De l'influence de la Niña sur les crues de l'Amazone

Fruit de la collaboration entre l'IRD, le service de météorologie et d'hydrologie de La Paz en Bolivie, et des chercheurs des universités de Washington et de Californie, des travaux publiés dans Nature mettent en évidence une corrélation significative entre les dépôts de sédiments de deux rivières boliviennes, tributaires d'un des principaux affluents de l'Amazone et les événements climatiques de type ENSO (El Niño Southern Oscillation). Ces résultats constituent une avancée majeure dans l'étude de l'hydro-géodynamique depuis le début du XXème siècle du bassin amazonien (programme HYBAM) et plus précisément de l'impact de la variabilité climatique sur les processus qui contrôlent le transfert et le dépôt de sédiments des Andes vers l'océan Atlantique. Ils donnent, de plus, des indications utiles à la prévision des crues à forte inondation dans cette zone.

Le bassin amazonien en quelques chiffres …

6 millions de km2 soit 5% des terres émergées du globe,
7 pays : Brésil, Pérou, Bolivie, Colombie, Équateur, Vénézuela, Guyane
débit moyen annuel de l'Amazone : 209 000 m3/seconde
apports de 6 600 milliards de m3 d'eau douce et de 600 à 800 millions de tonnes de sédiments en moyenne par an dans l'Atlantique (15 % des apports d'eau douce aux océans)

Le programme HYBAM (Hydro-géodynamique actuelle du bassin amazonien)
L'immensité du bassin amazonien, la variété des espaces géographiques qu'il traverse, la puissance et les origines diverses des cours d'eau qui le parcourent rendent son étude complexe. Afin de pouvoir disposer des très importants moyens techniques et humains nécessaires à ces recherches, l'IRD dans le cadre de sa convention avec le CNPq au Brésil (Conseil National de développement scientifique et technologique) a signé, en 1994, un accord de coopération avec l'UnB (Université de Brasilia) et l'ANEEL (Agence Nationale d'Énergie Électrique), à l'origine du programme HYBAM. Son objectif principal : améliorer les connaissances acquises depuis le début du XXème siècle sur l'hydrologie et la géochimie du bassin amazonien. Ce programme vise également à évaluer les apports du fleuve à l'océan et à déterminer l'impact des changements climatiques, comme par exemple El Niño, sur la variabilité du régime hydrologique et sédimentaire du bassin.

Actuellement, près de 40 chercheurs et ingénieurs (dont la moitié sont partenaires des pays du Sud) sont impliqués dans ce programme : climatologues, hydrologues, géochimistes et spécialistes de la télédétection et de la modélisation.

La trentaine de campagnes réalisées par le projet HYBAM en Amazonie couplées au suivi obtenu dans le cadre du " réseau HYBAM " de stations hydrologiques et géochimiques mis en place en Bolivie dès 1983 et au Brésil en 1995, ont permis de définir avec précision les apports hydriques, sédimentaires et géochimiques des principaux tributaires de l'Amazone. En 2003, ce réseau, qui a reçu le label d'observatoire de recherche sur l'environnement (ORE) a été mis en place sur ces fleuves, avec un financement couplé IRD-INSU-Ministère de la recherche. Cet ORE HYBAM s'appuie sur un réseau permanent de 4 stations hydrologiques installées sur le piedmont andin de Bolivie, du Pérou et d'Equateur, 6 stations sur les fleuves brésiliens, et 2 stations sur les fleuves de la Guyane Française. L'objectif de cet ORE est d'évaluer les flux d'eau et de matières dans le bassin amazonien, et notamment l'impact de la variabilité climatique et de la pression anthropique sur ces flux.

Les résultats déjà acquis ont montré l'importance des zones inondables sur les transferts d'eau, de sédiments et d'éléments chimiques associés. Afin de comprendre les processus qui interfèrent sur ces transferts, au sein de ces zones humides appelées " varzeas " au Brésil, le projet HYBAM a équipé, en particulier, la varzea de Curuai près de la ville de Obidos. Le bilan des entrées et des sorties de cette varzea a permis de mettre au point un modèle de fonctionnement de ces lacs amazoniens connectés au fleuve d'origine andine. Enfin, les techniques spatiales sont aujourd'hui largement employées par le projet HYBAM, tant pour la mesure des niveaux d'eau par altimétrie radar (Topex, Jason), que pour la détermination des pentes des cours d'eau en plaine (DGPS), ou encore la détermination des concentrations de surface en matières en suspension dans les lacs d'inondation et ls cours principaux (Landsat et ENVISAT).

Les crues de l'Amazone et la variabilité climatique
Un des axes principaux du programme HYBAM est l'étude des processus d'érosion physique et de lessivage chimique ainsi que des transferts et des dépôts de matières depuis les Andes jusqu'à l'océan Atlantique. Les recherches de Laurence Maurice Bourgoin, géochimiste à l'IRD, et de ses collègues américains ont été menées sur la plaine d'inondation de deux rivières andines boliviennes, tributaires d'un des principaux affluents de l'Amazone. La région nord de la cordillère orientale bolivienne est zone caractérisée actuellement par des précipitations importantes et des pentes de vallée très fortes entraînant une érosion intense des sols et roches de ces bassins versants. La quantification des apports de sédiments, puis la datation (teneur en 210Pb ) des couches sédimentaires ont été les premières étapes du travail. Ensuite, la mise en relation de ces données avec les mesures climatologiques et le développement (par l'université de Washington) d'un nouveau modèle géochronologique, ont mis en évidence que les taux de dépôts majeurs de sédiments dans la plaine d'inondation n'étaient pas constants dans le temps mais périodiques, et fortement liés, dans les Andes, à des événements climatologiques tels que la Niña, la phase froide d'ENSO.

Une avancée majeure pour le programme HYBAM
En remettant en question les modèles géochronologiques de datation par le 210Pb utilisés jusqu'à maintenant, ces recherches constituent une avancée majeure dans la connaissance des processus de dépôt de sédiments dans la plaine et sur leur périodicité. Cela permettra, entre autres, de travailler sur d'autres indices climatiques, de déterminer, par région, l'influence de ces facteurs climatiques sur l'hydrologie et la sédimentologie du bassin amazonien, et d'étudier plus en détails la rupture climatique dans les dépôts des années 70, observées sur l'un des sous-bassins. En termes de prévisions des crues, ils attirent l'attention sur les années prévues avec un événement La Niña et plus spécialement sur celles qui sont précédées d'un événement El Niño fort.

POUR EN SAVOIR PLUS
- sur les travaux publiés dans Nature, se reporter à la fiche d'actualité scientifique n°184 : http://www.ird.fr/fr/actualites/fiches/
- sur le programme HYBAM
Consulter le n°1 du journal Sciences au Sud (septembre/octobre 1999) : http://www.ird.fr/fr/actualites/journal/1/index.htm et le site du programme : http://www.ird.org.br/hydrologie.htm

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