A4 Sécheresses hydrologiques

Topique

La sécheresse hydrologique est la manifestation, sur les différentes composantes du cycle hydrologique, d'un déficit de précipitations cumulé : elle affecte le débit des cours d'eau, le niveau des aquifères et le volume des zones humides. Elle constitue également le maillon final d'une cascade qui débute dans l'atmosphère et se termine dans le cycle hydrologique lui-même : elle se manifeste d'abord par une sécheresse météorologique, puis par une sécheresse agricole, et enfin par cette sécheresse hydrologique qui affecte les réserves d'eau les plus profondes du système.

Au cours de cette sécheresse hydrologique, les aquifères réagissent avec une inertie bien moindre que les cours d'eau. C'est précisément la résistance hydraulique offerte par le milieu poreux de ces aquifères qui retarde leur réponse au déficit de précipitations, parfois de plusieurs mois, voire d'années, par rapport à la réponse beaucoup plus rapide des cours d'eau.

Le bilan de Budyko est le modèle conceptuel le plus direct utilisé pour décrire cette sécheresse hydrologique : il met en relation la proportion d'eau perdue par évapotranspiration par rapport aux précipitations avec un indice d'aridité spécifique à chaque région. C’est précisément cet indice d’aridité qui détermine la part des eaux de pluie qui alimente effectivement les rivières et les nappes phréatiques au lieu de s’évaporer dans l’atmosphère.

La diminution du débit de base des rivières reflète, en surface, le même lent vidage des nappes phréatiques décrit précédemment : à mesure que la nappe phréatique se vide, le débit qu’elle fournit à la rivière diminue selon une courbe de décroissance exponentielle, qui ralentit à mesure que les réserves à puiser diminuent.

La gravité de cette sécheresse hydrologique est formellement caractérisée par un indice de précipitations standardisé, qui compare les précipitations cumulées dans une région à leur distribution historique et permet d’effectuer cette comparaison simultanément sur plusieurs échelles de temps : un mois, trois mois, six mois et douze mois. C’est précisément cette comparaison avec les données historiques de chaque région qui permet de classer un même volume de précipitations comme une sécheresse sévère dans une région et comme une saison normale dans une autre.

Ainsi, du déficit de précipitations qui initie cette cascade jusqu'à ce qu'on appelle l'effet mémoire qui la conclut, en tenant compte de l'inertie de l'aquifère, de l'équilibre de Budyko et de la courbe de récession du débit de base, la sécheresse hydrologique signifie que le rétablissement complet du système, une fois la sécheresse terminée, peut nécessiter plusieurs années complètes de recharge avant que les rivières, les aquifères et les zones humides ne retrouvent leurs niveaux habituels.

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