Impact du changement climatique sur la DANA dévastatrice de Valencia : comprendre le phénomène naturel et ses conséquences

Un événement pluvieux historique à Valence et dans le sud-est de l’Espagne

Les inondations soudaines qui ont ravagé la province de Valence le 29 octobre 2024 ne constituent pas seulement un épisode exceptionnel de mauvais temps, mais illustrent parfaitement comment un climat de plus en plus chaud peut intensifier la violence des tempêtes. En quelques heures, la pluie a dépassé, dans certaines zones, la quantité habituellement tombée en une année, provoquant le débordement des cours d’eau, l’inondation de quartiers entiers, et causant des centaines de morts.

Une équipe de la Université de Valladolid, de l’ Agencia Estatal de Meteorología (AEMET), et du Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) a permis de quantifier de manière détaillée à quel point le changement climatique anthropique a amplifié la DANA de Valence. Leurs conclusions dessinent un tableau préoccupant pour le Méditerranée occidental : avec des mers plus chaudes et une atmosphère plus chargée en vapeur d’eau, ce genre de tempêtes tend à devenir plus étendu, intense, et difficile à gérer.

La DANA formée à la fin octobre a été isolée à des niveaux élevés de l’atmosphère et s’est combinée avec l’entrée d’air très chaud et humide venant de la Méditerranée, générant des tempêtes convectives extrêmement organisées et persistantes. La province de Valence a été l’épicentre de la catastrophe, même si l’impact s’est fait sentir dans une grande partie du sud-est espagnol.

D’après les relevés d’une station météorologique à Turís, des chiffres incroyables ont été enregistrés : environ 771 mm de pluie en 15-16 heures, dépassant ainsi la précipitation moyenne annuelle en moins d’un jour. De plus, 184 mm sont tombés en une heure, un record absolu de pluie horaire à l’échelle nationale qui illustre la brutalité de cette inondation.

Ce déluge a mis en évidence la grande fragilité de nombreuses zones urbaines et rurales face à de tels phénomènes. La capacité de drainage naturelle du terrain et des infrastructures a été largement dépassée, facilitant le développement de crues soudaines, l’effondrement des réseaux d’assainissement, et les débordements dans les ravins et affluent.

Le bilan est dramatique : des centaines de personnes sont décédées et des dommages matériels se chiffrant en milliards d’euros ont été causés aux habitations, aux parcs industriels, aux routes et aux exploitations agricoles. La gestion des sédiments et des boues générées a également entraîné des propositions de valorisation de ces boues. Pour la communauté scientifique, cet événement est devenu un cas d’étude clé sur la manière dont la crise climatique reconfigure les risques hydrométéorologiques dans le bassin méditerranéen.

Dans le bassin du Júcar, l’un des plus touchés, les chercheurs ont constaté que le volume total de pluie était bien supérieur à ce qu’on aurait attendu dans un climat sans réchauffement climatique. Cette surcharge hydrique a contribué à ce que de nombreux affluents et ravins présentent simultanément des débits exceptionnels, ce qui est crucial pour comprendre l’ampleur des inondations.

Les apports des nouvelles simulations sur la DANA de Valence

Pour aller au-delà de la simple collecte de données de pluie, l’équipe scientifique a eu recours à des simulations numériques de très haute résolution, avec des grilles d’un kilomètre. Cette approche permet de « reconstruire » la tempête de manière quasi chirurgicale, décomposant sa structure interne et les processus physiques qui la soutiennent.

La méthodologie utilisée repose sur le procédé de pseudo-réchauffement global (PGW), une technique qui fonctionne comme un jumeau numérique de l’atmosphère. En pratique, cela implique de reproduire la configuration météorologique précise de la DANA d’octobre 2024 et, à partir de là, de générer deux scénarios : l’un avec le climat actuel, incluant le réchauffement accumulé depuis l’ère préindustrielle, et l’autre où ce réchauffement est « éliminé » pour simuler comment l’épisode se serait déroulé sans l’influence humaine.

En comparant les deux simulations, les scientifiques ont pu estimer avec précision la part de responsabilité du changement climatique dans différents aspects de la tempête. D’après leurs résultats, l’influence anthropique a augmenté le taux de précipitation intradiaire d’environ 20 à 21 %, a élargi le volume total d’eau tombé sur le bassin du Júcar d’environ 19 %, et a étendu de 55 % la zone touchée par des pluies extrêmes, celles dépassant 180 mm.

Ces modèles dépassent les approches traditionnelles d’attribution climatique, qui se concentraient principalement sur les statistiques et les observations superficielles. On peut maintenant analyser la dynamique interne du système convectif : comment les courants ascendants s’organisent, où la chaleur latente est libérée, ou comment l’humidité est redistribuée dans le nuage.

Des chercheurs comme Juan Jesús González Alemán, de l’AEMET, soulignent que la haute résolution de ces simulations permet de quantifier de manière robuste les divers composants physiques de la tempête, élément fondamental pour comprendre pourquoi certains événements deviennent si explosifs dans un environnement plus chaud.

Un Méditerranée plus chaude comme « combustible » de la tempête

L’un des éléments centraux de l’étude est le rôle du mer Méditerranée. Au cours des jours précédant la DANA, les eaux superficielles présentaient une anomalie de 1,2 ºC au-dessus des valeurs habituelles. Ce réchauffement a fourni un apport supplémentaire d’énergie et d’humidité à l’atmosphère, juste au bon endroit où la tempête s’est formée.

En termes physiques, une mer plus chaude favorise une plus grande évaporation et, par conséquent, augmente le contenu en vapeur d’eau dans la basse atmosphère. Lorsque cet air chargé d’humidité est forcé à s’élever — en raison de la présence d’une DANA ou d’autres mécanismes d’instabilité — il se condense rapidement, libérant de la chaleur latente et alimentant des courants ascendants plus puissants.

Les calculs de l’équipe montrent qu’ici, l’intensité de la pluie horaire a augmenté d’environ 20 % pour chaque degré supplémentaire de réchauffement, un chiffre qui dépasse de loin la référence classique de Clausius-Clapeyron, qui établit l’augmentation de capacité de rétention de vapeur d’eau à 7 % par degré. Autrement dit, non seulement il y a plus de vapeur disponible, mais les processus internes régissant la convection réagissent de manière non linéaire.

Comme l’explique le chercheur Carlos Calvo, la Méditerranée a agi comme un véritable « combustible » amplifiant l’énergie convective. Cet apport excitant s’est traduit par des nuages plus profonds, des courants verticaux plus intenses, et une microphysique des nuages plus active, avec une formation accrue d’hydrométéores (comme les grosses gouttes ou la grêle) qui entraînent des précipitations très efficaces.

Ce comportement confirme que, dans un contexte de réchauffement continu de la surface de la mer, les tempêtes et dépressions sévères avec potentiel d’inondations soudaines trouvent un environnement toujours plus propice à un développement explosif. Cela a des implications directes pour toutes les régions baignées par le Méditerranée, pas seulement pour la Communauté valencienne.

Processus non linéaires : petites variations, grands impacts

Un autre aspect pertinent de ce travail est l’identification de processus non linéaires dans la réponse de l’atmosphère au changement climatique. Il ne s’agit pas simplement d’ajouter un peu plus d’eau à l’équation, mais de comprendre comment cette humidité supplémentaire déclenche des mécanismes internes transformant totalement le comportement de la tempête.

Selon la chercheuse María Luisa Martín, de petits augmentations de l’évaporation et du flux de vapeur de la mer vers l’intérieur provoquent des augmentations beaucoup plus importantes dans la libération de chaleur latente à l’intérieur des nuages et dans l’intensité des courants ascendants. Cette disproportion est ce qui transforme un épisode pluvieux en une catastrophe directe.

Les expériences numériques permettent même de suivre l’évolution de la microphysique des nuages, c’est-à-dire comment se forment et évoluent les gouttes et les cristaux de glace à l’intérieur de la tempête. Ces détails, qui restaient auparavant hors de portée de nombreux modèles climatiques, sont essentiels pour expliquer l’efficacité avec laquelle le nuage convertit la vapeur en pluie intense.

Le chercheur Amar Halifa précise qu’il s’agit de la première fois qu’une telle approche est appliquée avec un niveau de détail à une DANA spécifique du Méditerranée occidental, renforçant ainsi la solidité physique de l’attribution. Non seulement il est constaté que le changement climatique a augmenté l’intensité moyenne des précipitations, mais il est également documenté comment la structure même du système convectif a été altérée.

Cette vision plus fine des processus aide à comprendre pourquoi la relation entre changement climatique et pluie extrême n’est pas linéaire. Une légère augmentation de la température peut entraîner un saut disproportionné dans le risque d’inondations soudaines, une réalité que les politiques préventives doivent absolument prendre en compte.

Risques hydrologiques accrus : bassin du Júcar et ravins débordés

Les changements détectés dans l’intensité et l’étendue des pluies ont des conséquences directes sur le territoire, en particulier dans des bassins comme celui du Júcar, caractérisés par des réseaux de ravins et d’affluents réagissant très rapidement. Lorsque la précipitation extrême est répartie sur une surface plus large, la probabilité que plusieurs cours d’eau s’activent simultanément augmente de façon exponentielle.

L’étude montre qu’avec les conditions climatiques actuelles, la zone ayant dépassé le seuil d’alerte rouge pour des précipitations exceptionnelles s’est élargie d’environ 55 % par rapport au scénario sans réchauffement climatique. Cette extension de la zone critique implique que beaucoup plus de ravins et de ramblas reçoivent des pluies torrentielles simultanément.

Avec de si grands volumes d’eau concentrés sur une petite période, la capacité d’infiltration du sol et celle des infrastructures de drainage sont rapidement dépassées. Les flux d’eau convergent vers les points bas du terrain, générant des inondations rapides, difficiles à anticiper et avec un potentiel destructeur énorme.

De plus, l’augmentation d’environ 19 % du volume total de pluie sur le bassin du Júcar garantit que les maximums de débits atteints dans les rivières et leurs affluents sont notablement plus élevés. Ce phénomène multiplie le potentiel érosif, l’entraînement de sédiments et les dommages aux ponts, routes et autres infrastructures exposées près des cours d’eau.

La combinaison d’une intensité de pluie plus forte, d’une surface plus large touchée, et d’un réseau hydrographique très sensible à ces pulses conduit à un risque hydrologique extraordinaire, bien supérieur à celui enregistré dans un climat préindustriel. Pour les spécialistes, la DANA de Valence constitue un avertissement concernant la manière dont les épisodes d’inondation sont en train de se transformer dans le Méditerranée occidental.

Implications pour le futur du Méditerranée et l’adaptation en Espagne

Les conclusions de ce travail s’accordent avec les affirmations du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) : un monde plus chaud favorise des pluies plus intenses et des inondations plus fréquentes, en particulier dans les régions où la mer agit comme un grand réservoir de chaleur et d’humidité, comme c’est le cas dans le bassin méditerranéen.

Le réchauffement climatique observé depuis le début de l’ère industrielle s’élève déjà à environ 1,3 ºC, ce qui implique une atmosphère avec une plus grande capacité de stockage de vapeur d’eau. Concrètement, cela se traduit par des épisodes de précipitations plus concentrés et violents, comme illustré par la DANA de Valence.

Les auteurs de l’étude insistent sur le fait que ces résultats doivent servir à accélérer les stratégies d’adaptation dans l’arc méditerranéen espagnol. Parmi les priorités soulignées figurent la refonte des infrastructures hydrauliques et de drainage pour gérer des volumes d’eau dépassant les moyennes historiques, la révision des normes de conception urbaine et la protection des zones inondables.

Ils plaident également pour une planification territoriale bien plus rigoureuse dans des zones inondables et à haut risque, en évitant ou limitant la construction dans des régions qui, inévitablement, vont subir des épisodes similaires. Parallèlement, il est jugé crucial de renforcer les systèmes d’alerte précoce, non seulement sur le plan météorologique, mais aussi hydrologique, afin d’anticiper où et quand se produiront les crues les plus dangereuses.

En outre, l’étude souligne l’importance de continuer à améliorer les modèles numériques et la capacité de prévision à des échelles très détaillées. Avoir des outils capables de simuler la structure interne des tempêtes convectives sera essentiel pour ajuster les alertes à la réalité d’un climat en transformation et réduire l’exposition des populations et des infrastructures.

La DANA d’octobre 2024 est ainsi devenue un cas paradigmatique : l’influence humaine sur le climat intensifie déjà les catastrophes que nous vivons aujourd’hui, et ce, non seulement pour celles projetées dans les décennies à venir. Comprendre les mécanismes qui ont aggravé les pluies de Valence est une étape indispensable pour se préparer au mieux aux épisodes extrêmes qui, très probablement, continueront d’arriver.