Évolutions du régime pluviométrique au Sahel Ouest-Africain : détection, éléments d’attribution et projections

Date : 10 octobre 2022 - 14h
Lieu : Université Grenoble Alpes, IGE, salle Lliboutry
Lien zoom : https://univ-grenoble-alpes-fr.zoom.us/j/96603378908?pwd=ajZkYUtibllPSDFnY2NEdW5NdGJ5UT09

Devant le jury composé de :

• Anne-Catherine Favre (Pr INPG-UGA, présidente)
• Alessandra Giannini (Pr ENS-PSL, rapporteure)
• Yves Tramblay (DR IRD, rapporteur)
• Agnès Ducharne (DR CNRS, examinatrice)
• Gérémy Panthou (Physicien-adjoint UGA, encadrant de thèse)
• Théo Vischel (MCF UGA, directeur de thèse)

Résumé :

Le réchauffement global d’origine anthropique a des conséquences sur le cycle hydrologique et en particulier sur les précipitations aux échelles régionales. La pluviométrie du Sahel, pilotée par la Mousson d’Afrique de l’Ouest, se caractérise par une variabilité importante sur une large gamme d’échelles spatiales et temporelles ainsi que par une forte sensibilité aux fluctuations du climat global. Les enjeux socio-économiques de la région sont particulièrement prégnants avec d’une part, une agriculture essentiellement pluviale donc vulnérable aux sécheresses et d’autre part, une augmentation des débits de crue associée à une forte croissance démographique et une urbanisation peu ou pas planifiée, exacerbant le risque d’inondation. Dans ce contexte, cette thèse s’attache à documenter et comprendre les évolutions passées du régime pluviométrique sahélien, afin d’anticiper son évolution future.

Des outils existants permettant une description fine des propriétés statistiques des pluies - notamment les extrêmes - sur la région sont adaptés à un contexte de non-stationnarité temporelle. Ce cadre de travail a permis de mettre en évidence de façon robuste l’augmentation de l’intensité des événements extrêmes de pluie sur la région, à des pas de temps allant de l’infra-horaire au journalier. Il a également été montré que les événements les plus forts sont ceux dont la fréquence augmente le plus. Ces tendances ont été exprimées en des termes largement utilisés dans le domaine de l’ingénierie hydrologique afin de favoriser l’appropriation d’outils d’aide à la décision et la mise en place de pratiques d’adaptation.

Les dernières simulations numériques du climat sont par la suite exploitées afin de mieux comprendre les facteurs responsables de ces évolutions. Ces simulations, qui représentent remarquablement bien les évolutions du régime pluviométrique observées depuis 1950 sur la région, ont mis en évidence le rôle prépondérant des facteurs de forçage anthropiques du climat dans l’intensification des pluies : les aérosols semblent être les premiers responsables de cette tendance, avec un rôle additionnel des gaz à effets de serre. Ces signaux forcés ont été modulés dans le temps et dans l’espace par la variabilité interne de l’océan.

Les simulations climatiques en scénarios socio-économiques futurs suggèrent l’émergence de nouvelles conditions hydro-climatiques sur la région dans la prochaine décennie, notamment en ce qui concerne les événements extrêmes de pluie. Ainsi, sans la mise en place de mesures d’adaptation pertinentes et pensées pour le temps long, les conséquences d’événements extrêmes de plus en plus fréquents et intenses iront grandissantes. D’autre part, la saison des pluies subit un retard de son démarrage, rattrapé par des événements plus intenses plus tard dans la saison. De tels changements font planer une menace sérieuse pour - entre autres - les rendements agricoles, les inondations (surtout urbaines) et pour la disponibilité de la ressource en eau.

Principales publications :

• Chagnaud, G., Gallée, H., Lebel, T., Panthou, G., and Vischel, T. : A Boundary Forcing Sensitivity Analysis of the West African Monsoon Simulated by the Modèle Atmosphérique Régional, Atmosphere, 11, 191, 2020.
• Chagnaud, G., Panthou, G., Vischel, T., Blanchet, J., and Lebel, T. : A unified statistical framework for detecting trends in multi-timescale precipitation extremes : application to non-stationary intensity-duration-frequency curves, Theor Appl Climatol, 2021.
• Dunn, R. J. H., Alexander, L. V., Donat, M. G., Zhang, X., Bador, M., Herold, N., Lippmann, T., Allan, R., Aguilar, E., Barry, A. A., Brunet, M., Caesar, J., Chagnaud, G., Cheng, V., Cinco, T., Durre, I., Guzman, R., Htay, T. M., Wan Ibadullah, W. M., Bin Ibrahim, M. K. I., Khoshkam, M., Kruger, A., Kubota, H., Leng, T. W., Lim, G., Li‐Sha, L., Marengo, J., Mbatha, S., McGree, S., Menne, M., Milagros Skansi, M., Ngwenya, S., Nkrumah, F., Oonariya, C., Pabon‐Caicedo, J. D., Panthou, G., Pham, C., Rahimzadeh, F., Ramos, A., Salgado, E., Salinger, J., Sané, Y., Sopaheluwakan, A., Srivastava, A., Sun, Y., Timbal, B., Trachow, N., Trewin, B., Schrier, G., Vazquez‐Aguirre, J., Vasquez, R., Villarroel, C., Vincent, L., Vischel, T., Vose, R., and Bin Hj Yussof, M. N. : Development of an Updated Global Land In Situ‐Based Data Set of Temperature and Precipitation Extremes : HadEX3, J. Geophys. Res. Atmos., 125, 2020.

Mis à jour le 5 octobre 2022