Chaque été, les cartes de « sécheresse des sols » de Météo-France circulent largement : de grandes taches brunes sur la France, des commentaires alarmés, parfois des raccourcis. Derrière ces cartes se cachent deux indices, le SWI et le SSWI, souvent confondus alors qu’ils ne répondent pas du tout à la même question.
Ce billet propose deux niveaux de lecture : un premier accessible à tous, un second plus technique pour celles et ceux qui manipulent les données. Puis on regarde à quoi ces indices servent concrètement — et surtout où s’arrête ce qu’ils peuvent dire.
Niveau 1 — L’éponge et la jauge
Le sol est une éponge
Imaginez le sol comme une éponge posée dans un évier.
- Vous la trempez, puis vous la laissez s’égoutter : ce qui reste dedans, c’est ce qu’on appelle la capacité au champ. L’éponge est « pleine » au sens utile du terme.
- Vous la pressez de plus en plus fort : à un moment, il reste bien un peu d’eau, mais plus personne ne peut l’extraire. Pour une plante, ce seuil s’appelle le point de flétrissement. En dessous, elle a beau tirer sur ses racines, elle n’obtient plus rien et elle se fane.
Entre ces deux bornes se trouve l’eau réellement disponible pour la végétation : ce que les agronomes appellent la réserve utile.
Le SWI : une jauge de carburant
Le SWI (Soil Wetness Index, indice d’humidité des sols) est simplement la jauge de remplissage de cette réserve utile :
- SWI = 1 → le sol est plein, à la capacité au champ ;
- SWI = 0 → le sol est vide au sens des plantes, au point de flétrissement ;
- SWI = 0,4 → il reste 40 % de la réserve utile.
Son grand intérêt : c’est un pourcentage, pas une quantité. On peut donc comparer une argile lourde du Lauragais et un sol caillouteux des Corbières sur la même échelle, alors qu’ils ne stockent pas du tout le même nombre de millimètres d’eau. (On verra plus loin que c’est aussi sa principale faiblesse.)
Le SSWI : « est-ce que c’est normal ? »
Le SWI vous dit où en est la jauge. Il ne vous dit pas si c’est inhabituel.
Un SWI de 0,15 en août dans les Corbières, c’est la routine : les sols méditerranéens sont secs tous les étés, c’est le climat. Le même 0,15 en février serait un signal fort.
C’est exactement à cela que sert le SSWI (Standardized Soil Wetness Index, indice d’humidité des sols standardisé). Il compare la valeur du jour à l’historique du même lieu, à la même période de l’année, et la traduit en un score centré sur zéro :
| SSWI | Lecture |
|---|---|
| 0 | Situation médiane, banale pour la saison |
| −1 | Sec : environ une année sur six est aussi sèche ou pire |
| −1,5 | Très sec : environ une année sur quinze |
| −2 | Extrêmement sec : environ une année sur quarante |
| +1, +2 | Symétrique, côté humide |
L’analogie la plus parlante : le SWI est le thermomètre, le SSWI est l’écart à la normale. 12 °C, c’est une information ; « 12 °C, soit 6 °C au-dessus de la normale saisonnière », c’en est une autre.
En une phrase
SWI = combien il reste d’eau utile. SSWI = est-ce anormal pour ici, à cette date.
Niveau 2 — Sous le capot
D’où viennent ces chiffres ?
Ni le SWI ni le SSWI ne sont mesurés. Ils sont calculés par la chaîne de modélisation SIM2 de Météo-France, qui enchaîne trois briques :
- SAFRAN : analyse météorologique horaire (précipitations, température, rayonnement, vent, humidité) sur une grille d’environ 8 km, par zones climatiquement homogènes ;
- ISBA : le schéma de surface qui simule les échanges sol–végétation–atmosphère, l’évapotranspiration, la neige, le drainage et les réservoirs d’eau du sol ;
- MODCOU : le module hydrogéologique (écoulements, aquifères).
Le SWI est une sortie d’ISBA. La réanalyse remonte à 1958, ce qui permet de construire une climatologie robuste — condition nécessaire au calcul du SSWI.
La définition formelle du SWI
SWI = (w − w_flétrissement) / (w_capacité au champ − w_flétrissement)
où w est le contenu en eau de la couche considérée, les deux bornes étant dérivées des propriétés texturales du sol de la maille. Le dénominateur n’est autre que la réserve utile.
Trois conséquences qu’on oublie souvent :
- Le SWI peut dépasser 1. Après un épisode intense, le sol est transitoirement au-dessus de la capacité au champ, le temps que le drainage évacue l’excédent.
- Le SWI peut être négatif. L’évaporation du sol nu, elle, continue en dessous du point de flétrissement : le modèle autorise des valeurs sous 0.
- Ce n’est pas une teneur en eau. Un SWI de 0 ne signifie pas « sol sec » au sens physique : il reste de l’eau, simplement liée trop fortement pour être extraite par les racines.
Quelle couche ? Une question qui compte
Météo-France diffuse plusieurs déclinaisons, dont le SWI superficiel (quelques centimètres, très réactif, pertinent pour les levées, la battance, le ruissellement) et le SWI racinaire, le plus utilisé, qui intègre l’ensemble de la zone d’enracinement.
Point crucial : la profondeur de la couche racinaire n’est pas constante. Elle est attribuée par maille selon le couvert végétal (base ECOCLIMAP) et varie typiquement de quelques décimètres à deux mètres ou plus. Deux mailles voisines peuvent donc afficher le même SWI en intégrant des volumes de sol très différents. Un SWI uniformisé sur une profondeur fixe existe précisément pour contourner ce problème lorsqu’on veut comparer des mailles entre elles.
La fabrication du SSWI
Le SSWI est obtenu par transformation quantile–quantile vers la loi normale, dans le même esprit que le SPI pour les précipitations :
- pour chaque maille et chaque pas de temps calendaire (décade, mois…), on constitue l’échantillon des SWI observés sur la période de référence ;
- on estime la fonction de répartition empirique F de cet échantillon ;
- on calcule la probabilité de non-dépassement de la valeur du jour, puis on la reprojette sur une loi normale centrée réduite : SSWI = Φ⁻¹( F(SWI) ).
Le SSWI est donc, par construction, un rang climatologique déguisé en écart-type. Un SSWI de −2 correspond au quantile 2,3 % ; −1,5 au quantile 6,7 % ; −1 au quantile 15,9 %.
Situer le SWI/SSWI parmi les autres indices
| Indice | Variable d’entrée | Ce qu’il capte |
|---|---|---|
| SPI | Précipitations | Sécheresse météorologique |
| SPEI | P − ETP | Idem + effet de la demande évaporative |
| SSWI | Humidité du sol simulée | Sécheresse agricole / édaphique |
| Débits, piézométrie | Observations | Sécheresse hydrologique |
L’intérêt propre du SWI est qu’il intègre l’ensemble du bilan hydrique : pluie, neige et sa fonte, évapotranspiration réelle modulée par la végétation, ruissellement, drainage. Le sol agit comme un filtre passe-bas doté de mémoire : une semaine de pluie ne le remet pas à zéro, et un déficit de printemps se traduit encore en juillet. C’est cette mémoire qui fait sa valeur — et qui interdit de le lire comme un indicateur instantané.
À quoi ça sert concrètement
Le suivi opérationnel de la sécheresse. Le SSWI alimente les cartes de sécheresse des sols et le Bulletin de situation hydrologique. Dans les comités ressource en eau préfectoraux, il apporte la brique « sol » à côté des débits et des niveaux de nappes, avec un temps d’avance : le sol s’assèche avant que les rivières ne baissent.
L’agriculture et l’assurance récolte. Le système ISOP, adossé à SIM, estime la production des prairies à partir du bilan hydrique simulé. C’est un cas rare où un indice modélisé a une portée financière directe : il sert à objectiver les pertes fourragères sur des surfaces où aucune mesure de rendement n’existe.
La recharge hivernale. Tant que le SWI est loin de 1, la pluie sert d’abord à remplir le sol : très peu part vers les nappes. Le passage du SWI au voisinage de 1 marque le début effectif de la recharge. Suivre cette date, année après année, est bien plus informatif que de cumuler les millimètres tombés. Un automne pluvieux sur des sols vidés peut ne produire aucune recharge.
Le risque d’incendie. L’indice forêt-météo repose sur des variables atmosphériques, mais l’état hydrique profond conditionne la teneur en eau des combustibles vivants et la capacité de la végétation à résister. Dans les Corbières, les épisodes de feux de grande ampleur s’inscrivent systématiquement sur des sols dont le SSWI était très négatif depuis plusieurs mois — signal de fond, pas déclencheur.
L’analyse climatique. Parce que la série remonte à 1958, on peut hiérarchiser les grandes sécheresses (2003, 2011, 2022, 2023…), documenter la tendance à l’assèchement estival — à condition de travailler sur les contenus en eau simulés et non sur le SSWI, pour les raisons exposées plus bas — et confronter ces observations aux projections issues des portails DRIAS. C’est aussi un support de communication efficace : une carte de SSWI se lit sans formation préalable.
Les limites : ce que ces indices ne disent pas
C’est la partie la plus importante. La plupart des mésusages viennent d’une sur-interprétation de bonne foi.
1. Le SWI n’est pas une quantité d’eau
Deux sols à SWI = 0,25 ne sont pas dans le même état opérationnel :
| Réserve utile | Eau restante à SWI 0,25 | |
|---|---|---|
| Argilo-limoneux profond | 140 mm | 35 mm |
| Sol caillouteux superficiel | 60 mm | 15 mm |
Même indice, autonomie très différente : quelques jours de battement d’un côté, quelques heures de l’autre. Le SWI normalise, donc il efface la capacité de tampon. Pour un raisonnement d’irrigation ou de stress hydrique réel, il faut revenir à la lame d’eau disponible en millimètres, que SIM2 fournit également.
2. La maille de 8 km n’est pas une parcelle
Une maille SIM2 moyenne des sols, des pentes, des expositions et des couverts hétérogènes. Sur un relief comme les Corbières — rendzines minces sur calcaire, terrasses, versants nord et sud dans la même maille — l’écart entre la valeur de grille et la réalité d’une parcelle peut être considérable. Le SWI est un indicateur de territoire, pas un outil de pilotage à la parcelle.
3. Le modèle ne voit pas les réserves profondes
ISBA représente une couche racinaire d’épaisseur finie. Une vigne dont le système racinaire explore les fissures d’un calcaire fracturé, ou un chêne vert puisant dans un karst, s’alimentent en partie hors du domaine simulé. D’où des situations où le SWI est proche de 0 alors que la végétation ne montre aucun signe de stress. Ce n’est pas une erreur du modèle : c’est une question hors de son périmètre.
4. C’est une simulation, pas une mesure
Toute erreur de la météorologie d’entrée se propage : sous-estimation des cumuls convectifs méditerranéens très localisés, incertitude sur la neige en montagne, densité inégale du réseau pluviométrique. La validation s’appuie sur un réseau d’observation de l’humidité des sols limité en nombre de stations. Un SWI reste une estimation, avec une incertitude rarement affichée sur les cartes.
5. Le SSWI dépend de sa période de référence
C’est le piège le plus sournois. Si la période de référence englobe des décennies déjà marquées par l’assèchement, alors un SSWI « normal » aujourd’hui correspond à un sol plus sec qu’un SSWI normal des années 1960. La standardisation absorbe une partie de la tendance et la rend invisible.
Conséquence pratique : ne jamais publier un SSWI sans mentionner sa période de référence, et ne pas comparer des cartes produites avec des références différentes. Surtout, le SSWI est fait pour dire où l’on en est aujourd’hui, pas pour raconter une évolution : une série de SSWI est plate par construction. Pour parler de tendance, il faut revenir à la variable physique — le contenu en eau de la couche racinaire, exprimé en millimètres, qui est homogène dans le temps pour une maille donnée.
6. Aux extrêmes, l’indice sature
En été méditerranéen, le SWI plafonne près de 0 presque chaque année : la distribution est très resserrée. La standardisation amplifie alors des écarts physiquement insignifiants — quelques millimètres suffisent à faire basculer le SSWI d’une classe. Symétriquement, en sol saturé l’hiver, l’indice ne discrimine plus rien. Un SSWI très négatif au cœur de l’été dans l’Aude doit donc être commenté avec prudence : il peut être statistiquement spectaculaire et agronomiquement marginal, parce que le sol était de toute façon déjà vide. En climat méditerranéen, l’information utile ne réside pas dans la profondeur du minimum estival, mais dans la date à laquelle le sol s’est vidé et la durée pendant laquelle il l’est resté.
7. Un SSWI de −2 n’est pas « deux fois pire » qu’un −1
Le SSWI est une échelle de rareté, pas d’intensité d’impact. Passer de −1 à −2, c’est passer d’une année sur six à une année sur quarante ; ce n’est pas doubler la sévérité pour les cultures ou les écosystèmes.
8. Le calendrier prime sur la valeur
Un SSWI de −2 en novembre, avant les semis et avant la recharge, n’a pas la même portée qu’un −2 en mai en pleine montaison. L’impact dépend de la coïncidence entre le déficit et la phénologie, que l’indice ignore totalement.
9. Sol ≠ nappe ≠ rivière
Trois compartiments, trois temporalités. Des sols réhumectés en novembre ne signifient pas des nappes rechargées : la recharge ne commence qu’après. Inversement, des sols secs en juin ne disent rien de l’état d’un aquifère karstique. Confondre sécheresse des sols et sécheresse hydrologique est l’erreur de communication la plus fréquente.
10. Attention aux changements de version
Le passage de SIM à SIM2 s’est accompagné d’une refonte de la réanalyse des précipitations. Les séries ne sont pas strictement homogènes entre versions. Pour toute analyse de tendance, travailler sur une réanalyse unique et cohérente.
Formulations : à éviter / à préférer
| ❌ À éviter | ✅ À préférer |
|---|---|
| « Les sols sont à 20 % d’humidité » | « La réserve utile est remplie à environ 20 % » |
| « Sécheresse record en France » | « SSWI décadaire parmi les plus bas depuis 1958 sur telle zone » |
| « Les nappes sont au plus bas, le SWI le montre » | « Les sols sont très secs ; l’état des nappes s’évalue par la piézométrie » |
| « SSWI normal, donc pas de problème » | « SSWI proche de la médiane de la période de référence 19xx–20xx » |
| « Le SWI dit que la vigne est en stress » | « Le SWI de maille est bas ; le stress réel dépend de l’enracinement et du sol de la parcelle » |
| « Deux fois plus sec qu’en 2011 » | « Plus rare qu’en 2011 : quantile x % contre y % » |
En résumé
- Le SWI mesure le taux de remplissage de la réserve utile : de 0 (point de flétrissement) à 1 (capacité au champ).
- Le SSWI replace cette valeur dans l’histoire climatique locale et la traduit en score standardisé : il dit rare, pas grave.
- Ce sont des produits de modèle sur grille de 8 km, pas des mesures, et pas des outils parcellaires.
- Leur force est la mémoire du bilan hydrique ; leur faiblesse est la saturation aux extrêmes et la dépendance à la période de référence. Ce sont des indicateurs de situation, pas des indicateurs de tendance.
- Bien employés, ils constituent le meilleur signal précoce disponible sur la sécheresse agricole. Mal employés, ils font dire à une carte brune bien plus qu’elle ne contient.
Les données de la réanalyse SIM2 sont diffusées en accès libre par Météo-France, à la maille de 8 km et au pas de temps quotidien depuis 1958 : chacun peut donc refaire ces calculs pour son propre territoire.
La bonne question n’est jamais « le SWI est-il bas ? », mais « bas par rapport à quoi, sur quelle profondeur, et pour quel usage ? ».