Hydrodynamique des extrêmes climatiques de l’estuaire de l’Amazone

– Paul Coulet, Doctorant, LEGOS –

Résumé :

Situé sur la côte nord-est du Brésil, l’estuaire de l’Amazone relie le vaste bassin versant du fleuve à l’Océan Atlantique. Depuis les années 1990, le cycle hydrologique de l’Amazone s’est intensifié, marqué par la survenue répétée de crues extrêmes et de sécheresses extrêmes. Ce changement du cycle hydrologique menace les écosystèmes estuariens ainsi que les populations riveraines. Dans ce contexte, cette thèse a étudié la dynamique des niveaux d’eau extrêmes au sein de l’estuaire face aux récentes anomalies climatiques, ainsi que les conséquences socio-économiques de ces événements extrêmes pour les populations riveraines.

Pour appréhender l’hydrodynamique complexe à l’œuvre dans l’estuaire de l’Amazone, nous avons utilisé un modèle de circulation océanique à haute résolution basé sur le code SCHISM. Un réseau de marégraphes in situ ainsi que l’altimétrie spatiale ont été utilisés pour calibrer et valider ce modèle. Grâce à une hiérarchie de simulations numériques, nous avons pu isoler les rôles respectifs du débit du fleuve Amazone, de la marée et du vent dans la genèse des maxima de niveau d’eau. Dans des conditions climatologiques de débit de l’Amazone, notre étude a révélé que l’influence du débit fluvial se concentre principalement sur les 100 premiers kilomètres en amont de l’estuaire. À l’inverse, la marée océanique contribue majoritairement à la formation des niveaux maximaux sur les 400 kilomètres situés le plus en aval. Le vent joue également un rôle important dans tout l’estuaire, provoquant une surcote positive pouvant atteindre 40 cm. Lors de crues extrêmes, telles que celle de 2021, la zone où le débit prédomine s’étend sur les 400 kilomètres en amont de l’estuaire. L’impact de crues extrêmes comme celle de 2021 dans la moitié amont de l’estuaire peut altérer la phénologie, la durée et l’amplitude de l’onde de crue dans les plaines inondables, menaçant ainsi leur écologie et leur biodiversité, et accentuant l’aléa d’inondation.

Nous avons finalement étudié l’effet causal des extrêmes hauts de niveau d’eau sur les populations riveraines sur la période 2000-2010, en nous fondant sur les recensements brésiliens de 2000 et 2010. Notre approche économétrique a révélé que les événements extrêmes de niveau d’eau ont provoqué une émigration importante à proximité immédiate du cours d’eau (dans un rayon de 0 à 2 km). Plus à l’intérieur des terres (entre 2 km et 20 km), nous avons observé une intensification notable de l’activité économique, se traduisant par une hausse des revenus moyens.

La soutenance sera également l’occasion de dresser un tableau des perspectives de recherche ouvertes par cette thèse, tant sur l’hydrodynamique du système estuarien amazonien que sur les aléas environnementaux associés.

Jury : 

• Mme Anna TOMPSETT, Rapportrice (Beijer Institute of Ecological Economics, Stockholm University, Stochkholm)
• M. Vincent ECHEVIN, Rapporteur (IRD, LOCEAN, Paris)
• M. Julien JOUANNO, Examinateur (IRD, LEGOS, Toulouse)
• M. Fabien DURAND, Directeur de thèse (IRD, LEGOS, Toulouse)
• M. Laurent TESTUT, Co-directeur de thèse (CNAP, LIENSs, La Rochelle)
• Mme Anouch MISSIRIAN, Co-encadrante, (INRAe, TSE, Toulouse)