà en cours est nécessaire, régime hydrologique et l’écologie des bassins de cette eau circule selon un cycle
Pour obtenir de plus amples informa- tout comme des mesures de prévoyance fluviaux dans le sud de l’Allemagne, et d’élabo- puissant tout autour du globe terre-
tions sur KLIWA, consultez la page également dirigées, si possible, contre les rer des recommandations d’action. stre sous forme de vapeur, de liqui-
d’accueil du site www.kliwa.de. La événements extrêmes. de ou de glace. L’eau qui s’évapore
rubrique Publications contient de nom- Les mesures météorologiques et hydrolo- de la surface de la Terre s’élève
breux rapports sur les résultats obte- LA TERRE EST UNE SERRE giques relevées sur le long terme sont la base en tant que vapeur d’eau, se con-
nus et les méthodes employées. des études sur le changement climatique – dense pour former des nuages et
Nous devons l’agréable température moyenne plus les séries sont longues, meilleur est le retombe à la surface sous forme
mondiale de +15°C à l’effet de serre naturel : résultat. Ces données de mesure font ressortir de pluie ou de neige. Ces préci-
les gaz à l’état de trace présents dans l’atmo- les évolutions du climat dans le passé. Sur pitations s’écoulent par les cours
sphère – vapeur d’eau, dioxyde de carbone et cette base, le climat futur est évalué à l’aide
d’eau ou s’infiltrent dans le sol,
méthane – agissent comme les vitres d’une de projections climatiques régionales. Ces
contribuant ainsi au renouvellement
serre. Ils laissent passer les rayons solaires à données climatiques servent de fondement
des nappes phréatiques. Mais la
ondes courtes et repoussent en partie les ray- aux simulations du régime hydrologique futur
majeure partie de l’eau s’évapore
onnements de chaleur à ondes longues. On les des bassins fluviaux. Les études réalisées
à nouveau. Le changement clima-
appelle pour cette raison gaz à effet de serre. jusqu’à présent par KLIWA portent sur les thè-
tique modifie ce cycle de l’eau.
Sans cet effet naturel de serre, la température mes des crues, des basses eaux, des nappes
moyenne serait de -18 °C et impliquerait des phréatiques, de l’érosion des sols et de l’éco-
conditions hostiles à la vie. Depuis le début logie aquatique. Les modifications détectées
de l’ère industrielle, la teneur en dioxyde de permettent de déduire des recommandations
carbone de l’atmosphère, qui s’était maintenue pour des ajustements concrets.
4 5
C HANG EMENTS
R ÉGIONAUX 2
Surveillance du climat dans le projet KLIWA
CHANGEMENTS RÉGIONAUX
Afin de pouvoir évaluer l’évolution qu’a connue le climat jusqu’à nos jours, il faut dans un premier temps examiner les
valeurs de mesure disponibles pour le passé. Les séries de mesures réalisées sur de nombreuses années permettent de
déterminer la marge de fluctuation naturelle des données météorologiques et de reconnaître des tendances. Environ 200
HAUSSE DE LA
stations de mesure de la température et 900 stations de mesure des précipitations ont été analysées dans le sud de l’Al-
TEMPERATURE DE L’AIR
lemagne et homogénéisées à l’échelle régionale, afin d’obtenir une base de données solide pour l’évolution climatique ENTRE 1931 ET 2015
future.
Le graphique montre le change-
IL FAIT PLUS CHAUD PLUS DE FORTES PRECIPITATIONS EN ment des valeurs moyennes de
HIVER la température de l’air dans les
La tendance mondiale au réchauffement bassins au cours des semestres
s’observe également dans le sud de l’Alle- KLIWA examine également les tendances hydrologiques. Les hausses sont
magne. Au cours des années 1931 à 2015, en matière de fortes précipitations sur une plus fortes en hiver et s’élèvent
la température moyenne dans les Länder du journée. Compte tenu de leur survenance à de +1,3 °C à +1,6 °C, contre
projet KLIWA, la Bavière, le Bade-Wurtemberg petite échelle, elles sont naturellement moins +0,8 °C à +1,2 °C en été.
et la Rhénanie-Palatinat, a augmenté de 1,3°C homogènes que les précipitations par bassin.
en moyenne. Depuis 2001, 14 années sur 15 Au cours du semestre hydrologique d’hiver,
se sont situées au-dessus de la moyenne à on observe toutefois dans presque la totalité
long terme des températures annuelles de du sud de l’Allemagne des tendances positi-
la période 1961-1990. 2014 a été l’année la ves nettes au niveau régional sur la période
plus chaude depuis le début des relevés en 1931-2015 (jusqu’à +33 %), ce qui est une
1881, les températures se situaient cette condition d’augmentation des phénomènes
La fonte des glaciers aura une influ-
ence considérable sur le régime année-là en moyenne à environ 2°C au-dessus de crues hivernales. Pour le semestre d’été,
hydrologique. © fotolia.com de la moyenne à long terme. La tendance au il n’est pas possible d’identifier une évolution
réchauffement s’est donc encore amplifiée. claire. Compte tenu de séries de mesures trop
Dans l’ensemble, le réchauffement depuis courtes et d’un maillage à haute résolution
1931 est plus prononcé pendant le semestre chronologique moins dense, il est actuelle-
d’hiver (de novembre à avril) que pendant le ment malaisé de formuler des indications sur MODIFICATION DES
semestre d’été (de mai à octobre). Au cours le comportement à long terme des phénomè- PRECIPITATIONS PAR BASSIN
des 15 dernières années toutefois, le réchauf- nes de courte durée de moins d’une journée. ENTRE 1931 ET 2015
fement s’est essentiellement produit en été. D’autres sources, par exemple des mesures
radar des précipitations, pourront fournir le cas Le graphique montre le chan-
ETES SECS, HIVERS PLUVIEUX échéant des indications à l’avenir. gement des précipitations par
bassin au cours des semestres
La quantité de précipitations annuelles est LA SUPERVISION DANS KLIWA hydrologiques. On remarque des
demeurée à peu près constante dans la différences sensibles par saison :
plupart des régions du sud de l’Allemagne L’une des tâches importantes de KLIWA en été, les variations ne sont pas
au cours de la période examinée. Mais la consiste à saisir des grandeurs climatiques et homogènes, tandis qu’on obser-
répartition saisonnière des précipitations a hydrologiques dans le but de constater leur ve en hiver de façon générale
changé. Le semestre d’hiver est devenu plus variabilité et leurs modifications. Celles-ci ser- des hausses de + 9 à 20 %. Au
humide. Les précipitations ont augmenté dans vent de base à toutes les observations com- cours des 15 dernières années,
certaines régions de 16 à 27 % entre 1931 paratives ultérieures. À cet effet, un compte
les tendances hivernales se sont
et 2015. Ce phénomène touche tout particu- rendu de supervision (dernière mise à jour
atténuées, alors que des préci-
lièrement la Forêt-Noire et le nord-ouest du en 2016) est publié tous les 5 ans sur le site
pitations accrues étaient obser-
Bade-Wurtemberg, en Bavière la Franconie www.kliwa.de.
vées plus souvent en été.
et certaines parties de la Forêt bavaroise, et
en Rhénanie-Palatinat les massifs de l’Eifel et
du Westerwald. Le semestre d’été considéré
sur le long terme n’est pas homogène, mais
présente majoritairement une tendance à être
plus sec.
6
7
INSTRU MENTS DE
LA RECHER C HE C LI MATI Q U E 3
Modélisation des évolutions futures
INSTRUMENTS DE LA RECHERCHE CLIMATIQUE
Il ne fait aucun doute que le changement climatique mondial est en progression. Car l’oxyde de carbone actuellement déjà
libéré dans l’atmosphère y sera actif pendant plusieurs décennies encore et contribuera à intensifier le réchauffement. Il
importe par conséquent de développer des stratégies d’adaptation. Les projections climatiques mondiales et régionales ne
FACTEUR ANTHROPOGENE
permettent pas à elles seules de tirer des conclusions sur les conséquences du changement climatique sur la gestion de
DANS LA MODELISATION
l’eau. Seuls des modèles hydrologiques à haute résolution, impulsés par des modèles climatologiques, permettent de déter- CLIMATIQUE
miner les variations des modes d’écoulement, en particulier la modification des événements de crues ou des situations de
basses eaux. Les scénarios RCP sont les
forçages radiatifs provoqués
MODELISATION DU CLIMAT actuellement des projections climatiques à additionnellement par l’homme;
résolution encore plus élevée (~2,8 km). sont représentés en gris les cour-
Temps, météo et climat : on entend par ces bes des « anciens » scénarios
DONNEES A LA termes en météorologie et en climatologie des MODELES HYDROLOGIQUES SRES (source des données: base
BASE DES MODELES processus qui se déroulent dans l’atmosphère de données RCP, GIEC 2007).
HYDROLOGIQUES sur des périodes de différentes longueurs. Le Pour obtenir des énoncés sur les répercussi- KLIWA recourt actuellement
temps est l’état de l’atmosphère à court terme, ons du changement climatique sur la gestion surtout au scénario RCP8.5 et au
La base sur laquelle s’appu-
les conditions météorologiques concernent des eaux, les situations futures en matière scénario SRES A1B.
une phase de quelques semaines ou mois et le d’écoulement sont simulées à l’aide de
ie l’élaboration de modèles
climat couvre des périodes allant de plusieurs modèles hydrologiques par des projections
hydrologiques est constituée
décennies à des ères géologiques. régionales à forçage climatique. Le rattache-
par de nombreux ensembles
ment entre scénario d’émissions – modèle
de données numériques (entre
Les prévisions météorologiques sont souvent climatique – modèle hydrologique est désigné
autres : modèle altimétrique
difficiles et se limitent avec les moyens dont par le terme d’enchaînement de modèles. Les
numérique, classification satellite
nous disposons actuellement à une période modèles hydrologiques permettent de calculer
de l’exploitation des sols, spéci- de 5 à 7 jours. L’évaluation à long terme de la répartition dans le temps et dans l’espace
ficités des sols, réseau fluvial). l’évolution du climat de la Terre est une tâche des composantes hydrologiques essentiel-
Pour chaque élément de trame mille fois plus complexe, car un grand nombre les telles que l’évaporation, les infiltrations,
d’un modèle hydrologique, on de paramètres et de grandeurs influent les uns l’accumulation des eaux et l’écoulement. Ils ENCHAINEMENT DE
peut saisir jusqu’à 16 exploita- sur les autres et tous les processus ne sont donnent également la possibilité de quantifier MODELES POUR LES
tions de sol différentes avec pas suffisamment connus. Les modèles cli- et d’évaluer les modifications générées sur ETUDES RELATIVES AU
leurs particularités en matière matiques mondiaux s’appuient sur un modèle le régime hydrologique et de développer des CHANGEMENT CLIMATIQUE Statistisch
Emission- Globales Regionales Wasserhaus-
d’évaporation et d’écoulement. atmosphérique que vient compléter un modèle mesures d’adaptation. Des modèles spéci- REGIONAL
szenario Klima- Klima- haltsmodell
océan, neige, glace et végétation. Les influ- aux d’hydrologie des sols sont utilisés à titre modell modell (WHM)
ences anthropogènes (le « facteur humain ») complémentaire pour déterminer le renouvel- Le rattachement nécessaire entre (GCM) (RCM) Dynamisch
Bias-Korrektur
sont prises en compte par les différentes hypo- lement de la nappe phréatique. Les résultats les modèles permettant d’établir
thèses relatives aux émissions de gaz à effet sont intégrés dans l’élaboration de mesures des projections climatiques régio- Regionale Klimaprojektion
de serre (scénarios SRES), et dans la dernière d’adaptation et de recommandations d’action, nales et la simulation des futures
génération de modèles climatiques par des par exemple pour ce qui est des situations de causalités en matière d’écoule- Abflussprojektion
forçages radiatifs (scénarios RCP). basses eaux ou de crues. ment est représenté sous forme
d’enchaînement de modèles.
Le maillage d’un modèle climatique mondial PLAGE DE RESULTATS
(~200 km) est trop imprécis pour une estima-
tion climatique régionale. Les particularités Les résultats des projections climatiques
régionales telles que chaînes de montagne ou sont sujets à de nombreuses incertitudes.
vallées fluviales peuvent uniquement être pri- L’observation de plusieurs projections clima-
ses en compte par des projections climatiques tiques (faisceau d’hypothèses) fait ressortir
régionales (~10 km). Les études effectuées au une plage possible pour le climat futur éven-
moyen des scénarios SRES sont à présent ter- tuel, qui permet d’évaluer sa variabilité et les
minées. Dans les nouveaux scénarios RCP, les incertitudes en présence. Il est indispensable
analyses viennent de commencer et feront éga- de considérer les trajectoires de développe-
lement partie des missions KLIWA au cours des ment dégagées par plusieurs projections et de
prochaines années. Pour une meilleure saisie mettre en lumière une plage de modifications
des précipitations convectives, KLIWA examine possibles.
8 9
STRATÉ GI ES D’ ADAPT ATION 4
Simulations de l’avenir de notre climat
STRATÉGIES D’ADAPTATION
Pour déterminer les modifications du climat de l’avenir, différentes projections climatiques sont à disposition. Les
résultats pour le « futur proche » de 2021 à 2050 présentent certes des différences régionales, la tendance générale
va toutefois toujours dans le même sens : le réchauffement se poursuit, les hivers deviennent plus humides, les étés
HAUSSE DE LA
en revanche ont tendance à être plus secs. Les changements du régime hydrologique qui en résultent nécessitent des
TEMPERATURE DE L’AIR
stratégies d’adaptation de la part des services de gestion des eaux. JUSQU’EN 2050
La carte représente la modi-
TENDANCE A LA CHALEUR AVEC • les situations de temps d’ouest, qui fication de la température de
MOINS DE NEIGE apportent des précipitations plus abon- l’air en comparant les deux
dantes, se multiplieront en hiver surtout, périodes 2021-2050 et 1971-
Les projections climatiques régionales con- • les précipitations hivernales seront davan- 2000. Les chiffres représentent
sidérées pour le sud de l’Allemagne dans le tage constituées de pluie que de neige, la base actuelle dans KLIWA,
projet KLIWA montrent que la température • les jours de gelées (températures mini- avec des variations fondées sur
pourrait augmenter en moyenne de 0,6 à 1,8 males inférieures à 0 °C) et les jours de le SRES A1B par rapport aux
°C jusqu’en 2050. Les hausses présentent de glace (gelées persistantes) diminueront. variations des projections clima-
légères différences entre le semestre d’été et tiques récentes fondées sur le
le semestre d’hiver. STRATEGIES D’ADAPTATION RCP8.5 (15e et 85e centiles). La
température continue à augmen-
La tendance actuelle aux hivers plus humides Si KLIWA a essentiellement examiné les
ter en hiver et en été. Les varia-
Bassin de rétention des crues à et aux étés plus secs se poursuivra : alors que écoulements en régime de crue au cours des
Urlau sur l’Eschach tions sont en général un peu plus
par rapport à aujourd’hui les étés pourront premières années, les conséquences du chan-
faibles en été qu’en hiver.
connaître des pluies en recul jusqu’à 10 %, gement climatique sur les écoulements en
l’hiver enregistrera une pluviosité bien plus régime de basses eaux, sur le renouvellement
importante – avec dans certaines régions de la nappe phréatique mais aussi sur l’éco-
des hausses qui pourraient atteindre 30 %. logie aquatique ont été entre-temps placées
Les plus fortes précipitations seront concen- au centre des études. La hausse possible des
trées à l’avenir également dans les zones de phénomènes de fortes précipitations et l’éro-
barrage météorologique des régions KLIWA sion des sols qui en résulte sont également CHANGEMENT DES
alimentées par l’ouest. En outre, on assistera intégrées dans ces études. PRECIPITATIONS PAR
en hiver à une nette recrudescence des jours BASSIN JUSQU’EN 2050
de fortes précipitations (plus de 25 mm), Les suites du changement climatique placent
qui pourront même doubler dans certaines les Länder, les communes et en fin de comp- La carte représente la modificati-
régions. En revanche, les journées sans pré- te les citoyens devant des taches difficiles. on des précipitations par bassin
cipitations auront tendance à être plus fré- Car il n’est possible de réagir à certaines en comparant les deux périodes
quentes en été : les périodes de sécheresse conséquences du changement climatique 2021-2050 et 1971-2000. Les
dureront donc plus longtemps. prévisibles dès aujourd’hui et en partie déjà chiffres représentent la base
sensibles qu’avec des mesures d’adaptation actuelle dans KLIWA, avec des
CONCLUSION JUSQU’EN 2050 concrètes. Pour cette raison, des stratégies variations fondées sur le SRES
d’ajustement à la fois efficaces, solides et A1B par rapport aux variations
Par suite de l’effet de serre provoqué par flexibles doivent être développées et tenir des projections climatiques
l’homme, compte non seulement d’aspects hydro- récentes fondées sur le RCP8.5
• le nombre de jours de forte chaleur (plus logiques mais aussi politiques, sociaux et (15e et 85e centiles). Les varia-
de 30 °C) et de jours estivaux (plus de économiques. Les principes de durabilité et
tions diffèrent en fonction des
25°C) augmentera nettement par rapport d’impact environnemental jouent un rôle tout
saisons, les hivers deviennent
à aujourd’hui, aussi important que les incertitudes et que les
largement plus humides, les étés
• les périodes de sécheresse estivale dure- interactions entre la préservation et l’adaptati-
en revanche ont tendance à être
ront plus longtemps, on du climat.
plus secs.
• les phénomènes de fortes précipitations
estivales avec inondations locales seront
plus fréquents,
10 11
N APPES
PHR ÉATI Q U ES 5
Notre principale réserve d’eau potable
NAPPES PHRÉATIQUES
En Allemagne du Sud, l’eau potable provient à environ 80 % des nappes phréatiques. Les effets du changement
climatique sur le régime des nappes phréatiques sont déjà identifiables et revêtent une importance particulière pour
la gestion de l’eau. L’approvisionnement en eau potable doit être assuré à l’avenir également, même dans le cadre de
RENOUVELLEMENT
conditions climatiques en mutation.
ANNUEL MOYEN DES
NAPPES PHREATIQUES
PAR LES PRECIPITATIONS –
MOYENNE A LONG TERME
LES VALEURS MESUREES FONT hausses de température et des précipitations (1951-2015)
APPARAITRE DES CHANGEMENTS en baisse sur toute l’année et est considéré
comme un scénario catastrophe. L’indice de Le renouvellement de la nappe
Les niveaux des nappes phréatiques et les sécheresse fait lui aussi apparaître une aug- phréatique joue un grand rôle
déversements sont observés depuis plusieurs mentation des périodes sèches. L’indice de pour la gestion de l’eau et consti-
décennies, sur certains points de mesure sécheresse décrit le nombre de jours dans tue un indicateur important de la
même depuis plus de 100 ans. Les séries de l’année pendant lesquels la teneur en eau « capacité naturelle de régénéra-
données obtenues font donc apparaître des d’un sol passe en dessous de 30 % de la tion » des ressources en eaux
évolutions à long terme pour les niveaux des capacité au champ. Il ne se produit pas d’infilt- souterraines. Le renouvellement
nappes phréatiques et les déversements. ration pendant cette période et la végétation de la nappe phréatique de la
Une analyse systématique des séries chrono- subit un stress dû au manque d’eau. Alors période 1951-2015 a été calculé
logiques de mesures issues des principaux que sur l’ensemble de la période on enregistre dans le cadre de KLIWA pour les
aquifères du Bade-Wurtemberg, de Bavière un déficit d’eaux souterraines sur une moy- trois États fédéré au moyen d’un
et de Rhénanie-Palatinat a montré que sur enne de 52 jours, ce nombre est passé à 61 modèle hydrologique des sols.
Nos sources sont encore abondan- environ 2/3 des points de mesure examinés, jours depuis 2003. Dans un futur proche, on
tes et les réserves de nos nappes on observe des niveaux de nappes phréa- s’attend à une moyenne de 70 jours par an
phréatiques bien remplies. tiques et des déversements en baisse. De (WETTREG2010)
même, la valeur maximale des variations
saisonnières est enregistrée de plus en plus ACTION RECOMMANDEE
RENOUVELLEMENT
tôt sur la majorité des points de mesure : le
ANNUEL MOYEN DES
résultat d’hivers plus chauds et d’une baisse L’observation régulière des volumes et de la
de l’enneigement. composition des nappes phréatiques cons- NAPPES PHREATIQUES PAR
titue la base d’une gestion durable de l’eau. LES PRECIPITATIONS (1951-
EVOLUTION DU RENOUVELLEMENT Compte tenu des répercussions du chan- 2015)
DES NAPPES PHREATIQUES gement climatique, il est indispensable de
poursuivre systématiquement l’exploitation Évolution du renouvellement
Les résultats d’une modélisation du régime des réseaux de mesure. Comme le passé annuel de la nappe phréa-
des eaux souterraines fournissent pour la le montre déjà, des périodes de sécheresse tique par les précipitations
région du sud de l’Allemagne des calculs qui estivale prolongées ont entraîné des pénuries en Allemagne du Sud (Bade-
permettent une comparaison méthodolo- d’eau localisées et limitées dans le temps. Wurtemberg, Bavière et
gique pour la période 1951-2015, et la mise Pour éviter des situations de pénurie dans Rhénanie-Palatinat) sur la période
en lumière des variations dans le passé. Le l’alimentation en eau, les solutions d’intercon- 1951-2015. Pour comparaison,
renouvellement moyen de la nappe phréatique nexion régionale et transrégionale doivent être les valeurs spécifiques de long
en Allemagne du Sud (Fig. en haut à droite) élargies. Le besoin en irrigation croissant de terme de la période 1951-2015
a été de 185 mm sur l’ensemble de la péri- l’agriculture notamment exige des concepts sont fournies.
ode. L’observation des années individuelles durables, afin d’éviter les conflits entre grou-
fait apparaître que dans le passé proche, le pes d’intérêt et garantir l’alimentation en eau
renouvellement annuel n’a été dans le meil- dans l’avenir. Les phénomènes extrêmes en
leur des cas que moyen (Fig. en bas à droite). hausse en liaison avec le changement clima-
C’est ainsi que le renouvellement moyen de tique peuvent entraîner à l’échelle locale ou
la nappe phréatique depuis 2003 n’a plus été régionale des niveaux provisoirement accrus
que de 157 mm. Pour l’avenir proche (2021- de la nappe phréatique et des détériorations
2050), on s’attend sur la base du résultat de la des bâtiments et de l’infrastructure. Cette
projection WETTREG2010 à des taux moyens éventualité doit être prise en compte dans
de renouvellement de la nappe phréatique de l’attribution des terrains à bâtir dans les zones
144 mm. WETTREG2010 postule de nettes potentiellement menacées d’inondation.
12 13
B ASS ES EAUX 6
Des périodes sèches plus fréquentes et plus longues
BASSES EAUX
Les étés plus secs et plus chauds à venir auront pour conséquence un abaissement du niveau des eaux. Ces phases de
basses eaux ne sont pas seulement un problème pour la navigation fluviale, elles causent aussi des difficultés à l’agri-
culture, au secteur énergétique, à l’alimentation en eau potable, tout comme aux exploitations industrielles et commer-
IMPACT DES BASSES
ciales qui ont besoin d’eau pour leurs processus de production (p. ex. l’industrie du papier). Les conséquences écono-
EAUX SUR L’ECOLOGIE ET
miques de longues périodes de sécheresse et les dommages qui en découlent pour les économies nationales peuvent L’ECONOMIE
être sévères : à cela s’ajoute qu’en plus des aspects concernant la gestion de l’eau, l’écologie aquatique est tout aussi Höhenmodell
touchée et altérée par un faible niveau des eaux. De nombreuses utilisations éco- 30 x 30 m
nomiques de l’eau et fonctions
EVOLUTIONS DEFAVORABLES DU fait apparaître pour le semestre d’été, en écologiques peuvent être altérées
REGIME HYDOLOGIQUE DANS LES raison du changement climatique, des évolu- par le déficit en eau, puisqu’elles Landnutzung
BASSINS FLUVIAUX tions différentes de la situation en régime de ont besoin soit d’une quantité, 30 x 30 m
basses eaux, illustrées ici par des points de soit d’une qualité d’eau suffisan-
Le changement climatique accompagné de mesure sélectionnés : la plupart des échelles tes. Ces utilisations dépendent en
températures accrues entraîne une intensi- de jauge tend à une faible baisse des écou- outre souvent d’un réseau d’inter- Bodeneigenschaften
fication du cycle de l’eau. Par conséquent, lements estivaux en régime de basses eaux actions multiples. En cas de recul
les événements météorologiques extrêmes allant jusqu’à 15 %. Mais on trouve également de la disponibilité de l’eau, des
seront plus fréquents. Les crues soudaines des niveaux sans variation nette ou même cer- conflits peuvent se produire sur
de l’année 2016 avec une trop grande quan- taines rares hausses des écoulements. Pour le son utilisation. Flussnetz
tité d’eau en un endroit et pendant un temps semestre d’hiver, il n’apparaît pour l’essentiel
court se sont produites alors qu’un espace pas de changement du régime des étiages
beaucoup plus large connaissait une période dans un futur proche. Sur le reste du siècle, il
de manque d’eau prolongée: avant l’été cani- faut s’attendre dans toute l’Allemagne du Sud
Basses eaux sur le Vieux Rhin en culaire de 2015 déjà, les niveaux des nappes à une aggravation de la situation des basses
novembre 2015. Vernetzung der
phréatiques étaient très bas et du fait d’hivers eaux pendant le semestre d’été, c.-à-d. des
Rasterflächen
secs ont à peine réussi à se reconstituer. Les écoulements plus faibles et des phases de
rivières et les fleuves transportent donc moins basses eaux plus fréquentes
d’eau pendant les périodes où ils devraient
être normalement bien remplis. La gestion QUE FAIRE?
des eaux doit désormais se préparer à de tel-
les situations. Une série de mesures est nécessaire pour
atténuer les suites d’une fréquence accrue MODIFICATION DE
MOINS DE PLUIE ET PLUS des basses eaux et de la sécheresse. Il s’agit L’ECOULEMENT MOYEN EN
D’EVAPORATION = MOINS d’une part de mesures opérationnelles à court BASSES EAUX DANS UN
D’ECOULEMENTS EN ETE terme comme la restriction ou l’interdiction FUTUR PROCHE
des prélèvements d’eau, qui peuvent être
Au cours des mois d’été, la plupart des prises dans des cas concrets de situations Modification de l’écoulement
échelles de jauge du Bade-Wurtemberg et de déficitaires en eau. On a besoin d’autre part moyen en régime de basses eaux
Bavière du Sud ainsi qu’un certain nombre de mesures à long terme, comme l’améliora- MNQ pendant le semestre d’été
d’échelles de jauge de Rhénanie-Palatinat tion des infiltrations ou l’augmentation de la hydrologique (mai à octobre) :
enregistrent des baisses sur le long terme rétention d’eau en surface, qui ont une action comparaison entre le futur proche
(1951-2015). Ces changements sont particu- préventive pour les futurs niveaux d’eau faib- (2021-2050) et la référence (1971-
lièrement visibles pendant les mois de juin à les. La concertation avec tous les acteurs con- 2000). Sont représentées des
octobre, mais avec des différences d’intensité cernés importe beaucoup ici afin de minimiser échelles de jauge sélectionnées
selon les régions. En revanche, les échelles les conflits d’utilisation. KLIWA examine par
dans le Bade-Wurtemberg, en
de jauge en Bavière du Nord et dans certains des études de cas les effets, les conflits et les
Bavière et en Rhénanie-Palatinat.
points de Rhénanie-Palatinat n’affichent pra- options d’action relatifs aux basses eaux. Des
tiquement pas de changement, voire présen- scénarios de crise, autrement dit la simulation
tent des écoulements accrus en régime de de conditions de basses eaux extrêmes, ser-
basses eaux. vent de base de discussion pour le traitement
de telles situations.
L’ensemble des projections d’écoulement
KLIWA pour le sud de l’Allemagne
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C RUES 7
La stratégie du «flexible and no regret»
CRUES
Les perspectives d’évolution possibles du climat au cours des décennies à venir sont entachées d’incertitudes. Toutes
les études de crues actuelles font néanmoins apparaître qu’il faut s’attendre dans le futur à des épisodes de crues plus
fréquents. Compte tenu du large éventail des résultats possibles, la flexibilité et le principe de précaution sont à l’ordre
du jour en matière d’adaptation. Adaptation ne signifie toutefois pas la nécessité de construire partout de hauts murs
de protection. Il convient de privilégier des mesures de gestion du risque de crue qui sont utiles à long terme, capab-
les de couvrir un large éventail d’événements et si possible intéressantes sous d’autres aspects.
ECOULEMENTS EN HAUSSE, EPISODES 67%. L’actuelle valeur HQ5 du Haut Danube
DE CRUES EN HAUSSE doit donc à l’avenir être multipliée par le fac-
teur de changement climatique de 1,67. Dans
Dans le domaine des écoulements en régime la région des affluents du Haut-Rhin, le facteur
de crue aussi, le changement climatique peut de changement climatique est par exemple de
être attesté par les statistiques depuis le mili- 1,45 pour HQ5. C’est dans la région du lac de
eu des années 1970 environ. Les simulations Constance-Haute Souabe que ce facteur est le
des régimes hydrologiques des bassins fluvi- plus faible (1,24).
aux dans les trois Länder KLIWA montrent que FACTEUR DE MAJORATION AU TITRE DU CHANGEMENT
les écoulements en régime de crue augmente- Sur la base des premiers résultats d’étude CLIMATIQUE
ront à l’avenir en hiver surtout dans la plupart KLIWA, un facteur de changement climatique Une majoration ajoutée à l’écoulement actuel en période de crue
des régions. Depuis le début des années a également été introduit en Bavière en 2004, permet de tenir compte, dans le dimensionnement des ouvrages
2000, des stratégies et des spécifications ont à savoir un facteur global de 15% ajouté à la anti-crues, de l’influence possible du changement climatique. Le
par conséquent été adoptées pour la planifi- valeur statistique de HQ100. De la sorte, les franc-bord sert à empêcher le passage de l’eau par-dessus les ouvra-
PROTECTION CONTRE LES cation de nouveaux dispositifs de protection effets du changement climatique escomptés ges anti-crue, p. ex. à la suite d’un relèvement du niveau des eaux en
CRUES – QU’EST-CE QUE contre les crues, dans le but de tenir compte dès aujourd’hui sont en général pris en comp- raison du vent.
CELA SIGNIFIE DANS LA des effets du changement climatique dans le te dans la planification de nouvelles mesures
dimensionnement de ces installations. Ainsi, gouvernementales de protection contre les
PRATIQUE ? CAS PARTICULIER DU RHIN SUPERIEUR
la valeur de crue centennale (HQ100) pour le crues. Les bases du facteur de changement
Neckar devra être dorénavant multipliée par un climatique sont régulièrement contrôlées et
Exemple de digue anti-crue: Compte tenu de la problématique particulière du Rhin dont l’écou- stre d’été, qui voit les écoulements les plus importants, on peut
facteur de changement climatique de 1,15, ce affinées par de nouvelles études. Ces résul-
La digue est construite comme lement se forme en Suisse, de l’aménagement du Rhin supérieur, même compter sur de légers reculs des écoulements moyens
qui signifie que les ouvrages techniques seront tats ont confirmé jusqu’à présent les mesures
prévu, mais une bande est lais- etc., la section du Rhin correspondant à peu près au fossé rhénan en régime de crue, à l’exception des mois de mai et d’octobre.
dimensionnés à l’avenir pour un écoulement prises en 2004. En Rhénanie-Palatinat, le
sée libre sur le côté extérieur de a été laissée de côté pour les premières études d’écoulement Dans le semestre d’hiver de novembre à avril, les simulations font
supérieur de 15% à la valeur de référence dimensionnement des mesures de protection
manière à pouvoir la surélever et actuelle, ou prévus de manière à pouvoir être contre les crues s’appuie toujours sur les con- effectuées dans le cadre de KLIWA. On dispose entre-temps de apparaître des hausses de moins de 10 %. Au vu d’aujourd’hui,
l’élargir en cas de besoin. rectifiés ultérieurement si nécessaire. HQ100 ditions marginales du cas particulier. Il varie en projections climatiques plausibles pour l’ensemble du bassin ver- on n’identifie pas pour le futur proche et jusqu’en 2050 d’aggra-
représente le débit de crue qui est, statistique- fonction de la dangerosité pour la population, sant du Rhin, donc pour la Suisse également. Il existe en outre vations de l’écoulement moyen en régime de crue aux échelles
Exemple de pont: ment parlant, dépassé une fois tous les 100 des dommages potentiels induits par l’inon- des modèles hydrologiques appropriés, qui englobent notamment de jauge du Rhin. Les écoulements de crues extrêmes font appa-
Le facteur de changement cli- ans (voir la Fig. page ci-contre en haut). dation et des considérations de rentabilité. l’effet de rétention du lac de Constance et des grands lacs en raître une tendance à des valeurs plus élevées, qui est toutefois
matique est déjà pris en compte Au cours des dernières années, des études bordure des Alpes, et qui tiennent compte de tout le bassin ver- nettement plus faible aux échelles de jauge avec régime nival
dans la planification de la const- MESURES D’ADAPTATION – LA CHARGE d’écoulement ont été effectuées sur tout le sant du Rhin jusqu’à l’échelle de jauge de Worms (bassin versant (c.-à-d. influencé par la fonte des neiges) qu’aux échelles de jauge
ruction d’un pont, car une adapta- DU CHANGEMENT CLIMATIQUE territoire de la Rhénanie-Palatinat et du Rhin d’env. 69 000 km²). Le régime des eaux du Rhin jusqu’à l’échelle avec régime pluvial. La hausse se situe p. ex. pour HQ100 aux
tion ultérieure n’est souvent pas moyen. De premiers résultats montrent pour de jauge de Worms est influencé en particulier par la formation échelles de jauge du Rhin supérieur à régime nival entre +3% et
possible sur le plan technique. Les effets du changement climatique sur «l’avenir proche» (2021 à 2050) sur le Rhin des écoulements dans les Alpes suisses, donc par la variation +5% (Bâle, Maxau, Worms), elle est donc beaucoup plus faible
les écoulements de crue sont très différents supérieur en Rhénanie-Palatinat que les petits saisonnière de l’enneigement et de la fonte des neiges. Les qu’aux échelles de jauge avec régime pluvial, comme au point de
Exemple de mur de berge: selon les régions. Dans le Bade-Wurtemberg écoulements de crue, c.-à-d. les écoulements quantités d’eau maximales surviennent par conséquent au cours jauge de Rockenau sur le Neckar avec +12%. Sur le Rhin moyen
Pour un nouveau mur de berge, par exemple, un facteur de changement cli- avec probabilité de survenance élevée, connaî- de l’été hydrologique de mai à octobre. Des analyses des varia- (Mayence, Kaub), les tendances observées sur le Rhin supérieur
la conception statique est prévue matique de 1,25 a été établi pour la région du tront une nette hausse. Ces écoulements tions relatives entre le scénario d’avenir 2021-2050 et la situation se poursuivent dans une large mesure, mais des hausses plus
de manière à ce que le mur puis- Haut Danube. Les petites et moyennes crues plus fréquents à escompter se situent dès effective 1971-2000 pour les échelles de jauge du Rhin montrent importantes ne peuvent pas être exclues en dessous de l’embou-
se être surélevé ultérieurement et inondations connaîtront elles aussi une aujourd’hui, dans les zones protégées par des qu’il ne faut pas s’attendre à des modifications importantes pour chure de la Moselle.
sans difficulté si nécessaire. recrudescence. L’écoulement HQ5 pour un digues, à un niveau maîtrisable par le recours les écoulements moyens en régime de crue. Au cours du seme-
événement de crue qui survient actuellement à des mesures de rétention des crues et à des
à peu près tous les cinq ans enregistre dans la installations techniques de protection contre
région du Haut Danube une hausse d’environ les crues.
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