ETP et ETR : pourquoi un sol sec amplifie la chaleur

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L’essentiel en une minute

L’ETP, évapotranspiration potentielle, mesure ce que l’atmosphère pourrait prélever si l’eau ne manquait pas. Dans SAFRAN, elle est calculée par Penman–Monteith pour une surface de référence : un gazon hypothétique de 12 cm, vert, uniforme et bien alimenté en eau, mais non noyé. Autrement dit, l’eau y est disponible sans limitation pour l’évapotranspiration.

L’ETR, évapotranspiration réelle, estime au contraire ce que le sol et les plantes parviennent effectivement à fournir. Par temps chaud, sec, ensoleillé et venteux, l’ETP peut être forte. Si le sol est desséché, l’ETR reste faible : la demande existe, mais le réservoir ne peut plus y répondre. L’écart ETP–ETR est donc un signal de stress hydrique, pas une contradiction.

Comparaison sous une même masse d’air d’un lac peu profond, d’un gazon de référence de 12 centimètres, d’une forêt moyenne, d’une forêt très desséchée et d’un sol désertique, avec des coefficients k décroissantsVersion verticale pour smartphone comparant un lac peu profond, un gazon de référence, une forêt moyenne, une forêt très desséchée et un sol désertique avec leurs coefficients k
Les flèches bleues représentent les transferts d’eau vers l’air ; les flèches orange, la chaleur sensible. Coefficients de scénario construits à partir de FAO-56, tableau 12, du chapitre sur le stress hydrique et du chapitre sur les sols nus. Ces valeurs illustrent le mécanisme ; elles ne sont pas universelles.

On peut résumer cette comparaison par ETR = k × ETP. Sous une même masse d’air, l’ETP de référence est identique, mais le coefficient effectif k change avec la surface et l’eau disponible. FAO-56 propose par exemple k = 1,05 pour une eau libre peu profonde et, par définition, k = 1 pour le gazon de référence. Dans le cas du lac, le terme ETR désigne simplement ici l’évaporation réelle, puisqu’il n’y a pas de transpiration végétale.

Le scénario forestier moyen utilise k ≈ 0,7 : l’ETR reste soutenue, mais inférieure à la demande de référence. Pour la forêt très desséchée, k ≈ 0,2 représente un couvert comparable soumis à un fort coefficient de stress hydrique. Enfin, un sol nu resté longtemps sans pluie peut tendre vers k = 0.

Ce dessin indique un gradient qualitatif, pas des valeurs universelles. Pour les arbres en particulier, l’ETR dépend de l’essence, de la densité et de la hauteur du couvert, de la profondeur des racines, de l’état du feuillage, des pluies récentes et de l’histoire du stress hydrique. Certains conifères bien alimentés peuvent même approcher k = 1. Une forêt ayant conservé de l’eau en profondeur peut donc continuer à transpirer alors qu’une autre, sous la même atmosphère, ferme déjà fortement ses stomates.

ETP : la demande de l’atmosphère

Dans SIM, l’ETP combine notamment rayonnement, température, humidité et vent pour exprimer une demande évaporative en millimètres d’eau. La référence normalisée — gazon de 12 cm, résistance de surface de 70 s/m et albédo de 0,23 — permet de comparer les jours et les régions sans changer de végétation à chaque calcul.

Une ETP de 6 mm ne signifie donc pas que 6 mm ont réellement quitté le sol. Elle signifie que les conditions atmosphériques permettraient un transfert de cet ordre si l’eau et la végétation n’étaient pas limitantes.

ETR : ce qui repart réellement vers l’air

Le champ EVAP de SAFRAN–ISBA est une évapotranspiration totale réelle : évaporation du sol et de l’eau interceptée, plus transpiration des végétaux, selon l’état simulé du sol et de la végétation. Sur Tropical Jardin, nous l’affichons sous le nom ETR.

Quand les racines disposent encore d’eau, ETR peut suivre une grande part de l’ETP. Quand le sol approche du dessèchement, les plantes ferment leurs stomates et le sol nu évapore peu : l’ETR décroche, même sous un soleil intense.

Un cas d’école figé : l’Aude le 13 août 2026

Ces trois cartes sont conservées ici comme une photographie d’une journée passée : elles resteront consultables lorsque la carte quotidienne du site aura avancé. Cette situation n’a rien d’exceptionnel ; elle illustre au contraire très bien le cycle de l’eau d’un été méditerranéen.

Sur les 99 mailles SAFRAN du département, l’ETP s’étend d’environ 4,2 à 6,2 mm. L’ETR simulée va seulement d’environ 0,1 à 3,5 mm. Le SWI moyen est proche de 0,08 et plusieurs mailles se situent autour de zéro : les réserves sont très faibles. Dans les secteurs les plus secs, une ETP supérieure à 5 mm coexiste ainsi avec une ETR voisine de 1 mm.

Carte SAFRAN de l’évapotranspiration potentielle dans l’Aude le 13 août 2026, comprise principalement entre 4,2 et 6,2 millimètres
ETP 06–06 UTC : la demande évaporative est forte sur presque tout le département.
Carte SAFRAN de l’évapotranspiration réelle dans l’Aude le 13 août 2026, nettement plus faible que l’ETP sur une grande partie du département
ETR 06–06 UTC : la surface ne parvient à fournir qu’une partie de l’eau demandée par l’atmosphère.
Carte SAFRAN de l’indice d’humidité des sols dans l’Aude le 13 août 2026, avec des valeurs très basses sur la majeure partie du département
SWI : les faibles réserves simulées expliquent en grande partie le décrochage entre ETP et ETR.

Le rapprochement avec le SWI rend la différence intelligible. Un SWI bas signale que la réserve utile simulée est fortement entamée. ETP décrit alors la « soif » de l’atmosphère ; ETR, l’eau réellement accessible. Pour apprendre à interpréter cette carte et sa version standardisée, le SSWI, consultez aussi l’article SWI et SSWI : comprendre l’humidité des sols.

Pourquoi cela favorise la chaleur

L’énergie reçue par la surface peut notamment servir à évaporer de l’eau — chaleur latente — ou à réchauffer le sol et l’air — chaleur sensible. Tant que les sols sont humides, l’évapotranspiration consomme une partie de l’énergie sans élever directement la température de l’air.

Lorsque l’eau manque, ce refroidissement s’effondre. Une plus grande part de l’énergie disponible devient chaleur sensible, ce qui renforce la température de l’air et la demande évaporative. Les travaux de Miralles et al. sur la canicule européenne de 2003 et leur étude des méga-canicules de 2003 et 2010 décrivent ce mécanisme de rétroaction.

Un sol sec ne crée toutefois pas seul une canicule. La circulation atmosphérique, l’advection d’air chaud, l’ensoleillement et la persistance des hautes pressions restent déterminants. Le déficit d’humidité du sol agit comme un amplificateur local qui peut ajouter de la chaleur près de la surface.

Lire ensemble ETP, ETR et SWI

  • ETP forte, ETR proche de l’ETP, SWI confortable : l’eau est encore disponible et le refroidissement évaporatif fonctionne.
  • ETP forte, ETR faible, SWI bas : stress hydrique marqué et conversion accrue de l’énergie en chaleur sensible.
  • ETP faible et ETR faible : la faible évapotranspiration peut simplement venir d’un temps frais, humide ou peu lumineux.

Aucune de ces cartes ne suffit seule. Leur intérêt vient précisément de leur lecture conjointe.

Sources principales