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Vigilance météo
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Les inondations catastrophiques de juillet 2021

Les 13, 14 et 15 juillet 2021, des quantités de précipitations exceptionnelles sont tombées sur l'est du pays (13 et 14 surtout) et le centre du pays (15 surtout), générant des inondations catastrophiques consécutives aux crues éclair de nombreux fleuves et rivières du pays. Les dégâts sont énormes, des maisons sont complètement détruites, d'autres devront être abattues, laissant de nombreuses familles sans abri. De nombreuses personnes sont décédées dans cet épisode, ou portées disparues. 
MeteoBelgique revient sur cet épisode, et les explications de ce phénomène météorologique majeur.

Les pluies intenses et de longue durée ont causé de nombreux dégâts et des morts au centre et à l'est de notre pays.
Bruxelles fut touchée principalement le 15 juillet, avec des cumuls en 24h de près de 59 l/m² à Uccle, soit presque l'équivalent  des précipitations d'un mois entier !

Photo : Webcam MeteoBelgique de Schaerbeek
 


Bref aperçu de la catastrophe

27 personnes décédées (*) selon un bilan provisoire, samedi 17 juillet en début de soirée. D’après la RTBF, ce sont les pires inondations que notre pays n’ait jamais connues.

« Les flots ont ravagé des quartiers entiers, des maisons n’ont pas résisté au courant et se sont effondrées, des débris ont été emportés sur des kilomètres. Au-delà du matériel, le bilan humain est également dramatique. Des personnes ont été prises au piège dans leur maison, dans leur cave ou dans leur voiture alors qu’elles tentaient de fuir. Alors que l’urgence est désormais derrière nous, les témoignages qui nous parviennent sont glaçants.

« Ce samedi en début de soirée, le bilan provisoire s’élève à 27 personnes décédées. Les corps sont rassemblés à la morgue de Crisnée. Sur place, le service d’intervention psychosociale urgente est à l’œuvre. Quatre volontaires répondent aux appels qui arrivent au 1771, le numéro pour les personnes qui sont sans nouvelle de leurs proches. »

Pepinster a sûrement été l’une des communes les plus touchées par la catastrophe, avec une dizaine de maisons effondrées sous l’intensité du courant.  

Mais il y a aussi Trooz, Spa, Theux, Eupen, Aywaille, Chênée, Chaudfontaine, Rochefort, Jodoigne, Wavre, Tubize, Grez-Doiceau, Presles et j’en passe de nombreux, sans oublier des villes comme Liège ou Verviers... Rues envahies par les eaux, routes impraticables, trains à l’arrêt, coupures d’électricité, maisons inhabitables quand pas démolies ! 

C’est la première fois que la Belgique a dû faire face à une catastrophe d’une telle étendue. 

(*) : le bilan définitif fera état de 38 morts en Belgique.

Partout, les voitures ont été emportées par les flots, comme ici à Goyet, le 15 juillet 2021.
Photo : Sébastien Verachtert


Situation synoptique

Situation synoptique le 14 juillet 2021 à 12h TU (14h locales)
Source : KNMI.
  

En surface, nous avons principalement trois acteurs : une zone anticyclonique sur l’Océan, une zone anticyclonique (thermiquement un peu affaiblie) sur l’Europe centrale et orientale, et entre les deux un vaste complexe dépressionnaire à plusieurs noyaux s’étendant en moyenne de la Scandinavie à l’Italie et au Midi de la France.

En altitude, nous avons un courant zonal qui circule très loin au nord et deux vagues crêtes anticycloniques qui tendent à se rejoindre en créant une vaste aire de hautes pressions en altitude et... en enfermant en son sein une dépression (cut-off-low ou goutte froide).

Geopotentiel à 500 hPa et pression au niveau de mer, le 14 juillet à 15h
Source : Meteociel

 

En d’autres termes, la situation en surface se complexifie quelque peu par rapport à celle en altitude, mais retrouve bien des anticyclones en dessous des crêtes, et des dépressions au voisinage de la goutte froide. Le noyau dépressionnaire qui nous concerne se trouve le 13 sur la Tchéquie, évolue d’est en ouest sur l’Allemagne le 14, touche les Pays-Bas la nuit du 14 au 15 avant de repartir vers l’Allemagne. Une occlusion lui est associée, avec une intense zone de précipitations qui fait presque du surplace sur l’est et le centre de la Belgique.

Quantité d'eau potentiellement précipitable (12h) et geopotentiel à 500hPa, le 15 juillet 2021
Source : IRM/ECMWF

La zone de pluie en question nous arrive d’abord du sud-est et touche la Gaume aux petites heures du 13 juillet. Elle se propage ensuite sur une grosse moitié sud-est du pays avec un déplacement qui tend de plus en plus à devenir est –> ouest, puis nord-est –> sud-ouest (dès le 14 juillet). À partir de ce moment, les précipitations s’organisent de plus en plus en une grosse ligne (comme on peut le voir sur l’image ci-dessus) avec un déplacement dit longitudinal, ce qui signifie que les flux deviennent parallèles à la perturbation, celle-ci ne se déplaçant plus dans son ensemble mais les nuages en son sein se déplaçant dans le sens de la longueur de ladite perturbation, et affectant ainsi durablement les mêmes régions. Une telle zone de pluie (ici une occlusion) qui fait du surplace avec un déplacement longitudinal en son sein est typique des situations de blocage. 

Au sud-est du pays, le temps reste constamment couvert pendant trois jours consécutifs, avec des nimbostratus pluvieux dans lesquels se dissimulent des cumulonimbus enclavés, donnant alors des pluies plus fortes tombant sous forme d’averses. Les fractus sont bas et s’accrochent souvent aux pentes des vallées. Les températures maximales, le 13 juillet, atteignent 15 à 18°C en Ardenne et encore 19 à 21°C sur l’est et le centre des plaines. Les 14 et 15 juillet, ces maxima atteignant le plus souvent 15 à 17°C tant en plaine que sur les hauteurs.

Le nord-ouest du pays est grandement épargné. Le 13 juillet commence sous un ciel couvert, mais ensuite on observe des éclaircies entre les bancs d’altocumulus et les cirrus parfois épais. Le 14 juillet, le ciel redevient couvert avec stratocumulus, et nimbostratus (faiblement) pluvieux l’après-midi. Le 15 juillet, les larges éclaircies du littoral contrastent fortement avec le temps sur le restant du pays. Vers la mi-journée, le ciel y redevient très nuageux avec cumulus fractus évoluant en stratocumulus par la suite. Les températures, plus clémentes, montent parfois jusqu’à 21°C les 13 et les 15 juillet, alors que le 14 juillet, l’ouest partage la fraîcheur avec le restant du pays.

Comme déjà mentionné plus haut, il est rare qu’un phénomène pluvieux, même de grande ampleur, couvre la totalité du pays. Même la situation catastrophique de ces derniers jours n’a pas réussi à le faire.


Les inondations et les records pluviométriques

L’approche des records pluviométriques est autre que celle des records thermométriques. Si un record de chaleur est battu à Uccle (Bruxelles), il y a de grandes chances qu’il soit aussi battu (ou du moins approché ou égalé) à Anvers, Liège, Charleroi ou Gand. Si un record est pulvérisé à Uccle (comme le 25 juillet 2019), il le sera aussi ailleurs dans le pays. Pour les records de froid, c’est déjà différent : lors d’une nuit radiative, un record de froid peut apparaître quelque part dans le pays sans qu’on puisse parler d’une vague de froid généralisée. Le record de froid de Chièvres, de –21,4 °C le 14 janvier 1982, s’est produit au cours d’un hiver qui, dans la plupart des régions en Belgique, n’a pas laissé de trace spécifique dans les annales climatologiques.

Les records de précipitations ressemblent plus aux records de froid qu’aux records de chaleur. Il faut faire la distinction entre les records ponctuels (souvent liés à des orages) et les records concernant des zones plus étendues. Et là encore, contrairement aux phénomènes thermiques, il est rare qu’un phénomène pluviométrique de grande ampleur concerne tout le territoire belge en même temps.

La définition de l’amplitude d’un phénomène pluvieux n’est pas toujours simple non plus. Prenons une station X dont le record de pluie en 1 jour est de 110 mm au cours d’un violent orage. À un autre moment, cette station recueille entre 50 et 70 mm pendant 3 jours consécutifs pour un total de 190 mm. Aucun record n’est battu, mais le risque d’inondation est bien plus fort dans le deuxième cas que dans le premier.

L’étendue du phénomène est aussi d’une importance primordiale. S’il tombe par exemple près de 50 mm d’eau dans un grand nombre de stations sur une vaste portion de notre territoire, un grand nombre d’affluents seront concernés par des crues, ce qui fait que le risque que le fleuve principal déborde aussi est très grand. Si en plus, ces 50 mm se répètent, à peu près dans la même zone, pendant 3 jours consécutifs avec, ici et là, des précipitations records en plus, on est clairement devant un phénomène d’ampleur catastrophique. C’est ce qui vient de se produire.

Enfin, pour ne pas simplifier les choses, ce ne sont pas les localités avec les pluviomètres les plus remplis qui sont les plus inondées. En général, il faut surtout regarder ce qui se passe en amont pour juger de l’ampleur d’une inondation.

Peut-on dire que la pluviosité que nous venons de vivre est véritablement un record ?

Regardons les chiffres. Parmi les plus fortes précipitations en Belgique en 24 heures, nous avons :

242,0 mm à Herbesthael (24/06/1953)
200 mm (valeur estimée) ) à Louvain (14/05/1906)
165,0 mm à Butgenbach (27/10/1935)
156,0 mm à Botrange (07/10/1982)
155,4 mm à Middelkerke (11/06/1905)
146,3 mm à Wijnegem (13/09/1998)
143,7 mm à Grammont (22/09/1947)
140,7 mm à Moerbeke (22/06/1951)
140,3 mm à Viersel (13/09/1998)

Les chiffres très élevées du haut de la liste sont liées à ces phénomènes orageux ponctuels (2 orages à Herbesthael, 1 orage à Louvain). Les chiffres plus bas dans le liste de Wijnegem et de Viersel font partie d’un phénomène de grande ampleur, qui touche la Flandre Orientale, Anvers, le Brabant flamand, le Limbourg et Liège, avec un grand nombre de stations qui, le 13 septembre 1998, récoltent plus de 100 mm en 24 heures.

Au cours de l’épisode pluvieux qui nous venons de vivre, les plus fortes cotes journalières tournent autour de 160 mm le 14 juillet 2021, et autour de 120 mm le 15 juillet 2021, avec une répartition un peu différente au cours de ces 2 jours. Malgré cela, si l’on réunit les totaux sur 48 heures, on obtient 271,5 mm à Jalhay ; 217,1 mm à Spa ; 192,4 mm à Mont-Rigi ; 189,0 mm à Neu-Hattlich.

Un phénomène pluvieux de grande ampleur, couvrant 2 jours et concernant une grande partie de notre territoire, a également été observé les 28 et 29 août 1996 avec notamment, sur 48 heures, 183,4 mm à Hombourg ; 150,3 mm à Merendree ; 144,5 à Wingene ; 136,8 mm à Overijse.

Est-ce que l’épisode de juillet 2021 est supérieur à celui d’août 1996. En intensité peut-être bien, en superficie peut-être un peu moins. Avons nous battu des records ? D’un point de vue purement statistique, on ne le sait pas. Était-ce exceptionnel ? Oui. Dans notre ancien climat, on pourrait peut-être même parler d’une période de retour de 200 ans voire plus. Et dans notre climat actuel, avec le réchauffement climatique et ses conséquences qui prennent de plus en plus de place, cette période de retour devient, bien sûr, plus brève, de 20 ans peu-têtre, voire de 10 ans... Enfin, espérons que non !

Pour conclure, un dernier élément à ne pas sous-estimer dans les scénarios d’inondation : les conditions climatiques qui ont régné dans les mois qui ont précédé l’épisode pluvieux. Tant une période trop sèche qu’une période trop humide peut amplifier de façon dramatique l’ampleur des inondations. Dans le premier cas, l’eau ruisssèle sur les terres trop sèches, dans le second cas, les terres gorgées d’eau ne parviennent plus à absorber le surplus d’eau. Un phénomène pluvieux exceptionnel mais qui reste ponctuel, dans un climat sinon normal (comme c’était le cas avant le réchauffement climatique) ne va peut-être pas empêcher les inondations, mais va en limiter l’ampleur.

Si l’on regarde 2021, l’on constate déjà des excès marqués de précipitations en mai (ponctuellement) et en juin (de façon étendue). L’indice de sécheresse (ou plutôt d’humidité dans le cas présent), calculé sur les 90 derniers jours, nous montre que de vastes régions du centre et de l’est du pays atteignent les critères d’« extrêmement humide ». Tous les paramètres ont donc été réunis pour produire la catastrophe que nous avons vécue.

 

Cumuls des dernières 72h (le 16 au matin) des précipitations enregistrées dans le réseau de stations MeteoBelgique.
Source : MeteoBelgique


Source : IRM
 


La faute au réchauffement climatique ?

C’est la faute au réchauffement climatique ! Oui ? Avec des températures maximales qui ne dépassent guère 16 à 17°C en plaine ? En plein mois de juillet ? Ben oui, c’est la faute au réchauffement climatique, en grande partie tout au moins !

Regardons un peu ce qui se passe en altitude, au niveau 850 hPa vers 1500 mètres. Pendant toute la durée de l’épisode pluvieux, les températures y ont oscillé entre 10 et 12°C, avec par moment même 13°C. Ce n’est pas exceptionnel en soi, mais ce sont les températures qu’on rencontrait jadis, à cette altitude, par courants continentaux sous régime anticyclonique.

Les valeurs de 11 à 12°C à 1500 mètres d’altitude étaient garantes des beaux jours d’été, avec des températures en surface qui, l’après-midi, atteignaient quelques 27 ou 28°C en surface. De temps en temps, lorsque l’inversion de subsidence descendait plus bas, ou que les courants devenaient plus méridionaux, on atteignait 13 à 14°C à 1500 mètres, voire un petit 15°C. Alors, les températures en surface se permettaient d’atteindre les 30°C. Si l’on excepte quelques grands été comme 1976, les 30°C n’étaient observés qu’une à deux fois par an en Belgique.

Et par temps pluvieux ? Les températures typiques, par courants atlantiques, étaient de 6 à 7°C à 1500 mètres, et même inférieurs à 5°C lors des décharges d’air polaire à l’arrière des perturbations. Maintenant, il faudrait presque de l’air polaire direct pour encore avoir de telles valeurs à cette altitude en été.

Pendant l’épisode pluvieux qui nous intéresse, la température à ce niveau s’est située entre 10 et 12°C alors qu’on se trouve au sein d’une goutte froide ! Rappelons que sur les moyennes à long terme, la température est de 10°C à 1500 mètres au-dessus de la Belgique en juillet et en août. Or, on se retrouve au-dessus de ces normales alors même qu’on est au sein d’une goutte froide ! Et si l’on regarde plus haut, au niveau 500 hPa, on se retrouve vers les –11°C, ce qui est également au-dessus des normes saisonnières (–13°C), malgré la goutte froide.

C’est là qu’intervient le problème du réchauffement climatique au niveau des précipitations. Toute la masse d’air est bien trop chaude par rapport à ce qu’elle aurait dû être, à l’exception des toutes basses couches de l’atmosphère. Donc l’observateur au sol ne le remarque pas. Mais bien des situations atmosphériques, désormais, sont de 3 à 4°C plus chaudes que ce qu’elles étaient avant. Or il faut savoir que plus l’air est chaud, plus il est en mesure de contenir de la vapeur d’eau, avec des quantités d’eau précipitable plus élevées. On estime d’une augmentation de 1°C s’accompagne d’une augmentation de 6 à 7% du potentiel pluvieux. Ici, on se retrouve à quelques 20% en plus !

Une situation atmosphérique telle qu’on vient de la connaître est certes exceptionnelle et aurait dû égaler (s’approcher ou légèrement dépasser) les records précédents, mais là, avec les 20% en plus, on a non seulement battu, mais aussi pulvérisé tous les records !

Venons-en au caractère exceptionnel de la situation atmosphérique en soi. Oui, c’est une situation exceptionnelle... dans le climat d’avant tout au moins. Maintenant plus vraiment ! Et c’est là qu’on arrive à la deuxième cause liée au réchauffement climatique.

Notre climat, en fait, est régi par le jet-stream. Alors, avant d’aborder la problématique actuelle, dressons un tableau du jet-stream tel qu’il était avant, c’est-à-dire avant le réchauffement climatique.

La force et la direction du jet-stream dépendent des contrastes de température entre d’une part les régions polaires et d’autre part les régions tempérées et (sub-)tropicales. En hiver, le pôle se refroidit très fort, les latitudes plus basses un peu moins, ce qui fait que la différence entre les deux est maximale. En été, le pôle est bien moins froid et les plus basses latitudes (océaniques) ne se sont que peu réchauffées. Le jet-stream diminue. Mais jadis, les glaces polaires étaient encore suffisamment étendues, même en été, pour entretenir une bonne différence thermique malgré tout. Le jet-stream était juste un peu moins fort.

Ce qu’il faut savoir dans ce cadre-là, c’est que plus le jet-stream est fort, plus il tendra à être rectiligne ; plus il est faible, plus il tend à onduler. Lorsque le jet stream est (plus ou moins) rectiligne, on parle d’une circulation « zonale » d’ouest avec des zones de pluie océaniques qui nous atteignent régulièrement. C’est le temps « belge », gris, pluvieux et peu ensoleillé, mais pas excessif. Lorsque le jet ondule, nous nous trouvons dans un autre type de temps.

En simplifiant un peu, on peut parler de deux types de blocages :

- Les blocages où les précipitations restent « bloquées » sur l’Océan, avec de la sécheresse dans nos contrées.
- Les blocages où les précipitations restent « bloquées » chez nous, avec au contraire un excès de pluie dans nos contrées. 

Les variations dans le jet-stream, à l’instar des autres paramètres météorologiques, ont toujours existé, avec une alternance de périodes normales et de périodes plus extrêmes. Ce qui a changé de nos jours, c’est que le jet-stream a ralenti de façon générale, en raison de la baisse des contrastes entre hautes et basses latitudes, avec comme conséquence que les ondulations (et donc les situations de blocage) deviennent de plus en plus fréquentes, surtout en été. C’est pour cela que ces dernières années, nous avons à la fois une multiplication des étés trop secs et des étés trop humides, et une raréfaction des étés normaux. En d’autres termes, non seulement l’ampleur des phénomènes extrêmes augmente, mais aussi leur fréquence. 

Ici, Sambreville le 15 juillet 2021.
Photo : Francoise Vervotte
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Conclusion

Il est peut-être peu probable qu’un événement pluvieux similaire à celui de 2021 se reproduise en 2022 ou 2023. Mais la survenue d’un autre événement extrême nous pend au nez.
Si l’on considère seulement les 10 dernières années, la liste des événements météorologiques extrêmes et de grande ampleur est déjà longue.

Mars 2013 : un froid inédit, accompagné de chutes de neige extrêmes, concerne une grande partie du pays. La période de 31 jours (= un mois) du 9 mars au 8 avril est par ailleurs l’une des périodes printanières les plus froides que la Belgique n’a jamais connues.

Décembre 2015 : c’est l’inverse, ce mois de décembre pulvérise tous les records de douceur sur l’ensemble du mois, et ce sur l’ensemble du pays.

Mai-juin 2016 : un blocage qui provoque un nombre impressionnant d’orages quasi-stationnaires, extrêmement pluvieux, qui sont déjà à la base de nombreuses inondations.

Été 2018 : un été extrêmement chaud, très sec et ensoleillé.

Été 2019 : des températures inédites, supérieures à 40°C sur une grande portion du territoire, au sein d’un été à nouveau très chaud. La tendance sèche, par ailleurs, se poursuit.

Été 2020 : troisième été trop chaud et trop sec, émaillé d’une vague de chaleur très intense en août.

Cela fait beaucoup. D’autant plus de ces dernières dix années sont émaillées d’une kyrielle d’autres phénomènes intenses, à une échelle plus locale. À un point qu’un temps d’été à 20-22°C en journée, avec une alternance de petites pluies et de petites périodes de beau temps, jadis tellement normal pour la Belgique, est devenu l’exception. 

La Sambre déborde à Namur, le 15 juillet 2021.
Photo : Philippe Tillieux

Les inondations emportent tout sur leur passage, comme ici à Theux, le 15 juillet 2021.
Photo : Benjamin Kampouris

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