Impact du changement climatique sur les - Infoterre

Impact du changement climatique
sur les ressources en eau de
Martinique
Rapport final
BRGM/RP-62676-FR
Mars 2014
Impact du changement climatique sur
les ressources en eau de Martinique
Rapport final
BRGM/RP-62676-FR
Mars 2014
Étude réalisée dans le cadre des projets
de Service public du BRGM 2010 RSE15
L. Arnaud, S. Lanini
Vérificateur :
Approbateur :
Nom : Y. Caballero
Nom : J.-C. Audru
Date :
Date :
Signature :
Signature :
En l’absence de signature, notamment pour les rapports diffusés en version numérique,
l’original signé est disponible aux Archives du BRGM.
Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2008.
I
M 003 - AVRIL 05
Mots clés : Aquifères volcaniques, Alimentation en eau potable, Altération, Conductivité
électrique, Eau souterraine, Milieu fissuré, Reconnaissances géologique et hydrogéologique,
Gros Morne, Martinique, DOM.
En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :
Arnaud L., Lanini S (2014). Impact du changement climatique sur les ressources en eau de
Martinique. Rapport BRGM/RP-62676-FR, 91 p., 26 ill., 5 ann.
© BRGM, 2014, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Synthèse
La DEAL et le BRGM se sont associés pour étudier l’impact du changement climatique
sur les ressources en eau, superficielles et souterraines, de la Martinique à l’horizon
2081-2100. L’enjeu principal étant de mesurer son impact sur la disponibilité future de la
ressource pour l’alimentation en eau potable de l’île, en particulier en période d’étiage.
Les modélisations ont été conduites par l’intermédiaire d’un modèle hydrologique global à
trois réservoirs développé par le BRGM et sur la base des projections climatiques
élaborées par Météo France. En accord avec les dernières conclusions du GIEC (2013),
deux scénarios climatiques ont été étudiés : les scénarios RCP 4.5 et RCP 8.5 (le plus
pessimiste).
Les principales limites et incertitudes des modèles hydrologique et climatique ont été
clairement exposées. Aussi, les résultats de l’étude ne constituent pas des prévisions
mais bien des projections de deux situations futures possibles et équiprobables, à
l’horizon 2081-2100.
Pendant la saison sèche, la quantité d’eau disponible (infiltration + ruissellement)
diminuerait de façon significative avec, à l’échelle de la Martinique, une baisse moyenne
de 25 % pour le scénario RCP 4.5 et de 50 % pour le scénario RCP 8.5. D’un point de
vue géographique, le sud-est de l’île serait moins impacté.
Pendant la saison des pluies, l’évolution diffère notablement selon le scénario climatique
avec une augmentation moyenne des précipitations efficaces de 38 % pour le scénario
RCP 4.5 et une évolution stable pour le scénario RCP 8.5.
En période de basses eaux, les modélisations hydrologiques indiquent une baisse quasisystématique des débits mensuels moyens des cours d’eau à l’horizon 2081-2100, avec
des déficits plus prononcés pour le scénario RCP 8.5. La moitié nord de la Martinique, où
se situent la totalité des captages AEP, serait plus particulièrement impactée. Des
tensions quantitatives croissantes sont, par conséquent, attendues sous l’effet du
changement climatique pendant le carême, notamment dans le centre de la Martinique où
les rivières apparaissent particulièrement vulnérables au changement climatique.
Avec une recharge des aquifères plus intense pendant la saison des pluies, la ressource
en eau souterraine serait quant à elle moins sensiblement impactée. Dans le futur, les
volumes d’eau souterraine potentiellement exploitables pourraient même être en
augmentation dans le centre de la Martinique quel que soit le scénario climatique étudié
ainsi que dans le sud dans le cas du scénario RCP 4.5.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Sommaire
1. Cadre de l’étude ....................................................................................................... 7 2. Présentation du modèle hydrologique................................................................... 9 2.1. PRINCIPES ......................................................................................................... 9 2.2. AMÉLIORATIONS APPORTÉES EN 2013 AU MODÈLE HYDROLOGIQUE .. 12 2.2.1. Données climatiques ............................................................................... 12 2.2.2. Données de sortie .................................................................................... 13 2.2.3. Nouveau calage du modèle ..................................................................... 15 2.3. ÉVALUATION DU MODÈLE HYDROLOGIQUE ............................................... 19 3. Méthodologie d’évaluation de l’impact du changement climatique sur les
ressources en eau de Martinique ......................................................................... 21 3.1. PROJECTIONS CLIMATIQUES ....................................................................... 21 3.1.1. Modélisation climatique............................................................................ 21 3.1.2. Scénarios climatiques étudiés ................................................................. 22 3.1.3. Principaux résultats ................................................................................. 23 3.2. LA MODÉLISATION HYDROLOGIQUE ........................................................... 28 4. Résultats de la modélisation hydrologique ......................................................... 29 4.1. REPRODUCTION DU TEMPS PRÉSENT ....................................................... 29 4.2. IMPACT DU CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR LE BILAN HYDRIQUE ....... 30 4.2.1. Impact sur l’ETR ...................................................................................... 30 4.2.2. Impact sur la Pluie efficace ...................................................................... 33 4.2.3. Impact sur les bilans hydrologiques ......................................................... 36 4.3. IMPACT DU CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR LES DÉBITS DES RIVIÈRES38 4.3.1. Débits moyens inter-annuels ................................................................... 38 4.3.2. Débits mensuels moyens ......................................................................... 39 4.3.3. Débits d’étiage ......................................................................................... 41 4.4. IMPACT DU CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR LA PIÉZOMÉTRIE ............. 43 BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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4.5. VOLUMES D’EAU SOUTERRAINE EXPLOITABLE ......................................... 46 5. Conclusion .............................................................................................................. 49 6. Bibliographie .......................................................................................................... 51 Liste des illustrations
Illustration 1 : Modèle hydrologique global à 3 réservoirs en cascade (Thiéry, 2003) ................ 10 Illustration 2 : Schéma du troisième réservoir (extrait du rapport BRGM/RP-55099-FR) ........... 10 Illustration 3 : Tableau de principe du modèle hydrologique global (Cf. Illustration 1 et
Illustration 2 pour P, RU, H et V) ................................................................................................. 11 Illustration 4 : Comparaison des précipitations annuelles moyennes utilisées en 2006 (à
gauche) et en 2013 à droite (délimitation des ZPH en noir, stations climatiques disponibles =
triangles noirs) ............................................................................................................................. 13 Illustration 5 : Carte de localisation des piézomètres et des stations hydrologiques exploités
pour le calage du modèle ............................................................................................................ 14 Illustration 6 : Impact de l’augmentation du paramètre tau2 sur la piézométrie simulée
(exemple de l’UH3 – Robert) ....................................................................................................... 16 Illustration 7 : Comparaison entre les niveaux piézométriques simulés et observés pour les
UH 17 – Sainte-Marie (à gauche) et 24 – Lézarde (à droite) ...................................................... 16 Illustration 8 : Coefficients de corrélation entre débits simulés et débits observés au pas de
temps journalier issus des modélisations 2006 et 2013 .............................................................. 17 Illustration 9 : Débits simulés (en 2006 et en 2013) vs débits observés au pas de temps
journalier pour les rivières Oman, Capot, Galion et Lézarde ...................................................... 18 Illustration 10 : Domaine Aladin Climat à résolutions de 10 km et cartographie des 10 points
modèle et des 37 pluviomètres de la Martinique (source : Météo France, 2012) ....................... 22 Illustration 11 : Les différents scénarios RCP avec leur extension jusqu’en 2300 ...................... 23 Illustration 12 : Évolution de la pluie annuelle moyenne pour le scénario RCP 4.5 .................... 25 Illustration 13 : Évolution de la pluie annuelle moyenne pour le scénario RCP 8.5 .................... 26 Illustration 14 : Évolution des moyennes mensuelles de l’ETP modélisée au Lamentin ............ 27 Illustration 15 : Corrélations entre les débits mensuels moyens, minimum et maximum et les
niveaux piézométriques mensuels moyens simulés à partir des données observées (19912010) et du run historique (1981-2000) ....................................................................................... 30 Illustration 16 : Évolutions des moyennes mensuelles de la pluie et de l’ETR pour l’UH 10 –
Sainte-Luce et l’UH 11 – Capot ................................................................................................... 32 Illustration 17 : Évolution de la pluie et de l’ETR moyennes annuelles et des pluies efficaces
saisonnières pour les 24 unités hydrogéologiques et selon les 2 scénarios climatiques RCP
4.5 et RCP 8.5 ............................................................................................................................. 35 BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Illustration 18 : Évolution spatialisée des pluies efficaces annuelles moyennes pour les deux
scénarios climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5................................................................................. 36 Illustration 19 : Évolution des bilans hydrologiques pour les UH10 – Sainte-Luce et UH11 –
Rivière Capot selon les scénarios climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5 (% d’évolution de l’ETR
calculé par rapport à la pluie, % d’évolution de l’infiltration et du ruissellement calculés par
rapport à la pluie efficace, % du soutien d’étiage calculé par rapport à l’infiltration) .................. 37 Illustration 20 : Évolution du Module à l’exutoire des 24 unités hydrogéologiques pour les 2
scénarios climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5................................................................................. 38 Illustration 21 : Débits mensuels moyens simulés à l’exutoire des UH 10, 11, 18, 20, 22 et 24
pour les temps présent et futurs .................................................................................................. 40 Illustration 22 : Carte de localisation des prélèvements pour l’eau potable en Martinique
(source : Observatoire de l’Eau Martinique)................................................................................ 42 Illustration 23 : Évolution des débits mensuels moyens du mois de mars à l’exutoire des 24
unités hydrogéologiques et pour les 2 scénarios climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5 ................... 42 Illustration 24 : Évolution des niveaux piézométriques inter-annuels moyens pour les 2
scénarios climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5................................................................................. 43 Illustration 25 : Niveaux piézométriques mensuels moyens simulés pour les piézomètres de
référence des UH 10, 11, 18, 20, 22 et 24 pour les temps présent et futurs .............................. 45 Illustration 26 : Évolution des volumes d’eaux souterraines exploitables par unité
hydrogéologique et pour les 2 scénarios climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5 ................................ 47 Liste des annexes
Annexe 1 Chroniques piézométriques modélisées .................................................................... 53 Annexe 2 Débits mensuels moyens issus des modélisations du climat observé (1991-2010)
et du run historique ALADIN (1981-2000) ................................................................................... 67 Annexe 3 Évolution de l’ETR annuelle moyenne pour les scénarios climatiques RCP 4.5 et
RCP 8.5 ....................................................................................................................................... 73 Annexe 4 Débits mensuels moyens issus des modélisations du run historique ALADIN (19812000) et des runs RCP 4.5 et RCP 8.5 (2081-2100) .................................................................. 77 Annexe 5 Évolution des débits moyens à l’exutoire des 24 unités hydrogéologiques pour les
mois d’avril, d’août et novembre.................................................................................................. 83 BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
1. Cadre de l’étude
En Martinique, la production en eau potable provient à plus de 90 % des rivières et pose
régulièrement des problèmes en période d’étiage avec le non-respect des débits réservés à
l’aval des prises d’eau.
Conformément aux orientations fondamentales du Schéma Directeur d’Aménagement et de
Gestion des Eaux (SDAGE) de la Martinique, la sécurisation de l’alimentation en eau potable
est en cours : réhabilitation des réseaux d’adduction, développement des interconnexions,
exploitation des eaux souterraines, etc.
Dans la mesure du possible, cette question de la disponibilité de la ressource en eau doit
cependant être traitée à plus long terme, en considérant le changement climatique attendu
dans les décennies à venir.
C’est pourquoi, la DEAL et le BRGM se sont associés pour étudier l’impact du changement
climatique sur les ressources en eau, superficielles et souterraines, de la Martinique à
l’horizon 2081-2100.
Pour ce faire, il a été convenu d’exploiter le modèle hydrologique développé par le BRGM
dans le cadre de la construction du Système d’Information sur les Eaux Souterraines de
MARtinique (SIESMAR).
Préalablement au lancement de la présente étude, et en accord avec les dernières
conclusions du GIEC (2013), Météo France s’est chargé de produire des projections de
scénarios climatiques spatialisées pour le compte de la DEAL. Ces projections serviront de
données d’entrée au modèle hydrologique.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
2. Présentation du modèle hydrologique
La présente étude s’appuie sur le simulateur numérique dédié à la modélisation globale du
cycle de l’eau en Martinique développé par le BRGM dans le cadre du Système
d’Information sur les Eaux Souterraines de MARtinique (SIESMAR).
Les grands principes du modèle sont brièvement rappelés dans le paragraphe suivant, pour
plus de détails, on se reportera au rapport relatif au volet quantitatif du SIESMAR (Rapport
BRGM/RP-55099-FR, Vittecoq et al., 2007).
2.1. PRINCIPES
L’option d’un modèle hydrologique global à 3 réservoirs avait été retenue (Illustration 1). La
particularité du travail réalisé en 2006 a été d’introduire un changement d’échelle entre les
deux premiers réservoirs (Sol et ZNS) et le réservoir Nappe. Le simulateur numérique a été
développé à l’aide du logiciel Matlab/Simulink©.
L’île a ainsi été discrétisée en 1096 mailles de 1 km², pour chacune desquelles le bilan
hydrique du sol, l’infiltration et le ruissellement sont calculés (2 premiers réservoirs). Les
résultats obtenus sont ensuite agrégés à l’échelle des 24 unités hydrogéologiques (UH)
définis. Ce changement d’échelle permet de calculer les variations de stock dans la nappe et
le débit à l’exutoire de chacune des UH (3ème réservoir, cf. Illustration 2).
Le tableau de l’Illustration 3 récapitule les principales équations régissant le modèle
hydrologique.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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ETP : EvapoTranspiration Potentielle fournie par Météo France (formule de Penman)
ETR : EvapoTranspiration Réelle / RU : Réserve Utile
Illustration 1 : Modèle hydrologique global à 3 réservoirs en cascade (Thiéry, 2003)
Illustration 2 : Schéma du troisième réservoir (extrait du rapport BRGM/RP-55099-FR)
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Illustration 3 : Tableau de principe du modèle hydrologique global (Cf. Illustration 1 et Illustration
2 pour P, RU, H et V)
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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2.2. AMÉLIORATIONS APPORTÉES EN 2013 AU MODÈLE HYDROLOGIQUE
2.2.1. Données climatiques
Dans le cadre d’une « Licence Recherche », Météo France a mis à disposition du BRGM :
•
les précipitations quotidiennes validées et homogénéisées pour 37 stations sur une
période commune allant du 01/01/1991 au 31/12/2010. Les ruptures d’homogénéité
dans les séries pluviométriques pouvant être du même ordre de grandeur que les
phénomènes que l’on cherche à mettre en évidence, ce travail d’homogénéisation
permet de consolider les données d’entrée du modèle hydrologique ;
•
la spatialisation au km² des précipitations annuelles moyennes (calculées à partir de
35 des 37 stations précédentes) ;
•
l’ETP quotidienne sur la station du Lamentin du 01/01/1991 au 31/12/2010.
La période modélisée a ainsi pu être étendue à 20 années (contre 11 en 2006 : 1986-1997).
La méthode de spatialisation visant à obtenir une pluie quotidienne par maille d’un km² est
restée la même, mais grâce aux nouvelles données fournies par Météo France, elle a gagné
en fiabilité. On peut notamment remarquer que, contrairement aux données 2006, les pluies
maximales sont bien centrées sur la Montagne Pelée, le morne Jacob ou encore les Pitons
du Carbet (Illustration 4).
Rappel de la méthodologie de spatialisation (Vittecoq et al., 2007) :
L’île a été découpée en 14 Zones Pluviométriquement Homogènes (ZPH) (Mobèche, 2003).
Pour chacune, un pluviomètre de référence a été choisi. Les pluviomètres pour lesquels la
pluie moyenne annuelle calculée à partir des chroniques disponibles ne correspondait pas
avec la carte des isohyètes ont été éliminés. On affecte ensuite à toutes les mailles situées
dans une même ZPH la chronique du pluviomètre de référence de cette zone, corrigée par
un coefficient multiplicatif pour tenir compte entre autre de l’altitude. Pour chaque maille, ce
coefficient correcteur est égal au rapport entre la pluviométrie moyenne annuelle de la maille
fournie par la carte des isohyètes discrétisée et la pluviométrie moyenne annuelle mesurée
au pluviomètre de référence.
Dans le cadre de la présente étude, la carte des isohyètes a été remplacée par la
spatialisation au km² des précipitations moyennes annuelles calculées par Météo France sur
la période 1991-2010. En outre, pour exploiter le maximum des 30 chroniques de
précipitations disponibles, 21 ZPH ont finalement été délimitées. Ces dernières résultent du
croisement des 14 ZPH initiales et des 24 unités hydrogéologiques (UH) (Cf. Illustration 4).
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Illustration 4 : Comparaison des précipitations annuelles moyennes utilisées en 2006 (à gauche) et en
2013 à droite (délimitation des ZPH en noir, stations climatiques disponibles = triangles noirs)
2.2.2. Données de sortie
En ce qui concerne les chroniques observées, aucune donnée supplémentaire n’a pu être
obtenue pour les débits de rivière par rapport à la modélisation de 2006 (7 unités
hydrogéologiques suivies). La comparaison des débits simulés et observés a tout de même
pu être réalisée sur une période plus étendue (par exemple jusqu’à juin 2005 pour l’UH10),
alors qu’elle était limitée à fin 1997 auparavant.
En revanche, le modèle hydrologique bénéficie désormais des chroniques piézométriques du
réseau de surveillance patrimonial de la Martinique sur la période 2004-2010. En 2006, faute
de données, aucun calage n’avait réellement pu être réalisé sur les niveaux piézométriques.
La carte suivante présente les stations hydrologiques et les piézomètres disponibles pour le
calage. Seules sept unités hydrogéologiques sont concernées par des stations
hydrologiques disposant de données de débit (4, 10, 11, 18, 20, 22 et 24). A contrario, la
majorité des UH est suivie par au moins un piézomètre (seules les UH 4, 12, 14, 16, 21 et 23
ne disposent pas de chronique piézométrique).
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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Illustration 5 : Carte de localisation des piézomètres et des stations hydrologiques exploités pour le
calage du modèle
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
2.2.3. Nouveau calage du modèle
Le cahier des charges de l’étude ne prévoyait pas de procéder à un nouveau calage du
modèle. Cependant, au regard des données acquises depuis 2006, il a été décidé d’affiner le
calage du modèle dans le but de retranscrire le mieux possible les chroniques
piézométriques sans toutefois dégrader le calage des chroniques de débit.
Modélisations pluie - niveau
Les meilleurs résultats ont été obtenus en ajustant le paramètre temps de transit moyens
dans le réservoir « nappe » (Illustration 3) pour certaines UH. Le paramètre tau2 a ainsi été
augmenté pour les UH 1, 2, 3, 5, 7, 8, 10 et 13 car la piézométrie simulée ne retranscrivait
pas suffisamment l’inertie des fluctuations observées (Illustration 6). Excepté pour l’UH 13,
ces dernières correspondaient aux temps de transit dans la nappe les plus faibles (20 jours ;
Vittecoq et al., 2007).
Les autres paramètres de calage sont finalement restés inchangés.
Tous les graphiques comparant piézométrie simulée et piézométrie observée sont reportés
en Annexe 1. Le calage est satisfaisant pour les UH 1, 3, 6, 9, 10, 15, 17, 18, 20, 22 et 24
(cf. exemples sur l’Illustration 7).
Le choix qui a été fait d’adopter un modèle simple et unique à trois réservoirs pour toutes les
UH de la Martinique restreint forcément la qualité du calage. Ainsi, le modèle parvient à
reproduire les chroniques piézométriques les plus classiquement rencontrées en Martinique,
à savoir des régimes de fluctuations « mixtes » avec une dominante saisonnière (recharge
annuelle) à laquelle se superpose l’influence des précipitations. Ces fluctuations
caractérisent des aquifères laviques, à porosité de fissures et/ou de fractures, transmissifs et
peu capacitifs. La plupart du temps, seuls les principaux pics de recharge sont correctement
simulés (Illustration 7). En revanche, le modèle ne parvient logiquement pas (au regard de
l’approche globale du modèle) à reproduire correctement les chroniques atypiques, c’est-àdire :
• les plus fortes inerties observées sur des piézomètres interceptant des aquifères à
porosité de matrice et de grande extension : Marin – Grand Fond (UH 2), Basse Pointe
– Chalvet (UH 13) ;
• les inerties engendrées par des caractéristiques hydrodynamiques très médiocres :
Marin – Cap Macré (UH 1), Anses d’Arlet – Grande Anse (UH 7), Trois Ilets – Vatable
(UH 8) ;
• la forte influence de la marée à Saint-Pierre – Rivière Blanche (UH 19) ;
• les chroniques piézométriques, présentant un très faible battement de nappe, car
tamponnées par une charge hydraulique constante : Basse Pointe – Chez Lélène
implanté à proximité immédiate de la rivière Falaise et Morne Rouge – Desgrottes
interceptant des ponces sous-jacentes à un horizon tourbeux saturé en eau (UH 11
dans les deux cas) ;
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
15
• enfin, suite aux précipitations exceptionnelles de début mai 2009, certains piézomètres
ont enregistré une hausse du niveau piézométrique qui s’est répercutée sur tout le
reste de l’année : Robert – Pontaléry (UH 3), Trois Ilets – Vatable (UH8), Saint-Pierre –
CDST (UH 19), Bellefontaine (UH 20). Il faut noter que les caractéristiques
hydrodynamiques sont médiocres au droit de ces ouvrages (possiblement associées à
des tubages défectueux). Le calage redevient bon à partir de 2010.
Pour améliorer la simulation des niveaux piézométriques de ces différentes UH, il faudrait
envisager d’introduire un peu plus de complexité dans le modèle à réservoirs (ajout de
réservoirs, modification des lois de transferts entre réservoirs, etc.).
Illustration 6 : Impact de l’augmentation du paramètre tau2 sur la piézométrie simulée (exemple de
l’UH3 – Robert)
Illustration 7 : Comparaison entre les niveaux piézométriques simulés et observés pour les UH 17 –
Sainte-Marie (à gauche) et 24 – Lézarde (à droite)
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Modélisations pluie – débit spécifique
À quelques exceptions près, le nouveau calage n’a pas permis d’améliorer la retranscription
des débits de rivières (Illustration 9).
Le tableau de l’Illustration 8 propose une comparaison des coefficients de corrélation entre
débits observés et débits simulés obtenus en 2006 et 2013 au pas de temps journalier. Ces
derniers sont légèrement plus faibles avec le nouveau calage mais il faut noter que les
durées de confrontation sont la plupart du temps plus importantes (exceptés pour les UH 18
et 24).
UH
4
10
11
18
20
22
24
Nb valeurs
655
927
736
3233
1092
2101
2912
2006
2013
Coeff. Corrélation Coeff. Corrélation Nb valeurs
(Pearson)
(Pearson)
0.537
2219
0.527
0.355
2621
0.387
0.751
2490
0.734
0.776
1407
0.705
0.648
2757
0.636
0.61
3220
0.546
0.787
1086
0.702
Illustration 8 : Coefficients de corrélation entre débits simulés et débits observés au pas de temps
journalier issus des modélisations 2006 et 2013
La principale limite du modèle, liée au calcul de la répartition ruissellement / infiltration
supposée constante, et avancée en 2006 reste donc ici prégnante. En effet, lors des forts
évènements pluvieux, la part d’eau ruisselée peut être notablement plus élevée qu’en
période de carême (Vittecoq et al., 2007). Par conséquent, le meilleur calage global des
débits et des niveaux piézométriques tend à sous-estimer les écoulements en condition
extrême : sous-évaluation fréquente des pics de crue les plus marqués et des débits à
l’étiage (sous-estimation des soutiens par les nappes probable).
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
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UH 10 ‐ Rivière Oman
0.6
Simulation 2013
Simulation 2006
Débits (m3/s)
0.5
Débits observés
0.4
0.3
0.2
0.1
0
01/01/1996
01/03/1996
01/05/1996
01/07/1996
01/09/1996
01/11/1996
01/01/1997
01/03/1997
01/05/1997
01/07/1997
01/09/1997
01/11/1997
Date
UH 11 ‐ Rivière Capot
0.7
Simulation 2013
0.6
Simulation 2006
Débits observés
Débits (m3/s)
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
01/01/1997
01/02/1997
01/03/1997
01/04/1997
01/05/1997
01/06/1997
01/07/1997
01/08/1997
01/09/1997
01/10/1997
01/11/1997
01/12/1997
Date
UH 18 ‐ Rivière du Galion
0.45
Simulation 2013
0.4
Débits (m3/s)
0.35
Simulation 2006
Débits observés
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
01/01/1992
01/02/1992
01/03/1992
01/04/1992
01/05/1992
01/06/1992
01/07/1992
01/08/1992
01/09/1992
01/10/1992
01/11/1992
01/12/1992
01/01/1993
Date
UH 24 ‐ La Lézarde à Soudon
0.8
Simulation 2013
0.7
Simulation 2006
Débits observés
Débits (m3/s)
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
01/01/1992
01/03/1992
01/05/1992
01/07/1992
01/09/1992
01/11/1992
01/01/1993
01/03/1993
01/05/1993
01/07/1993
01/09/1993
01/11/1993
Date
Illustration 9 : Débits simulés (en 2006 et en 2013) vs débits observés au pas de temps journalier pour
les rivières Oman, Capot, Galion et Lézarde
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
18
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
2.3. ÉVALUATION DU MODÈLE HYDROLOGIQUE
Tout d’abord, les résultats obtenus sur les différentes simulations réalisées sur la période
1991-2010 montrent que tous les bilans restent corrects avec une erreur relative inférieure à
0.5 %.
Lors de l’étude 2006, il avait été noté une légère surestimation des pluies efficaces. La prise
en compte des données climatiques analysées par Météo France semble améliorer ce point
puisque les pluies efficaces sont globalement moins importantes à l’échelle de l’île (excepté
pour les UH 7, 11, 12, 13, 15, 16 et 18).
Avec l’acquisition de nombreuses données piézométriques depuis 2006, le calage global du
modèle a pu être consolidé. En revanche, à quelques exceptions près, aucune amélioration
n’a pu être apportée à la modélisation des débits. Concernant ce dernier point, la principale
limite du calage retenu est la sous-estimation des débits d’étiage.
En conclusion, bien que le modèle repose sur une approche globale, il permet de reproduire
de manière acceptable les débits aux exutoires et les niveaux de nappe, avec des
dynamiques de crue / recharge et décrue / vidange correctement simulées.
Le modèle hydrologique ainsi constitué doit donc permettre d’évaluer l’impact du
changement climatique sur les ressources en eau à l’échelle des 24 unités hydrogéologique
définies pour la Martinique. Il est cependant bien clair que l’évaluation devra se limiter à
l’analyse de l’évolution de valeurs moyennes dans le but de dégager les grandes tendances
(flux annuel et mensuel moyens).
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
19
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
3. Méthodologie d’évaluation de l’impact du
changement climatique sur les ressources en eau
de Martinique
3.1. PROJECTIONS CLIMATIQUES
Pour le compte de la DEAL, la Direction Interrégional Antilles Guyane de Météo France a
travaillé de 2011 à 2012 à la production de scénarios climatiques en lien avec le changement
climatique. Les projections climatiques sont utilisées comme données d’entrée du modèle
hydrologique développé par le BRGM.
Seuls les grands principes méthodologiques et les principaux résultats sont ici présentés,
pour plus de détails, on se reportera au rapport de Météo France (2012).
Avant toute projection, Météo France a étudié l’évolution des paramètres observés
(température et précipitations) sur la période 1965-2009 en Martinique. Il en ressort une
augmentation significative des températures (+1.18 °C en moyenne pour les températures
minimales sur la période 1965-2009) et une faible augmentation des précipitations, non
statistiquement significative.
3.1.1. Modélisation climatique
La modélisation du climat en Martinique a été mise en œuvre à partir d’une descente
d’échelle dynamique1 par l’utilisation du modèle régional ALADIN CLIMAT, forcé par les
dernières projections du modèle ARPEGE CLIMAT (CMIP-5). La résolution obtenue est ainsi
de 10 km : soient 10 points terre en Martinique (Illustration 10).
Au départ, le modèle ARPEGE CLIMAT propose une résolution de 50x50 km² sur l’ensemble
du globe, avec le point terre du modèle le plus proche de la Martinique situé à Puerto Rico (>
500 km).
La variabilité géographique et temporelle du climat étant trop importante en Martinique pour
que le modèle puisse la reproduire avec 10 points terre, la descente d’échelle dynamique a
été accompagnée d’une descente d’échelle statistique (méthode quantile / quantile).
Ces descentes d’échelle sont indispensables si on veut utiliser les simulations climatiques
comme données d’entrée du modèle hydrologique (avec une précision spatiale suffisante).
1
Consiste à emboîter des modèles sur des domaines limités avec une résolution de plus en plus fine
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
21
Illustration 10 : Domaine Aladin Climat à résolutions de 10 km et cartographie des 10 points modèle et
des 37 pluviomètres de la Martinique (source : Météo France, 2012)
Pour permettre une exploitation des résultats par le modèle hydrologique développé par le
BRGM, les normales de précipitations modélisées ont été spatialisées à la maille du km² par
krigeage avec dérive(s) externe(s). Dans cette méthode, des prédicteurs (ou valeurs
explicatives) sont utilisés, ils sont disponibles à une résolution de 90 m pour la Martinique
(distance à la mer, altitude, pente, orientation, etc. ; Météo France, 2012).
Enfin, Météo France est également parvenu à modéliser l’évapotranspiration (ETP) à partir
de sept variables issues des sorties du modèle ALADIN : rayonnement global, insolation,
humidités relatives minimale et maximale, températures minimale et maximale, vent à 10m.
3.1.2. Scénarios climatiques étudiés
Météo France a travaillé sur deux des scénarios moyens proposés par le GIEC en 2013 :
RCP 8.5 e RCP 4.5 (Representative Concentration Pathways) (Illustration 11) :
•
RCP 8.5 : scénario le plus pessimiste. En 2100, on atteint un forçage radiatif de 8,5
W/m², ce qui correspond à une concentration équivalente en CO2 proche de 1370
ppmv. Le forçage radiatif est en pleine augmentation en 2100. Il se rapproche de
l’ancien scénario A2 (GIEC, 2007) ;
•
RCP 4.5 : en 2100, on atteint un forçage radiatif de 4,5 W/m², ce qui correspond à
une concentration équivalente en CO2 proche de 650 ppmv. La stabilisation se fait
après 2100, mais commence en 2060. Ce scénario correspond à l’ancien scénario
B1 (introduction de technologies propres et utilisation des ressources
efficiente, mais sans initiative supplémentaire pour gérer le climat).
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
22
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Illustration 11 : Les différents scénarios RCP avec leur extension jusqu’en 2300
En définitive, trois « runs » de simulation sont proposés par Météo France :
•
un run historique sur la période 1971-2000 (simulation de référence) ;
•
un run pour le scénario RCP 4.5 (ex scénario B1) sur la période 2071-2100.
•
un run pour le scénario RCP 8.5 (ex scénario A2) sur la période 2071-2100.
3.1.3. Principaux résultats
Dans ce paragraphe, nous nous intéressons uniquement à l’évolution des précipitations et
de l’ETP.
Les précipitations
À l’échelle de la Martinique, il est attendu une augmentation des pluies annuelles moyennes
sur une majorité du territoire :
•
selon le scénario RCP 4.5, l’augmentation des précipitations annuelles seraient
comprises entre +15 et +25 % dans le sud et le centre de l’île. L’évolution apparaît
plus stable dans le nord et le nord Atlantique : de -3 % à +8 % (Illustration 12) ;
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
23
•
selon le scénario RCP 8.5, les augmentations seraient moins importantes,
majoritairement comprises entre +10 et +15 %. Des baisses de la pluviométrie
annuelle moyenne sont même projetées dans le nord (Unité Hydrogéologique 11 à
13, Illustration 13).
D’un point de vue saisonnier, Météo France présente dans son rapport un focus sur les mois
de juillet (début de saison des pluies) et de février (début de la saison sèche) :
•
augmentation des précipitations projetée sur tout le territoire en juillet : de + 10 % à +
40 % pour le scénario RCP 8.5 et de + 20 % à + 60 % pour le scénario RCP 4.5 ;
•
baisse des précipitations sur la majorité de l’île en février : de 0 à - 40 % pour le
scénario RCP 8.5 et de 0 à - 30 % pour le scénario RCP 4.5. En revanche, la
tendance est inverse sur une frange sud-est (Le François, Le Vauclin) avec de + 10 à
+ 40 % pour le scénario RCP 8.5 et de + 20 à + 60 % pour le scénario RCP 4.5.
En outre, à l’horizon 2071-2100, une augmentation des évènements extrêmes à l’échelle de
la saison est attendue :
•
augmentation des saisons sèches (janvier à mars) extrêmement sèches (encore plus
forte pour le scénario RCP 8.5). Le nord-ouest de l’île serait la zone la plus
sensiblement concernée ;
•
augmentation des saisons pluvieuses extrêmement pluvieuses (jusqu’à 10 fois plus
fréquentes pour le scénario RCP 4.5).
Les Illustration 12 et Illustration 13 présentent l’évolution respective des précipitations
annuelles moyennes à la maille du km² (maillage du modèle hydrologique) pour les
scénarios RCP 4.5 et RCP 8.5.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
24
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
RCP 4.5 (2081 - 2100)
Evolution de la pluie annuelle moyenne
12
13
14
11
19
15
17
16
18
20
3
24
22
µ
0
2.5
5
23
5
10
Kilomètres
4
21
8
6
7
9
Evolution (%)
- 90 à - 100
0à5
- 80 à - 90
5 à 10
- 70 à - 80
10 à 15
- 60 à - 70
15 à 20
- 50 à - 60
20 à 30
- 40 à -50
30 à 40
- 30 à - 40
40 à 50
- 20 à - 30
50 à 60
- 15 à - 20
60 à 70
- 10 à - 15
70 à 80
- 5 à - 10
80 à 90
0à-5
90 à 100
10
2
1
Illustration 12 : Évolution de la pluie annuelle moyenne pour le scénario RCP 4.5
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
25
RCP 8.5 (2081 - 2100)
Evolution de la pluie annuelle moyenne
12
13
14
11
19
15
17
16
18
20
3
24
22
µ
0
2.5
23
5
5
10
Kilomètres
4
21
8
6
7
Evolution (%)
- 90 à - 100
0à5
- 80 à - 90
5 à 10
- 70 à - 80
10 à 15
- 60 à - 70
15 à 20
- 50 à - 60
20 à 30
- 40 à -50
30 à 40
- 30 à - 40
40 à 50
- 20 à - 30
50 à 60
- 15 à - 20
60 à 70
- 10 à - 15
70 à 80
- 5 à - 10
80 à 90
0à-5
90 à 100
9
10
2
1
Illustration 13 : Évolution de la pluie annuelle moyenne pour le scénario RCP 8.5
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
26
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
L’évapotranspiration potentielle (ETP)
L’évolution de l’ETP est principalement liée à l’évolution des températures. Une hausse
globale des ETP serait ainsi observée à la station du Lamentin sur la période 2071-2100
(Illustration 14) :
•
de + 10 % (novembre) à + 20 % (juin) selon le scénario RCP 4.5 ;
•
de + 24 % (octobre) à + 34 % (avril) selon le scénario RCP 8.5.
8
Run historique 1981‐2000
ETP mensuelle moyenne (mm/j)
7.5
Run RCP45 2081‐2100
7
Run RCP85 2081‐2100
6.5
Observations (1991‐2010)
6
5.5
5
4.5
4
3.5
Janv
Fév
Mars
Avril
Mai
Juin
Juill
Août
Sept
Oct
Nov
Déc
Mois
Illustration 14 : Évolution des moyennes mensuelles de l’ETP modélisée au Lamentin
Les incertitudes
La principale limite de l’étude mise en avant par Météo France est le recours à un seul
couple de modèles numériques (ARPEGE-ALADIN) qui ne permet pas une vision complète
de l’incertitude des projections. Idéalement, une approche multi-modèles s’avèrerait
nécessaire.
Par ailleurs, les incertitudes liées à la descente d’échelle peuvent être importantes sur les
pluies (Déqué et al., 2007).
Les projections utilisées dans le cadre de ce travail ne doivent donc être prises que comme
deux indications de situations futures équiprobables, non représentatives de la diversité des
situations possibles.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
27
3.2. LA MODÉLISATION HYDROLOGIQUE
Sur la base des données produites par Météo France, en complément de la modélisation sur
la période 1991-2010 (à partir des données observées), trois modélisations hydrologiques
ont été réalisées :
•
une première pour le run historique sur la période 1981-2000 ;
•
deux autres pour les runs RCP 4.5 et RCP 8.5 sur la période 2081-2100.
Dans la mesure où les données du run historique de Météo France sont elles-mêmes
légèrement différentes des observations sur la même période (voir par exemple l’ETP sur
l’Illustration 14), on ne doit pas s’attendre à ce que le modèle hydrologique reproduise
fidèlement les piézométries et débits au pas de temps journalier sur la période historique.
Par contre, les tendances et les amplitudes doivent être retrouvées.
La méthodologie classiquement adoptée pour évaluer l’impact du changement climatique sur
les ressources en eau, est de comparer les simulations liées au climat futur à la
simulation issue du run historique et non à la simulation faite à partir des données
climatiques observées. De cette manière, on s’assure de proposer une analyse de l’impact
du changement climatique, en s’affranchissant autant que possible de la difficulté du modèle
de climat utilisé à reproduire les observations. Cette analyse se fait en comparant les valeurs
d’indicateurs statistiques comme les moyennes annuelles et mensuelles, calculées sur les
deux périodes (1981-2000 vs 2081-2100).
Enfin, il faut noter que sur la période 2081-2100, on suppose que les prélèvements en eau
ou encore l’occupation du sol (dont dépendent par exemple la réserve utile des sols et les
coefficients culturaux utilisés dans le modèle) restent identiques à ceux considérés sur la
période 1981-2000. Cette hypothèse est probablement fausse mais elle est retenue dans la
plupart des études d’impacts des changements climatiques faute de prévisions fiables pour
ces paramètres (Explore 2070, 2011).
L’impact du changement climatique sur les ressources en eau est évalué dans ce qui suit à
l’échelle des 24 unités hydrogéologiques définies pour la Martinique (Cf. § 2.1). Une analyse
plus détaillée est proposée pour six de ces unités : Sainte-Luce (UH 10), Rivière Capot (UH
11), Rivière Galion (UH 18), Le Carbet (UH 20), Schœlcher – Case Pilote (UH 22) et Rivière
Lézarde (UH 24). En effet, le calage du modèle est considéré comme satisfaisant en
piézométrie comme en débit dans ces secteurs (excepté en piézométrie pour l’UH 11). De
plus, ces unités regroupent la quasi-totalité des prélèvements AEP de la Martinique.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
28
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
4. Résultats de la modélisation hydrologique
Dans le cas de la modélisation climatique menée par Météo France comme dans le cas de la
modélisation hydrologique, l’approche a été mono-modèle. Par conséquent, outre les
incertitudes intrinsèques des modèles et leur limite de performance, il faut garder à l’esprit
que les résultats discutés dans le présent chapitre ne couvrent pas l’ensemble des
incertitudes associées aux études d’impact du changement climatique.
À ce titre, les résultats obtenus ne constituent pas des prévisions, mais bien des projections
de deux situations futures possibles et équiprobables, à l’horizon 2081-2100.
4.1. REPRODUCTION DU TEMPS PRÉSENT
Pour l’analyse de la reproduction du temps présent, nous nous intéressons aux débits
mensuels moyens, minimum et maximum ainsi qu’aux niveaux piézométriques mensuels
moyens, modélisés à partir des données observées (1991-2010) et du run historique (19812000).
Il faut signaler que Météo France n’a pas utilisé exactement les mêmes méthodes de
krigeage pour spatialiser les précipitations annuelles moyennes des séries observées et des
séries issues du modèle ALADIN (run historique, runs RCP 4.5 et RCP 8.5). En effet, Météo
France s’est appuyé sur 35 postes climatiques (2 présentant trop de lacunes) dans le cas
des séries observées contre 37 pour les séries modélisées. L’ajout de deux postes influe
ainsi sur le choix des prédicteurs utilisées (Cf. § 3.1.1) dans la méthode de krigeage et donc
sur les résultats finaux (Météo France, 2012).
Il en résulte des différences, localement significatives, entre la pluviométrie annuelle
moyenne spatialisée observée et celle issue des simulations climatiques (run historique). La
pluviométrie spatialisée intervenant dans la chaîne de calcul du modèle hydrologique (Cf. §
2.2.1), un biais peut donc être observé dans la reproduction du temps présent pour certaines
unités hydrogéologiques. Les plus grands écarts sont constatés pour les UH 3, 4, 5, 6, 8 et
22 et vont tous dans le sens d’une sous-estimation des précipitations moyennes.
Malgré cela, l’évolution saisonnière des débits et des niveaux piézométriques est
globalement bien reproduite (comparaison des résultats du modèle forcé par les séries
observées et du modèle forcé par le run historique). Cela est traduit par des coefficients de
corrélation élevés sur les valeurs mensuelles (Illustration 15). Les moins bonnes corrélations
concernent la reproduction des débits pour l’UH 1 – Sainte-Anne et l’UH 4 – Vauclin, à
l’extrémité sud-est de la Martinique, avec des coefficients de corrélation de 0.88.
Des graphiques permettant, pour chaque UH, de comparer l’évolution des débits mensuels
moyens issus de la simulation forcée par le climat observé et par le run historique d’Aladin
sont consignés en Annexe 2.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
29
Unités hydrogéologiques
UH 1
UH 2
UH 3
UH 4
UH 5
UH 6
UH 7
UH 8
UH 9
UH 10
UH 11
UH 12
UH 13
UH 14
UH 15
UH 16
UH 17
UH 18
UH 19
UH 20
UH 21
UH 22
UH 23
UH 24
Q moy. 0.88
0.94
0.97
0.88
0.98
0.96
0.96
0.97
0.96
0.95
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.93
0.99
0.98
0.99
0.99
0.97
0.98
0.98
0.99
Coefficients de Pearson
Q min.
Q max.
0.07
0.83
0.99
0.75
0.81
0.86
‐0.2
0.81
0.6
0.73
0.94
0.81
0.55
0.88
0.62
0.93
0.96
0.89
0.93
0.76
0.9
0.69
0.87
0.42
0.8
0.48
0.92
0.86
0.83
0.71
0.97
0.66
0.93
0.86
0.87
0.86
0.94
0.81
0.77
0.8
0.77
0.73
0.82
0.94
0.7
0.93
0.82
0.9
Piezo. moy.
0.93
0.97
0.98
/
0.98
0.97
0.97
0.98
0.97
0.96
0.99
/
0.99
/
0.99
/
0.99
0.99
0.99
0.99
/
0.99
/
1.00
Illustration 15 : Corrélations entre les débits mensuels moyens, minimum et maximum et les niveaux
piézométriques mensuels moyens simulés à partir des données observées (1991-2010) et du run
historique (1981-2000)
En revanche, les corrélations apparaissent moins bonnes pour les débits mensuels minimum
et maximum. Il s’annonce donc difficile de travailler sur ces valeurs statistiques pour évaluer
l’impact du changement climatique.
4.2. IMPACT DU CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR LE BILAN HYDRIQUE
Dans un premier temps, nous étudierons l’impact du changement climatique sur l’évolution
du bilan hydrique, c’est-à-dire la partition de la pluie entre l’évapotranspiration et les pluies
efficaces. Il est rappelé que la pluie efficace est la quantité d’eau disponible pour le
ruissellement, l’infiltration et, de façon plus marginale, pour la saturation des sols
superficiels.
4.2.1. Impact sur l’évapotranspiration réelle (ETR)
L’évapotranspiration potentielle (ETP) représente le flux d’évaporation que pourrait avoir un
couvert de gazon bien alimenté en eau. L’ETP est généralement supérieure à
l’évapotranspiration réelle (ETR), flux réellement observé et estimé par les modèles
hydrologiques (Illustration 3).
En conséquence de l’élévation de température attendue, une augmentation généralisée de
l’ETR annuelle est projetée, elle est plus marquée pour le scénario RCP 8.5 avec une
augmentation annuelle moyenne de + 15% à l’échelle de la Martinique contre + 11% pour le
scénario RCP 4.5.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
30
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Les plus fortes augmentations (> 15%) sont observées sur la bordure sud-est de l’île (du
Robert à Sainte-Anne, UH 1 à 6) quel que soit le scénario ainsi que dans le nord et le nord
Atlantique pour le scénario RCP 8.5 (UH 11, 12, 13 et 15).
Des cartes d’évolution de l’ETR moyenne annuelle sont reportées en Annexe 3 pour les
deux scénarios.
L’Illustration 16 présente les évolutions futures des pluies et des ETR mensuelles moyennes
pour l’UH 10 – Sainte-Luce et l’UH 11 – Capot, deux UH aux conditions climatiques
différentes.
Dans le cas de l’UH 10 (sud de la Martinique, moins arrosé), la baisse de la pluviométrie
pendant la saison sèche devrait s’accompagner d’une baisse de l’ETR. L’ETP est en
augmentation mais elle n’est pas satisfaite du fait de faibles précipitations et d’un déficit
hydrique des sols. Cela est plus marqué pour le scénario RCP 8.5 (Illustration 16).
À partir du mois de juin, l’ETR est en nette augmentation et l’ETR projetée selon le scénario
RCP 8.5 devient plus importante : scénario moins pluvieux mais avec une demande
évaporatoire plus forte. À partir du mois d’août, l’augmentation de l’ETR est moins marquée.
Avec, en saison des pluies, une pluviométrie plus importante et une ETR plus faible pour le
scénario RCP 4.5, l’augmentation relative des pluies efficaces est plus forte pour ce dernier
(Cf. § 4.2.2).
Dans le cas de l’UH 11 (nord Atlantique), l’ETR croît entre le run historique et le RCP 8.5 et
globalement dans les mêmes proportions toute l’année. L’ETR reste toujours légèrement
plus importante pour le scénario RCP 8.5 que pour le RCP 4.5. Comparativement à l’UH 10,
la variabilité saisonnière de l’ETR est par ailleurs très faible.
Ainsi, avec des précipitations sensiblement plus faibles en saison sèche, une baisse des
écoulements (P - ETR) plus marquée est attendue dans le nord de la Martinique.
Enfin, contrairement à l’UH 10, l’augmentation de la pluie en saison des pluies n’est pas
particulièrement plus forte que celle de l’ETR. L’impact du changement climatique sur les
pluies efficaces devrait donc être plus limité dans le nord (§ 4.2.2).
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
31
300
UH 10
250
Pluie HIST
Pluie et ETR (mm)
Pluie RCP 4.5
Pluie RCP 8.5
200
ETR HIST
ETR RCP 4.5
150
ETR RCP 8.5
100
50
0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Mois
600
UH 11
Pluie HIST
500
Pluie RCP 4.5
Pluie et ETR (mm)
Pluie RCP 8.5
ETR HIST
400
ETR RCP 4.5
ETR RCP 8.5
300
200
100
0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Mois
Illustration 16 : Évolutions des moyennes mensuelles de la pluie et de l’ETR pour l’UH 10 – SainteLuce et l’UH 11 – Capot
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
32
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
4.2.2. Impact sur la Pluie efficace
En cohérence avec les observations faites sur l’évolution des précipitations et de l’ETR,
l’impact du changement climatique sur les précipitations efficaces apparaît très contrasté :
d’une part, entre les deux scénarios climatiques étudiés et, d’autre part, entre saison sèche
et saison des pluies (Illustration 17) :
•
Scénario RCP 4.5 :
o pendant la saison des pluies (juin à novembre), quasiment toutes les unités
hydrogéologiques seraient concernées par une augmentation des pluies
efficaces (+38% en moyenne à l’échelle de la Martinique). Une très forte
augmentation (proche et supérieure à 50%) est constatée dans le sud de l’île
(au sud d’une ligne Robert – Ducos (UH 1 à 10 et UH 21)) et plus localement
au niveau de l’UH 22 (Schœlcher – Case Pilote). Comme évoqué
précédemment, la forte augmentation des précipitations en saison des pluies
prend donc ici le pas sur l’augmentation de l’ETR. Seules les UH 11 à 13
(extrémité nord) présentent une évolution relativement stable ;
o au contraire, avec une baisse des précipitations pendant la saison sèche
(décembre à mai), une baisse des pluies efficaces est attendue pour la très
grande majorité du territoire (- 25% en moyenne à l’échelle de la Martinique,
et jusqu’à -50% pour plusieurs UH). Seules les UH2 – Marin et UH21 – Petit
Bourg enregistreraient des précipitations efficaces plus importantes à l’horizon
2081-2100 (+ 30%).
•
Scénario RCP 8.5 :
o pendant la saison des pluies, l’évolution apparaît relativement stable. Les
seules évolutions marquées concernent les UH 1 (- 28%), 4 (- 27%) et 22
(+36%). En termes de bilan hydrique, l’augmentation conjuguée des
précipitations et de l’ETR semble donc ici se neutraliser (§ 4.2.1) ;
o pendant la saison sèche, tout le territoire sera possiblement concerné par
une forte baisse des pluies efficaces, avec en moyenne - 51% à l’échelle de la
Martinique (jusqu’à - 80% pour les UH 7 à 9, Presqu’île des Trois Ilets).
Les précipitations efficaces sont réparties entre infiltration et ruissellement. Au regard des
hypothèses de travail retenues, les évolutions calculées par le modèle hydrologique sont
identiques pour ces trois composantes du bilan hydrologique. En effet, les coefficients de sol
(et donc les coefficients de ruissellement) intervenant dans le calcul de l’infiltration et du
ruissellement sont restés identiques pour les modélisations du temps futur.
Pour une vision spatiale plus précise, des cartes présentant l’évolution des précipitations
efficaces annuelles moyennes à la maille du km² sont reportées sur l’Illustration 18.
En conclusion, à l’horizon 2081-2100, les modélisations hydrologiques projettent une
diminution significative de la quantité d’eau disponible à l’écoulement (infiltration +
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
33
ruissellement) pendant la saison sèche : de 25 % en moyenne à l’échelle de la
Martinique pour le scénario RCP 4.5 et de 50 % pour le scénario RCP 8.5. Le secteur le
moins impacté serait le quart sud-est de l’île (UH 1 à 6, 10 et 21).
En ce qui concerne la saison des pluies, l’évolution diffère selon le scénario
climatique projeté avec une augmentation significative des écoulements pour le
scénario RCP 4.5 (+ 38 % en moyenne) et une situation globalement stable dans le cas
du scénario RCP 8.5, à l’échelle de la Martinique. Il convient de remarquer que la pluie
efficace projetée resterait stable dans le nord de l’île et le nord Atlantique (UH 11 à 15),
pour les deux scénarios.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
34
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
30%
Pluies
RCP 4.5
30%
RCP 8.5
25%
20%
Evolution (%)
Evolution (%)
25%
15%
10%
5%
0%
RCP 4.5
ETR
RCP 8.5
20%
15%
10%
5%
‐5%
‐10%
0%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Unités hydrogéologiques
Unités hydrogéologiques
90%
Pluies efficaces annuelles
70%
RCP 4.5
RCP 8.5
Evolution (%)
50%
30%
10%
‐10%
‐30%
‐50%
‐70%
‐90%
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Unités hydrogéologiques
90%
70%
Pluies efficaces (saison sèche)
RCP 4.5
90%
RCP 4.5
RCP 8.5
70%
RCP 8.5
50%
Evolution (%)
Evolution (%)
50%
30%
10%
‐10%
‐30%
30%
10%
‐10%
‐30%
‐50%
‐50%
‐70%
‐70%
‐90%
Pluies efficaces (saison des pluies)
‐90%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Unités hydrogéologiques
Unités hydrogéologiques
Illustration 17 : Évolution de la pluie et de l’ETR moyennes annuelles et des pluies efficaces
saisonnières pour les 24 unités hydrogéologiques et selon les 2 scénarios climatiques RCP 4.5 et
RCP 8.5
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
35
RCP 8.5 (2081 - 2100)
Evolution de la pluie efficace annuelle moyenne
RCP 4.5 (2081 - 2100)
Evolution de la pluie efficace annuelle moyenne
12
12
13
14
13
14
11
19
15
11
19
17
15
17
16
16
18
18
20
20
3
µ
0
2.5
3
24
22
µ
23
5
5
24
22
10
Kilomètres
0
2.5
23
5
5
10
Kilomètres
4
21
8
8
6
7
Evolution (%)
- 90 à - 100
0à5
- 80 à - 90
5 à 10
- 70 à - 80
- 60 à - 70
9
4
21
10
6
7
2
Evolution (%)
- 90 à - 100
0à5
- 80 à - 90
5 à 10
10 à 15
- 70 à - 80
10 à 15
15 à 20
- 60 à - 70
15 à 20
- 50 à - 60
20 à 30
- 50 à - 60
20 à 30
- 40 à -50
30 à 40
- 40 à -50
30 à 40
- 30 à - 40
40 à 50
- 30 à - 40
40 à 50
- 20 à - 30
50 à 60
- 20 à - 30
50 à 60
- 15 à - 20
60 à 70
- 15 à - 20
60 à 70
- 10 à - 15
70 à 80
- 10 à - 15
70 à 80
- 5 à - 10
80 à 90
- 5 à - 10
80 à 90
0à-5
90 à 100
0à-5
90 à 100
1
9
10
2
1
Illustration 18 : Évolution spatialisée des pluies efficaces annuelles moyennes pour les deux scénarios
climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5
4.2.3. Impact sur les bilans hydrologiques
Dans le but d’illustrer ce qui a été discuté précédemment, une représentation schématique
des différents termes du bilan hydrologique annuel est proposée pour les UH 10 et 11
(Illustration 19).
Avec une forte augmentation des pluies pendant la saison des pluies pour le scénario RCP
4.5, le réservoir sol du modèle se retrouverait saturé en eau, entrainant le plafonnement de
la reprise par évapotranspiration.
Ce phénomène explique les très fortes augmentations relatives de la pluie efficace projetées
dans de nombreux secteurs de l’île.
Par exemple, dans le cas de l’UH 10, avec, au pas de temps annuel, une augmentation des
pluies et de l’ETR de respectivement 24 % et 16 %, les pluies efficaces et donc le débit
moyen annuel à l’exutoire augmenteraient de 65 % (Illustration 19).
Ce phénomène n’est pas observé avec le scénario RCP 8.5 où l’augmentation des
précipitations en saison des pluies serait moins importante.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
36
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
UH 10 – Sainte-Luce
UH 11 – Rivière Capot
Illustration 19 : Évolution des bilans hydrologiques pour les UH10 – Sainte-Luce et UH11 – Rivière
Capot selon les scénarios climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5 (% d’évolution de l’ETR calculé par rapport
à la pluie, % d’évolution de l’infiltration et du ruissellement calculés par rapport à la pluie efficace, %
du soutien d’étiage calculé par rapport à l’infiltration)
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
37
4.3. IMPACT DU CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR LES DÉBITS DES RIVIÈRES
En préambule, il est rappelé que les débits simulés prennent en compte les prélèvements
AEP (Illustration 2 et Illustration 3). Il s’agit donc de débits influencés.
4.3.1. Débits moyens inter-annuels
Le module, débit moyen inter-annuel (en m3/s), a été calculé à l’exutoire de chacune des 24
unités hydrogéologiques. L’Illustration 20 présente une cartographie de l’évolution des
modules à l’horizon 2081-2100.
Dans le cas du scénario RCP 4.5, en lien direct avec l’évolution des précipitations efficaces
annuelles, les débits moyens inter-annuels seraient très majoritairement plus élevés dans le
futur, en particulier au sud d’une ligne Robert - Ducos avec des hausses de +37 % (UH21 –
Petit Bourg) à +59 % (UH9 – Diamant). Seul le nord Atlantique de la Martinique serait
concerné par des baisses des modules (UH 11, 12, 13, 15 et 17).
En ce qui concerne le scénario RCP 8.5, les débits moyens seront au contraire
majoritairement à la baisse. Les baisses les plus sensibles sont attendues à l’extrémité sudest de l’île (UH 1 et 4 avec respectivement -29 % et -25 %). Les modules restent à la hausse
dans le Nord Caraïbe (UH 19, 20 et 22) et dans le centre de la Martinique (UH 16, 18 et 24).
RCP 4.5 (2081 - 2100)
Evolution du Module à l'exutoire des 24 UH
12
RCP 8.5 (2081 - 2100)
Evolution du Module à l'exutoire des 24 UH
12
13
14
13
14
11
11
15
19
15
19
17
17
16
16
18
18
20
20
3
2.5
5
24
22
23
µ
0
3
24
22
23
µ
5
10
Kilomètres
0
2.5
5
4
21
5
10
Kilomètres
4
21
8
8
6
6
7
7
9
10
Evolution du Module (%)
inférieure à -75 %
-75 à -50 %
-50 à -25 %
-25 à -10 %
-10 à 0 %
0 à 10 %
2
Evolution du Module (%)
9
10
2
inférieure à -75 %
1
1
-75 à -50 %
-50 à -25 %
-25 à -10 %
-10 à 0 %
0 à 10 %
10 à 25 %
25 à 50 %
50 à 75 %
10 à 25 %
25 à 50 %
supérieure à 75 %
supérieure à 75 %
50 à 75 %
Illustration 20 : Évolution du Module à l’exutoire des 24 unités hydrogéologiques pour les 2 scénarios
climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
38
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
4.3.2. Débits mensuels moyens
L’Illustration 21 présente les fluctuations du débit mensuel moyen simulées pour les temps
présent et futurs à l’exutoire des six UH de référence, évoquées précédemment (§ 3.2). Pour
les autres UH, les graphiques sont reportées en Annexe 4.
Globalement, la saisonnalité des débits ne semble pas être impactée. Les seules
divergences remarquables concernent les UH 18 (Galion) et 24 (Lézarde, uniquement pour
le scénario RCP 8.5) avec un premier pic de hautes eaux avancé au mois de juillet (contre
août actuellement).
Pour chacune des UH étudiées, l’évolution possible des débits apparaît ainsi similaire avec
cependant des intensités pouvant varier. Quel que soit l’UH, les débits sont plus importants
dans le cas du scénario RCP 4.5, à l’exception du mois de juin (Cf. Illustration 21).
Pendant le Carême (saison sèche), on constate une baisse quasi systématique des débits
projetés à l’horizon 2081-2100. La seule exception à relever concerne l’UH 10 (Sainte-Luce)
dans le cas du scénario RCP 4.5 où les débits resteraient identiques voire très légèrement
supérieurs de janvier à mai.
L’hivernage (saison des pluies) serait caractérisé par une très forte augmentation des
débits en début de saison des pluies (juin à août), par la suite, l’impact du changement
climatique serait moins marqué.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
39
1.6
9.0
Sainte‐Luce (UH 10)
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_Hist 1981‐2000
7.0
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
1.2
La Capot (UH 11)
8.0
1.4
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
1.0
0.8
0.6
0.4
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
0.2
1.0
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
S
O
N
D
S
O
N
D
S
O
N
D
8.0
6.0
Le Galion (UH 18)
Le Carbet (UH 20)
7.0
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_Hist 1981‐2000
6.0
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
5.0
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
4.0
3.0
2.0
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
1.0
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
S
O
N
J
D
3.0
F
M
A
J
Mois
J
A
12.0
Schoelcher ‐ Case Pilote (UH 22)
La Lézarde (UH 24)
10.0
2.0
Débit moyen (m3/s)
2.5
Débit moyen (m3/s)
M
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
1.5
1.0
0.5
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
Illustration 21 : Débits mensuels moyens simulés à l’exutoire des UH 10, 11, 18, 20, 22 et 24 pour les
temps présent et futurs
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
40
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
4.3.3. Débits d’étiage
Il est important d’appréhender l’impact du changement climatique sur les débits en période
d’étiage, période particulièrement critique pour l’alimentation en eau potable en Martinique.
Le modèle ne permet, cependant, pas d’étudier des indicateurs classiquement utilisés en
hydrologie comme par exemple le débit mensuel quinquennal sec QMNA5 (minimum atteint
en moyenne une fois tous les cinq ans). En effet, il est rappelé que le modèle sous-estime
les débits d’étiage (§ 2.2.3) et que la reproduction du temps présent apparaît moins
satisfaisante pour les valeurs statistiques « minimum mensuel » et « maximum mensuel » (§
4.1).
En concertation avec la DEAL, dans le but d’illustrer l’impact du changement climatique sur
les débits à l’étiage, l’évolution des débits moyens du mois de mars à l’exutoire des 24 UH a
été calculée pour les deux scénarios climatiques (Illustration 23).
La moitié nord de l’île, où s’exerce la totalité des prélèvements AEP (Illustration 22),
enregistrerait les plus fortes baisses de débits moyens au mois de mars. Les principales
tendances d’évolution seraient les suivantes :
•
Pour le scénario climatique RCP 4.5 :
o seules quelques UH présenteraient des hausses du débit moyen au mois de
mars, dans la moitié sud de la Martinique : presqu’île des Trois Ilets, Le
Robert, Le François ;
o les baisses les plus marquées concerneraient le centre : UH 22 – Schœlcher,
Case Pilote et UH 23 – Fort-de-France avec respectivement des baisses de
débit projetées de l’ordre de 60 et 70% ;
o pour la moitié nord de l’île, les baisses varient entre 20 % (UH 19 – Pelée
Ouest) et 47 % (UH 12 – Conil Nord).
•
Pour le scénario climatique RCP 8.5 :
o seule l’UH 21 – Rivière Salée présenterait une hausse du débit moyen au
mois de mars ;
o les UH 22 – Schœlcher, Case Pilote, UH 23 – Fort-de-France et UH 24 –
Lézarde présenteraient des baisses du débit moyen très importantes avec des
assecs très fréquents sur la période 2081-2100 ;
o pour la moitié nord de l’île, les baisses varieraient entre 40 % et 75 %.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
41
Illustration 22 : Carte de localisation des prélèvements pour l’eau potable en Martinique (source :
Observatoire de l’Eau Martinique)
RCP 4.5 (2081 - 2100)
Evolution du débit mensuel moyen de Mars
à l'exutoire des 24 UH
12
RCP 8.5 (2081 - 2100)
Evolution du débit mensuel moyen de Mars
à l'exutoire des 24 UH
12
13
14
13
14
11
19
11
15
19
17
15
17
16
16
18
18
20
20
3
2.5
5
24
22
23
µ
0
3
24
22
10
Kilomètres
23
µ
5
0
2.5
5
4
21
5
10
Kilomètres
8
8
6
7
Evolution (%)
9
4
21
10
2
Evolution (%)
inférieure à -75 %
-75 à -50 %
6
7
1
9
10
2
inférieure à -75 %
-50 à -25 %
-75 à -50 %
-50 à -25 %
-25 à -10 %
-25 à -10 %
-10 à 0 %
-10 à 0 %
0 à 10 %
10 à 25 %
0 à 10 %
10 à 25 %
25 à 50 %
25 à 50 %
50 à 75 %
50 à 75 %
supérieure à 75 %
supérieure à 75 %
1
Illustration 23 : Évolution des débits mensuels moyens du mois de mars à l’exutoire des 24 unités
hydrogéologiques et pour les 2 scénarios climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
42
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
En période de carême, il est ainsi probable que les tensions quantitatives soient encore plus
fortes dans le futur. Les prélèvements actuellement exercés sur les bassins versants du
centre de la Martinique (UH 22 à 24) ne semblent, par exemple, pas soutenables à l’horizon
2081-2100, en particulier pour le scénario RCP 8.5.
Ceci est d’autant plus vrai que dès à présent, il n’est pas rare que le débit observé dans les
cours d’eau soit inférieur au débit minimum biologique.
Les mêmes cartes ont été réalisées pour les mois d’avril, d’août et de novembre (Annexe 5).
4.4. IMPACT DU CHANGEMENT CLIMATIQUE SUR LA PIÉZOMÉTRIE
Dans un premier temps, l’impact du changement climatique sur la piézométrie est analysé à
l’échelle interannuelle. Pour ce faire, l’évolution du niveau d’eau moyen interannuel entre les
périodes historiques et futures a été rapportée au battement annuel moyen de la période
historique au droit de chaque piézomètre (Illustration 24). Ceci permet de caractériser
l’importance de l’impact du climat futur au regard de la variabilité saisonnière de la nappe
observée au cours de la période historique.
RCP 4.5 (2081 - 2100)
Evolution des niveaux piézométriques moyens
12
"
)
"
)
13
14
RCP 8.5 (2081 - 2100)
Evolution des niveaux piézométriques moyens
12
"
)
"
)
13
14
"
)
"
)
"
)
11
"
)
11
15
19
15
19
17
"
)
"
)
16
18
16
18
"
)
20
3
24
22
"
)
"
)
3
24
22
23
µ
2.5
5
"
)
µ
"
)
10
Kilomètres
0
8
2.5
5
4
21
5
"
)
"
)
"
)
10
Kilomètres
8
Evolution (%) *
"
)
"
)6
9
2
"
)
"
)
10
"
)
1
* (NPmoy RCP4.5 - NPmoy HIST) / (Battement moyen HIST)
"
)
"
)7
"
)
10
"
)
"
)
4
21
"
)
"
)6
9
"
)
23
5
"
)
"
)7
"
) -25 à -10 %
"
) -10 à 0 %
"
) 0 à +10 %
"
) +10 à +25 %
"
) +25 à +50 %
"
)
20
"
)
0
17
"
)
2
Evolution (%) *
"
) -50 à -25 %
"
) -25 à -10 %
"
) -10 à 0 %
"
) 0 à +10 %
"
) +10 à +25 %
1
* (NPmoy RCP8.5 - NPmoy HIST) / (Battement moyen HIST)
Illustration 24 : Évolution des niveaux piézométriques inter-annuels moyens pour les 2 scénarios
climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
43
Dans le cas du scénario RCP 4.5, une situation stable ou à la hausse est projetée de
manière générale, excepté dans le Nord Atlantique, où des baisses (16 % pour l’UH 13 –
Pelée Nord et 6 % pour les UH 11 – Capot et UH 16 – Lorrain Marigot) sont projetées. Les
augmentations les plus importantes sont attendues dans le sud de la Martinique (de + 30 %
à + 40 %).
En ce qui concerne le scénario RCP 8.5, seul le centre et le Nord Caraïbe présenteraient
des niveaux piézométriques moyens plus élevés (jusqu’à + 24 % pour l’UH 19 – Pelée
Ouest). Pour le reste, les niveaux moyens évolueraient à la baisse, plus particulièrement
dans le Nord Atlantique (UH11, 13, 15 et 17).
Si on s’intéresse à l’évolution saisonnière des niveaux piézométriques (Illustration 25), on
note qu’une recharge plus intense des aquifères est projetée dans le futur et ce quel que soit
le scénario climatique. Dans le cas du scénario RCP 8.5 cependant, la période pendant
laquelle la recharge s’exerce serait plus courte et la vidange des aquifères débuterait plus
tôt.
Ainsi, à la sortie de la période de recharge, les niveaux de hautes eaux pour le scénario RCP
4.5 seraient majoritairement plus élevés que ceux de la période historique et équivalents ou
légèrement inférieurs pour le scénario RCP 8.5.
Cette situation entrainerait une vidange des aquifères légèrement plus soutenue pendant la
saison sèche, ce qui engendrerait, à l’horizon 2081-2100, des niveaux de basses eaux
équivalents (dans le sud de la Martinique et au sein des UH 19, 22 et 24) ou inférieurs à
ceux de la période historique pour le scénario RCP 4.5 et toujours inférieurs pour le scénario
RCP 8.5.
En définitive, grâce à une recharge globalement plus importante quel que soit le scénario
climatique étudié, l’impact du changement climatique sur les niveaux piézométriques de
basses eaux serait limité et, en tout état cause, beaucoup moins marquée que sur les débits
des cours d’eau. Par exemple, en basses eaux, les baisses de niveau les plus importantes
sont de l’ordre de 20 cm, elles concernent le nord Atlantique dans le cas du scénario RCP
8.5. Ceci illustre le rôle « tampon » que jouent les eaux souterraines sur les processus
hydrologiques.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
44
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
2.7
81.4
Sainte Luce‐Stade (UH 10)
2.5
2.4
2.3
2.2
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP45 2081‐2100
2.1
Basse Pointe‐Chez Lélène (UH 11)
81.3
Niveau piézo. (m NGM)
Niveau piézo. (m NGM)
2.6
81.2
81.1
81.0
80.9
80.8
80.7
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP45 2081‐2100
80.6
Aladin_RCP85 2081‐2100
80.5
Aladin_RCP85 2081‐2100
2.0
80.4
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
Mois
A
S
O
N
D
O
N
D
41.3
Trinité‐Galion (UH 18)
4.8
Bellefontaine (UH 20)
41.2
4.7
4.6
4.5
4.4
4.3
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP45 2081‐2100
4.2
Aladin_RCP85 2081‐2100
4.1
4.0
Niveau piézo. (m NGM)
Niveau piézo. (m NGM)
J
Mois
4.9
41.1
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP45 2081‐2100
41.0
Aladin_RCP85 2081‐2100
40.9
40.8
40.7
40.6
40.5
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
J
D
F
M
A
M
Mois
J
J
A
S
Mois
6.4
9.4
Case Pilote‐Maniba (UH 22)
Ducos‐Bois Rouge (UH 24)
9.2
6.3
Niveau piézo. (m NGM)
Niveau piézo. (m NGM)
J
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP45 2081‐2100
6.2
Aladin_RCP85 2081‐2100
6.1
6.0
9.0
8.8
8.6
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP45 2081‐2100
8.4
Aladin_RCP85 2081‐2100
5.9
8.2
J
F
M
A
M
J
J
A
Mois
S
O
N
D
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Mois
Illustration 25 : Niveaux piézométriques mensuels moyens simulés pour les piézomètres de référence
des UH 10, 11, 18, 20, 22 et 24 pour les temps présent et futurs
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
45
4.5. VOLUMES D’EAU SOUTERRAINE EXPLOITABLE
Lanini et al. (2006) ont proposé des volumes d’eaux souterraines potentiellement
exploitables au sein des 24 UH. Il s’agit de la ressource potentielle théoriquement disponible
telle qu’évaluée par le modèle et ajustée aux contraintes d’exploitabilité (productivité unitaire
des forages selon les formations, rayon d’influence, impact sur les écoulements de surface
et les milieux, contraintes d’accès liées à la topographie et à l’occupation du sol, etc.).
À l’échelle de la Martinique, le volume d’eaux souterraines potentiellement exploitables avait
ainsi été estimé à 82 800 m3/jour, soit de l’ordre de 30 Mm3/an.
Selon le scénario climatique RCP 4.5, la ressource mobilisable pourrait être portée à
94 200 m3/jour (+13%), soit un gain potentiel de l’ordre de 11 000 m3/jour à l’horizon 20812100, réparti dans le centre et le sud de l’île.
Pour de nombreuses UH, la ressource en eaux souterraine mobilisable est plafonnée par les
conditions d’accessibilité (Cf. UH en gris, Illustration 26). Par exemple, malgré une lame
d’eau infiltrée en augmentation, le nombre de forages ne peut être accru par faute d’espace
disponible.
Selon le scénario climatique RCP 8.5, le volume d’eau souterraine exploitable évoluerait à
la baisse avec une diminution globale de 4 100 m3/jour (-5%). Le nord et le nord Atlantique
seraient les secteurs plus sensiblement impactés. En revanche, les UH 23 – Fort-de-France
et UH 24 – Lézarde ne seraient pas concernées avec, au contraire, une possible
augmentation du volume exploitable (respectivement + 400 et + 900 m3/jour).
Il est donc intéressant de noter que pour ces deux UH, soumises à d’importants
prélèvements AEP, le déficit que provoquerait le changement climatique en termes de
ressource en eau superficielle, pourrait être compensé par le développement de l’exploitation
des eaux souterraines, et ce quel que soit le scénario climatique.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
46
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
RCP 4.5 (2081 - 2100)
Evolution des volumes d'eaux souterraines
potentiellement exploitables
0
0 400 800
RCP 8.5 (2081 - 2100)
Evolution des volumes d'eaux souterraines
potentiellement exploitables
-800
-1700
-400
0 400 800
8 900
7 200
8 900
7 200
0
0
0
8 500
8 500
2 800
2 800
140 0
0
4 800
-800
0
0
-400
-400
2 800
2 800
4 800
5 300
140 0
0
5 300
0
0
0
0
2980
0
5 300
µ
0
2.5
5
µ
1770
8 800
3 100
3 150
10
Kilomètres
630
1950
2 000
300
1 450
5 300
800
2 600
900
0
1 450
0
2.5
5
400
2 600
3 100
3 150
10
Kilomètres
800
0
4 700
0
300
90
2 500
1760
1 700
3 300
-330
0
450
300
0
1 800
-630
-140
2 000
4 700
250
-180
8 800
1 700
2 500
0
3 300
450
0
1 800
-430
870
Evolution (%)
Evolution (%)
-1000 à 0
0
0 à +1000
+1000 à +2000
+2000 à +3000
2 000 (volume exploitable calculé en 2006)
-800 (évolution du volume exploitable en m3/j)
-2000 à -1000
-1000 à 0
0
0 à +1000
2 000 (volume exploitable calculé en 2006)
-800 (évolution du volume exploitable en m3/j)
Illustration 26 : Évolution des volumes d’eaux souterraines exploitables par unité hydrogéologique et
pour les 2 scénarios climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
47
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
5. Conclusion
Dans le but d’évaluer l’impact du changement climatique sur les ressources en eau,
superficielles et souterraines, de la Martinique à l’horizon 2081-2100, des modélisations ont
été conduites par l’intermédiaire d’un modèle hydrologique global à trois réservoirs
développé par le BRGM et sur la base des projections climatiques élaborées par Météo
France. En accord avec les dernières conclusions du GIEC (2013), deux scénarios
climatiques ont été étudiés : les scénarios RCP 4.5 et RCP 8.5 (le plus pessimiste).
Même si le modèle hydrologique utilisé a été développé dans l’objectif d’appréhender les
volumes d’eau souterraine potentiellement exploitables en Martinique, et non pour prédire
des débits et des niveaux piézométriques, il a permis d’évaluer l’impact du changement
climatique sur la ressource en eau superficielle et souterraine.
Il convient cependant de garder à l’esprit les limites associées à ce dernier et aux projections
climatiques produites par Météo France :
•
dans les deux cas (hydrologique et météorologique), l’approche se base sur
l’utilisation d’un seul modèle. Les résultats obtenus ne couvrent donc pas l’ensemble
des incertitudes associées aux études d’impact du changement climatique ;
•
les simulations ont été faites à prélèvements constants et pour une occupation du sol
identique à celle de la période actuelle. Ces hypothèses, probablement fausses, sont
classiquement retenues faute de prévisions fiables ;
•
le calage global du modèle hydrologique a privilégié la piézométrie et n’a pas
particulièrement été axé sur les étiages, période pour laquelle les débits simulés
apparaissent majoritairement sous-estimés ;
•
enfin, la répartition ruissellement / infiltration est supposée constante, le modèle ne
considère donc ni modification des états de la surface, ni changement du mécanisme
de ruissellement lors d’évènements pluvieux plus intenses.
Au regard de ces limites et incertitudes, les résultats de l’étude ne constituent pas des
prévisions mais bien des projections de deux situations futures possibles et équiprobables, à
l’horizon 2081-2100.
Les deux scénarios climatiques étudiés, RCP 4.5 et RCP 8.5 (scénario le plus pessimiste en
termes d’émission de gaz à effet de serre), présentent des évolutions contrastées :
•
pendant la saison sèche, la quantité d’eau disponible (infiltration + ruissellement)
diminuerait de façon significative à l’horizon 2081-2100 avec, à l’échelle de la
Martinique, une baisse moyenne de 25 % pour le scénario RCP 4.5 et de 50 % pour
le scénario RCP 8.5. D’un point de vue géographique, le sud-est de l’île serait moins
impacté ;
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
49
•
pendant la saison des pluies, l’évolution diffère notablement selon le scénario
climatique avec une augmentation moyenne des précipitations efficaces de 38 %
pour le scénario RCP 4.5 et une situation globalement comparable à la période
historique pour le scénario RCP 8.5.
Il faut noter, dans le cas du scénario RCP 4.5, que l’augmentation relative des pluies
efficaces pendant la saison des pluies serait globalement plus importante que celle des
précipitations, particulièrement dans la moitié sud de l’île. La forte augmentation de la
pluviométrie pendant cette période entrainerait, en effet, la saturation des sols et donc le
plafonnement de l’ETR.
En période de basses eaux, les modélisations hydrologiques projettent ainsi une baisse
quasi-systématique des débits mensuels moyens des cours d’eau à l’horizon 2081-2100,
avec des déficits plus prononcés pour le scénario RCP 8.5. La moitié nord de la Martinique,
où se situent la totalité des captages AEP, serait plus particulièrement impactée.
Des tensions croissantes sur les usages de la ressource pourraient par conséquent
s’observer sous l’effet du changement climatique en période de carême futur. Il est par
exemple possible que les prélèvements actuellement exercés sur le bassin versant de la
Lézarde ne soient pas soutenables à l’horizon 2081-2100, en particulier pour le scénario
RCP 8.5. Les rivières du centre de la Martinique apparaissent, en effet, très vulnérables au
changement climatique.
La ressource en eau souterraine serait moins sensiblement impactée par le changement
climatique. Cela s’expliquerait principalement par une recharge des aquifères plus intense
pendant la saison des pluies, qui viendrait reconstituer les réserves et compenser en partie
les déficits de pluie efficace projetés en saison sèche. De ce fait, les volumes d’eau
souterraine potentiellement exploitables pourraient augmenter dans le centre et le sud de la
Martinique, dans le cas du scénario RCP 4.5. Enfin, il est intéressant de souligner que même
pour le scénario pessimiste RCP 8.5, les unités hydrogéologiques de Fort-de-France et de la
Lézarde ne seraient pas impactées en termes de volume exploitable (légère augmentation).
Pour terminer, la prise en compte de l’impact du changement climatique sur l’évolution future
de la ressource en eau en Martinique renforce l’intérêt de recourir à l’exploitation des eaux
souterraines, ressource encore très peu mobilisée en Martinique.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
50
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
6. Bibliographie
BRL, IRSTEA, Météo France (2011) – Explore 2070 - Eau et changement climatique.
Rapport d’étape n°2 : hydrologie de surface.
BRL, IRSTEA, Météo France (2012) – Explore 2070 - Eau et changement climatique.
Rapport d’étape B2a : hydrologie DOM.
Déqué M. (2007) – Frequency of precipitation and temperature extremes over France in an
anthropogenic scenario: model results and statistical correction according to observed
values, Glob. And Plan. Change, 57, 16-26.
GIEC (2013) – Climate change 2013. The Physical Science Basis.
Habets F., Boé J., Déqué M., Ducharne A ., Gascoin S. (2011) – Impact du changement
climatique sur les ressources en eau du bassin versant de la Seine. Programme PIREN
Seine.
Météo France, Direction Interrégionale Antilles Guyane (2012) – Production de scénarios
climatiques régionalisés. Rapport Final.
Vittecoq B., Lachassagne P., Lanini S., Ladouche B., Marechal J.C., Petit V. (2007) –
Élaboration d’un système d’information sur les eaux souterraines de la Martinique :
identification et caractérisations quantitatives. Rapport BRGM/RP-55099-FR, 221 p., 87 ill., 8
ann.
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
51
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Annexe 1
Chroniques piézométriques modélisées
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
53
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Variations de la nappe
6.5
BV1a
Piezomètre 1183ZZ0026
6.3
Niveau (m NGM)
6.1
5.9
5.7
5.5
5.3
5.1
13/11/2010
13/11/2009
13/11/2008
14/11/2007
4.9
Variations de la nappe
59.5
BV1b
Piezomètre 1186ZZ0119
Niveau (m NGM)
59
58.5
58
57.5
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
09/10/2010
09/10/2009
09/10/2008
10/10/2007
10/10/2006
57
55
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
04/09/2010
4.5
12/01/2011
12/01/2010
12/01/2009
13/01/2008
13/01/2007
13/01/2006
13/01/2005
14/01/2004
Niveau (m NGM)
23
04/09/2009
04/09/2008
05/09/2007
5
05/09/2006
05/09/2005
Niveau (m NGM)
24
Variations de la nappe
BV2
Piezomètre 1186ZZ0118
22
21
20
19
18
17
Variations de la nappe
BV3
Piezomètre 1179ZZ0300
4
3.5
3
2.5
2
56
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Variations de la nappe
8.5
BV5
Piezomètre 1179ZZ0299
8
Niveau (m NGM)
7.5
7
6.5
6
04/09/2010
04/09/2009
04/09/2008
05/09/2007
05/09/2006
05/09/2005
5.5
Variations de la nappe
39
BV6
Piezomètre 1183ZZ0024
38.8
Niveau (m NGM)
38.6
38.4
38.2
38
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
04/09/2010
04/09/2009
04/09/2008
05/09/2007
05/09/2006
05/09/2005
37.8
57
Variations de la nappe
7
BV7
Piezomètre
1181ZZ0131
6.5
6
Niveau (m NGM)
5.5
5
4.5
4
3.5
3
2.5
04/09/2010
04/09/2009
04/09/2008
05/09/2007
05/09/2006
05/09/2005
2
Variations de la nappe
9
BV8
Piezomètre 1181ZZ0132
8.5
Niveau (m NGM)
8
7.5
7
6.5
6
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
04/09/2010
04/09/2009
04/09/2008
05/09/2007
05/09/2006
05/09/2005
5.5
58
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Variations de la nappe
3.3
BV9a
3.2
Piezomètre 1184ZZ0001
Niveau (m NGM)
3.1
3
2.9
2.8
2.7
2.6
17/04/2010
17/04/2009
17/04/2008
18/04/2007
18/04/2006
18/04/2005
18/04/2004
19/04/2003
19/04/2002
19/04/2001
2.5
Variations de la nappe
2.5
BV9b
Piezomètre 1184ZZ0028
Niveau (m NGM)
2
1.5
1
0.5
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
12/01/2011
12/01/2010
12/01/2009
13/01/2008
13/01/2007
13/01/2006
13/01/2005
14/01/2004
0
59
Variations de la nappe
BV10
3.4
Piezomètre 1185ZZ0120
3.2
Niveau (m NGM)
3
2.8
2.6
2.4
2.2
Variations de la nappe
338
12/01/2011
12/01/2010
12/01/2009
13/01/2008
13/01/2007
13/01/2006
13/01/2005
14/01/2004
2
BV11a
Piezomètre 1168ZZ0037
337.8
337.6
Niveau (m NGM)
337.4
337.2
337
336.8
336.6
336.4
336.2
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
12/01/2011
12/01/2010
12/01/2009
13/01/2008
13/01/2007
13/01/2006
13/01/2005
14/01/2004
336
60
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Variations de la nappe
82
BV11b
Piezomètre 1168ZZ0054
81.8
81.6
Niveau (m NGM)
81.4
81.2
81
80.8
80.6
80.4
80.2
Variations de la nappe
20
12/01/2011
12/01/2010
12/01/2009
13/01/2008
13/01/2007
13/01/2006
13/01/2005
14/01/2004
80
BV13
Piezomètre 1166ZZ0026
19
Niveau (m NGM)
18
17
16
15
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
12/01/2011
12/01/2010
12/01/2009
13/01/2008
13/01/2007
13/01/2006
13/01/2005
14/01/2004
14
61
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
6.3
12/01/2011
Variations de la nappe
12/01/2011
12/01/2010
12/01/2009
13/01/2008
13/01/2007
13/01/2006
13/01/2005
14/01/2004
Niveau (m NGM)
Variations de la nappe
12/01/2010
12/01/2009
13/01/2008
13/01/2007
6.5
13/01/2006
13/01/2005
14/01/2004
Niveau (m NGM)
14
BV15
13.5
Piezomètre 1169ZZ0084
13
12.5
12
11.5
11
10.5
10
BV17
Piezomètre
1169ZZ0006
6.1
5.9
5.7
5.5
5.3
5.1
4.9
4.7
4.5
62
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Variations de la nappe
6.5
BV18
Piezomètre 1175ZZ0154
Niveau (m NGM)
6
5.5
5
4.5
12/01/2009
12/01/2010
12/01/2011
12/01/2009
12/01/2010
12/01/2011
13/01/2008
13/01/2007
13/01/2006
13/01/2005
14/01/2004
4
Variations de la nappe
7
BV19a
6.8
Piezomètre 1167ZZ0045
6.6
Niveau (m NGM)
6.4
6.2
6
5.8
5.6
5.4
5.2
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
13/01/2008
13/01/2007
13/01/2006
13/01/2005
14/01/2004
5
63
Variations de la nappe
2.4
BV19b
2.3
Piezomètre 1167ZZ0023
2.2
Niveau (m NGM)
2.1
2
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
12/01/2011
12/01/2010
12/01/2009
13/01/2008
13/01/2007
13/01/2006
13/01/2005
14/01/2004
1.4
Variations de la nappe
42
BV20
41.8
Piezomètre 1173ZZ0082
41.6
Niveau (m NGM)
41.4
41.2
41
40.8
40.6
40.4
40.2
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
09/10/2010
09/10/2009
09/10/2008
10/10/2007
10/10/2006
40
64
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Variations de la nappe
BV22
6.9
Piezomètre
1177ZZ0073
Niveau (m NGM)
6.7
6.5
6.3
6.1
5.9
Variations de la nappe
10
12/01/2011
12/01/2010
12/01/2009
13/01/2008
13/01/2007
13/01/2006
13/01/2005
14/01/2004
5.7
BV24
9.8
Piezomètre 1179ZZ0157
9.6
Niveau (m NGM)
9.4
9.2
9
8.8
8.6
8.4
8.2
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
09/10/2010
09/10/2009
09/10/2008
10/10/2007
10/10/2006
8
65
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Annexe 2
Débits mensuels moyens issus des
modélisations du climat observé (1991-2010) et
du run historique ALADIN (1981-2000)
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
67
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
0.4
1.2
UH 1
UH 2
0.3
Observations 1991‐2010
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
1.0
Aladin_Hist 1981‐2000
0.8
0.6
0.4
0.2
Observations 1991‐2010
0.3
Aladin_Hist 1981‐2000
0.2
0.2
0.1
0.1
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
Mois
J
J
A
S
O
N
D
A
S
O
N
D
A
S
O
N
D
A
S
O
N
D
Mois
1.4
2.0
UH 3
UH 4
1.8
Observations 1991‐2010
1.0
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
1.2
Aladin_Hist 1981‐2000
0.8
0.6
0.4
1.6
Observations 1991‐2010
1.4
Aladin_Hist 1981‐2000
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.2
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
Mois
J
Mois
2.0
2.0
UH 5
1.6
Observations 1991‐2010
1.4
Aladin_Hist 1981‐2000
UH 6
1.8
Débit moyen (m3/s)
1.8
Débit moyen (m3/s)
J
1.2
1.0
0.8
0.6
1.6
Observations 1991‐2010
1.4
Aladin_Hist 1981‐2000
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
Mois
J
J
Mois
1.2
0.5
UH 7
0.4
UH 8
Observations 1991‐2010
0.4
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
1.0
Aladin_Hist 1981‐2000
0.3
0.3
0.2
0.2
0.1
Observations 1991‐2010
Aladin_Hist 1981‐2000
0.8
0.6
0.4
0.2
0.1
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
Mois
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
O
N
D
J
F
M
A
M
J
J
Mois
69
0.5
1.4
UH 9
0.5
UH 10
0.4
Observations 1991‐2010
0.4
Aladin_Hist 1981‐2000
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
1.2
0.3
0.3
0.2
0.2
Observations 1991‐2010
1.0
Aladin_Hist 1981‐2000
0.8
0.6
0.4
0.1
0.2
0.1
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
Mois
9.0
J
J
A
S
O
N
D
A
S
O
N
D
A
S
O
N
D
A
S
O
N
D
Mois
3.0
UH 11
UH 12
8.0
Observations 1991‐2010
7.0
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
2.5
Aladin_Hist 1981‐2000
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
Observations 1991‐2010
Aladin_Hist 1981‐2000
2.0
1.5
1.0
0.5
1.0
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
Mois
4.5
0.9
UH 13
UH 14
0.8
Observations 1991‐2010
3.5
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
J
Mois
4.0
Aladin_Hist 1981‐2000
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
Observations 1991‐2010
0.7
Aladin_Hist 1981‐2000
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
Mois
9.0
J
J
Mois
0.8
UH 15
8.0
UH 16
0.7
Observations 1991‐2010
7.0
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
J
Aladin_Hist 1981‐2000
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
Observations 1991‐2010
0.6
Aladin_Hist 1981‐2000
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
1.0
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
Mois
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
O
N
D
J
F
M
A
M
J
J
Mois
70
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
6.0
6.0
UH 17
UH 18
5.0
Observations 1991‐2010
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
5.0
Aladin_Hist 1981‐2000
4.0
3.0
2.0
1.0
Observations 1991‐2010
Aladin_Hist 1981‐2000
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
Mois
7.0
6.0
UH 19
A
S
O
N
D
A
S
O
N
D
A
S
O
N
D
A
S
O
N
D
UH 20
5.0
Observations 1991‐2010
5.0
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
J
Mois
6.0
Aladin_Hist 1981‐2000
4.0
3.0
2.0
Observations 1991‐2010
Aladin_Hist 1981‐2000
4.0
3.0
2.0
1.0
1.0
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
Mois
5.0
J
J
Mois
3.0
UH 21
4.5
UH 22
2.5
4.0
Observations 1991‐2010
3.5
Aladin_Hist 1981‐2000
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
J
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
Observations 1991‐2010
Aladin_Hist 1981‐2000
2.0
1.5
1.0
0.5
0.5
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
Mois
6.0
J
Mois
12.0
UH 23
5.0
UH 24
10.0
Observations 1991‐2010
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
J
Aladin_Hist 1981‐2000
4.0
3.0
2.0
1.0
Observations 1991‐2010
Aladin_Hist 1981‐2000
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
Mois
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
O
N
D
J
F
M
A
M
J
J
Mois
71
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Annexe 3
Évolution de l’ETR annuelle moyenne pour les
scénarios climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
73
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
RCP 4.5 (2081 - 2100)
Evolution de l'ETR annuelle moyenne
12
13
14
11
19
15
17
16
18
20
3
24
22
23
Evolution (%)
5
- 90 à - 100
- 80 à - 90
- 70 à - 80
- 60 à - 70
- 50 à - 60
- 40 à -50
- 30 à - 40
4
21
- 20 à - 30
- 15 à - 20
8
- 10 à - 15
- 5 à - 10
0à-5
6
7
0à5
5 à 10
9
10
2
10 à 15
1
µ
15 à 20
20 à 30
30 à 40
40 à 50
50 à 60
60 à 70
70 à 80
80 à 90
0
2.5
5
90 à 100
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
10
Kilomètres
75
RCP 8.5 (2081 - 2100)
Evolution de l'ETR annuelle moyenne
12
13
14
11
19
15
17
16
18
20
3
24
22
23
Evolution (%)
5
- 90 à - 100
- 80 à - 90
- 70 à - 80
- 60 à - 70
- 50 à - 60
- 40 à -50
- 30 à - 40
4
21
- 20 à - 30
- 15 à - 20
8
- 10 à - 15
- 5 à - 10
0à-5
6
7
0à5
5 à 10
9
10
2
10 à 15
1
µ
15 à 20
20 à 30
30 à 40
40 à 50
50 à 60
60 à 70
70 à 80
80 à 90
0
2.5
5
90 à 100
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
10
Kilomètres
76
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Annexe 4
Débits mensuels moyens issus des
modélisations du run historique ALADIN (19812000) et des runs RCP 4.5 et RCP 8.5 (2081-2100)
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
77
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
1.4
0.4
UH 1
UH 2
1.2
0.3
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
Aladin_Hist 1981‐2000
1.0
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
0.8
0.6
0.4
0.2
0.2
0.2
0.1
0.0
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
S
O
N
D
J
1.0
F
M
A
M
J
Mois
J
A
S
O
N
D
J
A
S
O
N
D
J
A
S
O
N
D
J
A
S
O
N
D
1.0
UH 3
0.9
Aladin_Hist 1981‐2000
0.8
Débit moyen (m3/s)
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
0.7
UH 4
0.9
Aladin_Hist 1981‐2000
0.8
Débit moyen (m3/s)
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
0.1
0.0
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
0.6
0.5
0.4
0.3
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
0.7
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.2
0.1
0.1
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
S
O
N
D
J
F
M
A
M
J
Mois
1.8
1.4
UH 5
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_Hist 1981‐2000
1.4
Débit moyen (m3/s)
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
1.0
UH 6
1.6
1.2
Débit moyen (m3/s)
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
0.3
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
0.8
0.6
0.4
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.2
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
S
O
N
J
D
F
M
A
M
J
Mois
1.2
0.8
UH 7
UH 8
0.7
1.0
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
0.6
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
0.5
0.4
0.3
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
0.8
0.6
0.4
0.2
0.2
0.1
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
S
O
N
D
J
F
M
A
M
J
Mois
79
3.0
0.7
UH 9
UH 12
0.6
2.5
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
Aladin_Hist 1981‐2000
0.5
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
0.4
0.3
0.2
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
2.0
1.5
1.0
0.5
0.1
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
S
O
N
J
D
F
M
A
M
J
Mois
J
A
S
O
N
D
J
A
S
O
N
D
J
A
S
O
N
D
J
A
S
O
N
D
1.0
4.0
UH 13
Aladin_Hist 1981‐2000
3.0
UH 14
0.9
3.5
Aladin_Hist 1981‐2000
0.8
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
2.5
2.0
1.5
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
0.7
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
0.6
0.5
0.4
0.3
1.0
0.2
0.5
0.1
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
S
O
N
J
D
8.0
F
M
A
M
UH 16
7.0
0.6
Aladin_Hist 1981‐2000
6.0
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
Mois
0.7
UH 15
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
5.0
4.0
3.0
2.0
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
0.5
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
0.4
0.3
0.2
0.1
1.0
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
S
O
N
D
J
4.5
F
M
A
M
J
Mois
8.0
UH 17
4.0
UH 19
7.0
Aladin_Hist 1981‐2000
3.5
Aladin_Hist 1981‐2000
6.0
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
J
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
3.0
2.5
2.0
1.5
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
1.0
0.5
0.0
0.0
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
S
O
N
D
J
F
M
A
M
J
Mois
80
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
4.5
6.0
UH 21
4.0
Aladin_Hist 1981‐2000
3.5
Aladin_Hist 1981‐2000
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
Débit moyen (m3/s)
Débit moyen (m3/s)
UH 23
5.0
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
3.0
2.5
2.0
1.5
Aladin_RCP4.5 2081‐2100
4.0
Aladin_RCP8.5 2081‐2100
3.0
2.0
1.0
1.0
0.0
0.5
J
0.0
‐1.0
J
F
M
A
M
J
Mois
J
A
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
S
O
N
D
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Mois
81
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
Annexe 5
Évolution des débits moyens à l’exutoire des 24
unités hydrogéologiques pour les mois d’avril,
d’août et novembre
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
83
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
RCP 4.5 (2081 - 2100)
Evolution du débit mensuel moyen d'Avril
à l'exutoire des 24 UH
12
13
14
11
19
15
17
16
18
20
3
24
22
23
µ
0
2.5
5
5
10
Kilomètres
4
21
8
6
7
Evolution (%)
Avril
inférieure à -75 %
-75 à -50 %
9
10
2
1
-50 à -25 %
-25 à -10 %
-10 à 0 %
0 à 10 %
10 à 25 %
25 à 50 %
50 à 75 %
supérieure à 75 %
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
85
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
RCP 8.5 (2081 - 2100)
Evolution du débit mensuel moyen d'Avril
à l'exutoire des 24 UH
12
13
14
11
19
15
17
16
18
20
3
24
22
23
µ
0
2.5
5
5
10
Kilomètres
4
21
8
Evolution (%)
Avril
inférieure à -75 %
-75 à -50 %
-50 à -25 %
6
7
9
10
2
1
-25 à -10 %
-10 à 0 %
0 à 10 %
10 à 25 %
25 à 50 %
50 à 75 %
supérieure à 75 %
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
87
RCP 4.5 (2081 - 2100)
Evolution du débit mensuel moyen d'Août
à l'exutoire des 24 UH
12
13
14
11
19
15
17
16
18
20
3
24
22
23
µ
0
2.5
5
5
10
Kilomètres
4
21
8
Evolution (%)
Aout
inférieure à -75 %
-75 à -50 %
6
7
9
10
2
1
-50 à -25 %
-25 à -10 %
-10 à 0 %
0 à 10 %
10 à 25 %
25 à 50 %
50 à 75 %
supérieure à 75 %
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
88
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
RCP 8.5 (2081 - 2100)
Evolution du débit mensuel moyen d'Août
à l'exutoire des 24 UH
12
13
14
11
19
15
17
16
18
20
3
24
22
23
µ
0
2.5
5
5
10
Kilomètres
4
21
8
Evolution (%)
Aout
6
7
9
10
2
inférieure à -75 %
-75 à -50 %
1
-50 à -25 %
-25 à -10 %
-10 à 0 %
0 à 10 %
10 à 25 %
25 à 50 %
50 à 75 %
supérieure à 75 %
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
89
RCP 4.5 (2081 - 2100)
Evolution du débit mensuel moyen de Novembre
à l'exutoire des 24 UH
12
13
14
11
19
15
17
16
18
20
3
24
22
23
µ
0
2.5
5
5
10
Kilomètres
4
21
8
Evolution (%)
Novembre
inférieure à -75 %
-75 à -50 %
6
7
9
10
2
1
-50 à -25 %
-25 à -10 %
-10 à 0 %
0 à 10 %
10 à 25 %
25 à 50 %
50 à 75 %
supérieure à 75 %
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
90
Impact du changement climatique sur les ressources en eau de Martinique
RCP 8.5 (2081 - 2100)
Evolution du débit mensuel moyen de Novembre
à l'exutoire des 24 UH
12
13
14
11
19
15
17
16
18
20
3
24
22
23
µ
0
2.5
5
5
10
Kilomètres
4
21
8
Evolution (%)
Novembre
inférieure à -75 %
-75 à -50 %
6
7
9
10
2
1
-50 à -25 %
-25 à -10 %
-10 à 0 %
0 à 10 %
10 à 25 %
25 à 50 %
50 à 75 %
supérieure à 75 %
BRGM/RP-62676-FR – Rapport final
91
Centre scientifique et technique
3, avenue Claude-Guillemin
BP 36009
45060 – Orléans Cedex 2 – France
Tél. : 02 38 64 34 34
Direction Régionale Martinique
4 Lot. Miramar
Route de la Pointe des Nègres
97 200 – Fort-de-France - Martinique
Tél. : 05 96 71 17 70