Feux australiens : pourquoi faut-il en parler ? Une analyse scientifique vulgarisée.

Depuis plusieurs mois, les images de l’Australie en flamme font le tour du monde, un pays pourtant habitué aux feux de végétation. Comment expliquer ce phénomène ? En quoi la saison estivale 2019-2020 est-elle si particulière ?

Côté météorologie : faits et chiffres

Deux fortes anomalies de circulation atmosphérique à grande échelle couplée à un contexte de réchauffement global expliquent cette saison exceptionnelle en Australie (excellent article de Météo-France à ce sujet).

Deux fortes anomalies de circulation atmosphérique à grande échelle

D’après Météo-France, l’Australie subit les effets d’une phase fortement positive de l’oscillation Indian Ocean Dipole (IOD+) à laquelle s’ajoute une phase négative de l’Oscillation Antarctique (AAO-).

• L’ « Indian Ocean Dipole » (IOD+) fortement positive est à l’origine d’eaux plus chaudes que la normale du côté ouest de l’océan Indien et d’eaux plus froides que la normale du côté de l’Indonésie. Ces eaux plus froides favorisent la création d’un anticyclone en Australie (mouvements atmosphériques descendants). Par conséquent, une sécheresse chronique s’installe sur le pays (figure 1).
• L’ « Antarctic Oscillation » (AAO-) fortement négative est à l’origine du positionnement de basses pressions au sud de l’Océanie. Les vents d’ouest soufflent donc de façon récurrente sur le sud-est de l’Australie apportant l’air chaud et sec du désert australien vers la frange littorale est. Le risque d’incendie y est donc accru.

Une fournaise incroyable associée à une sécheresse historique

Des températures records

En conséquence de ces anomalies atmosphériques à grande échelle, l’Australie a connu l’année la plus chaude de son histoire avec une anomalie de +1.52°C par rapport à la norme 1961-1990 battant l’année 2013 (+1.33°C) (figure 2 – Météo-France).

L’exceptionnel décembre 2019 a été le mois le plus chaud tous mois confondus en terme de moyenne nationale mensuelle des températures maximales diurnes : +38.35°C soit +4.15°C par rapport à la norme 1960-1990 battant les 37.95°C de janvier… 2019 également (figure 3) ! Les premières données remontent à 1910. Janvier 2019 reste cependant le mois de plus chaud de l’Histoire en terme de température moyenne nationale avec +30.8°C tout juste devant décembre 2019 (+30.4°C).

Au niveau journalier, d’après Météo-France :  » l’Australie a connu ses après-midis les plus chauds jamais observés historiquement en moyenne nationale, avec 40,9 °C le 17/12/19, puis 41,9 °C le 18/12/19, battant plusieurs jours d’affilée les 40,3 °C du 07/01/2013.  Le mercure est monté jusqu’à 49,9 °C à Nullarbor (Australie-Méridionale) le 19 décembre, un nouveau record national historique pour un mois de décembre, battant les 49,5°C du 24/12/1972 observés à Birdsville (Queensland). Ces 49,9°C se situent aussi à seulement 0,8 °C du record absolu de chaleur australien de 50,7 °C (à Oodnadatta le 2 janvier 1960) et constituent par ailleurs un nouveau record mondial de chaleur pour un mois de décembre (le précédent étant les 49,5 °C australiens de 1972). »

Une sécheresse record

Au niveau des précipitations, l’Australie vient de connaître son année la plus sèche de l’Histoire. D’après Météo-France, la quantité de précipitations sur l’année 2019, moyennée à l’échelle nationale, est la plus faible depuis le début des mesures en 1900 : 278 mm en 2019 (soit une anomalie de -188 mm et un déficit de -40 %) battant les 314 mm de 1902 (anomalie : -151 mm ; déficit : -32 %), pour une moyenne climatologique de 465 mm. Cette sécheresse, déjà présente en début d’année, s’est même aggravée au cours du second trimestre de l’année : le printemps austral (trimestre septembre-novembre) et le mois de décembre 2019 ont aussi été les plus secs jamais observés (figure 4).

Une association d’éléments météorologiques aggravants l’impact sur les écosystèmes

La végétation australienne est habituée aux cycles climatiques du pays. Les feux de végétation y sont très courants et font entièrement partie de la vie de l’écosystème en lui-même. Cependant, l’association de plusieurs facteurs météorologiques est à l’origine d’une situation inédite sur la saison estivale 2019-2020 :

• la durée, la répétition et l’intensité des événements. Elles contribuent à 1) fragiliser l’écosystème en silence (ce qu’on observe également sur les forêts françaises) et 2) à réduire le seuil de déclenchement d’un événement majeur (seuil de vulnérabilité de l’écosystème).
• le couplage « haute température + faible humidité + vent modéré + intensité lumineuse forte » est à l’origine d’une très forte augmentation de l’évapotranspiration qui mène à un dessèchement partiel voire complet de l’écosystème (flore et sol). De part son effet « exponentiel » sur l’évapotranspiration, le facteur « vent » a le plus contribué à aggraver la situation. Ce processus a également été observé et décrit en France le 28 juin 2019 (voir notre article à ce sujet, l’effet « sèche cheveux« ).
• la création d’un cumulonimbus flammagenitus ou pyrocumulonumbis (figures 5 et 6) par le foyer qui permet au feu de 1) créer un microclimat afin de s’auto-alimenter grâce à une accélération du vent et des « tornades de feu » et 2) se déclencher de nouveaux foyers par la foudre. C’est le stade ultime d’un incendie, le « fire-breathing dragon of clouds » de la NASA. Ce stade a déjà été observé au moins par deux fois en Australie ces dernières années : le 18 janvier 2003 (Canberra Firestorm, 4 morts, 492 blessés, tornade F3) et le 7 février 2009 (Black Saturday, 173 morts, 450 000ha). Les champignons atomiques sont les plus beaux exemples des pyrocumulonimbus.

Côté incendies : faits et les chiffres

En conséquence de l’ensemble des faits météorologiques cités ci-dessus, les feux de végétation, bien que fréquents en cette période de l’année (54 000 feux recensés par an en moyenne), sont particulièrement importants au cours de cette saison estivale 2019-2020 (figure 7). La surface détruite par les incendies constitue déjà un record depuis au moins 50 ans alors que nous sommes qu’à la moitié de l’été austral ! Ces surfaces détruites concernent particulièrement la partie sud-est de l’Australie. C’est la zone la plus densément peuplée, d’où l’effet « buzz » sur les réseaux sociaux et un impact économique désastreux (The Guardian).

Dès le printemps austral, le gouvernement alertait sur un indice de danger de feu de forêt record sur une majeur partie du territoire (Forest Fire Danger Index FFDI, figures 8 et 9). Cet indice agro-climatique couple l’effet du vent, de la température et de l’humidité afin de rendre compte du risque de feu de forêt.

Aujourd’hui, samedi 4 janvier 2020, les chiffres sont parlants :

• Une surface incroyable : Plus de 63 000 km² (6 300 000 hectares) ont été brûlés entre septembre 2019 et le 4 janvier 2020 soit plus de 2 fois la surface de la Belgique. À titre de comparaison, près de 2,5 millions d’hectares sont partis en fumée en août en Amazonie en 2019. Certains feux majeurs ont été déjà signalés en Australie comme celui du Black Thursday bushfire du 6 février 1851 où plus d’un million de mouton ont péri en 24h. Cependant, il est important du noter que la saison 2019-2020 est particulière. En effet, ces incendies ont également concernés des zones inhabituelles généralement plus épargnées et constituées d’un écosystème plus ancien (« rainforests », forêt humide d’Eucalyptus etc.). Des parcs nationaux ont été par exemple ravagés. 50 % de la superficie des Montagnes bleues, au patrimoine mondial de l’Unesco, qui abrite notamment des wombats, opossums, oiseaux en tous genres, a déjà été détruite. Dans le parc national de Nightcap, jusqu’à 30 espèces végétales et 30 espèces animales rares pourraient avoir été perdues, selon les Jardins botaniques royaux de Sydney. A titre d’exemple (figure 10 et 11), c’est plus de 80% de l’écosystème de la région de Sydney qui a brûlé. L’agriculture n’est pas épargnée : 1/3 des vignobles d’Adelaide Hills ont été anéantis (The Guardian).

• Des images satellites qui font le tour du monde : les panaches provoqués par les pyrocumulonimbus sont visibles depuis l’espace et s’étendent à des distances supérieures à 4000 km dans le Pacifique (figure 11).

• Une faune anéantie : 480 000 000 animaux ont péri directement ou indirectement selon les chercheurs de l’Université de Sydney cités par The Times. 8 000 koalas ont brûlé (soit 30% de la population autour de Sydney). Cependant, nous souhaitons rappeler que leur extinction, souvent relayée par les médias, est un mythe (National Geographic).

Les feux de forêts font partie de l’équilibre des écosystèmes australiens

Un équilibre qui dépend de la fréquence des feux

Des forêts tropicales aux zones boréales, le feu fait partie du fonctionnement normal de nombreux écosystèmes. À l’état naturel, il contribue à la biodiversité en permettant la régénération des espèces pionnières, le maintien des espèces de milieux ouverts et l’évolution des propriétés physiques et chimiques du sol.

Lorsque sur une longue période, la fréquence du feu est constante, un équilibre s’installe entre végétation et fréquence naturelle des incendies. Cependant, et c’est l’un des élément les plus importants de l’article, une trop grande fréquence conduirait à une perte de ressources disponibles et une dégradation de la structuration physique et biologique des sols. La fréquence des incendies n’est pas fixe. Elle dépend notamment de 1) l’Homme au travers de l’entretien du milieu et 2) du changement climatique qui modifie la durée et l’intensité des épisodes caniculaires précédents les feux.

Qu’il y ait des feux en Australie : ce n’est pas nouveau. Ce qu’il faudra surveiller, c’est cette fréquence qui s’est récemment accentuée et qui pourrait empêcher la régénération du milieu. Les préoccupations doivent converger vers la répétition de ces feux.

La résilience écologique qui dépend de l’intensité de l’événement

La résilience écologique est la capacité d’un système vivant (écosystème, biome, population, biosphère) à retrouver les structures et les fonctions de son état de référence après une perturbation. Cette capacité de résilience écologique varie selon le contexte biogéographique et historique. Il faut des cycles successifs, des transformations, des évolutions sur des siècles, voire des millénaires pour obtenir des écosystèmes riches et diversifiés.

Nous avons vu que la fréquence des incendies est un élément majeur de la régénération des forêts. L’intensité et l’étendue de la perturbation induite par le feu est également un élément important à prendre en compte dans la résilience du système. Plus le feu est étendu et important, plus le système mettra du temps à se régénérer. Dans le cas de la région de Sydney, où 80% de la zone boisée a été consumée, il n’y a plus d’unité entre les parcelles de bois épargnées. La plupart des animaux qui ne pouvaient pas fuir ont péri. Le retour a un état d’origine semble peu probable sans l’intervention de l’Homme.

Des débats compliqués

La désertification de certaines régions fréquemment incendiées est flagrante mais on ignore à partir de quels seuils de fréquence et d’intensité se produit le passage à un nouvel équilibre, ou se crée une dégradation irréversible à court terme. Un écosystème qui a fortement été perturbé n’est en réalité plus tout à fait le même. Des perturbations profondes peuvent rendre la transformation d’un écosystème irréversible.

De plus, le débat sur l’impact écologique des incendies de forêt ne peut pas être totalement objectif car des pans entiers de connaissance font défaut. L’écosystème forestier apparaît comme un iceberg dont on ne connaît qu’une petite partie émergée : les végétaux supérieurs (nombreux et particulièrement diversifiés dans les milieux ouverts par les incendies), et les grands animaux (oiseaux, mammifères…). Cependant, le « maximum » de biodiversité est composé de petites espèces (insectes, vers, nématodes, mollusques…), de la microflore et la microfaune (microarthropodes, bactéries, champignons) particulièrement présentes sur et dans le sol.
Cette partie souterraine de l’écosystème est primordiale pour son fonctionnement. De son équilibre dépend en grande partie la résilience de l’écosystème face aux perturbations. (Voir l’article).

Des incendies causés par l’Homme mais accentués par le changement climatique

Seuls 6% des départs de feux sont d’origine naturelle (la foudre principalement). Plus de la moitié des feux sont causés volontairement ou involontairement directement par l’Homme d’après les chiffres de l’Australian Institute of Criminology (figure 12).

Le changement climatique n’est donc pas à l’origine de l’augmentation des départs de feu. Il contribue indirectement à 1) fragiliser l’écosystème en silence (ce qu’on observe également sur les forêts françaises) et 2) à réduire le seuil de déclenchement d’un événement majeur du fait de canicules prolongées (seuil de vulnérabilité de l’écosystème). Plus directement, il contribue 1) à augmenter les températures, par conséquent l’évapotranspiration et le désèchement des végétaux (figure 2), 2) à engendrer une modification de la durée, de la fréquence et de l’intensité des événements caniculaires (figure 13) et 3) à augmenter la probabilité de conjonction des facteurs extrêmes (vent modéré + température + faible hygrométrie).

D’après le bureau de météorologie du gouvernement australien, le risque d’incendie a déjà fortement évolué entre 1978 et 2017 dans la partie sud-est, nord et extrême ouest du pays (figure 14).

L’effet de la réduction les précipitations est plus nuancée en Australie. Il n’y a pas de tendance nette à l’échelle du pays (figure 4). La tendance est cependant à la baisse dans la partie sud-ouest du pays (figure 15).

Des causes plus politiques ?

Selon certaines associations ou journalistes, la gravité des feux n’a rien à voir avec le changement climatique mais avec des nouvelles règles environnementales qui ont rendu l’entretien du bush impossible au nom de la biodiversité. Cela aurait permis d’ajouter du « fuel » (i.e. « combustible ») au feu et d’accélérer sa propagation.

Il est cependant important de rappeler que sans l’état de sécheresse exceptionnel induit par le changement climatique, les feux de forêts n’aurait pas eu lieu qu’ils soient aggravés par des choix politiques ou non.

Pour l’équipe d’agronomie d’ITK,

Serge Zaka – serge.zaka@itk.fr