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biométéorologie humaine (ou animale) requièrent des démarches spécifiques. Après avoir replacé l'intérêt de telles études dans le contexte économique actuel, les auteurs examinent tout d'abord leurs aspects méthodologiques : niveaux d'investigation topoclimatique et microclimatique, zonage du territoire alpin, typologies diverses. Quelques études agrométéorologiques récentes sont ensuite présentées; elles portent sur l'utilisation de la végétation en tant qu'indicateur bioclimatique des microclimats et sur la prévision de la production et de la qualité des fourrages. Quelques éléments de caractérisation des sites de séjour en montagne prenant en compte les déterminants géographiques et topographiques sont enfin présentés dans une perspective d'application en bioclimatologie
topographiques sont enfin présentés dans une perspective d'application en bioclimatologie humaine. ABSTRACT Investigation into agrometeorology and human biometeorology in mountainous terrain requires specific approaches. Such studies are first situated within the present economic context. The authors consider then the methodological aspects of such studies: investigations at the scales of topoclimate and microclimate, zonation of the French Alpine region, various typologies. A few agrometeorological studies are presented thereafter. They concern the use of natural vegetation as a bioclimatic indicator of microclimates, the prediction of yield and quality of forages. Some elements for the characterisation of mountain resorts taking into account geographic
for the characterisation of mountain resorts taking into account geographic and topographic determinants are finally presented in a view for application in the realm of human bioclimatology. INTRODUCTION Les régions montagneuses constituent, dans le contexte économique actuel au sens large, un territoire spécifique. Les activités traditionnelles y sont parfois supplantées par des activités à caractère touristique. Par ailleurs la gestion et la préservation de la qualité du paysage sont apparus récemment comme une préoccupation majeure notamment vis-à-vis de la complémentarité entre les deux types d'activité économique évoqués ci-dessus. Dans cet article deux centres d'intérêt scientifique seront abordés: d'une part les
article deux centres d'intérêt scientifique seront abordés: d'une part les préoccupations récentes des chercheurs en agronomie de l'INRA en matière de typologie des prairies permanentes dans les Alpes du Nord et de recherche de descripteurs reliés à leur valeur d'usage, d'autre part les travaux réalisés à Météo-France visant à qualifier le climat d'un site donné en zone montagneuse en ce qui concerne ses bienfaits sur la santé humaine. Dans un cas comme dans l'autre, des avancées méthodologiques sont nécessaires sur les points suivants : l'approche des processus atmosphériques à l'échelle du topoclimat, la définition des caractéristiques originales des microclimats de
du topoclimat, la définition des caractéristiques originales des microclimats de moyenne altitude, l'établissement de zonages de l'espace montagnard à différentes échelles spatiales. Pour les sujets qui nous préoccupent ici, il ne faut pas perdre de vue qu'il faudra peut-être renoncer à une description exhaustive du climat sur le plan spatial en région montagneuse, pour se focaliser sur un site donné et étudier à fond les différents déterminants, géographiques, topographiques voire botaniques de son topoclimat. ASPECTS METHODOLOGIQUES Les topoclimats de moyenne montagne Deux types différents de phénomènes physiques, interdépendants à une échelle spatiale supérieure, mais distincts à l'échelle locale sont à
échelle spatiale supérieure, mais distincts à l'échelle locale sont à prendre en compte: l'exposition particulière du site au rayonnement solaire en fonction de l'inclinaison et de l'orientation du versant (à l'origine du contraste adret-ubac) d'une part, les écoulements particuliers de l'air générés par la disposition du relief tels que les brises de pente et de vallée, et, dans certaines configurations topographiques, l'effet de foehn (lorsque la direction du vent en altitude est perpendiculaire à la ligne de crête) d'autre part. D'autres phénomènes physiques, importants notamment pour la santé humaine, ont des facteurs d'occurrence particuliers en montagne, à savoir le brouillard
des facteurs d'occurrence particuliers en montagne, à savoir le brouillard et les orages. Les microclimats de moyenne altitude Le microclimat est la plus petite unité spatiale homogène sur le plan de l'environnement climatique, c'est-à-dire que les données météorologiques mesurées à une même hauteur au-dessus du sol sont homogènes dans ce domaine spatial réduit. Les processus à étudier à cette échelle sont les transferts de masse et d'énergie de la végétation vers l'atmosphère et les phénomènes d'advection à l'échelle locale. En terrain plat il se produit un phénomène d'advection locale dès qu'existe une zone de discontinuité liée à un changement des
qu'existe une zone de discontinuité liée à un changement des conditions de surface entre deux parcelles (rugosité de surface, état hydrique du sol, albédo, couverture neigeuse, écoulements hydriques latéraux de subsurface,... ), lesquelles peuvent dépendre des pratiques culturales (ex : l'irrigation en été pour l'état hydrique du sol). Ces zones de discontinuité peuvent éventuellement être matérialisées par une haie, un brise-vent ou une lisière de forêt. En montagne, les hétérogénéités à l'échelle microclimatique seront renforcées par les brises de pente ascendantes qui apparaîtront dès l'instant où le versant considéré sera ensoleillé. De plus, pour certaines expositions, le gradient vertical de
ensoleillé. De plus, pour certaines expositions, le gradient vertical de température au-dessus du sol peut être plus important qu'en plaine. Ceci nous incite à affecter au microclimat de montagne une dimension caractéristique de l'ordre de la dizaine de mètres (à comparer à la centaine de mètres en plaine). La seule façon de connaître un microclimat donné est bien entendu d'implanter un poste de mesures. À défaut il peut être possible d'utiliser en région montagneuse des indicateurs biologiques relatifs à la végétation naturelle pour cartographier les microclimats. Les zonages Un zonage correspond à un découpage du territoire étudié en zones au
correspond à un découpage du territoire étudié en zones au sein desquelles il existe un caractère climatique commun ayant une relative homogénéité spatiale. En montagne, les possibilités de zonage sont limitées pour deux raisons : d'une part le réseau de mesures pluvio-thermométriques est loin de couvrir de façon homogène et exhaustive l'espace montagnard, essentiellement du fait qu'il y a très peu de postes de mesures au-dessus de 1500 mètres d'altitude (une vingtaine seulement dans les Alpes françaises), et qu'aux altitudes plus basses il existe une localisation préférentielle des postes en fond de vallée (Choisnel et Seguin, 1987). D'autre part toutes
fond de vallée (Choisnel et Seguin, 1987). D'autre part toutes les variables climatiques subissent une variation systématique avec l'altitude. Un zonage climatique du Limousin a été par exemple réalisé en prenant comme critère la « signature » du régime pluviométrique (Atlas agroclimatique Figure 1 Zonage climatique des Alpes françaises (d’après Veyret, 1979) Méthodologie d’établissement du zonage des régimes pluviométriques des Alpes françaises (figure 2) . . Un fichier en points de grille des moyennes saisonnières de pluviométrie (HIVER = D + J + F; PRINTEMPS = M + A + M; ÉTÉ = J + J + A; AUTOMNE =
M; ÉTÉ = J + J + A; AUTOMNE = S + O + N) obtenues par application de la méthode Aurelhy (grille : 5 x 5 km2) a tout d’abord été constitué sur une fenêtre en latitude et longitude incluant l’ensemble du massif alpin et de ses contreforts. Un codage a été ensuite réalisé en chaque point de grille à partir du classement par ordre décroissant des quatre valeurs moyennes saisonnières (ex: AHÉP, APHE, HEAP,...). Un zonage a été alors établi en recherchant à regrouper spatialement des points de grille ayant un caractère commun. Il est apparu que les
grille ayant un caractère commun. Il est apparu que les agrégations spatiales entre points de grille et les limites entre zones sont plus marquées dans les Alpes du Sud que dans les Alpes du Nord. C’est pourquoi le classement des saisons, pour les Alpes du Sud, est indiqué entre parenthèses (ex : AHÉP Automne, Hiver, Printemps, Été). On peut par exemple remarquer au sein du département des Hautes-Alpes que le tracé de la haute vallée de la Durance constitue une limite de zone, le minimum pluviométrique se situant en hiver à rive gauche et en été à rive droite. Dans
à rive gauche et en été à rive droite. Dans les Alpes du Nord des zones homogènes n’ont pu être établies qu’en se limitant à l’identification de la saison de pluviométrie maximale (max) et de la saison de pluviométrie minimale (min). Enfin deux zones charnières (hachurées sur la figure 2), où aucune structure n’apparaît, ont été exclues du zonage. Méthodologie d'établissement du zonage des régimes pluviométriques des Alpes françaises (figure 2) Un fichier en points de grille des moyennes saisonnières de pluviométrie (HIVER = D + J + F; PRINTEMPS = M + A + M; ÉTÉ = J +
= M + A + M; ÉTÉ = J + J + A; AUTOMNE = S + O + N) obtenues par application de la méthode Aurelhy (grille : 5 x 5 km2) a tout d’abord été constitué sur une fenêtre en latitude et longitude incluant l’ensemble du massif alpin et de ses contreforts. Un codage a été ensuite réalisé en chaque point de grille à partir du classement par ordre décroissant des quatre valeurs moyennes saisonnières (ex: AHÉP, APHE, HEAP,...). Un zonage a été alors établi en recherchant à regrouper spatialement des points de grille ayant un caractère commun.
regrouper spatialement des points de grille ayant un caractère commun. Il est apparu que les agrégations spatiales entre points de grille et les limites entre zones sont plus marquées dans les Alpes du Sud que dans les Alpes du Nord. C’est pourquoi le classement des saisons, pour les Alpes du Sud, est indiqué entre parenthèses (ex : AHÉP Automne, Hiver, Printemps, Été). On peut par exemple remarquer au sein du département des Hautes-Alpes que le tracé de la haute vallée de la Durance constitue une limite de zone, le minimum pluviométrique se situant en hiver à rive gauche et en
pluviométrique se situant en hiver à rive gauche et en été à rive droite. Dans les Alpes du Nord des zones homogènes n’ont pu être établies qu’en se limitant à l’identification de la saison de pluviométrie maximale (max) et de la saison de pluviométrie minimale (min). Enfin deux zones charnières (hachurées sur la figure 2), où aucune structure n’apparaît, ont été exclues du zonage. Un zonage a été alors établi en recherchant à regrouper spatialement des points de grille ayant un caractère commun. Il est apparu que les agrégations spatiales entre points de grille et les limites entre zones sont
entre points de grille et les limites entre zones sont plus marquées dans les Alpes du Sud que dans les Alpes du Nord. C’est pourquoi le classement des saisons, pour les Alpes du Sud, est indiqué entre parenthèses (ex : AHÉP Automne, Hiver, Printemps, Été). On peut par exemple remarquer au sein du département des Hautes-Alpes que le tracé de la haute vallée de la Durance constitue une limite de zone, le minimum pluviométrique se situant en hiver à rive gauche et en été à rive droite. Dans les Alpes du Nord des zones homogènes n’ont pu être établies qu’en
du Nord des zones homogènes n’ont pu être établies qu’en se limitant à l’identification de la saison de pluviométrie maximale (max) et de la saison de pluviométrie minimale (min). Enfin deux zones charnières (hachurées sur la figure 2), où aucune structure n’apparaît, ont été exclues du zonage. Méthodologie d’établissement du zonage des régimes pluviométriques des Alpes françaises (figure 2) Un fichier en points de grille des moyennes saisonnières de pluviométrie (HIVER = D + J + F; PRINTEMPS = M + A + M; ÉTÉ = J + J + A; AUTOMNE = S + O + N) obtenues par
A; AUTOMNE = S + O + N) obtenues par application de la méthode Aurelhy (grille : 5 x 5 km2) a tout d’abord été constitué sur une fenêtre en latitude et longitude incluant l’ensemble du massif alpin et de ses contreforts. Un codage a été ensuite réalisé en chaque point de grille à partir du classement par ordre décroissant des quatre valeurs moyennes saisonnières (ex: AHÉP, APHE, HEAP,...). Un zonage a été alors établi en recherchant à regrouper spatialement des points de grille ayant un caractère commun. Il est apparu que les agrégations spatiales entre points de grille et
apparu que les agrégations spatiales entre points de grille et les limites entre zones sont plus marquées dans les Alpes du Sud que dans les Alpes du Nord. C’est pourquoi le classement des saisons, pour les Alpes du Sud, est indiqué entre parenthèses (ex : AHÉP Automne, Hiver, Printemps, Été). On peut par exemple remarquer au sein du département des Hautes-Alpes que le tracé de la haute vallée de la Durance constitue une limite de zone, le minimum pluviométrique se situant en hiver à rive gauche et en été à rive droite. Dans les Alpes du Nord des zones homogènes
rive droite. Dans les Alpes du Nord des zones homogènes n’ont pu être établies qu’en se limitant à l’identification de la saison de pluviométrie maximale (max) et de la saison de pluviométrie minimale (min). Enfin deux zones charnières (hachurées sur la figure 2), où aucune structure n’apparaît, ont été exclues du zonage. Tableau 1 Principaux stades phénologiques des graminées (d'après Barloy et Bougie, 1964; Gillet, 1980) C'est ce type de caractérisation que nous avons tenté en utilisant la phénologie d'une espèce étalon, le dactyle (Dactylis glomerata L.) dans une zone de prairies des Alpes externes (Le Beaufortin, Savoie). Seuls certains
de prairies des Alpes externes (Le Beaufortin, Savoie). Seuls certains stades phénologiques répondent à des déterminations d'ordre climatique (température, lumière, précipitation). D'autres sont de simples repères dans la croissance et leur réalisation dépend également de facteurs nutritifs (tableau 1). Figure 4 Codification de l'orientation Les relations entre la date de réalisation d'un stade du dactyle et sa situation topographique ont été étudiées par régressions multiples. Nous avons utilisé les unités suivantes : la date de réalisation d'un stade phénologique est exprimée en jours depuis le premier mars, l'altitude est exprimée en mètres, l'orientation a été codifiée (figure 4) avec des
en mètres, l'orientation a été codifiée (figure 4) avec des notes qui hiérarchisent l'influence des différents points cardinaux (Fleury et al., 1987). L'exposition, c'est-à-dire la conjonction des facteurs orientation et pente, est évaluée par le produit de ces deux variables. La valeur de la pente est exprimée en degrés. Cela revient à admettre une expression plus forte de l'orientation lorsque la pente augmente (Fleury, 1985). L'ombre portée par les reliefs environnants est prise en compte par une variable discrète opposant les situations ouvertes aux situations fermées ou intermédiaires. Dans les équations de régression multiple entre les stades phénologiques et la
équations de régression multiple entre les stades phénologiques et la topographie, l'altitude est toujours hautement significative (au risque 1 %) et elle est toujours le facteur de rang 1. L'exposition et l'ombre portée par les reliefs environnants sont respectivement les facteurs de rang 2 et de rang 3. La qualité des relations obtenues est satisfaisante, puisque les coefficients de corrélation multiple entre les variables explicatives significatives et les stades phénologiques sont compris entre 0,869 et 0,985. En début de saison végétative, nos équations nous donnent un résultat moyen de 7,0 jours de retard supplémentaire pour une augmentation de 100 mètres
jours de retard supplémentaire pour une augmentation de 100 mètres d'altitude (figure 5). Cela représente un écart de soixante-dix jours dans la date de réalisation du stade début montaison, entre un point d'altitude 700 mètres et un autre de 1700 mètres. Par contre, pour le stade tardif de la mi-dissémination, le retard n'est que de 3,5 jours par 100 mètres. Le même type d'évolution s'observe avec d'autres graminées (Fleury, 1985). Il y a donc en altitude un rattrapage partiel du développement entre altitudes différentes au fur et à mesure que l'on avance dans la saison. En fait, en bas de
l'on avance dans la saison. En fait, en bas de versant d'avril à juin, les températures journalières sont plus faibles que celles rencontrées en altitude de juin à août. On peut relier cette observation aux variations bien connues du gradient thermique altitudinal. Ce gradient est maximal en avril et en mai (0,7° C) et décroît par la suite: 0,66° C en juin, 0,61° C en juillet et 0,58° C en août (Angot, cité par Peguy, 1970). L'étude de l'exposition fait ressortir une opposition majeure entre l'ubac et l'adret. Pour une pente de 15 degrés, le stade début épiaison du dactyle
pente de 15 degrés, le stade début épiaison du dactyle se réalise en moyenne treize jours plus tôt au Sud qu'au Nord (Fleury et al., 1987). Le contraste entre l'Est et l'Ouest est beaucoup moins net. Ces versants reçoivent une insolation équivalente. Mais l'après-midi, lorsque l'Ouest accueille le soleil, le froid nocturne de l'air s'est déjà dissipé, et le réchauffement atteint par conséquent des valeurs supérieures à celles obtenues en Est le matin. Cet avantage de l'exposition Ouest est minime puisqu'il se chiffre à deux jours d'avance au début de l'épiaison du dactyle pour une pente de 15 degrés. Une
l'épiaison du dactyle pour une pente de 15 degrés. Une orientation est d'autant plus exprimée que la pente augmente. Ainsi, pour une orientation Nord, une augmentation de pente de 10 degrés se traduit au stade début-épiaison par un retard supplémentaire moyen de quatre jours et demi. L'influence de l'exposition évolue dans la saison. Au printemps, le contraste Nord-Sud est maximum. Il diminue ensuite de façon importante : de 50% entre le début-montaison et la mi-fructification (figure 5). La diminution de l'influence de l'exposition s'explique, comme pour l'altitude, par l'évolution saisonnière comparée des températures entre bas et haut de versant, ou
comparée des températures entre bas et haut de versant, ou entre adret et ubac. Tableau 2 Critères de diagnostic des unités bioclimatiques (d'après Dorioz et al., 1987) À condition de vérifier l'homogénéité de la précocuité génétique de l'espèce de référence, l'observation de stades phénologiques peut permettre de décrire les microclimats. C'est ce qui a été fait depuis 1985 dans les réseaux d'observations fourragères des Alpes du Nord. En plus des observations phénologiques à finalité purement agronomique, nous nous sommes servis de stades du dactyle pour exprimer le climat des stations. Ainsi nous évitons la mise en place de réseaux climatologiques
Ainsi nous évitons la mise en place de réseaux climatologiques lourds à gérer. Cette approche s'est révélée fiable pour comparer les stations et aussi les années. Par ailleurs, la phénologie combinée à des descripteurs floristiques (espèces indicatrices ou abondantes de certains taxons) nous a permis de réaliser un zonage agroclimatique de certaines vallées alpines (Dorioz et al., 1987), ou de comparer le « climat » de vallées proches, dans le cadre de l'évaluation de la zone de validité de typologies de prairies (Roumet et Fleury, 1992). Des unités territoriales à signification bioclimatique (« régime » hydrique et thermique) sont repérées
signification bioclimatique (« régime » hydrique et thermique) sont repérées sur le terrain à l'aide d'indicateurs biologiques complémentaires (tableau 2). Chacune des unités bioclimatiques est caractérisée par la phénologie moyenne des potentiels agroclimatiques et des risques de dégradation de la végétation prairiale. Climats et valeurs nutritives des végétations Variables étudiées et contexte de l'étude La valeur d'usage d'une végétation prairiale (Jeannin et al., 1991) résulte d'un ensemble de paramètres : production, valeur nutritive, appétence, récoltabilité. On considère aussi la vitesse de séchage du foin, dans le cas d'une récolte sous forme de foin. Les recherches sur les prairies permanentes ont