Projet ANR-13-SENV-0007 – ACASIS : Alerte aux Canicules Au Sahel et à leurs Impacts sur la Santé
Programme : FACING SOCIETAL, CLIMATE AND ENVIRONMENTAL CHANGES (SOCENV)
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Serge JANICOT (Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentation et Approches Numériques)
Partenaires : Centre National de Recherches Météorologiques; CRSN Centre de Recherche en Santé de Nouna - BF; Centre de Recherches de Climatologie; CSE Centre de Suivi Ecologique - Sénégal; Centre National de Recherches Météorologiques; DGM Direction Générale de la Météorologie; ISSP Institut Supérieur des Sciences de la Population; Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques; University of Dakar; Laboratoire Population Environnement Développement; Observatoire Midi-Pyrénées; University of Saint-Louis
Montant : 1259908.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 48 mois
Résumé : Mise en place d'un système d'alerte aux canicules en Afrique de l'ouestFace au réchauffement climatique, les vagues de chaleur sont amenées à être plus fréquentes et plus intense dans l'avenir. Cette tendance est actuellement émergeante en Afrique de l'ouest tant dans les données climatiques que dans la perception des sociétés, mais ce problème n'est pas du tout pris en compte au niveau institutionnel par les directions générales de la protection sanitaire.
Mise en place d'un système d'alerte aux canicules au Sahel utilisant des indicateurs biométéorologiques adaptés aux conditions climatiques de la  zone et aux vulnérabilités locales des populations.Les impacts sur la santé publique des vagues de chaleur ne sont pas pris en compte dans les pays en développement, en particulier en Afrique où le climat est plus chaud et les capacités d'adaptation plus faibles. Ce problème est pourtant émergeant et les projections climatiques indiquent que de tels épisodes vont très probablement augmenter en fréquence et en intensité dans l'avenir. Les modèles de climat utilisés pour ces projections comportent cependant sur cette région  des biais radiatifs importants qui nécessitent d'être compris et réduits.L'objectif  est de mettre en place sur l'Afrique de l'ouest (Sénégal et Burkina) un système d'alerte aux canicules adapté aux risques sanitaires pour les populations. Ce projet s'appuie  sur des bases de données qualifiées, météorologiques, climatiques et démographiques.La dynamique des vagues de chaleur ainsi que leurs structures atmosphériques seront caractérisées, ainsi que leur évolution durant les dernières décennies. Leur prévisibilité à court et moyen terme sera ensuite évaluée à partir d'ensembles multi-modèles de prévision. Les simulations climatiques historiques et futures CMIP5/AR5  seront analysées pour évaluer l'évolution des vagues de chaleur dans les décennies à venir ainsi que les incertitudes associées. Les processus à l'origine des biais radiatifs dans ces modèles de climat seront étudiés plus précisément et on tentera de réduire ces biais au mieux.En parallèle, des études épidémiologiques associées à des enquêtes de terrain seront menées sur les sites de suivi démographique et de santé au Sénégal et au Burkina afin d'évaluer la vulnérabilité physiologique et sociale des populations aux vagues de chaleur, afin de définir des indicateurs et des seuils biométéorologiques adaptés.Un système d'alerte  sera mis en place sur une plateforme adaptée et des recommandations spécifiques à l'arrivée de tels épisodes de canicule pourront être diffusées jusqu'aux services sanitaires et aux populations.
Le projet s'appuie sur des analyses statistiques, des exercices de modélisation climatique, des enquêtes de terrain et le traitement de ces données, et sur l'intégration dans le système d'alerte.La dynamique des vagues de chaleur ainsi que leurs structures atmosphériques seront caractérisées à partir d'analyses statistiques et diagnostiques de bases de données climatiques et de réanalyses atmosphériques sur les 40 dernières années. On étudiera avec la même approche leur évolution durant les dernières décennies ainsi que leur prévisibilité à court et moyen terme à partir d'ensembles multi-modèles de prévision, et leur évolution à plus long terme avec  les simulations climatiques CMIP5/AR5. Les processus à l'origine des biais radiatifs dans les modèles de climat seront étudiés à partir de diagnostics physiques et en s'appuyant sur des bases de données à haute résolutions temporelles et spatiales comme celles du projet AMMA (Analyses Multidisciplinaires de la Mousson Africaine). Des cas d'étude de vague de chaleur seront sélectionnés pour développer des exercices de sensibilité spécifiques avec une hiérarchie de modèles permettant aller du processus explicitement simulé à sa paramétrisation dans les modèles de climat.A partir de la construction de bases de données de mortalité et morbidité sur les sites de suivi de population au Sénégal et au Burkina, des modèles  épidémiologiques seront développés pour mieux comprendre les relations entre santé et intensité des vagues de chaleur, afin de définir des indicateurs et des seuils biométéorologiques adaptés.En appui des études épidémiologiques, des enquêtes de terrain seront menées sur ces sites afin d'évaluer la vulnérabilité physiologique et sociale des populations aux vagues de chaleur. Ces données d'enquête seront analysées par les approches propres aux sciences humaines. Enfin un système d'alerte  sera mis en place sur une plateforme adaptée avec les services météorologiques du Sénégal et du Burkina, et des recommandations spécifiques à l'arrivée de tels épisodes de canicule pourront être diffusées en lien avec les directions générales de la protection civile et de la protection sanitaire.
Résumé de la soumission : Alors que l’impact des vagues de chaleur sur la santé publique a été largement étudié dans les pays développés, en particulier après l’événement intense de l’été 2003 sur l’Europe de l’ouest, pas d’effort a été fait pour les détecter et évaluer leurs impacts dans les pays moins développés, en particulier en Afrique, alors que le climat est plus chaud et les capacités d’adaptation sont faibles. En Afrique de l’ouest, des travaux préliminaires sur des interviews et analyses climatiques et épidémiologiques montrent cependant que ce problème est en train d‘émerger. De plus les projections climatiques dans cette zone indiquent que ces évènements devraient s’accroitre en intensité et en fréquence. Cependant des études récentes ont montré que ces modèles de climat comportent encore des biais radiatifs et en température très importants sur cette région dans leur état moyen. Il est donc nécessaire de réduire le plus possible ces biais pour pouvoir fournir une information robuste sur l’évolution future des vagues de chaleur.L’objectif principal ACASIS est de mettre en place un système d’alerte pré-opérationnel en Afrique de l’ouest concernant les vagues de chaleur, adapté au risqué de santé des populations locales. C’est un projet de démonstration centré sur le Sénégal et Burkina où les services météorologiques nationaux ont déjà commencé à développer des produits dédiés aux liens entre climat et santé, et où les sites de suivi de démographie et de santé existent depuis plus décennies pour certains. A partir de bases de données dont la qualité aura été évaluée, on s’intéressera d’abord à la dynamique des vagues de chaleur et leurs structures atmosphériques, de même que leur évolution sur les dernières décennies. Leur prévisibilité à court et moyen terme sera évaluée sur des ensembles multi-modèles. Les simulations de contrôle et les scénarios climatiques de la base CMIP5/AR5 seront aussi analysés, et l’évolution future simulée de ces évènements sera évaluée ainsi que son incertitude. Les processus physiques à l’origine des biais radiatifs seront plus précisément examinés et réduits autant que possible. En parallèle, les études épidémiologiques associées aux interviews sur les sites de suivi démographique seront conduits afin d’évaluer la vulnérabilité physiologique et sociale des populations africaines aux températures élevées. Ceci permettra de définir des indicateurs bio-météorologiques adaptés afin d’être intégrés dans le système d’alerte. Avec l’ensemble de ces résultats, et y associant des procédures de désagrégation pour faire le lien entre l’échelle synoptique des vagues de chaleur et les indicateurs locaux, nous mettrons en place un système de démonstration d’alerte qui s’appuiera sur la plateforme «MISVA» issue d’une collaboration entre Meteo-France, l’OMP et l’ANACIM (agence météorologique du Sénégal). En s’appuyant sur les interviews et sur la réalisation de 3 ateliers avec les institutions publiques et des décideurs, nous pourrons fournir des recommandations spécifiques associées à ces alertes. Une implémentation opérationnelle à partir du système de Meteo-France pourrait éventuellement être mise en place à la fin ou après la fin du projet.Pour réaliser ce projet un consortium pluri-disciplinaire a été constitué réunissant climatologues, spécialistes des processus et paramétrisations physiques dans les modèles de climat, météorologistes, biostatisticiens, démographes, socio-économistes, épidémiologistes, géographes, et les agences météorologiques opérationnelles. Une forte collaboration se fera entre les équipes françaises et africaines, où de jeunes chercheurs africains seront impliqués.
Résultats : La variabilité des vagues de chaleur s'explique très bien par le rôle additif de deux mécanismes distincts : un réchauffement continu probablement lié aux activités humaines pour les basses fréquences, El Niño Southern Oscillation (ENSO) aux échelles plus courtes (variabilité interannuelle). Le pic de température saisonnière au Sahel suit un évènement de type El Niño dans le Pacifique, ce qui peut laisser espérer aboutir à des prévisions saisonnières. 
Nous avons estimé l'impact radiatif des nuages et aérosols en utilisant des données in-situ et un modèle de transfert radiatif. Nous avons préparé et commencé à analyser de nombreuses informations physiques pour les printemps de 2014, 2015 et  2010. Nous avons aussi réalisé les premières simulations à méso-échelle de cette étude de cas et commencé d'évaluer le bilan radiatif des simulations climatiques avec différentes configurations. 
Concernant les études épidémiologiques, nous pouvons signaler les constats suivants : Le signal d'une surmortalité reliée à la forte chaleur est plutôt faible. Il pourrait être plus lisible parmi les populations vulnérables, comme les très jeunes enfants et les personnes âgées. La mortalité des personnes âgées augmente au cours du XXIe siècle. La saisonnalité de ces décès indique deux pics, l'un en saison chaude et sèche et l'autre en saison chaude et humide. Les personnes âgées semblent être sensibles à la chaleur, qu'elle soit sèche ou humide. La mortalité des personnes âgées est fortement associée aux maladies cardiovasculaires. Les données ne signalent aucun décès par coup de chaleur. Les modèles testés sur la relation mortalité - température signalent une relation plus robuste avec la température apparente.
La production de bulletins hebdomadaires de prévision et les briefings associés ont pu démarrer au printemps 2015.
L'organisation des deux ateliers entre scientifiques du projet et décideurs institutionnels de Sénégal et du Burkina.
Perspectives : Concernant les bases de données, ceci devra s'achever par la mise en place d'une interface Web pour accéder aux données démographiques et climatiques et la création d'une plateforme collaborative. Les données in-situ ou satellite, comme les sorties de simulations, pertinentes pour le projet seront diffusées via la base de données AMMA. D'autre part, l'homogénéisation des données météorologiques de l'ANACIM et de la DGM sera réalisée.
Nous allons développer : l'analyse de la prévisibilité des vagues de chaleur et de leurs caractéristiques intrinsèques avec approche probabiliste (ensembliste), l'analyse des caractéristiques des vagues de chaleur et de leur évolution dans les modèles CMIP5.
La modélisation va prendre une part plus importante dans la suite des travaux : réalisation des simulations du cas d'étude et inter-comparaison des résultats, analyse de l'impact des nouvelles paramétrisations physiques dans les simulations climatiques. 
Nous allons finaliser les analyses des vagues de chaleur et des surmortalités par l'élaboration de modèles statistiques de la relation température - mortalité. Nous avons aussi choisi d'étudier la saisonnalité de la morbidité diagnostiquée dans les régions plus arides à partir des registres de consultation des structures sanitaires. Des enquêtes par questionnaire en population générale seront entreprises pour l'étude des vulnérabilités et des stratégies d'adaptation des populations face aux chaleurs extrêmes.
Le site acasis.sedoo.fr a pour vocation de devenir le cœur du système d'alerte précoce. Il doit donc s'étendre pour inclure les diagnostics de vagues de chaleur et les cartes de risque, qui auront été jugés les plus à même de traduire la situation fidèlement et d'être utilisables à court terme par les décideurs. La production de bulletins météorologiques hebdomadaires sera reprise durant le printemps 2016 en y associant plus étroitement les Médecin-Chefs de District du Sénégal et du Burkina.
Publications et brevets : Actuellement, pas de production scientifique majeures. Plusieurs articles sont encours de rédaction et seront soumis avant la fin de l'année 2015.