# Analyse spatialisée de l'évolution passée et future du Climat du département de la Lozère

Tiphaine Beguier, Alizée Massé, Loriane Pignard, Roméo Verdier

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Tiphaine Beguier, Alizée Massé, Loriane Pignard, Roméo Verdier. Analyse spatialisée de l'évolution passée et future du Climat du département de la Lozère. 2023. hal-04193915

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Preprint submitted on 1 Sep 2023

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Tiphaine Beguier, Alizée Massé, Loriane Pignard, Romeo Verdier

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# Préambule

Cette étude a été réalisée dans le cadre d'un exercice pédagogique mené par la promotion 22-23 de la 3ème année d'ingénieurs AgroParisTech GEAC (Gestion des interactions Eau-Agriculture face aux Changements globaux). L'étude a été commanditée par le Conseil Départemental de la Lozère, représenté par M. Stéphane LAGET et M. Guillaume DELORME, que nous remercions pour leur expertise et leur disponibilité. L'objectif de l'étude était (i) d'étudier le changement climatique sur le département de la Lozère par l'étude de données climatiques historiques, et de scénarios du GIEC dans des horizons temporels proche, moyen et lointain, sur 6 écorégions du département de la Lozère (ii) de proposer des éléments quantitatifs relatifs à l'impact de l'évolution du climat sur l'agriculture, et en particulier la production fourragère, à l'échelle du département.

# Table des matières

<table><tr><td><strong>Préambule</strong></td><td><strong>1</strong></td></tr><tr><td><strong>Table des figures</strong></td><td><strong>2</strong></td></tr><tr><td><strong>Introduction</strong></td><td><strong>4</strong></td></tr><tr><td><strong>I. Contexte de l'étude</strong></td><td><strong>4</strong></td></tr><tr><td>A. Généralités sur le changement climatique</td><td>4</td></tr><tr><td>B. Que dit le dernier rapport du GIEC ?</td><td>5</td></tr><tr><td>C. Comment prévoir l'évolution du climat à des horizons proche, moyen ou lointain ?</td><td>6</td></tr><tr><td>D. Les données utilisées pour cette étude</td><td>8</td></tr><tr><td>E. Périmètre temporel et géographique de l'étude</td><td>10</td></tr><tr><td><strong>II. Évolution du climat historique de la Lozère</strong></td><td><strong>12</strong></td></tr><tr><td>A. Évolution de la température : températures moyennes annuelles</td><td>12</td></tr><tr><td>B. Évolution historique des précipitations</td><td>14</td></tr><tr><td>C. Évolution historique des indicateurs de sécheresse</td><td>17</td></tr><tr><td>D. Évolution historique des chutes de neige</td><td>20</td></tr><tr><td>E. Conclusion intermédiaire sur les données historiques</td><td>23</td></tr><tr><td><strong>III. Évolution du climat lozérien d'ici 2100</strong></td><td><strong>23</strong></td></tr><tr><td>A. Évolution des températures</td><td>23</td></tr><tr><td>B. Évolution des précipitations</td><td>28</td></tr><tr><td>C. Évolution des indicateurs de sécheresse</td><td>35</td></tr><tr><td>D. Évolution des chutes de neige</td><td>38</td></tr><tr><td>E. Conclusion intermédiaire sur les projections climatiques</td><td>40</td></tr><tr><td><strong>IV. Conséquences sur l'agriculture lozérienne</strong></td><td><strong>41</strong></td></tr><tr><td>A. Retour d'expérience sur le terrain et mise en place d'un indicateur</td><td>41</td></tr><tr><td>B. Modélisation de l'impact du changement climatique sur les rendements</td><td>43</td></tr><tr><td><strong>V. Conclusion</strong></td><td><strong>46</strong></td></tr><tr><td><strong>Bibliographie</strong></td><td><strong>48</strong></td></tr></table>
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Table des figures

<table>
  <tbody>
    <tr>
      <td>Figure 1 : Scenarii d'émissions de gaz à effet de serre et projections climatiques</td>
      <td>8</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 2 : Les valeurs des projections CNRM-CM5-ALADIN63 se situent majoritairement au-dessus de la médiane</td>
      <td>9</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 3 : Présentation de la zone d'étude et des sous-zones</td>
      <td>11</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 4 : Évolution des températures moyennes annuelles en Lozère entre 1951 et 2022</td>
      <td>13</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 5 : Température moyenne annuelle, écart à la référence</td>
      <td>13</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 6 : Évolution des températures annuelles en Lozère entre 1951 et 2022</td>
      <td>14</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 7 : Évolution du cumul de pluie dans la période historique 1951-2022</td>
      <td>15</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 8 : Variabilité saisonnière des précipitations en Lozère sur la période historique</td>
      <td>15</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 9 : Répartition spatiale des précipitations en Lozère</td>
      <td>16</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 10 : Évolution du nombre de jours à évènements pluvieux forts</td>
      <td>17</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 11 : Évolution du nombre de jours sans pluie</td>
      <td>17</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 12 : Évolution du déficit hydrique estival (mai-août) en Lozère sur la période historique</td>
      <td>18</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 13 : Spatialisation du déficit hydrique estival</td>
      <td>19</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 14 : Evolution du déficit hydrique en Lozère sur la période historique, à l'échelle de l'année hydrologique</td>
      <td>19</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 15 : Spatialisation du déficit hydrique annuel</td>
      <td>20</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 16 : Cumul de neige annuel entre 1952 et 2022</td>
      <td>21</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 17 : Anomalie normalisée des chutes de neiges : écart à la référence (1961-1990)</td>
      <td>22</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 18 : Spatialisation du cumul de neige annuel entre 1952 et 2022</td>
      <td>22</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 19 : Évolution des températures moyennes annuelles en Lozère entre 1951 et 2100</td>
      <td>23</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 20 : Température moyenne annuelle, écart à la référence (1961-1990)</td>
      <td>24</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 21 : Évolution des températures moyennes annuelles en Lozère entre 1951 et 2100</td>
      <td>24</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 22 : Évolution du nombre de jours chauds en Lozère entre 1951 et 2100</td>
      <td>25</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 23 : Évolution du nombre de jours chauds en Lozère entre 1951 et 2100</td>
      <td>26</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 24 : Évolution du nombre de jours de gel en Lozère entre 1951 et 2100</td>
      <td>27</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 25 : Évolution du nombre de jours de gel en Lozère entre 1951 et 2100</td>
      <td>28</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 26 : Évolution du cumul de pluie entre 1951 et 2100</td>
      <td>29</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 27 : Variabilité saisonnière de la pluviométrie entre 1951 et 2100</td>
      <td>30</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 28 : Évolution du cumul de pluie l'été sur la période d'étude</td>
      <td>30</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 29 : Évolution du cumul de pluie l'hiver sur la période d'étude</td>
      <td>31</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 30 : Spatialisation de l'évolution des précipitations</td>
      <td>31</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 31 : Évolution du nombre de jours à évènements pluvieux forts</td>
      <td>32</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 32 : Représentation cartographique de l'évolution du nombre de jours de fortes pluies</td>
      <td>33</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 33 : Évolution du nombre de jours sans pluies</td>
      <td>34</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 34 : Évolution du nombre de jours estivaux sans pluies</td>
      <td>34</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 35 : Représentation cartographique de l'évolution du nombre de jours sans pluies</td>
      <td>35</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 36 : Évolution du déficit hydrique estival (mai-août) en Lozère entre 1951 et 2100</td>
      <td>36</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 37 : Spatialisation de l'évolution du déficit hydrique estival sur la période 1951-2100</td>
      <td>37</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 38 : Représentation cartographique du déficit hydrique estival moyenné par période</td>
      <td>38</td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
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Figure 39: Evolution du déficit hydrique à l'échelle de l'année hydrologique 38

Figure 40 : Évolution du cumul annuel de neige entre 1952 et 2100 39

Figure 41 : Anomalie normalisée des chutes de neiges annuelles 39

Figure 42 : Représentation cartographique de l'évolution du cumul annuel de neige 40

Figure 43 : Représentation cartographique de l'évolution de l'anomalie normalisée médiane 40

Figure 44 : Évolution des températures maximales atteintes en Lozère entre 1951 et 2100 42

Figure 45 : fonctionnement schématique d'AquaCrop 43

Figure 46 : Évolution du nombre de jours de gel mensuels en Lozère aux différents horizons 46
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# Introduction

Ce rapport est le résultat d'un travail de six semaines durant lesquelles notre promotion (4 étudiants) a travaillé sur les données climatiques passées ainsi que sur les projections climatiques du GIEC appliquées à la Lozère. L'analyse de ces données climatiques de 1951 à 2100 a permis d'évaluer quelques conséquences de ces changements météorologiques sur l'agriculture lozérienne. Nous avons désiré réaliser ce travail en lien avec l'agriculture du département en rencontrant des agriculteurs. L'objectif de ce rapport est de donner des clés de compréhension de l'impact du changement climatique sur l'agriculture.

Nous commencerons par vous présenter les données et le cadre de cette étude (I). Les deux parties suivantes donneront les résultats de l'analyse de l'évolution du climat sur la période historique - 1951-2022 - (II) et dans les horizons futurs - 2022-2100 - (III). Enfin, sur la base des indicateurs choisis, nous en déduirons les conséquences possibles sur l'agriculture lozérienne (IV).

# I. Contexte de l'étude

## A. Généralités sur le changement climatique

Le terme "changement climatique" renvoie aux variations de températures et autres conditions météorologiques. Il est dû à la forte présence de gaz à effet de serre, un processus à l'origine naturel (sans effet de serre, la température sur Terre avoisinerait les -18°C) mais très fortement impacté par les actions anthropiques. En effet, la production d'énergie est encore aujourd'hui très dépendante des combustibles fossiles comme le charbon, le pétrole ou encore le gaz naturel. Une fois les combustibles consommés, les gaz sont libérés dans l'atmosphère, et forment une couche autour de la Terre, retenant la chaleur en son sein. À noter que la déforestation est également une source émettrice de gaz à effet de serre, au même titre que la production d'énergie, la production industrielle, l'utilisation des transports, la production alimentaire (engrais, fumier, combustibles fossiles, ...), l'alimentation des bâtiments ou la surconsommation générale (Badillo, 2020 ; Nations Unies, 2023).

À titre d'information, les gaz à effet de serre présents dans l'atmosphère sont :

- La vapeur d'eau ($H_2O$);

- Le dioxyde de carbone ($CO_2$);

- Le méthane ($CH_4$);

- Le protoxyde d'azote ($N_2O$);

- L'ozone ($O_3$).
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Les trois principaux gaz à effet de serre liés aux activités anthropiques sont :

- Le dioxyde de carbone (CO₂)

- Le méthane (CH₄)

- L'ozone (O₃) troposphérique et les halocarbures (gaz réfrigérants).

## B. Que dit le dernier rapport du GIEC ?

Le dernier et 6ème rapport du GIEC a été publié en plusieurs parties entre 2021 et 2022. Il rappelle l'influence des activités humaines sur le réchauffement climatique, en particulier l'augmentation des gaz à effets de serre qui est la principale source de réchauffement. Ainsi, sur les dix dernières années, la température de l'air au niveau mondial a augmenté en moyenne de +1.09°C par rapport à la période préindustrielle. Le réchauffement est plus important sur les continents avec + 1.6°C qu'au-dessus des océans (+0.9°C). De plus, le rythme de ce réchauffement s'est accéléré depuis 50 ans (Mukherji et al., 2023).

Depuis le dernier rapport du GIEC en 2014, les émissions de la plupart des pays ont continué à augmenter même si la vitesse de cette augmentation a diminué. Seuls 32 pays ont réduit leurs émissions dont la moitié seulement de plus de 10% (GIEC Groupe 3, 2022). De ce fait, les objectifs fixés dans les Accords de Paris semblent aujourd'hui pratiquement irréalisables. Ces accords engageaient les États à mettre en place des actions pour limiter le réchauffement à un niveau bien inférieur à 2°C, de préférence à 1.5°C. Toutefois, ce 6ème rapport du GIEC souligne que limiter le réchauffement à 1.5°C d'ici 2030 semble aujourd'hui impossible. Il ajoute que l'objectif de rester en dessous de la barre des 2°C n'est pas encore hors d'atteinte mais implique des actions urgentes à toutes les échelles pour réduire les émissions et aller vers la neutralité carbone (GIEC Groupe 3, 2022). Malgré ces constats, en novembre dernier, lors de la COP27 en Égypte, la volonté de limiter le réchauffement à +1.5°C a été réaffirmée sans qu'aucun moyen supplémentaire n'ait été mentionné pour assurer la tenue de cet engagement (San, 2023).

Le réchauffement climatique et les émissions de gaz à effet de serre ont des conséquences diverses. Le niveau de la mer a augmenté de +20 cm entre 1901 et 2018. Ces dernières décennies, la vitesse d'élévation de son niveau s'est accélérée passant de 1.3 mm/an entre 1901 et 1971 à +3.7 mm/an entre 2006 et 2018. C'est le rythme le plus rapide enregistré depuis au moins 3000 ans. De plus, les océans piègent une partie du CO₂ atmosphérique, ce qui entraîne une acidification de leurs eaux. L'acidité des océans en 2021 n'avait pas été atteinte depuis au moins 2 millions d'années. Ce changement climatique a également déjà entraîné une accentuation des phénomènes extrêmes. La fréquence des pics de chaleurs a ainsi doublé depuis les années 80 et risque encore de s'accentuer tandis que les vagues de froid se feront de plus en plus rares. D'autres évènements extrêmes sont enregistrés comme les fortes précipitations, les feux de forêts, les sécheresses des sols et les ouragans (Mukherji et al., 2023).
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Les rapports du GIEC traitent du changement climatique à l'échelle globale. Des études ont également récemment été menées en France et leurs résultats sont préoccupants. Une étude en particulier, menée par des chercheurs de Météo France et du CNRS, a montré que **le réchauffement climatique en France pourrait être 50% plus intense que ce que laissaient entendre les précédentes projections.** Pour arriver à ces résultats, les chercheurs ont mobilisé une nouvelle méthodologie, également utilisée par le GIEC pour leur 6ème rapport. Cette méthode consiste à mobiliser les données climatiques observées ces dernières années pour contraindre les modèles et identifier les projections les plus robustes. Les résultats obtenus sont préoccupants : **dans un scénario intermédiaire d'émission, la France connaîtrait un réchauffement de +3.8°C d'ici 2100** (Escalón, 2022 ; Ribes *et al.*, 2022). **Ce niveau de réchauffement n'était atteint précédemment que dans les scénarios les plus pessimistes** (+3.9 °C en 2100) (Météo France, 2021). Cette augmentation de températures serait plus élevée en été (+5,1°C) qu'en hiver (+3,2°C). Les nouvelles projections pour les scénarios les plus pessimistes donnent un réchauffement de +5,6 à +6,7°C à l'horizon 2100 (Baïetto, 2022).

Ces dernières études sont de réels signaux d'avertissement qui plaident pour la mise en place rapide de politiques d'atténuation et d'adaptation au changement climatique.
L'été 2022 a également tiré la sonnette d'alarme avec des températures moyennes supérieures de 4°C par rapport aux normales de saisons (Baïetto, 2022).

### C. Comment prévoir l'évolution du climat à des horizons proche, moyen ou lointain ?

L'étude du climat et les projections climatiques n'ont pas pour objectif de déterminer le temps qu'il fera, par exemple, le 5 octobre 2068. Cet aspect est réservé à la météorologie qui dépend de données de températures, de vitesse et de directions du vent, de précipitations, de couvertures nuageuses entre autres. Par ailleurs, la météorologie ne peut donc donner des prévisions que quelques jours en avance. Elle s'établit donc sur un temps court. L'étude du climat s'intéresse quant à elle aux conditions atmosphériques issues de valeurs moyennes sur plusieurs années. Le climat se raisonne donc sur du long terme afin de lisser les valeurs de températures extrêmes survenant sur de courtes durées. L'objectif est donc de dégager des tendances de fonds sur son évolution (Météo France, 2021b). L'évolution du climat est fortement dépendante des émissions de gaz à effet de serre et de la concentration de ces derniers dans l'atmosphère. Prévoir le climat futur se heurte donc à la difficulté de prédire l'évolution des concentrations de ces gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Le GIEC se base donc sur différents scénarios d'émissions pour anticiper au mieux le changement climatique (BRLI, 2020).

Les gaz à effets de serre perturbent le climat en modifiant le bilan radiatif de la Terre, c'est-à-dire, la différence entre l'énergie reçue et l'énergie perdue par notre planète. Les experts du GIEC ont ainsi traduit différents scénarios d'évolution des émissions de gaz à effet
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de serre (RCP : Representative Concentration Pathway) en une modification du bilan radiatif de la planète. Chaque RCP est donc associé à une valeur différente de forçage radiatif, c'est-à-dire, à un écart différent entre énergie reçue et énergie perdue par la Terre. Ainsi, les scénarios RCP 2.6, RCP 4.5 et RCP 8.5 sont associés à des forçages radiatifs de +2.6, +4.5 et +8.5 W/m² à l'horizon 2100. Plus cette valeur est élevée, moins le système terre-atmosphère perd de l'énergie et donc plus il se réchauffe. Ces scénarios RCP ont été introduits dans le 5ème rapport du GIEC en 2014. Dans le 6ème rapport, les experts du GIEC ont associé chaque scénario d'émissions de gaz à effet de serre à plusieurs trajectoires socioéconomiques différentes appelées SSP (Shared Economic Pathway) (Météo France, 2020). Chaque scénario SSP correspond à une évolution du monde possible en termes de population, de développement économique et technologique et de mise en œuvre de politiques environnementales. À noter que dans ce nouveau rapport du GIEC, les mêmes forçages radiatifs ont été utilisés dans les modélisations tout en obtenant des résultats différents. En effet, les modèles ont été ajustés avec les données météorologiques observées ces dernières années donnant des résultats plus préoccupants pour une même valeur de forçage radiatif.

Les scénarios développés dans ce dernier rapport sont les suivants :

- **2 scénarios optimistes** (SSP 1-1.9, SSP 1-2.6) reposant sur des politiques de fortes réductions des émissions de GES. Ces scénarios limiteraient le réchauffement global à 1.4-1.8°C

- **2 scénarios intermédiaires** (SSP2-4.5 et SSP3-7.0) limitant le réchauffement à +2.6°C et +3.6°C. Le SSP2-4.5 correspond à un scénario « Moderate Action » dans lequel les Contributions Déterminées au niveau Nationales (CDN) sont mises en place d'ici 2030 (GIEC Groupe 3, 2022a). Ces CDN correspondent à des plans nationaux de réduction des émissions de gaz à effet de serre pour atteindre les objectifs de Paris. Ce scénario SSP2-4.5 correspond à l'ancien RCP 6.0 (Lepoussez et Aboukrat, 2022). Le SSP3-7.0 correspond quant à lui à un scénario « Current Policies » pour lequel les politiques climatiques actuelles seraient maintenues et très peu renforcées (GIEC Groupe 3, 2022a). Ce scénario SSP3-7.0 se situe entre les anciens scénarios RCP 6.0 et RCP 8.5 (Lepoussez et Aboukrat, 2022).

- **1 scénario pessimiste** (SSP5-8.5) pour lequel le réchauffement pourrait atteindre +4.4°C. Ce scénario correspond à la trajectoire « zéro politique climatique mise en place ». La réalisation de ce scénario semble s'éloigner avec l'adoption de certaines politiques même si les émissions de certains pays en développement sont toujours sur cette trajectoire. De plus, de fortes concentrations en CO₂ et des niveaux de réchauffements élevés peuvent toujours être atteints en cas de forts phénomènes de rétroaction du climat, non prévisibles aujourd'hui (GIEC Groupe 3, 2022b).

Ces scénarios SSP sont ensuite utilisés pour faire tourner des algorithmes modélisant le changement climatique planétaire, ce sont des modèles climatiques globaux. Ces modèles simulent le système global de la circulation atmosphérique. Leur résolution est de 150 à 200 km. Ils sont donc pertinents pour étudier le changement climatique à l'échelle planétaire mais insuffisants pour représenter finement les phénomènes météorologiques d'intérêts pour les acteurs socioéconomiques. Les climatologues produisent donc des simulations
complémentaires s’appuyant sur des modèles climatiques régionaux permettant une descente d’échelle à partir des modèles globaux (Météo France, 2021a). En France, les projections climatiques issues des modèles régionaux, ont été produits à une résolution de 8 par 8 km. 12 associations différentes de modèles climatiques globaux et régionaux sont ainsi disponibles. La démarche permettant d’obtenir des projections climatiques est résumée dans la **Figure 1**. Ces modèles permettent d’améliorer la compréhension et la prise de décision face au changement climatique. Ils sont toutefois assortis de fortes incertitudes, il faut donc être prudent sur l’utilisation des résultats. En particulier, les précipitations sont difficiles à modéliser et il existe de fortes variabilités entre les modèles (BRLi, 2020).

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## D. Les données utilisées pour cette étude

Les données utilisées dans le cadre de cette étude ont été téléchargées sur le site DRIAS. Elles sont issues d'une combinaison d'un modèle climatique global (CNRM-CM5-LR) et d'un modèle climatique régional (ALADIN63), tous deux développés par le *Centre National de Recherches Météorologiques*, unité de recherche de Météo France et du CNRS. Les résultats de cette combinaison, comparés à l'ensemble des possibilités, ne se situent jamais

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dans des valeurs extrêmes que ce soient pour les températures ou les précipitations (Figure 2). Les valeurs se situent toujours dans un intervalle dans lequel 90% des projections issues des différents modèles sont comprises. En termes de températures, les projections sont souvent proches de la valeur médiane à l'exception de la saison hivernale où les projections du CNRM-CM5-ALADIN63 font plutôt parties des simulations basses. Pour les précipitations, les projections du CNRM-CM5-ALADIN63 se situent majoritairement au-dessus de la médiane (DRIAS, 2020). Ce n'est donc pas un modèle pessimiste en termes de pluies.

Associé au CNRM-CM5-ALADIN63, trois scénarios RCP sont disponibles. Ce sont les scénarios RCP 2.6, 4.5 et 8.5 issus du 5ème rapport du GIEC. Les trajectoires actuelles correspondant plutôt au scénario SSP2-4.5 et SSP3-7.0 selon le 6ème rapport du GIEC, il semble donc pertinent de se concentrer plutôt sur les RCP 4.5 et 8.5. De plus, l'étude française annonçant un réchauffement climatique en France pire que prévu et présentée précédemment, donne des résultats similaires à ceux anciennement modélisés avec le RCP 8.5 à partir du scénario d'émission intermédiaire (SSP2-4.5) (Escalón, 2022 ; Météo France, 2020 ; Ribes et al., 2022). Notre étude se concentrera donc prioritairement sur ce scénario RCP 8.5 pour modéliser les changements à venir. D'ailleurs, récemment, le ministre de la transition écologique, Christophe Béchu, a annoncé la nécessité de prendre en compte la trajectoire +4°C à l'horizon 2100 (scénario RCP 8.5) dans les plans d'adaptation du territoire au changement climatique (San, 2023).

Les données ont donc été téléchargées pour ce scénario RCP 8.5, sur une période allant de 1951 à 2100, à un pas de temps journalier. Pour le département de la Lozère, les données sont téléchargeables pour 132 positions géographiques différentes à un maillage de 8 par 8 km. Chaque donnée est issue de la combinaison du modèle climatique global et régional choisi précédemment. Les données historiques sont également issues d'une modélisation et non des valeurs effectivement observées dans des stations de mesures. Toutefois, jusqu'à la fin de l'année 2020, les données modélisées ont été corrigées avec les données mesurées sur le département.

## E. Périmètre temporel et géographique de l'étude

Le choix du modèle réalisé, il est désormais nécessaire de poser les limites temporelles et géographiques de notre travail.
## 1. Périmètre temporel

Afin de permettre au lecteur de plus facilement se projeter dans l'avenir, nous avons découpé la chronologie en plusieurs périodes :

- La période historique en vert sur les graphiques : 1951-2022

- L'horizon proche en bleu sur les graphiques : 2023-2040

- L'horizon moyen en orange sur les graphiques : 2041-2070

- L'horizon lointain en rouge sur les graphiques : 2071-2100

De plus, les statistiques s'appuient sur plusieurs concepts :

- L'année hydrologique, correspondant à une année s'étalant du 1er septembre au 31 août de l'année suivante en France métropolitaine. Cette période de 12 mois débute par convention après le mois des basses eaux. Cela justifie pourquoi vous trouverez dans certains graphiques liés à la pluviométrie des données commençant à partir de 1952 (décalage temporel) (EauFrance, 2023);

- La période de référence météorologique : par convention, l'Organisation Météorologique Mondiale préconise une chronique ininterrompue de 30 années. Nous avons donc choisi la période courant de 1961 à 1990, la même que celle choisie par BRLi dans son étude Eau et Climat sur le Gard (BRLi, 2020).

## 2. Périmètre géographique

Il a semblé opportun de découper le département de la Lozère, hétérogène sur plusieurs plans, en différentes unités homogènes sur le plan géologique, paysager, agricole et culturel. Ainsi, la Lozère peut se découper en 6 sous-zones cohérentes (Figure 3) :

- Le plateau de l'Aubrac. Le plateau granitique au nord et basaltique au sud, avec une production essentiellement tournée vers l'élevage bovin viande;

- La zone des Causses, constituée du Causse Méjean et du Causse de Sauveterre, deux plateaux calcaires en altitude (entre 700 et 1200 m). Zone d'élevage ovin viande et de production de lait pour l'appellation Roquefort;

- La zone des Cévennes dont le paysage est découpé par des vallées profondes. Elle est caractérisée par la présence du Parc National des Cévennes ainsi que par une filière laitière caprin importante;

- La zone de la vallée du Lot, vallée alluviale où l'agriculture repose sur des couches sédimentaires. Présence des grandes cultures et de prairies fourragères parfois irriguées;

- La zone du mont Lozère, massif granitique et point culminant de la Lozère avec une prédominance de l'élevage laitier;

- La zone de la Margeride. Contrefort du Massif central, plus vallonné que l'Aubrac avec une filière bovin viande/lait et une filière laitière.
Présentation du découpage de la zone d'étude

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

### 3. Indicateurs choisis

L'étude prend en compte différents paramètres et indicateurs afin de rendre compte des évolutions du climat en Lozère selon les différentes périodes temporelles. Le choix de ces indicateurs a été réalisé après un benchmark sur les indicateurs mobilisés dans le cadre de telles études (BRLi, 2020 ; GREC-SUD et RECO, 2020 ; Fabre et Pelte, 2013 ; Agence de l'eau Loire-Bretagne, 2017). Il s'agit notamment de paramètres dont les données sont disponibles dans les bases de données utilisées. Ils sont déclinés en un ou plusieurs indicateurs par catégories, et sont détaillés dans le **Tableau 1**.

<table><caption>**Tableau 1 : Les indicateurs de l'étude**</caption><thead><tr><th>Paramètres</th><th>Température</th><th>Précipitation</th><th>Sécheresse</th><th>Neige</th></tr></thead><tbody><tr><th>Unité de mesure</th><td>°C</td><td>mm</td><td>mm</td><td>mm</td></tr><tr><th>Indicateurs</th><td>T° moyennes annuelles<br>Nombre de jours de gel<br>Nombre de jours chauds</td><td>Cumul<br>Nombre de jours sans pluie<br>Nombre d'événements extrêmes</td><td>Déficit hydrique</td><td>Cumul</td></tr></tbody></table>
<figure><img src="image_16.png" /></figure>

Pour rappel, la base de données utilisée comprend pour chaque jour, 132 données, correspondant aux 132 points d'échantillonnage spatial de la Lozère (Figure 3). Elle s'étend temporellement entre 1951 et 2100. Entre ces deux bornes temporelles, la période 1961 à 1990 a été choisie comme période de référence. Elle nous permet de réaliser des comparaisons entre les données historiques/projetées et les données de la période de référence afin d'en tirer des tendances d'évolutions.

## II. Évolution du climat historique de la Lozère

### A. Évolution de la température : températures moyennes annuelles

#### 1. Présentation de l'indicateur

La méthode d'exploitation des données de températures a été la même pour les graphiques présentés ci-après. Pour exploiter les températures moyennes annuelles, nous avons d'abord réalisé une moyenne de température pour chaque jour, afin de regrouper les 132 données et de pouvoir réaliser les calculs à l'année. Par la suite, nous avons pu effectuer une moyenne de ces données à l'année afin d'obtenir l'indicateur. Cette méthode n'est valable que pour les calculs portant sur la Lozère dans son entièreté, les calculs par zone géographique utilisent une méthode similaire mais uniquement avec les données de la zone d'intérêt (ex : tous les points de la Cévennes regroupé en une température moyenne pour une date donnée).

#### 2. Évolution sur la période historique

La **Figure 4** représente l'évolution des températures moyennes annuelles de 1951 à 2022. La courbe en rouge représente les tendances d'évolutions de la température sur la période (méthode de régression locale appelée loess). Les deux courbes en bleu représentent la variabilité interannuelle de la température.

La température moyenne annuelle de la Lozère est autour de 8,5°C au cours de la période historique. De 1951 à 2022, la hausse des températures moyennes annuelles de la Lozère a été de 1,1°C. La variabilité interannuelle semble relativement faible durant cette période historique.

<figure><img src="image_17.png" /></figure>
<figure><img src="image_18.png" /></figure>

Si l'on s'intéresse à une autre représentation graphique de ces données, nous pouvons
analyser l'écart entre la température moyenne annuelle calculée et la température moyenne
dite de "référence", de 8,04°C. Nous obtenons alors un graphique des anomalies de
température (Figure 5) : positives lorsque la température moyenne annuelle de la période
historique est plus élevée que celle de la référence ; et inversement, négatives lorsque la
température moyenne annuelle de la période historique est plus faible que celle de référence.

L'écart à la référence est variable jusque dans les années 1980 où nous pouvons
remarquer une augmentation de la fréquence et de l'importance des anomalies de
températures positives. A partir de l'année 1985, toutes les années ont été plus chaudes que la
référence (et de plus en plus chaudes), à l'exception de 4 années.

Nos données nous ont également permis de spatialiser ces résultats en les affinant par les
territoires de la Lozère (Figure 6), présentés en partie 1.

<figure><img src="image_19.png" /></figure>
<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>Figure 6 : Évolution des températures annuelles en Lozère entre 1951 et 2022</figcaption></figure>

<figure><img src="image_21.png" /></figure>

L'évolution des températures moyennes annuelles durant la période historique apparaît plutôt homogène entre les différents territoires avec un réchauffement progressif d'environ 1°C pour chaque zone.

## B. Évolution historique des précipitations

### 1. Présentation des indicateurs

Comme vu précédemment, 3 indicateurs ont été étudiés en ce qui concernent les précipitations. Tout d'abord, le cumul annuel de pluie a été étudié, sur tout le département ainsi que pour chaque saison. Ensuite, le cumul à l'échelle journalière a permis d'établir deux autres indicateurs : le nombre de jours par an sans pluie ou à très forte pluie. Pour le premier, un seuil de 1 mm a été choisi, de la même manière que peut le faire Méteo France (Météo France, 2022). Pour le second, c'est un seuil de 50 mm qui a servi (BRLi, 2020). Ainsi, les jours où le cumul est inférieur à 1 mm ou bien supérieur à 50 mm ont été comptés, pour chaque année.

### 2. Analyse statistique de la période historique

#### i. Évolutions des cumuls pluviométriques annuels

La **Figure 7** présente l'évolution qu'a connue la Lozère entre 1951 et 2022. Il semblerait que le département ait vu sa pluviométrie annuelle diminuer progressivement, jusqu'à un différentiel de près de 100 mm entre 1951 et 2022.
<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>**Figure 7 :** Évolution du cumul de pluie dans la période historique 1951-2022</figcaption></figure>

<figure><img src="image_23.png" /></figure>

En ce qui concerne la répartition des pluies sur les différentes saisons (Figure 8), la variabilité est forte. Il est néanmoins possible de lire une diminution moyenne, pour au moins trois saisons : printemps, automne et hiver. La saison estivale semble relativement constante malgré une forte variabilité interannuelle.

<figure><img src="image_24.png" /></figure>

De plus, les différentes zones de la Lozère n'ont pas été touchées de la même manière par l'évolution des cumuls pluviométriques sur la période historique (Figure 9). Les Cévennes et le Mont-Lozère semblent en effet être les zones les plus touchées par une diminution des cumuls pluviométriques. Ces deux zones ont en effet enregistré une diminution des cumuls pluviométriques de près de 250 mm, soit de 15 à 17%. À noter que ces deux zones présentent également une variabilité interannuelle marquée des précipitations.
<figure><img src="image_25.png" /></figure>

En moindre proportion, le secteur des Causses enregistre également une baisse non négligeable des précipitations sur la période historique avec une perte d'environ 12% (120 mm). Les zones Aubrac et Margeride sont les zones les moins touchées avec des cumuls pluviométriques plutôt stables sur la période historique.

## ii. Évolutions des évènements extrêmes sur la période historique

Les deux indicateurs suivants concernent les cumuls journaliers extrêmes, forts ou faibles. Tout d'abord, il semble que les jours à événements forts (>50 mm) connaissent une diminution globale, jusqu'à près de 3 jours par an en moins (Figure 10). Toutefois, la variabilité semble plus importante que pour les jours sans pluie. En effet, ici, on observe une différence de près de 20 jours entre certaines années.

<figure><img src="image_26.png" /><figcaption>Figure 10 : Évolution du nombre de jours à évènements pluvieux forts</figcaption></figure>

Ensuite, concernant les jours à pluviométrie inférieure à 1 mm par jour, on constate une augmentation à partir de 2000, jusqu'à atteindre + 1,5 jours par an de différence entre 1951 et 2022 (Figure 11).
<figure><img src="image_27.png" /><figcaption>Figure 11 : Évolution du nombre de jours sans pluie</figcaption></figure>

<figure><img src="image_28.png" /></figure>

## C. Évolution historique des indicateurs de sécheresse

### 1. Présentation de l'indicateur

L'indicateur de sécheresse mobilisé dans cette étude est le déficit hydrique, défini comme la différence entre l'évapotranspiration de référence (ET0) et les précipitations. L'ET0 correspond à la demande climatique, estimée par la somme de la quantité d'eau transpirée par un couvert végétal (de type gazon) bien alimenté en eau et de la quantité d'eau évaporée par le sol. L'ET0 dépend de différents paramètres climatiques (températures, précipitations, rayonnement incident, vent,...) intégrés dans la formule de Penman-Monteith(Allen et al., 1988). La différence entre l'ET0 et les précipitations permet ainsi de faire le bilan entre l'eau qui sort du système "couvert végétal" et l'eau qui entre dans ce système. Si le bilan est négatif, la demande en eau du système est assurée. Cet indicateur a été calculé sur la période estivale s'étendant du mois de mai au mois d'août et à l'échelle de l'année hydrologique. En effet, cette période correspond au moment où les cultures présentent les plus forts besoins en eau. Un manque sur cette période peut donc sérieusement impacter le rendement.

### 2. Évolution sur la période historique

La **Figure 12** représente l'évolution du déficit hydrique estival cumulé par année sur la période estivale de 1951 à 2022. La valeur présentée ici a été moyennée sur l'ensemble du département. La courbe en rouge représente les tendances d'évolutions du déficit hydrique sur la période (méthode de régression locale appelée loess). Les deux courbes en bleu représentent la variabilité interannuelle du déficit hydrique.
<figure><img src="image_29.png" /><figcaption>**Figure 12 :** Évolution du déficit hydrique estival (mai-août) en Lozère sur la période historique</figcaption></figure>

<figure><img src="image_30.png" /></figure>

Sur la première partie de la période historique (1951-2000), aucune évolution forte du déficit hydrique n'est constatée. Toutefois, le **déficit hydrique estival est en hausse** depuis le début des années 2000 à un rythme de +3,7 mm/an en moyenne.

Cette hausse du déficit hydrique estival n'est pas similaire sur les différentes zones du département (Figure 13) :

- Les zones Aubrac et Margeride ne semblent en effet pas touchées par une hausse du déficit hydrique sur la période historique ;

- Les zones Causses, Lot et Mont-Lozère enregistrent une hausse d'environ +15 à +20 mm du déficit hydrique sur l'ensemble de la période historique ;

- La zone Cévennes semble être la région la plus touchée avec une forte hausse du déficit hydrique estival enregistrée sur cette période historique : +40 mm environ.
<figure><img src="image_31.png" /><figcaption>**Figure 13 : Spatialisation du déficit hydrique estival**</figcaption></figure>

<figure><img src="image_32.png" /></figure>

Cette tendance à la hausse du déficit hydrique est également retrouvée à l'échelle de l'année hydrologique depuis le début des années 90 (Figure 14). Ainsi, depuis 1990, le département de la Lozère a enregistré une hausse d'environ +170 mm de déficit hydrique en moyenne, à l'échelle annuelle.

<figure><img src="image_33.png" /><figcaption>**Figure 14: Evolution du déficit hydrique en Lozère sur la période historique, à l'échelle de l'année hydrologique**</figcaption></figure>

À l'échelle de l'année hydrologique, toutes les zones de la Lozère enregistrent, déjà sur la période historique, une hausse du déficit hydrique (Figure 15). Les zones Aubrac et Margeride sont ainsi touchées par une hausse de près de 100 mm du déficit hydrique sur cette période. Les zones Cévennes et Mont Lozère sont les zones sur lesquels la hausse est la plus marquée : plus de 300 mm de déficit hydrique annuel supplémentaires sur la période historique.
<figure><img src="image_34.png" /><figcaption>**Figure 15: Spatialisation du déficit hydrique annuel**</figcaption></figure>

<figure><img src="image_35.png" /></figure>

## D. Évolution historique des chutes de neige

Le manteau neigeux qui se forme durant la saison hivernale présente de nombreux intérêts agronomiques et hydrologiques. Dans un premier temps, celui-ci constitue une couverture isolante pour le couvert végétal face au gel. En effet, à la différence d'un couvert exposé aux variations de températures, les cultures et les sols couverts de neiges maintiennent une température relativement constante durant toute la durée de l'hiver, évitant que les graines ou les jeunes pousses ne gèlent. De plus, lors de la fonte des neiges au printemps, ce manteau neigeux constitue un important réservoir d'eau qui permettra de soutenir les débits des cours d'eau et aider à la recharge des nappes. Les activités de sports d'hiver représentent également une ressource économique conséquente dans ce département, d'où l'intérêt d'étudier cet indicateur.
<figure><img src="image_36.png" /><figcaption>Figure 16 : Cumul de neige annuel entre 1952 et 2022</figcaption></figure>

<figure><img src="image_37.png" /></figure>

Sur la période historique, on constate une tendance à la diminution du cumul de neige annuel (Figure 16). On peut constater un point d'inflexion dans la seconde moitié des années 70. Finalement, entre l'hiver 1951-1952 et l'hiver 2021-2022, on peut noter une diminution d'environ 30% des chutes de neiges (-56 mm sur 70 années).

Pour mieux se représenter l'évolution des chutes de neiges durant la période historique, nous avons donc décidé d'utiliser un indicateur nommé anomalie normalisée. Il se définit comme tel : $(C_X - C_m_{(1961-1990)}) / v_{(1961-1990)}$

Autrement dit, l'indicateur est la différence entre le cumul de neiges sur l'année X et la moyenne du cumul annuel sur la période 1961-1990, divisée par la variance sur cette même période. Cet indicateur prend une valeur comprise entre -3 et 3. Les valeurs positives correspondent à un hiver en moyenne plus enneigé. Les valeurs négatives, à un hiver moins enneigé (Tableau 2).

<table><caption>Tableau 2 : Présentation des valeurs cadres de l'anomalie normalisée</caption><thead><tr><th colspan="4">Anomalie normalisée</th></tr></thead><tbody><tr><td>-2 et moins</td><td>-1,99 - -1,5</td><td>-1,49 - -1</td><td>-0,99 - 0,99</td></tr><tr><td>Chutes de neiges<br>extrêmement faibles</td><td>Chutes de neiges très faibles</td><td>Chutes de neiges faibles</td><td>Chutes de neiges proche de la normale</td></tr></tbody></table>

En réalisant le calcul de cet indicateur pour chacune des années de la période historique, on obtient la **Figure 17**:
<figure><img src="image_38.png" /><figcaption>**Figure 17 :** Anomalie normalisée des chutes de neiges : écart à la référence (1961-1990)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_39.png" /></figure>

On y retrouve bien l'inflexion dans les années 70 et une augmentation du nombre d'années où les chutes de neiges ont été particulièrement faibles (en rouge sur le graphique).

Enfin, nous avons également réalisé l'analyse du cumul annuel historique de neige pour chacune des zones lozériennes (Figure 18). Plusieurs remarques :

- Une tendance à la diminution s'observe pour chacune des zones ;

- Dans les zones plus neigeuses (Aubrac, Margeride, mont Lozère), on note que cette tendance est plus importante et on retrouve bien l'inflexion des années 70.

<figure><img src="image_40.png" /><figcaption>**Figure 18 :** Spatialisation du cumul de neige annuel entre 1952 et 2022</figcaption></figure>
<figure><img src="image_41.png" /></figure>

## E. Conclusion intermédiaire sur les données historiques

L'analyse des données historiques montre que le département de la Lozère est d'ores et déjà touché par une évolution de son climat. En termes de températures, la quasi-totalité des années depuis 1985 sont plus chaudes que la référence. Les températures hivernales plus douces ont une conséquence directe sur les chutes de neige enregistrées sur le département, en forte baisse. Côté précipitations, il semblerait que le département ait connu une baisse des cumuls pluviométriques. L'évolution conjointe des pluies et de la température se répercute directement sur l'agriculture lozérienne avec une augmentation forte du déficit hydrique estival depuis le début des années 2000 (+3,7 mm/an en moyenne).

Ces moyennes départementales cachent de fortes hétérogénéités locales. En effet, si l'évolution des températures est homogène sur les différentes zones du département (+1°C en moyenne), cela n'est pas le cas des autres indicateurs. Ainsi, les zones de l'Aubrac et des Margerides semblent pour le moment épargnées par la diminution des précipitations et l'augmentation du déficit hydrique. A l'inverse, les Cévennes, le Mont-Lozère ou encore les Causses sont déjà aujourd'hui très fortement impactés par l'évolution de ces paramètres.

## III. Évolution du climat lozérien d'ici 2100

### A. Évolution des températures

#### 1. Évolution des températures moyennes annuelles

Lorsque l'on s'intéresse aux horizons proche, moyen et lointain, la température moyenne annuelle augmente fortement. Le réchauffement est de plus en plus significatif jusqu'à atteindre +4.6° C en 2100 par rapport à la période de référence (Figure 19).

<figure><img src="image_42.png" /><figcaption>Figure 19 : Évolution des températures moyennes annuelles en Lozère entre 1951 et 2100</figcaption></figure>
<figure><img src="image_43.png" /></figure>

Ce réchauffement important se visualise très bien sur le graphique des anomalies de températures (Figure 20).

<figure><img src="image_44.png" /><figcaption>Figure 20 : Température moyenne annuelle, écart à la référence (1961-1990)</figcaption></figure>

Depuis 2012, toutes les années ont été plus chaudes que la référence et cette tendance s'amplifie à chaque horizon temporel atteint.

Lorsque l'on spatialise les données, on retrouve les mêmes conclusions (Figure 21).

<figure><img src="image_45.png" /><figcaption>Figure 21 : Évolution des températures moyennes annuelles en Lozère entre 1951 et 2100</figcaption></figure>

Toutes les zones sont impactées par un réchauffement de plus en plus important avec l'éloignement temporel. Le différentiel de température le plus élevé concerne le mont Lozère
<figure><img src="image_46.png" /></figure>

et l'Aubrac avec respectivement + 4,9°C et + 4,8°C potentiellement atteint à l'horizon lointain.

## 2. Évolution du nombre de jours chauds

### i. Présentation de l'indicateur

Il a semblé pertinent d'évaluer l'impact des changements globaux en prenant en compte l'indicateur du nombre de jours chauds. Nous considérons dans cette étude qu'un jour est « chaud » lorsque la température journalière dépasse les 30°C (GREC-SUD et RECO, 2020). Quantifier le nombre d'occurrence de ces jours permet d'avoir une autre approche du réchauffement et peut permettre d'appréhender des informations pouvant être utiles d'un point de vue social (vague de chaleur) ou agricole.

### ii. Résultats

Les valeurs des variations peuvent être mises en relation avec les valeurs moyennes sur la période de référence (Tableau 3) :

<table><caption>Tableau 3 : Augmentation du nombre de jours chaud annuels en Lozère entre 1951 et 2100</caption><thead><tr><th rowspan="2">Valeur de référence (1961-1990)</th><th colspan="4">Variations aux différents horizons</th></tr><tr><th>Proche</th><th>Moyen</th><th>Lointain</th></tr></thead><tbody><tr><td>3 j</td><td>+ 5,6j</td><td>+ 6,8j</td><td>+ 27,2j</td></tr></tbody></table>

L'exploitation de la courbe du loess (courbe rouge) (Figure 22) montre une tendance à l'augmentation du nombre de jours selon les horizons. Néanmoins, la variabilité interannuelle est marquée : ces évènements sont imprévisibles mais tout de même de plus en plus fréquents.

<figure><img src="image_47.png" /></figure>
Cette tendance se retrouve lors de la spatialisation des données (Figure 23). Les valeurs de ces variations peuvent être mises en relation avec les valeurs moyennes sur la période de référence, pour se rendre compte de leur signification (Tableau 4) :

<table><caption>Tableau 4 : Nombre de jours chaud sur la période de référence pour chaque zone</caption><thead><tr><th>Aubrac</th><th>Causses</th><th>Cévennes</th><th>Lot</th><th>Margeride</th><th>Mont Lozère</th></tr></thead><tbody><tr><td>2</td><td>6</td><td>7</td><td>6</td><td>2</td><td>3</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_48.png" /><figcaption>Figure 23 : Évolution du nombre de jours chauds en Lozère entre 1951 et 2100</figcaption></figure>

Les zones des Cévennes, des Causses et du Lot apparaissent comme les plus touchées : ceci est notamment lié à l'augmentation des températures moyennes annuelles de ces zones qui sont les plus chaudes du département. Les autres zones, plus fraîches, semblent avoir une résilience plus importante jusqu'en 2070.

## 3. Évolution du nombre de jours de gel

### i. Présentation de l'indicateur

Enfin, il a semblé pertinent d'évaluer l'impact des changements climatiques en prenant aussi en compte l'indicateur du nombre de jours de gel. Nous considérons dans cette étude qu'un jour de gel est un jour où la température journalière est inférieure à 0°C.

Quantifier le nombre d'occurrence de ces jours permet notamment d'avoir des prévisions pouvant être utiles pour les cultures.
## ii. Résultats

Les valeurs des variations peuvent être mises en relation avec les valeurs moyennes sur la période de référence (Tableau 5) :

<table><caption>Tableau 5 : Évolution du nombre de jours de gel jusque 2100</caption><thead><tr><th rowspan="2">Valeur de référence<br>1961-1990</th><th colspan="4">Variations aux différents horizons</th></tr><tr><th>Proche</th><th>Moyen</th><th>Lointain</th></tr></thead><tbody><tr><td>94 j</td><td>- 26,3j</td><td>- 44,1j</td><td>- 64,8j</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_49.png" /><figcaption>Figure 24 : Évolution du nombre de jours de gel en Lozère entre 1951 et 2100</figcaption></figure>

L'exploitation de la courbe du loess (courbe rouge) (Figure 24) pointe une diminution importante du nombre de jours de gel en Lozère, et ce dès la période historique. Dans l'horizon lointain, ce sont les $\frac{2}{3}$ du nombre de jours de gel qui disparaissent (par rapport à la période de référence).

Ce constat est partagé pour tous les territoires de la Lozère. Les valeurs de ces variations peuvent être mises en relation avec les valeurs moyennes sur la période de référence (Tableau 6 et Figure 25):

<table><caption>Tableau 6 : Nombre de jours de gel sur la période de référence pour chaque zone</caption><thead><tr><th>Aubrac</th><th>Causses</th><th>Cévennes</th><th>Lot</th><th>Margeride</th><th>Mont Lozère</th></tr></thead><tbody><tr><td>112</td><td>85</td><td>68</td><td>93</td><td>119</td><td>107</td></tr></tbody></table>
<figure><img src="image_50.png" /><figcaption>Figure 25 : Évolution du nombre de jours de gel en Lozère entre 1951 et 2100</figcaption></figure>

<figure><img src="image_51.png" /></figure>

Malgré une diminution plutôt homogène et similaire du nombre de jours de gel, les zones les plus fraîches ayant le plus de jours de gel de référence sont les plus impactées. Ainsi, l'Aubrac, les Margerides et le mont Lozère sont les plus touchés par la diminution du nombre de jours de gel.

## B. Évolution des précipitations

La pluviométrie est un des paramètres dont l'évolution est le plus difficile à prévoir. Si les nombreux modèles climatiques s'accordent sur les projections en termes de températures, ils divergent fortement sur les précipitations. Rappelons ici, comme précisé dans la première partie (paragraphe I.D), que le modèle utilisé pour cette étude ne fait partie ni des plus pessimistes, ni des plus optimistes en termes de précipitations (DRIAS, 2020). Avec l'utilisation de ce modèle, il semblerait que les cumuls pluviométriques ne changeront pratiquement pas d'ici l'horizon lointain à l'échelle du département (Figure 25). Toutefois, les précipitations seront soumises à de très fortes variations aussi bien spatiales que temporelles, dans sa répartition entre les zones, entre les saisons et entre les années. La figure suivante présente l'évolution globale de cumul annuel des précipitations à l'échelle du département.
<figure><img src="image_52.png" /><figcaption>Figure 26 : Évolution du cumul de pluie entre 1951 et 2100</figcaption></figure>

<figure><img src="image_53.png" /></figure>

Les valeurs de ces variations peuvent être mises en relation avec les valeurs moyennes sur la période de référence (Tableau 7) :

<table><caption>Tableau 7 : Évolution de la quantité de pluie selon les horizons</caption><thead><tr><th rowspan="2">Valeur de référence</th><th colspan="3">Variations aux différents horizons</th></tr><tr><th>Proche</th><th>Moyen</th><th>Lointain</th></tr></thead><tbody><tr><td>1106,1 mm</td><td>+ 13,9 mm ou<br/>+1,3%</td><td>+ 11,9 mm ou<br/>+1,1%</td><td>- 9,1 mm ou -0,8%</td></tr></tbody></table>

## 1. Variabilité entre les saisons

Si les cumuls restent stables à l'échelle de l'année hydrologique, qu'en est-il à l'échelle des saisons ? Il peut être intéressant de se concentrer sur cette variabilité, la **Figure 27** présente les résultats.
<figure><img src="image_54.png" /><figcaption>**Figure 27 :** Variabilité saisonnière de la pluviométrie entre 1951 et 2100</figcaption></figure>

<figure><img src="image_55.png" /></figure>

Tout d'abord, on remarque aisément la disparité entre les saisons : les précipitations sont plus importantes au printemps et à l'automne qu'en été ou en hiver. Ensuite, ces deux dernières comportent également les plus grandes variations saisonnières. Ainsi, les deux prochaines figures (Figure 28 et Figure 29) visent à mettre en avant ces deux saisons, pour essayer de quantifier ces changements à l'été et l'hiver.

<figure><img src="image_56.png" /><figcaption>**Figure 28 :** Évolution du cumul de pluie l'été sur la période d'étude</figcaption></figure>
<figure><img src="image_57.png" /><figcaption>Figure 29 : Évolution du cumul de pluie l'hiver sur la période d'étude</figcaption></figure>

<figure><img src="image_58.png" /></figure>

L'analyse de l'évolution des précipitations hivernales et estivales ne semblent pas montrer de changements importants des cumuls pluviométriques, même à l'horizon lointain. A noter que les valeurs marquées en noir sur le graphique pour chaque période correspondent à l'écart entre la moyenne de la période choisie et la moyenne de la période de référence. Or, la pluviométrie est surtout affectée par une plus grande **variabilité interannuelle**, avec des années de faibles cumuls et des années avec de forts cumuls. Les deux courbes noires représentent cette variabilité. A titre d'illustration, entre 2060 et 2070, la variabilité est de près de 200 mm l'hiver, en considérant l'enveloppe autour de la courbe.

## 2. Variabilité entre les zones

<figure><img src="image_59.png" /><figcaption>Figure 30 : Spatialisation de l'évolution des précipitations</figcaption></figure>
<figure><img src="image_60.png" /></figure>

Les différentes zones de notre découpage ne semblent pas être équivalentes en termes de précipitations (Figure 30). En effet, les zones Cévennes et mont Lozère se détachent de par la plus grande importance des cumuls annuels. Ce sont également les deux zones qui semblent être touchées par la plus grande variabilité interannuelle des cumuls pluviométriques. Aucune des zones ne semblent être fortement touchée par une évolution des cumuls pluviométriques aux horizons proche, moyen et lointain. En effet, en comparant le cumul annuel moyen de chaque période à celui de la période de référence, aucune différence significative ne ressort. En effet, même si les zones mont Lozère, Cévennes et Causses semblent connaître une certaine variation des cumuls pluviométriques annuels moyens à l'horizon lointain, les différences restent faibles par rapport aux cumuls totaux enregistrées chaque année sur ces zones (entre + 42,1 mm et - 26,2 mm par an en moyenne pour 1250 à 1500 mm au total par an en moyenne).

Ainsi, la tendance à de fortes baisses des précipitations observées sur la période historique pour les zones Mont-Lozère et Cévennes ne semblent pas se poursuivre.

Toutefois, si les cumuls pluviométriques annuels ne semblent pas varier significativement, il est intéressant de se pencher sur les évènements pluvieux extrêmes pour affiner l'analyse sur l'évolution des précipitations.

### 3. Évolution du nombre de jours à fortes pluies

Comme expliqué précédemment, un seuil de 50 mm a été considéré. Les jours où cette valeur a été dépassée ont été comptés par année. Une moyenne a ensuite été faite du nombre de jours à pluviométrie > 50 mm pour chaque période (Figure 31).

<figure><img src="image_61.png" /><figcaption>Figure 31 : Évolution du nombre de jours à évènements pluvieux forts</figcaption></figure>

Les données des modèles climatiques prévoient donc une augmentation du nombre d'événements pluvieux importants à partir de 2000 en Lozère, jusqu'à 2 jours
supplémentaires par an en moyenne. Les valeurs de ces variations peuvent être mises en relation avec les valeurs moyennes sur la période de référence (Tableau 8). .

<table><caption>**Tableau 8 : Variation aux différents horizons du nombre de jours de fortes pluies par rapport à la référence**</caption><thead><tr><th rowspan="2">Valeur de référence</th><th colspan="4">Variations aux différents horizons</th></tr><tr><th>Proche</th><th>Moyen</th><th>Lointain</th></tr></thead><tbody><tr><td>16, 1 jours</td><td>+ 0,1 jour ou +0,6%</td><td>+ 2 jours ou +12,4%</td><td>+ 2,1 jours ou +13%</td></tr></tbody></table>

La représentation cartographique met en exergue une grande disparité entre les différentes zones (Figure 32). La zone Mont Lozère connaît déjà un nombre important d'événements pluvieux forts, et on s'attend à ce que les Cévennes s'alignent sur celle-ci à l'horizon moyen.

<figure><img src="image_62.png" /><figcaption>**Figure 32 : Représentation cartographique de l'évolution du nombre de jours de fortes pluies**</figcaption></figure>

## 4. Évolution du nombre de jours sans pluie

De la même manière, les jours sans pluie ont été étudiés, en considérant un seuil minimal de 1 mm. Les jours à cumul < 1 mm ont donc été pris en compte pour produire les figures suivantes.
<figure><img src="image_63.png" /><figcaption>**Figure 33 :** Évolution du nombre de jours sans pluies</figcaption></figure>

<figure><img src="image_64.png" /><figcaption>**Figure 34 :** Évolution du nombre de jours estivaux sans pluies</figcaption></figure>

<figure><img src="image_65.png" /></figure>

De même que pour les événements forts, on s'attend à une augmentation du nombre de jours sans pluie à partir de l'horizon moyen (**Figure 33** et **Figure 34**). Cette augmentation s'accentue au cours de l'horizon lointain, jusqu'à une moyenne d'environ 18 jours sans pluie par an en plus (**Figure 33**). L'été est la saison la plus touchée, c'est pourquoi un graphique représentant spécifiquement cette saison a été produit. L'évolution a la même allure, et on s'attend à 9 jours sans pluie supplémentaires l'été à l'horizon lointain. Les valeurs de ces
variations peuvent être mises en relation avec les valeurs moyennes sur la période de référence (Tableau 9) :

<table><caption>Tableau 9 : Variations aux différents horizons du nombre de jours sans pluies</caption><thead><tr><th rowspan="2">Valeur de référence</th><th colspan="4">Variations aux différents horizons</th></tr><tr><th>Proche</th><th>Moyen</th><th>Lointain</th></tr></thead><tbody><tr><td>84,4 jours</td><td>+ 0,2 jour ou +0,2%</td><td>+ 2,2 jours ou +2,6%</td><td>+ 17,7 jours ou +21%</td></tr></tbody></table>

La représentation cartographique (Figure 35) met de nouveau en exergue une grande disparité entre les différentes zones. Ces cartes confirment également l'importance des augmentations à l'horizon lointain. Ainsi, par exemple, caractéristique des changements globaux, la zone mont Lozère semble fortement impactée à la fois par les événements extrêmes forts mais également les jours sans pluie. Les Margerides, quant à elles, semblent plus concernées par les événements forts que les événements faibles. A noter que le nombre de jours sans pluie ne transcrit pas directement une sécheresse, qui dépend notamment aussi des températures et de la durée de ces périodes sans pluie.

<figure><img src="image_66.png" /><figcaption>Figure 35 : Représentation cartographique de l'évolution du nombre de jours sans pluies</figcaption></figure>

## C. Évolution des indicateurs de sécheresse

L'indicateur de déficit hydrique permet d'intégrer l'évolution des températures et des précipitations, mais aussi des paramètres comme le vent ou l'intensité du rayonnement incident. La **Figure 36** représente l'évolution du déficit hydrique estival moyenné sur l'ensemble du département à un horizon proche, moyen et lointain.
<figure><img src="image_67.png" /><figcaption>Figure 36 : Évolution du déficit hydrique estival (mai-août) en Lozère entre 1951 et 2100</figcaption></figure>

La hausse du déficit hydrique amorcée au début des années 2000 semble se poursuivre sur les horizons proche, moyen et lointain. Dès l'horizon proche, la hausse du déficit hydrique est loin d'être négligeable avec environ +50 mm sur le département ce qui représente une hausse de 15% par rapport à la période de référence (1961-1990) (Tableau 10).

<table><caption>Tableau 10 : Variations aux différents horizons du déficit hydrique</caption><thead><tr><th rowspan="2">Valeur de référence</th><th colspan="3">Variations aux différents horizons</th></tr><tr><th>Proche</th><th>Moyen</th><th>Lointain</th></tr></thead><tbody><tr><td>340 mm</td><td>+ 49.7 mm ou +15%</td><td>+ 64.6 mm ou +19%</td><td>+ 154.2 mm ou +45%</td></tr></tbody></table>

Toutes les zones du département sont touchées par cette hausse du déficit hydrique estival (Figure 37). Les zones de l'Aubrac et des Margerides restent les moins touchées, comme sur la période historique, mais enregistrent déjà à l'horizon proche une hausse de près de +40 mm de déficit par rapport à la période de référence. Les zones Cévennes et Mont-Lozère sont les plus touchées par cette augmentation du déficit hydrique enregistrant une hausse de plus de 50% à l'horizon lointain par rapport à la période de référence (Tableau 11).
<figure><img src="image_68.png" /><figcaption>Tableau 11 : Variations spatialisées aux différents horizons du déficit hydrique estival</figcaption></figure>

<table><thead><tr><th rowspan="2">Zone</th><th rowspan="2">Valeur de référence</th><th colspan="3">Variations aux différents horizons</th></tr><tr><th>Proche</th><th>Moyen</th><th>Lointain</th></tr></thead><tbody><tr><td>Aubrac</td><td>336 mm</td><td>+ 37mm ou<br/>+11%</td><td>+ 44 mm ou<br/>+13%</td><td>+ 139mm ou<br/>+41%</td></tr><tr><td>Causses</td><td>377 mm</td><td>+56 ou +15%</td><td>+72 mm ou<br/>+19%</td><td>+162mm ou +43%</td></tr><tr><td>Cévennes</td><td>366 mm</td><td>+69mm ou +19%</td><td>+100mm ou<br/>+27%</td><td>+191mm ou +53%</td></tr><tr><td>Lot</td><td>375 mm</td><td>+56mm ou +15%</td><td>+73mm ou +19%</td><td>+160mm ou +43%</td></tr><tr><td>Margeride</td><td>340 mm</td><td>+41 mm ou<br/>+12%</td><td>+43mm ou +13%</td><td>+130 mm ou<br/>+38%</td></tr><tr><td>Mont Lozère</td><td>312mm</td><td>+40mm ou+13%</td><td>+73mm ou +23%</td><td>+169mm ou +54%</td></tr></tbody></table>

Les cumuls de déficit hydrique atteignent des niveaux jamais enregistrés dans le département dès l'horizon proche pour la zone des Cévennes (Figure 38). À l'horizon moyen, les zones Margeride et Aubrac atteignent des cumuls de déficit hydrique comparables à ceux

Déficit hydrique estivale
moyenné par période

ETP-P (mm)
[319.378]
[378.385]
[385.435]
[435.472]
[472.557]

Période historique 1951-2022

<figure><img src="image_69.png" /></figure>

Période proche 2023-2040

<figure><img src="image_70.png" /></figure>

Période 2041-2070

<figure><img src="image_71.png" /></figure>

Période lointaine 2071-2100

<figure><img src="image_72.png" /></figure>
<figure><img src="image_73.png" /></figure>

enregistrés sur la vallée du Lot et sur les Causses pendant la période historique. À l'horizon lointain, toutes les zones de la Lozère atteignent des niveaux de déficit hydrique jamais enregistrés sur le département, avec des cumuls allant jusqu'à près 560 mm sur la période estivale.

Cette hausse du déficit hydrique est également retrouvée à l'échelle de l'année hydrologique et ce sur l'ensemble des zones (Figure 39). Les années pour lesquelles le bilan annuel est négatif se réduisent fortement sur tout le département jusqu'à disparaître à l'horizon lointain pour les zones Causses et Lot. Les zones les plus touchées à l'échelle annuelle sont également les zones Cévennes et Mont-Lozère. Si ces zones sont les seules à garder, à l'horizon lointain, des années où le bilan est négatif, il faut noter que ce sont également les zones les plus soumises aux évènements pluvieux extrêmes.

<figure><img src="image_74.png" /><figcaption>Figure 39: Evolution du déficit hydrique à l'échelle de l'année hydrologique</figcaption></figure>

## D. Évolution des chutes de neige

Il est peu étonnant d'observer une baisse significative des chutes de neiges depuis 1952 et jusqu'en 2100. Depuis l'inflexion des années 1970, la tendance à la baisse se poursuit. En comparant avec la période de référence, on s'attend à une diminution de 31,5% du cumul annuel de neige à l'horizon proche et de presque 75% à la fin du siècle (Figure 40).
<figure><img src="image_75.png" /><figcaption>**Figure 40 :** Évolution du cumul annuel de neige entre 1952 et 2100</figcaption></figure>

<figure><img src="image_76.png" /></figure>

Cette chute vertigineuse au cours du XXIe siècle s'observe bien mieux à travers l'indicateur de l'anomalie normalisée où à l'horizon moyen, on s'attend à ce que 100% des années présentent des années peu chargées en neiges voire extrêmement faibles pour plus de 50% d'entre elles (Figure 41).

<figure><img src="image_77.png" /><figcaption>**Figure 41 :** Anomalie normalisée des chutes de neiges annuelles</figcaption></figure>

En spatialisant ces informations, on visualise comment va se répartir cette diminution des chutes de neiges (Figure 42). Si l'Aubrac, les Margerides et le mont Lozère restent les zones où il neige le plus, on remarque qu'à la fin du siècle, le cumul annuel ne dépassera pas les 55 mm en moyenne.
<figure><img src="image_78.png" /></figure>

<figure><img src="image_79.png" /></figure>

L'analyse de la spatialisation de l'anomalie normalisée met en évidence que, par rapport à la période de référence pour chaque zone, ce sont surtout les zones Aubrac, Vallée du Lot et mont Lozère qui seront les plus touchées par un recul des chutes de neiges (Figure 43). Ce sont en effet les zones pour lesquels les anomalies enregistrées sont les plus fortes.

<figure><img src="image_80.png" /></figure>

Cette spatialisation souligne l'importance du phénomène qui créera, à long terme, une perte d'un réservoir d'eau qui participe habituellement au soutien du débit d'étiage durant les périodes sèches.

## E. Conclusion intermédiaire sur les projections climatiques

Le changement climatique risque de se renforcer dans les années et décennies à venir. Le thermomètre ne risque pas de s'arrêter de grimper ces prochaines années. Cette hausse des températures se répercute à la fois sur la période hivernale et sur la période estivale. Sur la période hivernale, les jours de gel sont amenés à diminuer significativement (perte de 75% des jours de gel à l'horizon 2100), ainsi que les chutes de neige. Si cette diminution des chutes de neige peut mettre en péril les activités de sports d'hiver sur le département, elle peut également affecter la réalimentation de certains cours d'eau. Sur la période estivale, la hausse des températures provoque l'augmentation de la fréquence et de l'intensité des vagues de chaleur qui peuvent avoir un impact fort, à la fois sur la santé humaine et sur l'agriculture.

Côté précipitations, les cumuls annuels ne semblent être affectés ni par une hausse, ni par une baisse de leurs valeurs. Toutefois, la variabilité interannuelle est forte et les évènements extrêmes s'intensifient. Ainsi, la Lozère risque de connaître plus de jours marqués par de très
<figure><img src="image_81.png" /></figure>

forts cumuls pluviométriques mais également un nombre croissant de jours sans pluie, en particulier en été. Cette augmentation des jours de sécheresse combinée à une hausse des températures risque d'augmenter fortement le déficit hydrique estival dès l'horizon proche.

Si toutes les zones de la Lozère ne présentent pas tout à fait les mêmes évolutions, elles seront toutes affectées par les changements à venir. Le Mont-Lozère semble être une zone particulièrement affectée. Cette zone enregistre en effet le plus fort réchauffement (+4.9°C d'ici 2100), ce qui a une conséquence directe sur l'enneigement et le nombre de jours de gel. Cette zone est également une des plus affectées à la fois par le risque d'événements pluviométriques intenses (+50mm/jour), par le risque de sécheresse et par la hausse du déficit hydrique estival. Les Margerides semblent à l'inverse, être la zone la moins touchée par la sécheresse, la hausse des températures et la hausse du déficit hydrique mais enregistrent tout de même des augmentations non négligeables de ces différents paramètres, déjà à l'horizon proche.

Ces différents changements à venir risquent de se répercuter fortement sur l'agriculture lozérienne, notamment les vagues de chaleurs, la diminution du nombre de jours de gel, l'augmentation des sécheresses accompagnée de la hausse du déficit hydrique estival.

# IV. Conséquences sur l'agriculture lozérienne

## A. Retour d'expérience sur le terrain et mise en place d'un indicateur

Durant l'étude, notre équipe a eu la possibilité de visiter deux exploitations lozériennes sur le plateau de l'Aubrac et sur le Causse Méjean. Toutes les deux pratiquent l'agriculture/élevage avec des troupeaux - plus ou moins grands - de bovins, ovins et/ou caprins ainsi que de la production fourragère pour l'autoconsommation en grande partie. Cette culture fourragère, principalement menée en pluvial sur le département, est capitale pour le maintien économique des exploitations. Lorsqu'une année sèche comme 2022 impacte durement les rendements fourragers, cela se ressent directement sur la production animale. En effet, le manque de fourrage impose aux agriculteurs d'acheter le fourrage manquant pour tenir l'année, et parfois à vendre un partie ou la totalité du troupeau. Cette sensibilité de la production fourragère à la ressource en eau en fait un indicateur pertinent pour déterminer les conséquences du changement climatique, présenté précédemment, sur l'agriculture lozérienne.

Nous avons décidé de sélectionner la luzerne comme plante témoin car elle représente une part significative des cultures fourragères au niveau du département. Comme le présente le **Tableau 12**, celle-ci est sensible aux températures extrêmes :
<figure><img src="image_82.png" /><figcaption>Tableau 12 : Zone thermique de croissance de la luzerne</figcaption></figure>

<table><thead><tr><td>Température minimale supportée</td><td>Température optimale de croissance</td><td>Température maximale supportée</td></tr></thead><tbody><tr><td>-4°C</td><td>25-30°C</td><td>40°C</td></tr></tbody></table>

À partir de ces caractéristiques intrinsèques à la luzerne ainsi qu'à l'aide de l'évolution des températures maximales sur la période d'étude (Figure 44), nous avons pu étudier l'impact probable du changement climatique sur la production de luzerne à l'échelle du département.

<figure><img src="image_83.png" /></figure>

Comme nous l'indique la **Figure 44**, le nombre d'années où la température maximale dépasse les 30°C (voir les 40°C) tend à augmenter, notamment sur les Causses, les Cévennes et le Lot. Des diminutions de rendements peuvent alors être supposées pour la luzerne qui supporte mal ces températures : le nombre d'années où ces cultures brûleront, sans possibilité de repartir, augmentent notamment à l'horizon lointain.
<figure><img src="image_84.png" /></figure>

## B. Modélisation de l'impact du changement climatique sur les rendements

L'utilisation d'un modèle de culture a permis de préciser les impacts probables du changement climatique sur l'agriculture lozérienne et plus précisément sur les systèmes fourragers du département. L'intérêt s'est porté sur la modélisation des rendements de la luzerne, culture fourragère essentielle dans l'alimentation des troupeaux et cultivée par de nombreuses exploitations en Lozère.

### 1. Présentation du modèle utilisé : AquaCrop

Le modèle AquaCrop a été développé par la FAO et est téléchargeable gratuitement sur leur site internet. Ce modèle permet de prendre en compte les interactions sol-plante-atmosphère (Figure 45).

Au niveau du sol, il réalise le bilan hydrique dépendant des précipitations, de la capacité de stockage de l'eau dans le sol, de la transpiration des cultures et de l'évaporation du sol. Ces deux derniers paramètres dépendent directement des conditions climatiques. Ce bilan permet ainsi d'identifier les moments du cycle où la quantité d'eau stockée dans le sol ne permet plus de répondre aux besoins de la culture. Cela permet donc de mettre en évidence les périodes où la culture est soumise à un stress hydrique, pénalisant plus ou moins le rendement en fonction du stade de développement (Raes et al., 2014).

<figure><img src="image_85.png" /></figure>

Au niveau de l'atmosphère, le modèle prend en compte les précipitations, la température de l'air et les concentrations en CO₂. Les précipitations jouent directement sur le compartiment sol car elles constituent, en absence d'irrigation, son unique entrée d'eau. La concentration en CO₂ quant à elle peut influencer l'efficience de la photosynthèse et donc le rendement. Enfin, les températures jouent sur la phénologie de la plante. En effet, le développement de la culture est modélisé à partir du concept des degrés jour (Raes et al., 2014). Selon ce concept, la température, dans une gamme précise, influence la vitesse de développement des plantes et chaque stade de culture nécessite l'accumulation d'un certain nombre de degré jour. A chaque culture est ainsi associée un besoin en degré jour, une température de base, en dessous de laquelle la culture ne se développe pas, et une température maximale, au-dessus de laquelle la culture stoppe sa croissance.

Au niveau du compartiment plante, le modèle simule le développement de la culture dépendant de la température mais aussi de l'eau disponible à sa croissance. Le développement de la culture permet d'estimer la transpiration de la canopée. Le calcul de la transpiration est traduit par le modèle en quantité de biomasse produite. Le coefficient de transformation de la transpiration en biomasse est dépendant de la concentration en CO₂ dans l'atmosphère. Cela traduit l'influence du CO₂ sur le rendement de la photosynthèse. Cette
<figure><img src="image_86.png" /></figure>

biomasse est ensuite transformée en rendement final via un indice de récolte ajusté à un pas journalier par la température et la présence ou non de stress hydrique (Raes *et al.*, 2014). En résumé, AquaCrop est un modèle qui a la capacité de modéliser l'impact du changement climatique sur le développement des cultures. En effet, il intègre à la fois le réchauffement global, l'évolution des précipitations mais aussi les concentrations en CO₂ dans l'air.

## 2. Démarche mobilisée

Afin de mieux comprendre les tendances d'évolution des rendements fourragers avec le changement climatique, des simulations ont été réalisées sur les périodes historiques, horizons proche, moyen et lointain. Sur chaque période, le modèle a tourné pour trois années représentatives :

- L'année décennale sèche calculée sur chaque période, c'est à dire la période historique, proche, moyen, lointain (1966, 2025, 2054 et 2088)

- L'année médiane de chaque période (2017, 2026, 2042 et 2085)

- L'année décennale humide de chaque période (2013, 2038, 2048 et 2078)

Ces trois années de référence ont été déterminées à partir de l'indicateur déficit hydrique printanier et automnal. Ce choix de discriminer les années par rapport à cet indicateur a été réalisé après plusieurs simulations. Ces simulations faisaient apparaître clairement une dépendance des rendements aux pluies printanières et automnales. Un déficit hydrique sur ces périodes pénalise plus fortement le rendement qu'un déficit hydrique sur la période estivale.

Pour les trois années de référence, les simulations ont été conduites sur les 6 zones définies en début de rapport (Aubrac, Causses, Cévennes, Lot, Margeride, Mont Lozère). Un type de sol a été défini pour chaque zone en essayant de tenir compte des spécificités de chacune d'entre elles.

## 3. Résultats

La synthèse des résultats obtenus par la modélisation est présentée dans le **Tableau 13**. À un horizon proche, les rendements moyens et leur variabilité sont en baisse. En effet, les rendements maximaux, ceux des "bonnes années", ont tendance à baisser sur toutes les zones tandis que les rendements médians et minimaux se maintiennent. À un horizon moyen, la variabilité des rendements se rapproche à nouveau de ceux de la période historique. Il est à noter que les rendements en luzerne sont potentiellement en hausse sur cette période (+50%, soit environ + 1.7 TMS/ha par rapport à la période historique). La durée du cycle de culture est également en hausse (+20 jours par rapport à la période historique). À un horizon lointain, la variabilité des rendements augmente fortement tout comme la longueur du cycle de la luzerne (+29 jours par rapport à la période historique). Certaines années, de très forts rendements peuvent être constatés.

<table><caption>**Tableau 13 : Évolution du rendement moyen de la luzerne aux différents horizons**</caption><tr><td></td><td>Rendement moyen +/- écart type</td><td>Durée du cycle</td></tr></table>
<figure><img src="image_87.png" /></figure>

<table><tr><td>Période historique</td><td>3.2 +/- 2.4 TMS/ha</td><td>289</td></tr><tr><td>Horizon proche</td><td>2.7 +/- 1.1 TMS/ha</td><td>262</td></tr><tr><td>Horizon moyen</td><td>4.9 +/- 2.1 TMS/ha</td><td>309</td></tr><tr><td>Horizon lointain</td><td>7.6 +/- 4 TMS/ha</td><td>318</td></tr></table>

La modélisation donne ainsi une tendance à une potentielle hausse des rendements à un horizon moyen et lointain. Cette hausse peut s'expliquer par un allongement de la durée du cycle de culture et par une augmentation de la concentration en CO₂ dans l'atmosphère. En effet, l'augmentation de la concentration en CO₂ atmosphérique peut améliorer l'efficience de la photosynthèse et augmenter la productivité de l'eau, c'est -à-dire, la production de biomasse par m³ consommé (Altendorf, 2019 ; Cuntz et Cernusak, 2019 ; Raes et al., 2014). Toutefois, cette hausse des rendements s'accompagne également d'une hausse de leur variabilité avec de très bonnes années et de mauvaises années. Les bons rendements sont en effet très dépendants de pluies qui arrivent au "bon moment", en particulier de l'arrivée des pluies printanières et automnales. Il faut également noter qu'ici, la modélisation s'attache à des résultats quantitatifs (rendements) et non qualitatifs. Or, si l'augmentation en CO₂ dans l'atmosphère peut permettre une augmentation des rendements, elle peut également faire diminuer la teneur protéique dans les végétaux. Cela peut s'avérer problématique (Mayer, 2022). En effet, c'est notamment l'apport protéique de la luzerne qui permet d'équilibrer la ration des ruminants (équilibre énergie/protéine).

Enfin, il est important de rappeler les limites de cette modélisation. En effet, si AquaCrop prend en compte le fait que la luzerne ne se développe pas en dessous ou au-dessus d'une certaine température, le fait qu'un gel précoce ou tardif, ou qu'un coup de chaleur puisse complètement brûler la culture n'est pas simulé. Or, les épisodes de coups de chaleur vont s'accentuer et les gels précoces et tardifs ne vont pas complètement disparaître. Cela laisse donc supposer des rendements réels inférieurs à ceux simulés ici. En effet, en s'intéressant à la possibilité de gels tardifs, nous pouvons constater d'après la **Figure 46** que ceux-ci ne vont probablement pas disparaître totalement. Malgré une diminution drastique des jours de gels pour chaque période temporelle et tous les mois, il semble toujours exister une possibilité de gel tardif (en mars-avril) pouvant mettre un coup d'arrêt aux cultures.
<figure><img src="image_88.png" /><figcaption>Figure 46 : Évolution du nombre de jours de gel mensuels en Lozère aux différents horizons</figcaption></figure>

<figure><img src="image_89.png" /></figure>

V. Conclusion

Cette étude analyse les évolutions climatiques en Lozère sur une période historique et dans le futur. Que ce soient les températures, la neige, les précipitations ou le déficit hydrique qui en découle, il semble que tous les indicateurs analysés dans le cadre de cette étude connaîtront des changements plus ou moins importants dès l'horizon proche.

Les résultats présentés ici pour les projections dans le futur dépendent du scénario d'émissions de gaz à effet de serre choisi. Or, rappelons-le, ce scénario n'est pas encore certain aujourd'hui. Rester sur cette trajectoire nécessite le respect des engagements pris dans les Accords de Paris et cela, par l'ensemble des États. Il reste donc encore du travail pour atténuer les conséquences du changement climatique et ne pas tendre vers une situation plus catastrophique que celle décrite dans ce rapport. Il est également toujours possible, même si la marge de manœuvre est courte, de réduire les dégâts à venir et voire d'éviter d'atteindre ces extrêmes, notamment pour les horizons moyen et lointain en mettant en place, de manière urgente, des actions à l'échelle locale, à l'échelle nationale et à l'échelle mondiale.

Dans tous les cas, des adaptations voire des changements importants seront nécessaires, pour le monde agricole notamment, pour faire face à ces nouveaux défis. Ainsi, il semble inévitable de renforcer les politiques climatiques pour faire face aux dérèglements à venir et leurs importantes amplitudes. En effet, avec près de 5°C supplémentaires en moyenne à l'horizon lointain dans certaines zones et une augmentation du déficit hydrique l'été, il sera nécessaire d'adapter les cultures et les pratiques culturales. Par ailleurs, sur chacun des paramètres, l'horizon lointain se révèle être un tournant élevant à un tout autre niveau le
<figure><img src="image_90.png" /></figure>

changement climatique. Les années aujourd'hui exceptionnelles via-à-vis de la sécheresse ou des vagues de chaleur seront de plus en plus fréquentes.

Il est encore possible d'agir aujourd'hui, à la fois pour limiter le changement climatique et pour s'adapter à ses effets. Cela demande que des actions urgentes soient menées à l'échelle mondiale en cohérence avec les politiques nationales de nos différents pays. Cela demande également un dialogue entre acteurs nationaux et acteurs locaux pour la mise en place de politiques adaptées aux spécificités locales.
<figure><img src="image_91.png" /></figure>

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