HYDROLOGIE

L'évapotranspiration

L'évapotranspiration est la somme de la transpiration du couvert végétal (à travers les stomates des plantes) et de l' évaporation des sols et des surfaces d'eau libre. On désigne comme évapotranspiration réelle (ETR) la valeur de ce flux à un instant donné ou de sa moyenne sur une période donnée, pour une station donnée. Lorsque la disponibilité en eau n'est pas limitative, ce flux tend vers une limite appelée évapotranspiration potentielle (ETP). Ce dernier concept, essentiellement théorique, caractérise une certaine demande en eau exercée par le milieu.

Bien que le terme d'évapotranspiration réelle soit toujours très important dans le bilan en eau, il est souvent traité cavalièrement, sans doute en raison des difficultés liées à son estimation. Il n'est en effet pas possible de le mesurer directement.

L'évaluation de l'évapotranspiration d'une surface passe par l'évaluation de son bilan d'énergie. Une surface reçoit du Soleil et de l'atmosphère des radiations de diverses longueurs d'onde, dont une partie est réfléchie. Elle-même émet de l'énergie sous forme radiative selon sa température. Le solde radiatif modifie la température de la surface émissive, alimente un flux de chaleur sensible vers le sol et vers l'atmosphère et fournit la chaleur latente nécessaire aux processus d'évapotranspiration (on sait en effet que l'évaporation d'un gramme d'eau nécessite de l'ordre de 2 500 joules à la température ambiante). La chaleur sensible et la vapeur d'eau sont évacuées dans l'atmosphère de façons similaires, selon un processus de diffusion turbulente. Les limites du processus évaporatoire sont donc liées à la disponibilité en eau et en énergie et aux capacités d'évacuation de la vapeur d'eau dans l'atmosphère.

L'établissement du bilan énergétique permettant d'accéder à l'évapotranspiration ne pose pas de problèmes trop délicats, en particulier pour des durées de l'ordre de l'heure, pour lesquelles on peut raisonnablement postuler des conditions stationnaires, à condition de disposer des données nécessaires qui sont, hélas ! nombreuses et souvent délicates et/ou coûteuses à recueillir. Il s'agit essentiellement des éléments du bilan radiatif et des profils dans l'atmosphère, au voisinage de la surface étudiée, de la température, de l'humidité et de la vitesse du vent. C'est sur ces solides bases physiques qu'ont pu être établies certaines formules, comme la célèbre formule de Penman, qui permet d'estimer l'ETP journalière, dont les deux termes de rayonnement et d'advection sont naturellement reliés aux deux moteurs du processus évapotranspiratoire.

D'autres formules se contentent de données plus rustiques, comme celle des évaporomètres sous abri (évaporomètre Piche), des bacs d'évaporation ou de la mesure de la durée d'insolation, mais elles exigent le calage de coefficients qui sont finalement des coefficients de régression dont la signification physique est incertaine. Des centaines de telles formules existent. Leur intérêt pratique est indéniable, mais elles doivent être utilisées avec précaution sans oublier ni les hypothèses, parfois fort restrictives, qui les sous-tendent, ni le contexte géoclimatique parfois fort limité dans lequel elles ont été établies. Ces précautions sont souvent oubliées : la formule de Thornthwaite, qui estime fort correctement l'ETP mensuelle à partir de la température de l'air et de la durée d'insolation pour un gazon anglais, a connu une brillante carrière sous tous les climats !