CAVIARS

CONTEXTE : Les régions semi-arides de la planète sont particulièrement sensibles à l’érosion éolienne des sols. La faible pluviosité, souvent associée à de longues périodes de sécheresse au cours de l’année, conduit à une végétation éparse, avec des herbacées le plus souvent annuelles en densité variable d’une année sur l’autre, et un peuplement de plantes ligneuses clairsemé dont la densité peut varier dans de larges proportions aux cours des années. Une part croissante de ces surfaces généralement dédiées à l’élevage pastoral est utilisée à des fins agricoles. Cela induit la présence pendant une partie importante de l’année de sols nus ou peu densément végétalisés, donc peu protégés de l’action érosive du vent. L’érosion éolienne pose le problème de la préservation des capacités de production de sols très peu fertiles. Ceci est d’autant plus prégnant dans ces régions, que l’impact de l’érosion éolienne devrait évoluer significativement dans le futur en relation avec (1) avec les changements prévus du climat (à même de modifier notamment les champs de précipitation et de vent) et (2) en réponse à l’utilisation croissante des sols due à l’augmentation de population et donc à celle des besoins alimentaires dans les régions semi-arides.

CAVIARS :
Climate, Agriculture and Vegetation : Impacts on Aeolian ERosion in the Sahel

Le projet CAVIARS vise à développer un outil de modélisation intégré décrivant l’évolution de l’érosion éolienne au Sahel en relation avec les modifications climatiques et d’usage des sols, à valider cet outil sur la période actuelle en exploitant au mieux les nombreux jeux de données acquis ces dernières années sur l’Afrique de l’Ouest et à tester sa capacité à reproduire des événements marquants, comme la période de sécheresse au Sahel, des dernières décennies.

La priorité est donnée dans ce projet à une approche de simulation de ce passé récent (hindcasts), une priorité motivée par la nécessité de s’assurer de la robustesse des simulations dans des conditions de forçages différentes du présent, préalablement à toute simulation de scénarii futurs.

Coordinateur Béatrice Marticorena
Correspondant CNRM-GAME Françoise Guichard
Équipes CNRM-GAME GMME
Site Internet du projet CAVIARS
Financement ANR
Début Jan 2013
Duration 4 ans

 Objectifs

  • Développement, optimisation et couplage d’outils de modélisation fiables permettant de quantifier les différents termes responsables des changements de l’intensité de l’érosion éolienne au Sahel (usage des sols, évolution de l’aridité…) au cours des 50 dernières années ;
  • Mise en place d’un jeu d’observations de qualité, inscrites dans la durée des principaux indicateurs directs ou indirects de l’érosion éolienne (suivi des précipitations, évolution de la couverture végétale, contenu de l’atmosphère en poussières…) ;
  • Validation basée sur la quantification de l’érosion éolienne à la fois mesurée localement sur des parcelles pâturées ou cultivées et à l’échelle régionale ou continentale (avec des proxis tels le contenu en poussières de l’atmosphère).

 Description du Projet

The project est structuré en 5 groupes de travail récapitulés sur le schéma ci-dessous.

 Contribution du CNRM-GAME

Notre contribution au projet CAVIARS concerne les vents de surface, qui correspondent à une donnée d’entrée critique pour les modèles d’érosion (l’érosion est un processus à seuil, function du cube de la vitesse au dessus d’un seuil de vitesse dépendant du type et de l’état des surfaces).

Pour les simulations longues réalisées ici, les champs de vent fournis par les réanalyses ECMWF sont utilisés comme une base, à laquelle on ajoute une formulation des rafales convectives et de la distribution du vent à mésoéchelle (cette information est absente des réanalyses mais indispensable pour simuler l’érosion de manière réaliste).

Cette formulation est batie à partir de l’exploitation de simulations de convection réalisée avec des modèle de résolution fine (CASCADE, MesoNH).

Cette contribution s’appuie sur :

  • notre expertise sur les processus convectifs, leur observation, modélisation et pararamétrisation
  • notre connaissance de la convection en Afrique de l’ouest, et notre expérience de l’utilisation des reanalyses mététorologiques et des observations météorologiques.

La figure ci-dessous montre un exemple de champ de vent de surface simulé avec MésoNH lors d’un évènement convectif. On observe de violentes rafales associées à l’étalement à la surface des courants de densité générés par convection, ce sont ces vents forts que nous voulons prendre en compte pour les processus d’érosion.

 Consortium

en France :

  • CIRAD, Montpellier
  • CNRM-GAME, Toulouse
  • IEES, Bondy
  • GET, Toulouse
  • LISA, Créteil
  • LTHE, Grenoble

au Niger :

  • JEAI ADE, Niamey