Quand l’irrigation se retourne contre nous

Avec la croissance démographique et l’augmentation de la demande alimentaire, la surface des terres équipée pour l’irrigation a été multipliée par près de six à l'échelle mondiale depuis 1900. De nouvelles recherches, publiées dans trois articles scientifiques dirigés par la Vrije Universiteit Brussel (VUB) et l’ETH Zurich, montrent que cette expansion rapide de l’irrigation a des effets croissants sur la santé des populations, en raison d’un stress thermique humide plus intense et d’une pression accrue sur les ressources en eau. ​ Ces résultats soulignent la nécessité d’améliorer l’efficacité de l’irrigation à l’échelle mondiale, en particulier dans les régions soumises à la rareté de l’eau et à une forte demande agricole. Ils rappellent également l’importance de réduire les émissions de gaz à effet de serre afin de limiter les impacts climatiques sur la production agricole et la sécurité alimentaire.

Trois études d’envergure, dirigées par le Dr Yi Yao (Vrije Universiteit Brussel et ETH Zurich), montrent que si l’irrigation est souvent perçue comme un moyen d’atténuer les extrêmes de chaleur sur l’agriculture, ses bénéfices s’accompagnent d’effets négatifs importants.

Dans une première étude publiée dans Nature Communications, les chercheurs ont analysé les données historiques d’irrigation sur la période 1901–2014 afin d’évaluer l’influence de son expansion sur les conditions de chaleur extrême. À l’aide de six modèles du système terrestre (Earth System models), garantissant ainsi la robustesse des résultats, ils ont constaté que l’irrigation a permis de réduire la fréquence des températures d’air très élevées — les extrêmes de « chaleur sèche » — dans les zones fortement irriguées. Cependant, en augmentant également l’humidité de l’air, l’irrigation atténue beaucoup moins le stress thermique humide (mesuré par la température à thermomètre humide). « Nous savons que pour les êtres humains la chaleur humide peut être plus dangereuse que la chaleur sèche. À température égale, le niveau d’humidité influence fortement la capacité du corps à faire face au stress thermique », explique le Dr Yi Yao, auteur principal de l’étude et chercheur à l’ETH Zurich, ayant réalisé ce travail dans le cadre de sa thèse à la VUB. « Nous montrons dans l’étude que, dans certaines régions du monde, l’irrigation a aggravé le stress thermique humide. Cela pourrait mettre en danger des millions de personnes vivant dans ces zones », ajoute-t-il.

Une deuxième étude, également publiée dans Nature Communications, s’intéresse à l’avenir et examine comment les émissions de gaz à effet de serre et les pratiques d’irrigation influenceront ensemble les risques de chaleur sèche et humide d’ici la fin de ce siècle. Les chercheurs ont mené des simulations avec un modèle du système terrestre intégrant plusieurs scénarios d’émissions et d’irrigation. Ils montrent que, si l’irrigation peut aider à modérer quelque peu les extrêmes de chaleur sèche, elle ne peut contrebalancer la tendance générale au réchauffement. « Les projections indiquent que les populations devront faire face à un nombre beaucoup plus élevé d’heures de chaleur humide extrême chaque année — dans certaines régions tropicales, plus d’un millier d’heures supplémentaires par rapport au passé. Ces conditions seront extrêmement difficiles à supporter », prévient le Prof. Wim Thiery, climatologue à la VUB et auteur senior des deux études. « L’étude montre de manière inquiétante que l’irrigation tend à amplifier les risques liés à la chaleur humide dans des régions comme l’Asie du Sud, où des vagues de chaleur potentiellement mortelles surviennent déjà année après année. Nous avons calculé dans une autre étude récente qu’environ trois quarts des enfants nés en 2020 en Inde connaîtront, au cours de leur vie, une exposition sans précédent aux vagues de chaleur si nous poursuivons notre trajectoire actuelle d’émissions », ajoute-t-il.

Dans une troisième étude, publiée dans Nature Water, l’équipe s’est penchée sur les effets de la propagation de l’irrigation à l'échelle mondiale sur les ressources en eau douce à travers le temps. « En utilisant sept modèles avancés du système terrestre dans le cadre d’un exercice de comparaison, nous avons constaté que l’expansion de l’irrigation depuis 1901 a considérablement augmenté les pertes d’eau terrestre par évapotranspiration, une perte non compensée par des hausses dans les précipitations locales », explique le Dr Yao. Autrement dit, en raison de l’expansion rapide de l’irrigation agricole, davantage d’eau s’échappe des terres qu’il n’en revient par les pluies. Ce déséquilibre a provoqué d’importantes pertes régionales en eau, notamment dans les zones agricoles clés. Dans certaines d’entre elles — notamment en Asie du Sud et dans le centre-nord de l’Amérique du Nord — les réserves d’eau terrestre ont diminué jusqu’à 500 mm entre 1901 et 2014. « Notre étude tire la sonnette d’alarme : irrigation et changement climatique épuisent les sols, les rivières et les nappes phréatiques, mettant en péril la sécurité hydrique à long terme », avertit le Dr Yao. « Ce qui est particulièrement préoccupant, c’est que les principales régions irriguées suivent déjà des trajectoires non durables. Il est urgent d’adopter des technologies économes en eau: des méthodes d’irrigation plus efficaces — comme les systèmes de goutte-à-goutte ou d’arrosage — et des cultures moins gourmandes en eau, afin d’éviter un épuisement supplémentaire des ressources en eau douce essentielles », conclut le Prof. Thiery.

Ces travaux envoient un message clair: le refroidissement de l’air par l’irrigation ne raconte qu’une partie de l’histoire. Lorsque la chaleur s’accompagne d’humidité, l’irrigation accroît en réalité les risques pour la santé humaine. La planification de l’adaptation face aux impacts croissants du changement climatique sur l’agriculture doit donc aller bien au-delà de la simple expansion de l’irrigation. Elle doit viser à améliorer son efficacité afin de limiter à la fois l’épuisement des ressources en eau et l’intensification du stress thermique. Et surtout, il est impératif de réduire dès aujourd’hui les émissions de gaz à effet de serre pour contenir les pires effets du réchauffement global.

Références

Yao, Y., Ducharne, A., Cook, B.I. et al. Impacts of irrigation expansion on moist-heat stress based on IRRMIP results. Nat Commun 16, 1045 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56356-1

Yao, Y., Satoh, Y., van Maanen, N. et al. Compounding future escalation of emissions- and irrigation-induced increases in humid-heat stress. Nat Commun 16, 9326 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-64375-1

Yao, Y. et al., Nature Water (2025), xxxx.

Contacts

Auteur principal: Dr. Yi Yao, Department of Environmental Systems Science, ETH Zurich, Zurich, Switzerland & Department of Water and Climate, Vrije Universiteit Brussel; yi.yao@vub.be.

Auteur Senior: Prof. Dr. Wim Thiery, Department of Water and Climate, Vrije Universiteit Brussel, wim.thiery@vub.be, +32 2 629 30 29. ​ ​ ​ ​

Responsable de la ​ valorisation: Dr. Marie Cavitte, Department of Water and Climate, marie.cavitte@vub.be, +32 470 19 24 15.

Koen Stein

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