I NDICES DE RISQUE MÉTÉOROLOGIQUE ET TENEUR EN EAU DE LA VÉGÉTATION

Équation 11. EWT couvert = EWT échantillo n × LAI

2. I NDICES DE RISQUE MÉTÉOROLOGIQUE ET TENEUR EN EAU DE LA VÉGÉTATION

Il nous paraît important de comparer les indices de risque météorologique calculés par Météo-France (système opérationnel de prévention du risque) aux mesures d’état hydrique de la végétation. D’après les services de Météo-France, ces indices de risque, calculés à partir de paramètres climatiques, n’ont jamais été reliés aux paramètres biologiques de la végétation, comme l’état hydrique. Ce travail est en effet colossal puisqu’il faudrait mesurer, à proximité d’une station automatique Météo-France, la teneur en eau de la végétation, pendant plusieurs années et pour plusieurs espèces afin de comparer ces paramètres biologiques aux indices météorologiques.

Selon nous, la démarche vaut la peine d’être tentée, ce que nous essayons de faire à notre échelle pour trois sites et trois espèces.

Sur le site du Causse d’Aumelas près de Montpellier, nous avons suivi l’évolution de la teneur en eau des feuilles de deux espèces (chêne vert et chêne kermès) pendant deux étés consécutifs (2001 et 2002). Pour calculer les indices de risque, nous avons besoin de données météorologiques journalières et horaires au niveau de chaque site de prélèvement. Aucun poste Météo-France ne se trouvant proche des sites de mesure, nous choisissons donc les trois postes les moins éloignés triangulant nos sites, à savoir les postes de Mauguio, Sète et Gignac du département de l’Hérault (Figure 19). Nous faisons l’hypothèse de la linéarité (stationnarité) des variables météorologiques entre les trois stations (température, humidité relative de l’air, vitesse du vent, précipitations). En effet, en l’absence de mesure locale précise (par un pluviomètre par exemple), il semble plus logique de choisir comme hypothèse la linéarité des variables en préférence à d’autres fonctions de répartition (exponentielle, puissance…).

Nous résolvons le système de trois équations à trois inconnues par la méthode matricielle de Cramer (interpolation par triangulation). Nous obtenons alors les valeurs des paramètres météorologiques en chaque site de mesure.

L’analyse des données porte sur un total de 138 mesures de FMC à comparer à sept indices météorologiques (ICL, IS, IH, IPI, ICD, IFM et IJS). Quels que soient les indices, le coefficient de détermination calculé s’avère très faible (r2 < 15%) et aucune relation n’apparaît.

Les tests ont été renouvelés en considérant un décalage temporel (2, 5, 10 jours auparavant) entre la teneur en eau mesurée et le paramètre météo associé. Malheureusement, les corrélations restent toujours faibles (r2 < 20%).

Nous ne pouvons conclure qu’une seule chose : dans les conditions restrictives d’expérience (deux espèces : chêne vert et chêne kermès ; deux périodes : étés 2001 et 2002 ; un site : Causse d’Aumelas près de Montpellier) et sous l’hypothèse de stationnarité des variables météorologiques, nous n’avons pas pu mettre en évidence de relations entre l’état hydrique des feuilles des végétaux et les indices de risque météorologique interpolés des trois stations climatiques les plus proches des sites de mesure.

Conscients du résultat nous souhaitons compléter notre étude par le choix de conditions d’expérience meilleures, à savoir un site de prélèvement le plus proche possible d’une station Météo-France automatique. Le seul site méditerranéen connu est celui de la station de l’INRA du Ruscas dans le massif des Maures. Nous avons sélectionné les mesures de teneur en eau (indice FMC) et d’inflammabilité (indice du délai moyen d’inflammation MDI) de la bruyère arborescente pendant six étés (1997 à 2002). Les prélèvements végétaux ont toujours été effectués par l’INRA sur le même site, à moins de 300 mètres de la station automatique de Météo-France. Après comparaison (Tableau 12), les meilleures corrélations sont obtenues avec l’indice IS (Indice de Sécheresse) tant pour l’indice FMC que MDI.

Tableau 12. Corrélation (r2) entre 2 mesures biologiques et 7 indices de risque météorologique

n=219 ICL IS IH IPI ICD IFM IJS

FMC 0,02 0,74 0,41 0,07 0,53 0,20 0,22 MDI 0,04 0,71 0,51 0,08 0,60 0,27 0,29

La Figure 30 détaille la relation entre les indices FMC et IS pour 219 valeurs.

R² = 0,74 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 100 200 300 400 500 600 700 800 900 indice IS indice FMC

Figure 30. Comparaison des indices FMC et IS de la bruyère arborescente suivie de 1997 à 2002 au domaine du Ruscas dans le massif des Maures

Pour les faibles valeurs de l’indice IS (< 400), le modèle linéaire est moins bien ajusté (plus grande dispersion des points). Mais cela n’est pas gênant puisque le risque d’incendie est surtout important aux fortes valeurs d’IS, avec un risque exceptionnel au-delà de 700 selon Météo-France.

Dans le cas de précipitations inférieures ou égales à 2,8 mm, l’indice IS se calcule par l’Équation 13. Équation 13.

( )

2

8 ,

2

36 ,

0 T M

IS

IS₌

₊ + +

avec

IS

_v l’indice IS de la veille (300 par défaut pour le premier jour de calcul) ;

T

la température de l’air sous abri en degré Celsius à 12 heures locales ;

M

un coefficient de correction fonction du mois de l’année (-1,6 de novembre à mars, 0,9 en avril, 3,8 en mai, 5,8 en juin, 6,4 en juillet, 5 en août, 2,4 en septembre et 0,4 en octobre).

Dans le cas de précipitations supérieures à 2,8 mm, l’indice IS se calcule par l’Équation 14. Équation 14.

( )

2

8 ,

2

36 ,

0

5 26771

,

3

800 ln

400 M

T

P

e

IS

v IS

+

−

+

=

−

avec

IS

_v l’indice IS de la veille (300 par défaut pour le premier jour de calcul) ;

P

la hauteur de pluies en mm cumulée sur 24 heures ;

T

la température de l’air sous abri en degré Celsius à 12 heures locales ;

M

un coefficient de correction fonction du mois de l’année (-1,6 de novembre à mars, 0,9 en avril, 3,8 en mai, 5,8 en juin, 6,4 en juillet, 5 en août, 2,4 en septembre et 0,4 en octobre). Ces deux équations ne sont applicables que pour une température de l’air

T

supérieure ou égale à -2,8°C. Cette limite n’est bien sûr jamais atteinte pendant les mois d’été sur le pourtour méditerranéen.

D’autre part, si l’on étudie la relation entre l’état hydrique (indice FMC) et l’inflammabilité (indice MDI) de la bruyère pour la période 1997-2002, on obtient une forte corrélation (r2 = 87%). L’INRA a ainsi pu mettre en équation la relation liant l’inflammabilité à la teneur en eau de la bruyère arborescente ; chaque été, l’INRA calcule un modèle non linéaire admettant d’excellentes corrélations (Moro, 2001, 2002 et 2003).

Exemple : pour l’été 2001, on a un r2 de 96% pour le modèle définit par l’équation : avec l’indice de siccité (voir formule au Tableau 7).

S e MDI 1,8519I 4673 , 20 ⁻ = IS

Parmi les indices de risque météorologique proposés par Météo-France pour la prévention du risque d’incendie, l’indice IS (Indice de Sécheresse) semble le meilleur pour décrire l’état hydrique de la végétation. Cet indice est corrélé à l’indice FMC de teneur en eau de la végétation dans la mesure où les deux indices sont calculés en un même lieu (r2 de 74% pour le site des Maures de 1997 à 2002). Dès lors que l’humidité de la végétation est mesurée loin d’une station météorologique, les corrélations diminuent (r2 < 20%). Il est donc important de préciser avant tout la variabilité spatiale de l’état hydrique de la végétation méditerranéenne.

3. COMPORTEMENT SPATIAL DE L’ÉTAT HYDRIQUE DE LA

Dans le document Suivi multi-échelle par télédétection et spectroscopie de l'état hydrique de la végétation méditerranéenne pour la prévention du risque de feu de forêt (Page 69-72)