Introduction

Ma thèse cherche à modéliser les dommages liés au changement climatique, notamment ceux des cyclones aux Petites Antilles en associant des méthodes d’analyse spatiale et de prospective. Cette méthode devrait permettre de prendre en compte l’adaptation au changement climatique et la distribution spatiale des dommages. On construit un modèle régional en utilisant des données physiques et sociales spatialisées, puis on évalue les dommages causés par des cyclones synthétiques pour comparer différents scénarios d’aménagement.

Présentation générale du projet¶

La modélisation prospective imagine les futurs possibles pour éclairer les choix actuels qui permettent de les construire. Le changement climatique a et aura de nombreux effets adverses, appelés dommages ou impacts. Leur fréquence et leur intensité dépendent de mesures et de politiques actuelles. Un des rôles de la modélisation est ainsi d’informer les décideurs pour prendre des mesures adéquates.

On peut distinguer trois types de mesures permettant de limiter les dommages.

• D’abord, l’atténuation, qui cherche à limiter le changement climatique.

• Ensuite, l’adaptation, qui cherche à réduire les effets de phénomènes adverses quand ils arrivent.

• Enfin, la compensation, qui vise à prendre en compte les impacts qui n’ont pas été limités par l’atténuation ou l’adaptation.

L’objectif de cette thèse est de proposer des outils pour mieux comprendre les effets de politiques d’adaptation sur les dommages, dans le cadre de cyclones tropicaux dans les Caraïbes.

Littératures existantes¶

Ce projet de recherche s’inscrit à l’intersection de différents types de littérature : la littérature grise autour du risque, la géographie du risque et la modélisation prospective.

Littérature institutionnelle¶

D’abord, une littérature grise importante existe autour des impacts du changement climatique.

D’une part, des rapports publics mettent en avant le besoin de développer une approche spécifique aux territoires ultramarins. Un rapport de l’observatoire national sur les effets du réchauffement climatique pointe la nécessité d’évaluer le coût des impacts du changement climatique et les limites de la modélisation climatique dans les politiques d’adaptation ONERC, 2012. Par ailleurs, deux autres rapports, sur l’adaptation et sur les littoraux, pointent la nécessité de prendre en compte les dommages et ne prennent pas en compte de manière spécifique les territoires ultramarins ONERC, 2012ONERC, 2015.
D’autre part, les assurances estiment régulièrement les coûts du changement climatique. On peut notamment citer une étude de la Caisse Centrale de Réassurance qui a simulé l’impact d’un cyclone de type Irma sur la Guadeloupe, pour estimer les pertes économiques NSANDA, 2024.

Géographie du risque¶

La géographie du risque conceptualise les risques naturels dans une approche intégrée éléments sociaux - éléments naturels. D’abord, elle porte un travail important de conceptualisation du risque et de ses composantes. On peut notamment citer des définitions du risque Kermisch, 2012d'Ercole & Metzger, 2003, des travaux sur des concepts annexes tels que la résilience Manyena, 2006Magali Reghezza-Zitt et al., 2012Barroca et al., 2013, la vulnérabilité Robert D'Ercole et al., 1994, la catastrophe Clavandier, 2015. Ensuite, la géographie quantitative développe des outils permettant de prendre en compte des phénomènes quantitatifs dans leur spatialité, notamment à l’aide de Systèmes d’Information Géographique Feuillet et al., 2019Aschan-Leygonie et al., 2023. Enfin, des monographies décrivent les dynamiques et les effets des risques, notamment dans le cadre des cyclones tropicaux aux petites Antilles. Un projet de RETEX scientifique du cyclone Irma (2017), mené conjointement par 10 chercheurs permet de mieux comprendre les impacts et les capacités de relèvement de différentes petites îles (Saint-Martin, Saint-Barthélémy), Defossez et al., 2021Duvat, 2008.

Ce corpus est essentiel pour décrire précisément les interactions entre les éléments physiques des cyclones tropicaux et la dimension sociétale et humaine de leurs impacts. Les concepts et les monographies sont une mine d’or pour comprendre ces phénomènes, et notamment leur dimension spatiale. Cependant, ces travaux sont inscrits dans le temps, à un instant $t$. Il serait intéressant de pouvoir mobiliser leurs apports dans une approche de long terme. \

Prospective et modélisation¶

La modélisation des interactions entre le changement climatique et les sociétés permet de comprendre leurs évolutions au temps long. En particulier, les modèles intégrés éclairent les politiques publiques en évaluant les effets attendus de mesures.

La question du coût de l’inaction face au changement climatique est un thème récurrent de l’économie de l’environnement. Une approche courante est de calculer le coût social du carbone, c’est-à-dire le coût en intégrant les externalités négatives , pour évaluer l’intérêt de politiques de mitigation dans une perspective d’analyse coût-bénéfice Nordhaus, 1991Nordhaus, 2017Stern, 2007Anthoff & Tol, 2013. Ils ont deux limitations majeures. D’une part, ils évaluent les dommages de manière très agrégée et globale, ce qui limite leur représentation de politiques ciblée, notamment d’adaptation. D’autre part, l’évaluation des dommages est sur une base monétaire, ce qui exclut ou limite la prise en compte d’effets extra-monétaires.

Plus récemment, des modèles plus précis ciblent un phénomène physique particulier. Dans le modèle IMAGE, les dommages des inondations sont pris en compte par l’utilisation de données spatialisées van Vuuren & Stehfest, n.d.Winsemius et al., 2013. Cette approche permet une plus grande granularité, même si les dommages sont toujours monétarisés. Mendelsohn et al. (2012) s’intéresse aux effets du changement climatique sur les dommages issus des cyclones tropicaux. Deux limitations sont mentionnées dans l’article : le manque de décomposition par cause (vent, précipitation, marée cyclonique) et l’absence de modélisation de politiques d’adaptation.

Questions de recherche¶

La question centrale de cette thèse est quelles mesures actuelles permettent de limiter les impacts des cyclones dans le futur ?

Elle se décompose en deux grandes catégories de questions. D’une part, des questions opérationnelles, qui justifient l’usage d’un modèle et de techniques de prospective. Celles-ci répondent directement à la question centrale :

• Quelle est la distribution spatiale des dommages ?

• Peut-on, par des mesures d’aménagement, modifier la distribution de ces impacts ?

• Quels sont les choix d’aménagement disponibles ?

D’autre part, des questions épistémiques sur l’intérêt de ce type de modélisation. On évalue là la pertinence du couplage modèle de prospective - analyse spatiale pour répondre à des questions d’aménagement de long terme. \

• Cette technique permet-elle d’évaluer les dommages de manière plus globale, notamment en prenant en compte des dommages non monétaires (notamment naturels) ?

• Arrive-t-on à prendre en compte l’effet de phénomènes extrêmes, et notamment localisés dans le temps et dans l’espace ?

• Peut-on rendre compte de dommages non monétaires ?

• Comment associer des données qualitatives et quantitatives ?

Méthodologie¶

On simule l’effet du passage d’un cyclone sur une île des petites Antilles. On peut décomposer cette approche en quatre phases principales. D’abord, on crée une représentation de l’île avec des données choisies, avec un maillage dense. On définit des fonctions de dommage, c’est-à-dire l’effet du passage du cyclone et de ses composantes (vent, vague, précipitation) sur les données choisies (destruction de l’habitat, changement d’usage). On réalise des simulations du passage de cyclones à l’aide de cyclones synthétiques, et on évalue le niveau de dommage. On peut renouveler la simulation en faisant varier la représentation initiale de l’île, c’est-à-dire en faisant des choix d’aménagement différents. Une version simplifiée du modèle, tel qu’il est envisagé aujourd’hui, est disponible en figure fig-modele.

Choix des données et représentations¶

On utilise des données spatialisées variées pour représenter les enjeux du territoire choisi.

Quatre grands types de données sont associés : topographie (élévation , pente, bathymétrie Institut Géographique National, 2025) ; cyclones synthétiques (précipitation, vents, marée cyclonique Bloemendaal et al., 2022Bloemendaal et al., 2023); aménagement (usages des sols Zanaga et al., 2022, routes, bâtis OSM); et socio-économiques (densité de population, taux de pauvreté INSEE, 2021).

Le niveau de granularité n’est pas encore défini ; il devrait être de l’ordre de la dizaine de mètres ou de la centaine de mètres. Pour comparaison, les données de Filosofi sont disponibles à 200m; les données de couverture du sol à 10m; de topographie à 30m.

Modélisation des fonctions de dommage¶

On modélise les fonctions de dommage, c’est-à-dire qu’on définit la relation entre le passage d’un cyclone et les autres variables. En d’autres termes, on écrit une fonction mathématique qui donne les impacts à partir du cyclone. Cette représentation se fait de deux manières. D’une part, on se base sur la revue de littérature pour mobiliser des fonctions de dommage existantes et les adapter aux données spatiales. D’autre part, des entretiens permettent d’inclure des données qualitatives dans les fonctions de dommage.

Simulation et itération¶

On simule le passage d’un cyclone et on observe les évolutions de nos variables. On recommence les opérations 1 à 3 avec différentes options d’aménagement pour les comparer.

Références¶