La gestion des d´ebits extrˆemes est d´ej`a un enjeu dans le climat actuel. Les p´eriodes de s´echeresse, notamment celle de 2003 en Europe, ont eu des impacts importants sur l’´economie (European Commission,2007). L’´evolution des ´etiages est donc un des enjeux majeurs du changement climatique.
La baisse g´en´eralis´ee des d´ebits en ´et´e sur la France peut laisser pr´esager que les ´etiages seront ´egalement plus s´ev`eres. Pour s’en assurer, les changements du d´ebit mensuel annuel d’une p´eriode de retour de 5 ans (QMNA5) sont ´evalu´es pour chacun des sc´enarios sur l’ensemble du r´eseau hydrographique de Modcou (Figure6.6). Le QMNA5 est estim´e de mani`ere empirique sur une p´eriode de 31 ans.
Sans une stabilisation rapide des ´emissions de GES, les d´ebits d’´etiages vont diminuer sur l’ensemble du pays (Figure 6.6). Mˆeme en suivant le sc´enario RCP2.6, les d´ebits d’´etiage vont diminuer sur toute la moiti´e sud du pays. Seules la Seine, la Somme et une partie de la Loire ne verront pas leurs ´etiages ´evoluer pour ce sc´enario. Les changements les plus forts sont attendus dans le sud du pays, particuli`erement sur le sud-ouest. Sur la Garonne par exemple, avec le sc´enario RCP8.5, les d´ebits d’´etiages vont, en moyenne sur les GCM, diminuer de plus de 50%.
La probabilit´e que les d´ebits mensuels minimaux annuels `a la fin du si`ecle soient inf´erieurs ou ´egaux au QMNA5 calcul´e sur la p´eriode 1960-1990 est estim´ee de mani`ere empirique. Sur le sud du pays avec le sc´enario RCP8.5, un d´ebit inf´erieur ou ´egal au QMNA5 de la
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Figure 6.6:En haut : Moyenne d’ensemble des changements relatifs du d´ebit mensuel minimal d’une p´eriode de retour de 5 ans (QMNA5, %) pour la p´eriode 2070-2100 par rapport `a la p´eriode 1960-1990 pour les quatre sc´enarios RCP. En bas : Moyenne d’ensemble de la probabilit´e que le d´ebit mensuel minimal sur la p´eriode 2070-2100 soit inf´erieur ou ´egale au QMNA5 de la p´eriode 1960-1990 pour les quatre sc´enarios RCP.
p´eriode 1960-1990, donc d’une probabilit´e d’occurrence de 0,20 sur cette p´eriode, sera observ´e presque chaque ann´ee `a la fin du si`ecle, plus de neuf ann´ees sur dix. Dans le nord du pays, des d´ebits d’une magnitude inf´erieure ou ´egale au QMNA5 de la p´eriode 1960-1990 seront, en moyenne sur les GCM, observ´es plus d’une ann´ee sur deux. Les r´egimes de crues sont ´evalu´es `a partir du d´ebit maximal journalier annuel d’une p´eriode de retour de 10 ans (QJXA10, Figure6.7). Comme pour le QMNA5, le QJXA10 est estim´e de mani`ere empirique sur une p´eriode de 31 ans.
Les d´ebits de crues ´evoluent peu en moyenne d’ensemble sur les GCM. Pour tous les sc´enarios ils ne changent pas ou augmentent l´eg`erement dans le nord du pays alors que g´en´eralement ils diminuent dans le sud du pays (Figure 6.7). Seul le sc´enario RCP8.5 permet de simuler un changement important des r´egimes de crues dans le nord-est du pays (Figure6.7), certainement en raison de l’augmentation des pr´ecipitations en hiver dans cette r´egion avec ce sc´enario (Figure5.6).
Comme pour le QMNA5, la probabilit´e que les d´ebits journaliers maximaux annuels soient inf´erieurs ou ´egaux au QJXA10, calcul´e sur la p´eriode 1960-1990, est estim´ee de mani`ere empirique. Seul le sc´enario RCP8.5 permet de constater un changement de la probabilit´e d’occurrence des d´ebits de crues d´ecennales sur le nord du pays et sur le
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Figure 6.7: En haut : Idem que la figure6.6pour le d´ebit journalier maximal d’une p´eriode de retour de 10 ans (QJXA10). En bas : Moyenne d’ensemble de la probabi- lit´e que le d´ebit journalier maximal sur la p´eriode 2070-2100 soit inf´erieur ou ´egal au
QJXA10 de la p´eriode 1960-1990 pour les quatre sc´enarios RCP.
Rhˆone (Figure6.7). Des d´ebits journaliers d’une intensit´e inf´erieure ou ´egale au QJXA10 de la p´eriode 1960-1990, pourront ˆetre observ´es environ tous les trois ans `a la fin du si`ecle en moyenne sur les GCM.
L`a aussi, les r´esultats sont difficiles `a comparer avec de pr´ec´edentes ´etudes en raison des diff´erents sc´enarios d’´evolution de la concentration des GES et des p´eriodes de r´ef´erence diff´erentes. La tendance sur les ´etiages en France est moins intense que la moyenne d’en- semble pr´esent´ee dans Chauveau et al. (2013), autour de -50% sur tout le pays. Cette diff´erence s’explique en grande partie par la diminution beaucoup plus forte des ´etiages simul´es par le mod`ele hydrologique GR4J par rapport au mod`ele Isba-Modcou (Figure 7 inChauveau et al.(2013)). Sur les quelques stations o`u les r´esultats sont pr´esent´es pour les deux mod`eles, les changements d’´etiage sont coh´erents avec les r´esultats pr´esent´es ici bien qu’il soit n´ecessaire de les consid´erer avec pr´ecautions ´etant donn´es les fortes incer- titudes dues aux mod`eles hydrologiques sur l’´evolution des ´etiages et particuli`erement du QMNA5. Sur les crues d´ecennales `a Paris, les faibles changements constat´es ici est coh´erente avec l’absence de changements significatifs de l’´etude deDucharne et al.(2011). La principale limite de l’´etude de l’´evolution des crues r´ealis´ee ici est que la m´ethode de d´esagr´egation statistique utilis´ee n’est pas en mesure de produire des ´ev`enements pluvieux journaliers plus intenses que ceux d´ej`a observ´es. Le cumul de pr´ecipitations sur
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plusieurs jours peut toutefois ˆetre sup´erieur au maximum observ´e. Il est donc d´elicat d’´etudier l’´evolution des crues journali`eres en se basant sur cette m´ethode de d´esagr´egation. Sur les grands bassins versants, les crues journali`eres sont g´en´eralement caus´ees par une accumulation de pluies sur plusieurs jours, les limites li´ees `a la m´ethode de d´esagr´egation sont donc moins importantes que pour les petits bassins versants. Il faut ´egalement no- ter que les r´esultats pr´esent´es ici restent assez sensibles `a l’estimation empirique des indices, r´ealis´ee sur une p´eriode de seulement 30 ans. L’´etude de l’´evolution du QJXA10 est donc peu fiable et doit ˆetre manipul´e avec pr´ecaution. Il serait int´eressant de v´erifier la coh´erence des changements de ces indices en utilisant des outils statistiques plus adapt´es ainsi que de v´erifier plus finement leur coh´erence avec des ´etudes pr´ec´edentes. L’impact du changement climatique se fait particuli`erement sentir sur les ´etiages. Ils diminuent quasi-syst´ematiquement et g´en´eralement plus dans le sud du pays que dans le nord. L’effet sur les d´ebits de crue est plus faible avec une l´eg`ere augmentation dans le nord ou une faible diminution dans le sud selon les sc´enarios.
6.2
Incertitudes et variabilit´e interne
L’estimation des incertitudes, dues aux mod`eles climatiques et `a la variabilit´e interne, sur les changements du cycle hydrologique permet d’´evaluer la robustesse de ces chan- gements. L’influence de la variabilit´e interne seule sur les changements de d´ebits est ´egalement examin´ee pour les sc´enario RCP4.5 et RCP8.5. Les reconstructions hydro- logiques sur le XX`eme si`ecle permettent de mettre en perspective les changements de d´ebits attendus dans les prochaines d´ecennies.