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Géo-méditer

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Martine Tabeaud

Géographie physique, quelle vocation ? Enseignement, recherche et réflexion

Climat et risques : application aux excès pluviométriques et aux perturbations fortes sur les petites Antilles

Pierre Pagney

Résumé

Les risques cycloniques résultent, aux Antilles, des vents, des mouvements marins et des pluies. La relation entre vents forts et pluies diluviennes est plus subtile qu’il n'y paraît. L'impact des pluies peut s'éloigner, parfois considérablement, de celui des vents. Les grands ouragans, désastreux par leurs vents, peuvent l’être beaucoup moins que des perturbations plus modestes par leurs pluies. Ceci est surtout vrai si les météores sont précédés de phases très pluvieuses qui ont saturé le sol.

In the West Indies, cyclonic risks result from winds, sea mouvements and rains. Relation between violent winds and torrential rains is more fine than it appears. The impact of rains can sometimes considerably wander from the one of winds. High hurricanes disastrous by their winds can be a lot disastrous than smaller disturbances by their rains. This is particularly true if meteors are preceded with very rainy phases that saturated the soil.

Texte intégral

1Aux Petites Antilles, comme dans toutes les régions tropicales où ils sévissent, les cyclones sont les perturbations fortes par excellence. Une certaine ambiguïté existe cependant à leur sujet, qu’il convient de lever. L’ambiguïté s’attache d’abord aux termes. On parle de hurricanes (Pacifique sud et nord-est, Atlantique nord, mer des Antilles et golfe du Mexique), de typhons (Pacifique ouest et mer de Chine), de cyclones (Bengale), de willy-willies (Australie) et de baguios (Philippines). Ces perturbations, qui se présentent sur mer pendant l’hivernage, correspondent aux météores dont les vents atteignent les 118 km/h (environ 120 km/h). L’événement, défini à partir des vents « planchers », est souvent désigné par l’expression unique de « cyclone ». On peut donc parler des cyclones tropicaux pour désigner les tourbillons forts qui sévissent sur les océans, archipels et continents tropicaux.

2La notion de tourbillon fort ne saurait cependant se limiter à ce concept. Une terminologie nouvelle, appliquée aux Antilles depuis 1986, intervient en effet, qui l’élargit. Le cyclone tropical y recouvre toute perturbation tropicale tourbillonnaire fermée, classée selon la vitesse moyenne des vents calculée sur une minute. L’expression intègre alors les dépressions, les tempêtes et les ouragans. L’ouragan est l’équivalent du cyclone pris dans son sens précédent. La distinction en dépression (vents inférieurs ou égaux à 62 km/h), tempête (vents situés entre 63 et 117 km/h) et ouragan (vents égaux ou supérieurs à 118 km/h) est celle dont nous ferons état.

3C’est à la tempête et à l’ouragan que l’on réserve les noms (attribués par ordre alphabétique des initiales) évoquant les perturbations dangereuses. Le classement des cyclones, pris au sens large, est donc établi sur la force des vents. Ce critère est non seulement celui qui partage les dépressions, tempêtes et ouragans, mais aussi celui qui signale les super-météores. On parle de super-typhon ou de super-ouragan pour désigner un cyclone tropical dont les vents atteignent des vitesses excessivement élevées. Hugo, au passage sur la Guadeloupe, en septembre 1989, fut un super-ouragan ; des rafales y dépassèrent les 300 km/h.

4Classer les perturbations fortes à partir de la seule vitesse des vents constitue également une ambiguïté. En effet, ce classement implique que le risque cyclonique est d’abord anémométrique. Or, ce n’est pas toujours le cas. Si les mouvements marins sont en phase avec les dépressions et les vents, les pluies peuvent être largement discordantes. Ceci va à l’encontre des idées admises, qui veulent qu’un tourbillon très venteux soit toujours très pluvieux. D’où, pour une meilleure appréhension du risque, la maîtrise à avoir de la relation entre pluies et vents forts.

I. LES VENTS FORTS ET LES FORTES PLUIES NE SONT PAS NECESSAIREMENT EN PHASE

5Nous nous limitons ici au cas de Pointe-à-Pitre (Guadeloupe). Les excès pluviométriques sont extraits des séries mensuelles 1951-1989. Le pas de temps retenu (le mois) est grossier. Cependant, dans le cadre de pluies très fortes, il intègre de façon satisfaisante les événements intervenus aux pas de temps plus fins. L’idée est de « sortir » du continuum pluviométrique, les mois très pluvieux (même s’ils ont été sensibilisés par de fortes pluies ne les occupant que très partiellement) et de les confronter aux dépressions, tempêtes et ouragans signalés par l’analyse synoptique.

6Entre 1951 et 1989, les pluies des 39 mois de juin, juillet, août, septembre, octobre et novembre, recouvrant la « saison des cyclones », sont traités en termes de variables centrées et réduites. On a extrait des résultats, les écarts (par excès) les plus notables (fig. nol).

7Au pas de temps mensuel, on décompte 32 cas d’excès pluviométriques importants. Or, sur la période considérée, ce décompte dépasse largement celui des tempêtes et ouragans ayant affecté la Guadeloupe (Betsy en août 1956, Iriez en septembre 1966, David en août 1979, Hugo en septembre 1989). Il y a donc de forts totaux à attendre en dehors du passage des perturbations anémométriques les plus fortes. Par ailleurs, si les tempêtes et ouragans se signalent par des excès pluviométriques sensibles, ils ne sont pas nécessairement générateurs des écarts les plus spectaculaires. Les pluies de juin 1958 et de juin 1970, de juillet 1966, d’août 1977 et 1988, d’octobre 1970 et de novembre 1963, pour ne prendre que les écarts supérieurs à 2a, sont là pour le prouver.

8Les excès pluviométriques classés par importance croissante (tab. I), montrent effectivement que David, Hugo, Betsy et Inez ne l’emportent pas. Iriez, le cyclone le plus arrosé, est derrière quatre cas qui ne sont pourtant pas signalés par des tourbillons fermés. Le cas de juillet 1966 est, en Grande-Terre (G.T.), spectaculaire de ce point de vue.

9La question se pose alors de savoir dans quelle mesure le contexte intervient pour imposer un surcroît d’effets dont il résulte que des météores peuvent être plus catastrophiques par leurs pluies que par leurs vents. Le conditionnement hydrique des sols est essentiel dans cette perspective.

II. L’ETAT HYDRIQUE DES SOLS ET LES FORTES PLUIES CYCLONIQUES

10Nous étendrons ici le témoignage à quelques cas martiniquais. Le principe est d’observer les pluies qui ont précédé la phase de paroxysme lié au passage de la perturbation forte. Cette observation peut être succincte et indicative (prise en compte des seules pluies ayant précédé le météore dans le mois) ; elle peut être plus approfondie, par intégration d’un laps de temps préalable beaucoup plus long que précédemment pour les pluies et par le suivi de l’état des sols. Cette deuxième approche sera réservée à la troisième partie.

11La confrontation de deux ouragans, David et Hugo (Guadeloupe) et de deux tempêtes, Dorothy et Klaus (Martinique) (fig. no2), permet, pour des conditions géographiques comparables, de constater que les tourbillons les plus forts ne sont pas forcément les plus virulents par les pluies, surtout si les totaux pluviométriques les précédant impliquent un fort différentiel. Dans les exemples retenus, on a exprimé la disposition des pluies cumulées quotidiennes sur un mois.

12David et Hugo ont eu des vents plus forts que les tempêtes Dorothy et Klaus. Or, la situation fut inversée pour les impacts hydrologiques. Ni David, ni Hugo ne se sont manifestés par des inondations ou glissements de terrain. Ces manifestations furent, par contre, présentes au passage des tourbillons ayant affecté la Martinique. Dorothy a même constitué un drame exceptionnel. La multiplication des glissements de terrain dans la moitié nord de l'île, la partie la plus montagneuse, la mieux pourvue en latérites profondes et en pentes sévères, fît, avec 44 morts, de Dorothy l’un des météores les plus meurtriers des dernières décennies aux Petites Antilles françaises. Le super-ouragan Hugo n’eut pas plus d’une dizaine de victimes, par les vents, vingt ans après.

13Pour expliquer une telle différence dans la part hydrologique du risque, il faut faire intervenir plusieurs facteurs : le détail des trajectoires éclaire bien des choses. Par ailleurs, conformément à ce qui est apparu dans la précédente partie, les tempêtes peuvent apporter plus de pluies que les ouragans. Cependant, les dangers liés à Dorothy et à Klaus s’expliquent aussi par le conditionnement préalable. La figure no2 montre que peu de pluies ont précédé David et Hugo, à l’inverse de ce qui s’est produit pour Klaus et surtout pour Dorothy. On admettra, sans abus, que les sols étaient beaucoup plus chargés en eau, donc plus favorables à l’écoulement superficiel et aux écoulements hypodermiques, dans ces exemples martiniquais que dans les cas guadeloupéens.

III. LES SOLS ET LES PLUIES CYCLONIQUES : ESSAI DE MODELISATION

  • 1 Les paysages secs de la Guadeloupe : aspects et genèse, thèse, Université de Bordeaux III, 2 tomes, (...)

14L’essai proposé fait référence à Pointe-à-Pitre et à sa région, où les bilans hydriques des sols ont été établis par Françoise Pagney1, au pas de temps mensuel, entre 1951 et 1982. Deux analyses séquentielles ont été réalisées, puisque deux épaisseurs de sol (et deux capacités de rétention en eau) ont été retenues 0,5m, 110 mm, lm, 220 mm (d’après les estimations de l’INRA, Guadeloupe).

15Pour chaque analyse, 32 ans sont impliqués (384 mois). Trois cas de figure sont observables : sols secs (point de flétrissement), sols saturés (capacité au champ), situation intermédiaire, c’est-à-dire soit sollicitation, soit recharge hydrique. Le dernier cas est négligé. Sont donc retenus les mois à sol sec et les mois à sol saturé.

16Sur les 384 mois de chaque analyse, on relève, pour une RU de 110 mm, 129 mois saturés et 138 mois secs ; pour une RU de 220 mm, 101 mois saturés et 90 mois secs. Ces mois sont situés, en fonction des années auxquelles ils appartiennent, dans la disposition qu’exprime le tableau II 1. Sur la période considérée, on constate, pour les deux profondeurs de sol (et pour les deux RU), une forte prédominance des mois secs de janvier à mai et une forte prédominance des mois saturés, de septembre à décembre. Une rupture s’établit, entre décembre et janvier. Comme l’approche est globale, nous sommes donc autorisés à partir des premiers mois de l’année, à sol peu ou pas pourvu en eau, à mettre cet état initial en regard du début des pluies cumulées.

17La mise en phase des états du sol et des pluies dans le cadre de l’année et en années successives (tab. II 2 et 3), est illustrée par la figure no3 (année 1951 ; RU de 110 mm). Le sol est sec en avril et saturé en janvier, février, juin, juillet, août, septembre, octobre et novembre (1951 est l’une des rares années où la saturation est très précoce). On calcule, par ailleurs, également au pas de temps du mois, les pluies cumulées de l’année en question.

18En possession (pour les 32 années) de la position des mois à sol sec ou saturé, ainsi que de leurs totaux en pluies cumulées, on peut établir les relations entre état du sol et pluviométrie : avec un sol de 0,5m de profondeur, RU de 110 mm (fig. n°4) ; avec un sol de lm de profondeur, RU de 220 mm (fig. n°5). Les deux figures comportent deux nuages de points bien localisés, si l’on met à part quelques cas aberrants. La figure n°4 montre que la saturation du sol se fait à partir d’un cumul de 800-850 mm de pluie. C’est également ce seuil qu’indique la figure n°5. Cependant, dans ce cas, le nuage de points exprimant la saturation devient dense à partir de 1100 mm.

19Toutes RU confondues, c’est entre 800 et 1100 mm que s’établit, en général, la saturation du sol. A la vérité, la superposition des figures n°4 et 5 est quasi parfaite. Ce qui montre, finalement, une grande similitude de comportement des sols, quelle que soit leur épaisseur. Ainsi, par-delà une période commune de sécheresse, on constate une relative simultanéité dans la phase de remplissage, ceci pouvant s'expliquer par le poids des pluies en début d’hivernage. D’où la figure no6 qui constitue le modèle. Nous sommes, en effet, maintenant (dans les limites d’approximations notées chemin faisant) en possession d’un modèle que nous pouvons considérer comme représentatif, même pour des relevés dépassant ses bornes d’élaboration. Nous allons voir comment ce modèle peut être utilisé, en le mettant en regard des courbes de pluies cumulées pour des années particulièrement intéressantes.

20Nous retiendrons une année très pluvieuse (1981), une année très sèche (1973), l’année 1989, au cours de laquelle est passé Hugo, l’année 1966 qui a connu, en juillet, la pluie de tous les records mensuels sur la période 1951-1989. Nous y ajouterons l’année 1983, contemporaine du grand ENSO pacifique de 1982-1983. On sait qu’alors les Antilles ont connu la sécheresse.

21Les seuils 800 et 1100 mm ont été admis pour la saturation du sol. On simplifiera, en ne retenant que celui de 800-850 mm qui paraît le plus caractéristique. L’interprétation « hydrologique » du modèle (détection des risques induits par les excès pluviométriques) amène à constater que plus tôt sera atteint ce seuil, en année « vraie » et en pluies cumulées, plus grand sera le risque hydrologique à attendre durant la saison des pluies, du fait de l’impact conjoint d’une perturbation forte. D’une façon générale, le danger perdurera d’autant plus que la courbe des pluies cumulées se maintiendra à la gauche de la plage « saturée » du modèle. A l’opposé, si le seuil est atteint tardivement dans l’année, l’arrivée ultérieure d’une perturbation pluvieuse aura des chances de voir son impact minimisé.

22Si l’on prend deux années extrêmes de la période 1951-1989, l’année 1981, très pluvieuse, et l’année 1973, très sèche, on constate effectivement qu’elles enveloppent les aires de conditionnement hydrique du sol (fig. n°6). L’année 1981 arrive tôt au seuil de saturation et se maintient ensuite dans la situation où doit intervenir massivement l’excès hydrologique passant à l’écoulement. L’année 1973, au contraire, reste pratiquement en dehors de la saturation, puisque les 1100 mm ne sont même pas atteints en pluies cumulées. Si l’on se reporte aux événements ayant affecté la Guadeloupe durant ces deux années, on constate qu’en 1981 interviennent des inondations dès mai en Grande-Terre et en septembre en Basse-Terre. Par contre, c’est par une sécheresse mémorable, eu égard au contexte des « tropiques humides », que se manifeste l’année 1973. Les trois autres années retenues sont également démonstratives, 1983 tout d’abord : aux Antilles, l’année 1983, qui accompagne l’ENSO pacifique du siècle, est sèche. Cet ENSO est, d’ailleurs, corrélé avec le « silence cyclonique » que l’on constate alors sue l’Atlantique tropical. La disparition de l’ENSO, et le renversement de situation qui en résulte, fait de l’année 1984 une année très cyclonique, les Petites Antilles restant cependant hors des effets turbulents. 1983 s’apparente à 1973. Restent 1989 et 1966. On voit que les pluies de Hugo ont été précédées de conditions potentiellement défavorables au déploiement d’effets désastreux. On comprend, a contrario, pourquoi, dès juillet, l’année 1966 subit l’impact hydrologique de fortes pluies... L’information que nous donne le modèle va donc plus loin que la seule courbe des pluies cumulées précédant l’événement majeur.

CONCLUSION

23L’approche proposée ici est un essai dans l’approfondissement des risques hydrologiques liés aux perturbations fortes affectant les Petites Antilles centrales (Guadeloupe, Martinique). Ce qui implique une certaine marge d’imprécisions : le pas de temps mensuel, adopté pour les pluies et les états successifs du sol est trop grossier pour cerner le détail des processus stationnels ; les données utilisées, qui sont celles de Pointe-à-Pitre, sont dotées d’une signification plus large, que l’on peut contester, dans la mesure où les courbes de pluies cumulées de la station sont corrélées avec les inondations ou la sécheresse de l’île. Tel qu’il se présente, ce propos ne nous paraît pas sans pertinence. Il permet d'aller plus avant dans l’explication de la distance constatée entre la force des vents et l’impact des pluies au passage des « cyclones tropicaux » sur les Antilles. Il ouvre, par ailleurs, la voie à l’établissement de « modèles empiriques » en divers lieux sensibles de l’espace petit-antillais ; la finalité étant d’avoir une meilleure connaissance de l’état hydrique des sols dans leurs relations avec les pluies et l’évapotranspiration. Météo France/Antilles va dans ce sens. La position qui est la nôtre est du même ordre. Elle tend cependant vers une échelle spatio-temporelle plus globale. C’est dire qu’elle cherche à pénétrer un « système » qui lie, dans la durée, les fortes pluies et les vents forts, selon une relation à risques finalement plus subtile qu’il n’est coutume de l’appréhender.

Pas de temps mensuel

1.1 : octobre 1954

1.1 : octobre 1984

1.2 : juin 1981

1.2 : novembre 1955

1.2 : novembre 1972

1.2 : novembre 1979

1.3 : septembre 1981

1.3 : octobre 1952

1.4 : août 1962

1.4 : août 1979

→ David

1.5 : novembre 1988

1.5 : août 1980

1.5 : septembre 1965

1.6 : juin 1979

1.7 : juillet 1970

1.7 : août 1953

1.7 : novembre 1987

1.8 : juillet 1952

1.8 : septembre 1985

1.8 : septembre 1989

→ Hugo

1.9 : août 1956

→ Betsy

2.0 : octobre 1976

2.0 : novembre 1984

2.4 : juin 1968

2.4 : juin 1970

2.4 : août 1977

2.4 : août 1988

2.4 : septembre 1966

→ Iñez

2.6 : juin 1958

2.6 : octobre 1970

2.7 : novembre 1963

3.7 : juillet 1966

→ averse G.T.

Tableau 1
Pointe-à-Pitre / Raizet
Les excédents pluviométriques par importance croissante, estimés en nombre d’écarts-types.

Tableau 2
Pluies et états hydriques des sols à Pointe-à-Pitre (1951-1982).
1. sols secs/saturés, RU - 110 mm (pour RU = 220 mm. même modèle).
Image sols secs
Image sols saturés
Image sols intermédiaires
2. pluies mensuelles
3. pluies mensuelles cumulées.

Figure 1
Pointe-à-Pitre/Raizet
Variabilité pluviométrique mensuelle durant la saison cyclonique établie sur 39 années d’observations (1951-1989) (en nombre d’écarts-types).
On n’a retenu que les σ > 1.

Figure 2
1. Guadeloupe : ouragans.
Cumul des pluies (sur un mois avant l'événement exceptionnel).
a. Précipitations à Pointe-à-Pitre/Raizet : David (1979).
b. Précipitations à Pointe-à-Pitre/Raizet : Hugo (1989).
2. Martinique : tempêtes tropicales.
Cumul des pluies (sur un mois avant l’événement exceptionnel).
a. Précipitations à Fort-de-France/Desaix : Dorothy (1970).
b. Précipitations à Fort-de-France/Desaix : Klaus (1990).

Figure 3
Relations sols saturés/secs - pluies cumulées.
Exemple de l’année 1951 : les mois à sol saturés (183) / secs (o) sont situés par rapport au tableau 2.
2.1. état hydrique du sol.
2.3. pluies mensuelles cumulées correspondantes.

Figure 4
4.1. Relations sols saturés / pluies cummulées (RU = 110 mm).
4.2. Relatins sols secs / pluies cumulées (RU = 110 mm).
(les figures 4 et 5 sont construites sur le principe de la figure 3).

Figure 5
5.1. Relations sols saturés / pluies cumulées (RU = 220 mm).
5.2. Relations sols secs / pluies cumulées (RU = 220 mm).

Figure 6
Pluies cumulées en années caractéristiques et états des sols à Pointe-à-Pitre.
1981 : année très humide
1966 : année de grandes pluies en juillet
1989 : année Hugo
1983 : année Nino pacifique
1973 : année très sèche

Notes

1 Les paysages secs de la Guadeloupe : aspects et genèse, thèse, Université de Bordeaux III, 2 tomes, polycopiée, 1986.

Table des illustrations

Légende Tableau 2Pluies et états hydriques des sols à Pointe-à-Pitre (1951-1982).1. sols secs/saturés, RU - 110 mm (pour RU = 220 mm. même modèle). sols secs sols saturés sols intermédiaires2. pluies mensuelles3. pluies mensuelles cumulées.
URL http://books.openedition.org/psorbonne/docannexe/image/31602/img-1.jpg
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Légende Figure 1Pointe-à-Pitre/RaizetVariabilité pluviométrique mensuelle durant la saison cyclonique établie sur 39 années d’observations (1951-1989) (en nombre d’écarts-types).On n’a retenu que les σ > 1.
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Légende Figure 21. Guadeloupe : ouragans.Cumul des pluies (sur un mois avant l'événement exceptionnel).a. Précipitations à Pointe-à-Pitre/Raizet : David (1979).b. Précipitations à Pointe-à-Pitre/Raizet : Hugo (1989).2. Martinique : tempêtes tropicales.Cumul des pluies (sur un mois avant l’événement exceptionnel).a. Précipitations à Fort-de-France/Desaix : Dorothy (1970).b. Précipitations à Fort-de-France/Desaix : Klaus (1990).
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Légende Figure 3Relations sols saturés/secs - pluies cumulées.Exemple de l’année 1951 : les mois à sol saturés (183) / secs (o) sont situés par rapport au tableau 2.2.1. état hydrique du sol.2.3. pluies mensuelles cumulées correspondantes.
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Légende Figure 44.1. Relations sols saturés / pluies cummulées (RU = 110 mm).4.2. Relatins sols secs / pluies cumulées (RU = 110 mm).(les figures 4 et 5 sont construites sur le principe de la figure 3).
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Légende Figure 55.1. Relations sols saturés / pluies cumulées (RU = 220 mm).5.2. Relations sols secs / pluies cumulées (RU = 220 mm).
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Légende Figure 6Pluies cumulées en années caractéristiques et états des sols à Pointe-à-Pitre.1981 : année très humide1966 : année de grandes pluies en juillet1989 : année Hugo1983 : année Nino pacifique1973 : année très sèche
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© Éditions de la Sorbonne, 1997

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