Cela a été l’une des années les plus humides en Californie depuis le début des relevés. D’octobre 2022 à mars 2023, l’État a été ravagé par 31 rivières atmosphériques – des bandes colossales de vapeur d’eau qui se forment au-dessus du Pacifique et deviennent des lances à incendie lorsqu’elles atteignent la côte ouest. Ce qui a surpris les climatologues n’était pas le nombre de tempêtes, mais leur force et leur fréquence. Les averses ont secoué un système d’approvisionnement en eau qui venait de connaître les trois années les plus sèches de l’histoire de l’État, provoquant des inondations, des évacuations massives et au moins 22 morts.
L’oscillation entre des extrêmes humides et secs est typique de la Californie, mais les pluies de l’hiver dernier, potentiellement intensifiées par le changement climatique, ont été presque ingérables. Ajoutez à cela l’arrivée d’El Niño, et des conditions météorologiques plus extrêmes semblent probables pour l’État. Cela va rendre la vie très difficile aux exploitants de barrages chargés de capter et de contrôler une grande partie de l’eau de l’État.
Comme la plupart des 58 700 grands barrages du monde, ceux de Californie ont été construits pour répondre aux conditions climatiques plus stables d’hier. Mais alors que le changement climatique met à rude épreuve les systèmes hydriques de la planète – affectant les précipitations, la fonte des neiges et l’évaporation – il devient difficile de prédire la quantité d’eau qui atteindra un barrage et à quel moment. Les barrages sont de plus en plus soit privés d’eau, incapables de maintenir l’approvisionnement en électricité et en eau pour leurs communautés, soit submergés et obligés de libérer plus d’eau que souhaité, risquant ainsi d’être inondés en aval.
Mais sur un grand barrage du nord de la Californie, les exploitants ont démontré non seulement comment résister à ces tempêtes intenses et irrégulières, mais aussi comment en tirer parti. Les équipes de direction du New Bullards Bar, construit en 1970, sont arrivées l’hiver dernier équipées de nouveaux outils de prévision qui ont donné un aperçu sans précédent de l’ampleur et de la force des tempêtes à venir, leur permettant ainsi d’élaborer une stratégie pour gérer la pluie.
Premièrement, ils laissent les pluies remplir leur réservoir, une démarche typique après une longue sécheresse. Puis, alors que de nouvelles tempêtes se formaient en mer, ils ont fait le choix difficile de libérer une partie de ce précieux trésor via leurs turbines hydroélectriques, convaincus que de nouvelles pluies allaient arriver. « Au début, je me sentais un peu nerveux », explique John James, directeur de la planification des ressources à la Yuba Water Agency, en Californie du Nord. De nouvelles averses ont rapidement validé le mouvement. Le nouveau Bullards Bar a terminé l’hiver avec des réserves d’eau rechargées, une augmentation de 150 % de la production d’électricité et un bilan de sécurité impeccable. La stratégie offre un aperçu de la manière dont une meilleure prévision peut permettre à l’hydroélectricité de s’adapter au changement climatique.
Les études de modélisation suggèrent depuis longtemps que de meilleures prévisions météorologiques seraient d’une valeur inestimable pour les gestionnaires de barrages. Cela se confirme désormais dans la vraie vie. New Bullards Bar fait partie d’une demi-douzaine de sites pilotes qui s’associent au Corps des ingénieurs de l’armée américaine pour tester comment des prévisions de pointe peuvent être utilisées pour optimiser les opérations dans le monde réel. Les premiers tests de ces méthodes, appelés opérations de réservoir basées sur les prévisions, ont donné aux opérateurs la confiance nécessaire pour conserver des marges de réserve de 5 à 20 pour cent au-delà de la capacité typique de leurs réservoirs, explique Cary Talbot, qui dirige l’initiative pour le corps d’armée.
Pour Talbot, FIRO pourrait signifier un changement de paradigme dans la façon dont le Corps et d’autres gèrent les barrages. Historiquement, les exploitants de barrages sous l’égide du Corps d’armée devaient ignorer les prévisions météorologiques et réagir uniquement à la pluie et à la neige déjà présentes au sol. Cette règle remonte aux caprices notoires des prévisions traditionnelles : si un opérateur prend un mauvais pari sur un événement météorologique prévu, les résultats peuvent être dangereux. Mais dans la pratique, cela oblige les opérateurs à réagir plus tard que leur instinct ne le leur demande, explique Riley Post, chercheur à l’Université de l’Iowa qui a passé plus d’une décennie en tant qu’ingénieur hydraulique pour le Corps. On pourrait, par exemple, s’attendre à ce qu’ils retiennent l’eau dans un réservoir presque plein, même à l’approche de fortes pluies.
Toutefois, les développements récents ont renforcé la fiabilité des prévisions, en particulier pour les rivières atmosphériques de la côte ouest. Les avancées en matière de puissance de calcul ont permis une modélisation du climat et de la météo toujours plus musclée. Pour injecter des données dans ces modèles, les scientifiques dirigés par la Scripps Institution of Oceanography ont lancé depuis 2016 des vols de reconnaissance au-dessus des rivières atmosphériques d’intérêt, où ils ont largué des dizaines de dropsondes, des packs de capteurs en forme de canettes Pringles. Le résultat est un profil détaillé de la force, de la taille et des intentions d’une tempête, qui peut ensuite être intégré à FIRO.
Ces rapports ne sont pas clairvoyants ; toutes les prévisions météorologiques impliquent une mesure d’incertitude. Mais un exploitant de barrage ayant une confiance accrue dans le moment, le lieu et la quantité d’eau qui frappera son bassin versant peut adopter une approche plus « chirurgicale » pour retenir ou libérer l’eau, explique Post.
Et s’ils savent de combien de temps ils disposent, ils peuvent également tirer le meilleur parti de l’eau dont ils disposent. Prenez le barrage du Prado, une installation datant de 1941 qui a été construite pour protéger le comté d’Orange des inondations, mais qui peut également distribuer de l’eau à 25 stations de recharge des eaux souterraines. L’hiver dernier, les prévisions annonçaient un défilé de tempêtes bien espacées. Les opérateurs ont donc envoyé l’eau du barrage vers le stockage à une cadence optimale, lui laissant le temps de s’imprégner du paysage. Adam Hutchinson du district des eaux du comté d’Orange, qui gère le système de recharge des eaux souterraines, a déclaré publiquement en juillet que ces actions avaient donné une impulsion « exceptionnelle » aux approvisionnements en eau pour « ces années sèches que nous savons approcher ».