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Dossiê / Dossier

Changements d’occupation du sol et leurs impacts climatiques au Mato Grosso, Brésil

Mudanças no uso da terra e impactos climaticos no Mato Grosso, Brasil
Land cover changes and their climatic impacts in Mato Grosso, Brazil
Vincent Dubreuil, Camille Delahaye et Adeline Le Strat

Résumés

Les changements d’occupation du sol (déforestation, urbanisation) en Amazonie brésilienne ont des conséquences sensibles sur les températures à l’échelle locale. Cet article présente une comparaison sur les températures du mois de juillet 2007 entre la zone urbanisée, la zone défrichée au profit de pâturages et celle couverte par la forêt dans la région d’Alta Floresta (Mato Grosso). Ces variations sont marquées en journée mais surtout en début et fin de journée (avec les écarts importants entre les températures de 2°C à 4,3°C entre le secteur forestier et le centre-ville). Le secteur défriché apparaît toujours globalement plus chaud que la région forestière. Une seconde partie de l’article concerne l’étude de l’îlot de chaleur urbain pour 3 villes du Mato Grosso : Rondonopolis, Sorriso et Sinop. Les observations réalisées par la méthode des transects mobiles en juillet 2009 montrent que les températures sont plus élevées dans les secteurs urbanisés denses, même si des différences existent au sein même des villes. L’effet d’îlot de chaleur urbain est particulièrement bien marqué surtout pendant la nuit et la saison sèche mais, localement, le rôle de la topographie et des parcs est bien sensible également (îlots de fraîcheur).

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Notes de l’auteur

Les auteurs tiennent à remercier l’ensemble des personnes qui ont permis l’installation des stations météorologiques sur leur terrain et fourni une aide logistique à l’installation et à la maintenance des stations : Sa Dona Vitoria Da Riva (Hotel Floresta Amazonica et Cristalino Jungle Lodge), Claudio Vicenti (Fundação Ecologica Cristalino), Plinio Capilari (Cristalino Jungle Lodge), Rafael Labiak Olivastro et Eliane Aparecida Santana (Radio Band FM) Jean François Malet, Vincent Nédélec et Hervé Quenol (COSTEL).

Texte intégral

Introduction

1Les changements d’occupation du sol ont des conséquences sensibles sur le bilan radiatif local et donc sur le climat local. En Amazonie matogrossense, la rapidité et l’ampleur des transformations paysagères font de cette région un espace privilégié pour étudier ces interactions entre le climat et l’occupation du sol. En effet, la déforestation dans cet Etat atteint de 3 à 6000 km² par an tandis que l’urbanisation concerne désormais près des trois quart de la population de l’Etat. Surfaces urbanisées et surfaces défrichées (le plus souvent la conversion se fait de la forêt vers les pâturages) s’étendent donc aux dépends de la forêt et du cerrado provoquant une modification de l’albédo et des flux de chaleur latente et sensible et donc, in fine, des températures.

2Cet article propose d’étudier successivement les différences de températures observées entre des secteurs en forêt et défrichés dans la région d’Alta Floresta puis les températures observées lors de campagnes de mesures faites dans 3 villes du Mato Grosso (Rondonopolis, Sorriso et Sinop, figure 1). La création et l’expansion des villes entraînent, comme la déforestation, une modification du bilan radiatif local et donc une modification de la répartition spatio-temporelle des températures (Monteiro, 1976 ; Tarifa, 1977 ; Oke, 1978 ; Hufty, 1997 ; Stewart et Oke, 2010). La manifestation la plus spectaculaire de cette urbanisation est l’apparition d’un îlot de chaleur urbain (ICU). Cet ICU se caractérise par une augmentation des températures enregistrées en agglomération (flux de chaleur sensible dominant) par rapports aux zones voisines rurales ou forestières (flux de chaleur latente proportionnellement plus marqué). Celui-ci est plus ou moins marqué selon la localisation, la morphologie, les conditions climatiques de la région. En domaine tropical continental l’îlot de chaleur urbain est souvent plus marqué en saison sèche (Sant’Anna Neto, 2002). La méthodologie retenue pour cette étude de climatologie urbaine est celle des transects thermiques mobiles : cette technique de mesure permet en effet de disposer d’un grand nombre d’observations avec un appareillage minimum. Ces mesures ont été réalisées dans le cadre de la mission universitaire franco-brésilienne du mois de juillet 2009 associant chercheurs et étudiants des universités de Rennes et São Paulo.

Figure 1 : Localisation et caractérisation de la région d’étude (Mato Grosso) 

Figure 1 : Localisation et caractérisation de la région d’étude (Mato Grosso) 

A gauche : Déforestation d’après les données PRODES digital de l’INPE

A droite : Pluviométrie moyenne annuelle 1998-2006 obtenue à partir des données du satellite TRMM

Sur les 2 cartes sont indiquées les villes et stations utilisées et citées dans le texte ainsi que la route BR-163 (Cuiaba – Santarem : a estrado dos colonos !).

Altérations climatiques liées à la déforestation dans la région d’Alta Floresta

Région d’étude et méthodologie utilisée

3La région d’étude se situe dans la partie sud de l’Amazonie Légale brésilienne, au nord de l’Etat du Mato Grosso qui connaît un développement économique important depuis ces trente dernières années. Dans cette région, on assiste à une extension rapide du front pionnier vers le nord ouest de l’Etat et du centre ouest du pays, ainsi que l’arrivée de nombreux colons qui ont déboisé des millions d’hectares de forêts et savanes en remontant la BR 163 (Dubreuil, 2002). Alta Floresta est devenu le centre économique du Mato Grosso du nord et est donc un point d’appui pour de nouveaux centres pionniers situés un peu plus à l’ouest (Nédélec, 2005). La région est essentiellement agricole (élevage bovin) et est soumise aux contraintes de deux saisons majeures qui s’opposent : la saison sèche (centrée sur juillet) et une saison des pluies (de décembre à mars). Les travaux de Maitelli (2007) montrent une pluviométrie moyenne de 2200mm et des températures moyennes annuelles comprises entre 25 et 26°C.

Figure 2 : localisation des stations de la commune d’Alta Floresta 

Figure 2 : localisation des stations de la commune d’Alta Floresta 

en fond, image Landsat TM de 2008 (forêts en vert, secteur défrichés en rose et jaune). En bas à droite, photographie d’une des stations automatiques utilisées. Stations : 1=Radio du centre ville d’Alta Floresta ; 2=station de l’hôtel périurbain ; 3=station du Parc Cristalino.

4Notre étude se base sur des relevés réalisés au cours du mois de juillet 2007 à partir de trois stations météorologiques automatiques (type Weather-Monitor de Davis Instruments) installées dans trois lieux différents (mais d’altitudes similaires) pour établir des comparaisons entre le milieu urbain, défriché et forestier. La première station a été implantée en milieu urbain dans le centre-ville d’Alta Floresta au local de la radio municipale : les surfaces urbanisées représentent l’essentiel de l’occupation du sol autour de la station, le parc intra-urbain étant de dimension modeste dans ce cas. Pour le secteur défriché, une deuxième station a été installée dans le parc de l’hôtel « Floresta Amazonica » où un paysage mixte de forêts (environ 50%), de surfaces défrichées (pâturages et cultures) et urbanisées environnent la station (Dubreuil et al., 2008). Enfin, le milieu forestier est étudié à partir des données de la station implantée au sein du parc du Cristalino. Pour cette dernière, il convient de souligner qu’il est quasi-impossible de trouver un massif forestier encore intact, sans interventions/actions de l’homme à proximité de la ville d’Alta Floresta. Le secteur choisi (à une trentaine de kilomètres) correspond donc à un Parc de l’Etat du Mato Grosso, relativement épargné par la mise en valeur agricole même si les images satellites montrent la progression des défrichements sur son pourtour (figure 2).

Résultats

5Les figures 3 et 4 montrent que le mois de juillet 2007 présente une première période assez homogène (18°C la nuit, 34°C le jour) suivie, après un premier intermède « frais » et pluvieux le 12, d’une période plus chaude, surtout la nuit : il fait de 20 à 22°C du 17 au 25 pendant la nuit et jusqu’à près de 37°C le 17 dans la journée. Après un second intermède « frais » (minimale de 15°C, maximale de 29°C, seulement !) et pluvieux les 25-26 juillet, la fin juillet voit le retour aux conditions thermiques du début du mois. Malgré ces conditions d’ensemble, nonobstant les 2 journées pluvieuses, assez typiques de la saison sèche du Nord du Mato Grosso, des contrastes thermiques apparaissent entre les stations au cours de la période de mesure.

Figure 3 : Températures minimales à Alta Floresta en juillet 2007

Figure 3 : Températures minimales à Alta Floresta en juillet 2007

Figure 4 : Températures maximales à Alta Floresta en juillet 2007

Figure 4 : Températures maximales à Alta Floresta en juillet 2007

6Ainsi, c’est à la station météorologique implantée dans le centre ville sur le site de la radio, que l’on a relevé les températures moyennes les plus élevées avec un maximum de 27,1°C. Surtout, l’observation des températures minimales fait apparaître une différence majeure entre la ville beaucoup plus chaude que la forêt (écart moyen de 2,2°C) et que le secteur défriché (figure 3), lui-même légèrement plus chaud que la forêt (écart moyen de 0,6°C). Pour les températures maximales nous pouvons observer le rôle majeur de la forêt qui fait diminuer la température dans la journée. La température relevée au centre ville est de 2,3°C plus chaude que celle relevée dans la forêt et à peine supérieure à celle observée à la station en secteur défriché. Cela n’est plus valable pour la fin du mois, suite à un passage pluvieux et humide (figure 4) ce qui confirme que les différences de températures en fonction de l’occupation des sols supposent des conditions radiatives (ciel clair et vent faible ; Carrega, 1992). Finalement, pendant la journée, la différence majeure s’observe entre la forêt et les 2 autres stations, toutes les deux plus chaudes, alors que pendant la nuit, c’est surtout la station urbaine qui se distingue des deux autres, montrant ainsi l’importance de l’îlot de chaleur urbain.

7En terme de variation horaire, on retrouve les températures les plus élevées dans le centre ville, sauf vers 13 heures où la station de l’hôtel la dépasse de peu (figure 5). La station du Cristalino reste systématiquement la plus fraîche mais l’écart est plus faible en milieu de journée que pour les autres heures de la journée, ce qui tend à montrer que la température maximale n’est pas forcément le meilleur paramètre pour mesurer l’écart de température entre ces types d’occupation du sol. La différence la plus significative est observée en début de nuit où les écarts moyens peuvent alors monter jusqu’à plus de 4°C entre la ville et la forêt comme la station de l’hôtel. En fait, les rythmes de refroidissement et de réchauffement des secteurs étudiés sont très différents : on peut observer qu’à la station rurale les températures augmentent plus vite que pour les autres. En début de matinée, alors que les pâturages se réchauffent rapidement, la forêt conserve une certaine fraîcheur. En revanche, le refroidissement de fin d’après midi et de début de nuit est très spectaculaire (on perd en moyenne 10°C en moins de 5 heures !) dans le secteur défriché et surtout en forêt ; en ville, au contraire, la manifestation de l’îlot de chaleur urbain est très net et se maintient toute la nuit.

Figure 5 : Variations horaires moyennes de la température à Alta Floresta en juillet 2007

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8Une autre différence importante entre les stations concerne l’humidité relative (figure 6). Alors qu’on n’observe pas de grandes variations pour la forêt (humidité moyenne constamment autour de 80%), de grandes différences apparaissent dans le temps pour les pâturages (entre 60 et 78%) et surtout pour la ville (entre 47 et 73%). La ville et les pâturages apparaissent donc non seulement plus secs mais aussi plus sujets aux variations rapides d’humidité relative, alors qu’en forêt les taux restent constants, même lors d’épisodes pluvieux et nuageux. Ainsi, lors de l’épisode pluvieux du 26 juillet, les valeurs sont peu différentes des autres jours en forêt alors que la différence est très forte en ville et en campagne. La canopée forestière contribue donc de façon très significative à conserver une humidité ambiante bien supérieure à celle des espaces défrichés voisins.

Figure 6 : Humidité relative à Alta Floresta en juillet 2007

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Interprétation et discussion

9Il existe des contrastes thermiques variant au cours de la journée entre les différents secteurs et au sein même de ceux-ci. Le secteur défriché et le centre ville apparaissent en général plus chauds et plus secs que la région forestière. Cela s’explique par le fait que le flux de chaleur sensible observé sur les pâturages reste bien supérieur à celui observé en forêt et il contribue à y maintenir, en cours de journée, des températures plus élevées. Les écarts de températures les plus marqués sont visibles dans la matinée et surtout en fin de journée quand la forêt se rafraîchit plus rapidement que la ville (effet d’îlot de chaleur urbain).

10Dans la région d’Alta Floresta, à l’instar des observations faites dans le Rondônia par Von Randow et al. (2004), le bilan radiatif global présente, d’abord, des écarts sensibles au-dessus des deux types de couvert. Ceux-ci reposent surtout sur la différence d’albédo (variant de 0,11 à 0,14 sur la forêt contre 0,18 à 0,22 sur les pâturages) et au rayonnement infrarouge émis par les surfaces. Ce dernier est également plus élevé sur les pâturages, surtout pendant la journée, alors qu’il est proche de celui de la forêt pendant la nuit. La plus grande déperdition infrarouge diurne et le plus fort albédo des pâturages conduisent à un bilan net favorable à la forêt. En outre, alors que les flux de chaleurs sensible et latente varient peu au-dessus de la forêt (le rapport de Bowen reste compris toute l’année entre 0,3 et 0,4), les valeurs au-dessus des pâturages sont très variables au cours de l’année. Pendant la saison sèche, le flux de chaleur latente diminue fortement sur les pâturages alors qu’en forêt l’enracinement des arbres leur permet de puiser de l’eau dans le sol et continuer à assurer un flux comparable à la saison humide, d’où une part importante de l’humidité maintenue par la forêt au cœur de la saison sèche (Vourlitis et al., 2002). Le flux de chaleur sensible est toujours nettement plus élevé pour les pâturages, même pendant la saison humide. Au total, le rapport de Bowen des pâturages est marqué par une forte saisonnalité, passant de 0,4 en saison humide à 0,8 en saison sèche. A l’échelle locale, l’augmentation de la part du flux de chaleur sensible au détriment du flux de chaleur latente se traduit par une augmentation des températures maximales observées sous abri en région défrichée.

11Lors des projets de colonisation dont les processus d’urbanisation et de déforestation ont pris une grande ampleur, comme c’est ici le cas, la transformation radicale de l’occupation du sol s’est donc accompagnée d’une importante modification des conditions locales du bilan de l’énergie et d’une accentuation des contrastes thermiques locaux. Ainsi les facteurs les plus importants sur les températures à l’échelle locale sont l’activité anthropique (urbanisation, défrichement de parcelles en vue de les exploiter) et le cycle végétatif. Outre des variations de températures au niveau local, il est aussi fréquent d’observer des écarts importants entre différents quartiers d’une même ville.

Le climat en milieu urbain au Mato Grosso, juillet 2009

Région d’étude, contexte et méthodoogie utilisée

12Dépassant 80% en 2000, le taux d’urbanisation de la population brésilienne montre combien la transformation de population majoritairement rurale en population urbaine a été accélérée puisque ce taux n’était que de 45% en 1960. Par rapport aux autres Etats brésiliens du littoral atlantique où les cycles économiques des XVIe et XVIIe siècles ont entraîné rapidement un certain essor urbain (Santos, 1991), l’urbanisation du Mato Grosso a connu un développement plus tardif. Les premiers établissements apparaissent au début du XVIIIe siècle en liaison avec le cycle de l’or et des diamants. La fondation des villes à différents moments historiques (XVIIIe, XIXe et XXe siècles) traduit la variété des causes de cet essor urbain: les mines d’or dans les premiers temps de la colonisation pour Cuiabá, Vila Bela ou Diamantino, l’élevage du bétail pour Poconé, l’extraction des diamants plus tard pour Poxoréo... Les différents épisodes historiques au cours desquels se firent les phases d’occupation du territoire eurent une grande influence sur la toponymie des communes, les noms de ces dernières étant liés à des personnalités (Rondonópolis, Peixoto de Azevedo, Santo Antonio de Leverger, Carlinda,…), aux fleuves de la région (Jauru, Juruena), à la religion (Nossa Senhora do Livramento, Nova Canaa), aux noms indigènes (Poxoréo), aux compagnies de colonisation (Sinop, Nova Mutum, Sorriso, Colider,…), aux villes et villages d’où étaient originaires les migrants (Porto Alegre do Norte, Porto dos Gauchos, Nova Maringa), aux ressources naturelles (Acorizal, Diamantino, Agua Boa, Itaùba,…), comme l’ont montré Dos Passos (1998) et Dubreuil (2002).

13Une phase d’urbanisation massive et grandiose a accompagné le processus de colonisation à partir des années 70, et de nombreuses villes furent créées le long des axes routiers intégrant le Mato Grosso au marché national et international. L’agro-industrie, va ainsi attirer les populations traditionnelles (riverains, chercheurs d’or, cueilleurs, etc) mais surtout une importante population venue des Etats du sud du Brésil. La population urbaine matogrossense passe de 655000 personnes en 1980 à près de 2,5 millions aujourd’hui ; le taux d’urbanisation de l’Etat passe, pour les mêmes dates, de 57% à plus de 80%. Avec l’émancipation des municipes, les centres urbains, promus préfectures, se structurent : administration, commerces, services s’implantent pour desservir la population. Au total, dans la moitié nord du Mato Grosso, c’est une cinquantaine de nouveaux établissements urbains qui sont fondés entre 1970 et 1990 : en 2009 plus de la moitié ont déjà plus de 10000 habitants.

14Cette intense urbanisation a donc entraîné une modification locale des conditions climatiques à l’échelle de chacune des agglomérations nouvellement créées. L’intensité des modifications dépend des caractéristiques climatiques locales (topographie, végétation), du type d’urbanisation et de la taille de l’agglomération. En général, l’ICU ne peut que s’accroître avec l’extension de celle-ci. Ainsi, à Cuiabá, la température moyenne observée à 20 heures locales a augmenté d’environ 1°C. de 1970 à 1990 (Maitelli, 1994) : cette augmentation est directement liée à la croissance de l’agglomération de la capitale du Mato Grosso dont la population est passée de 109000 habitants en 1970 à plus de 400000 en 1990. La moyenne des températures minimales (généralement observées en fin de nuit) a également augmenté en moyenne de 1° sur la période 1920 – 1990 tandis que les températures maximales ne montrent pas d’évolution significative. Des différences de températures peuvent également être enregistrées au sein d’une même ville selon la nature de l’occupation du sol (bâti dense et surfaces verticales ou surfaces horizontales végétalisées et humides). Un îlot de fraîcheur urbain correspond à une diminution des températures dans des endroits de végétation dense, forêt, cours d’eau, au cœur même de la ville.

15Pour étudier l’îlot de chaleur urbain, il faut installer un réseau de mesure spécifique. Le coût des stations météorologiques et la disponibilité de sites appropriés limitent cependant la possibilité d’installation de nombreux points de mesures. Plusieurs auteurs ont donc proposé et réalisé des mesures thermiques itinérantes en installant une sonde dans un abri sur une voiture et en suivant un itinéraire adéquat. Certaines précautions doivent être prises pour ne pas fausser les observations (Lombardo, 1997) : la sonde doit être suffisamment au-dessus de la voiture pour ne pas subir le rayonnement propre du véhicule ; la vitesse de déplacement ne doit pas être trop importante pour permettre à la sonde de mesurer effectivement la température de l’air ambiant (problème de l’inertie des appareils) : pour cette étude nous avons maintenu en permanence une vitesse de l’ordre de 30 km/h. Enfin, la durée de chaque transect ne doit pas être trop longue pour que les mesures ne soient pas, en fait, le reflet des variations synoptiques ou diurnes de la température. Les mesures se sont déroulées durant le mois de juillet 2009 dans les villes de Rondonopolis, Sorriso et Sinop (figure 1). Pour réaliser ces observations nous avons utilisé une station Weather Monitor 2 de Davis Instruments et relevé en continu les températures tout au long du parcours. Les localisations sont réalisées avec l’aide d’images satellites LANDSAT et un GPS. Peu d’études au Mato Grosso ont été menées selon cette méthode dans des villes moyennes : Zamparoni et Lombardo (1997) ont réalisé des travaux en avril et juillet 1993 sur les villes de Tangara da Serra (40000 habitants) et Barra do Bugres (19000 habitants). La différence moyenne observée entre le centre et la périphérie était de 2°C pour Barra do Bugres et 4°C pour Tangara da Serra ; les contrastes étaient alors surtout marqués la nuit et en saison sèche, les écarts maxima observés atteignant respectivement 3,6°C et 5,4°C.

Résultats : une interaction complexe ICU-topographie à Rondonópolis

16Rondonopolis est actuellement la seconde plus grande ville du Mato Grosso, elle compte environ 180.000 habitants. Née d’un peuplement précaire de migrants du Goias sur la rive gauche du Rio Vermelho en 1902, l’activité a longtemps été dominée par l’élevage et quelques garimpos. Les travaux de la commission Rondon dans la région au cours des années 1910 entrainèrent un renforcement du peuplement et le changement de nom de la localité : Rio Vermelho devient ainsi Rondonopolis en 1919 et est reliée à la ligne télégraphique en 1924. Avec l’émancipation de la commune en 1953, une importante immigration de colons du sud du pays commença à transformer la ville et la région (Vieira Neto, 2000). Promue pôle agro-industriel au début des années 1970, l’essor et la croissance de la ville ne se sont pas démentis depuis : située au milieu du cerrado brésilien, elle est aujourd’hui un des cœurs de l’industrie du soja au Brésil. Ville moderne et déjà très étendue, la verticalisation du bâti tend à s’imposer au cours des dernières années et en font un site idéal pour l’étude du climat urbain.

17Les mesures (3 transects) ont été réalisées à Rondonopolis le 5 juillet 2009 (figure 7) et montrent toutes l’existence d’un îlot de chaleur urbain. Sur le transect réalisé entre 17h44 et 18h49 (heure locale) une différence de 7°C entre les températures urbaines et périphériques a été enregistrée. En effet il fait 29°C en centre ville, et autour de 22°C dans les zones rurales alentours. Les transects réalisés à des heures plus tardives la nuit et le matin ont montré des intensités plus faibles de l’ICU : 3,9°C vers 21h30 (24,5°C en ville contre 20,6°C en campagne) et 3,3°C le lendemain matin vers 6h00 locales (16,5°C en ville contre 19,8°C en campagne). Comme pour Alta Floresta, si l’ICU reste présent toute la nuit, il est surtout sensible en tout début de nuit alors que la restitution par rayonnement infrarouge de la ville est maximale.

Figure 7 : Transect thermique réalisé à Rondonopolis le 5 juillet 2009, entre 17H44 et 18H49

Figure 7 : Transect thermique réalisé à Rondonopolis le 5 juillet 2009, entre 17H44 et 18H49

En haut : mesures localisées sur une image Landsat de 2008 (forêt en vert, secteurs en cultures en rose, ville en bleu sombre ; noter le Parc industriel au sud du Rio Vermelho)

En bas : Transect thermique (rouge) et altitude (vert) à Rondonopolis, le 5 juillet 2009, entre 17H44 et 18H49 (heure locale en abscisse). En bas du graphique, profil urbain simplifié.

18Cependant, même si l’îlot de chaleur est bel et bien présent, des écarts importants de température sont également liés à l’effet topographique. Les relevés d’altitude montrent que, lors des situations radiatives comme la nuit du 5 au 6 juillet 2009, la déperdition infrarouge importante au niveau du sol tend à refroidir l’air par sa base. Celui-ci, devenu plus dense et plus lourd tend donc à s’écouler par gravité et aller s’accumuler dans les secteurs en creux. La figure 7 montre ainsi qu’au niveau du sol, on n’observe pas le gradient thermique classique (diminution de la température avec l’altitude de 0,6°C par 100 mètres…) mais, au contraire, une augmentation de la température avec l’altitude. Ce phénomène est bien visible au début du transect (à gauche du graphique, avant de rentrer dans la ville) mais surtout dans la dernière partie de celui-ci (partie droite du graphique) où des « creux » de l’ordre d’une centaine de mètres font perdre de 1 à 2 degrés. Dans un contexte topographique relativement contrasté, on a ici une interaction intéressante entre l’ICU et le relief qu’il conviendrait d’approfondir par des mesures dans des conditions synoptiques différentes. Les exemples de Sinop et Sorriso, situées dans les vastes espaces plans et monotones du centre du Mato Grosso vont permettre d’étudier de manière plus fine l’interaction entre l’occupation du sol et les températures à l’échelle locale.

Résultats : îlot de chaleur et îlots des fraicheurs à Sorriso et Sinop

19Cette deuxième série d’études est menée dans un contexte climatique légèrement différent de celui d’Alta Floresta (sub-équatorial) et de Rondonopolis (tropical continental à longue saison sèche). Dans le centre du Mato Grosso, le climat est du type tropical chaud et humide avec deux saisons bien définies: une sèche (de juin à septembre) et une autre pluvieuse (Nimer, 1989 ; Sette, 2000 ; Dubreuil, 2002). La pluviométrie annuelle moyenne est d’environ 2000 mm à Sinop et 1800 mm à Sorriso, une situation intermédiaire en quelque sorte entre Alta Floresta (plus arrosée et où la saison sèche est plus courte) et Rondonopolis (mois arrosée et où la saison sèche est aussi plus longue). A Vera, le plus ancien poste climatique de la région situé entre Sinop et Sorriso, la température moyenne annuelle est de 24.2ºC, la moyenne des températures maximales observées est de 31.6ºC (comprises entre 30,7°C en janvier et 33,7°C en août) et celle des températures minimales de 18.6ºC (comprises entre 15,5°C en juillet et 21,2°C en décembre). Le mois de juillet 2009, pendant lequel sont réalisées les mesures correspond donc à la saison sèche où les amplitudes thermiques diurnes sont les plus marquées.

20Sorriso (sourire en portugais, du deuxième nom de la société qui a colonisé la région), est une ville récente située au cœur du Mato Grosso. Commune créée officiellement en 1986, la ville comptait pourtant déjà 55134 habitants en 2007. Elle est traversée par la BR-163 et doit surtout sa réputation pour être la première commune productrice de soja du Mato Grosso et du Brésil (Arvor et al., 2009). Peuplée très majoritairement de colons venus du Sud du Brésil pour travailler dans l’agro-business, la construction de la ville repose sur un plan en damier où une ségrégation des quartiers apparaît nettement : aux quartiers centraux et péricentraux soignés et modernes, s’opposent les quartiers plus pauvres situés de l’autre coté (à l’est) de la BR-163 et de la zone industrielle. L’extension récente de la ville se fait surtout désormais vers l’ouest où s’entremêlent quartiers résidentiels aisés (condominios) et programmes de logements sociaux et populaires. La zone centrale est traversée par un parc urbain, vestige d’une ancienne forêt galerie d’un sous-affluent du Teles-Pires. C’est cette diversité de quartiers et l’existence d’une zone verte centrale qui a fait l’objet des mesures lors de la campagne de terrain de juillet 2009.

Figure 8 : Transects thermiques à Sorriso, le 10 juillet 2009 entre 18H23 et 18H53 (heure locale)

Figure 8 : Transects thermiques à Sorriso, le 10 juillet 2009 entre 18H23 et 18H53 (heure locale)

En haut : mesures localisées sur une image Landsat de 2008 (forêt en noir, secteurs urbanisés et en cultures en clair ; noter le parc urbain traversant du nord au sud le secteur central de la ville)

En bas : Transect thermique en °C. (rouge) et profil urbain simplifié (distance en mètres en abscisse).

21A Sorriso, l’îlot de chaleur se développe surtout, comme à Rondonopolis, en fin de journée et en début de soirée. Les mesures réalisées pendant l’après midi du 10 juillet montrent que les variations de températures diurnes ne sont pas très importantes : toutes comprises autour de 30°C, l’écart entre le centre-ville et la campagne n’atteint pas un demi-degré. En revanche, les transects réalisés entre 18h00 et 19h00 (heure locale) le 10 juillet, montrent une variation qui avoisine 2,5°C (entre 25,7°C et 28,1°C), une valeur logiquement plus faible qu’à Rondonopolis du fait de la taille plus modeste de la ville. Au cœur du centre ville (figure 8), les températures diminuent de près de un degré lors de la traversée du parc (qui coïncide également avec un léger fond de vallée). Près de la BR-163, l’espace moins urbanisé et plus dégagé favorise la ventilation de ce secteur et, en poursuivant vers l’est, malgré quelques températures localement plus élevées à proximité de certains établissements industriels, la température chute rapidement en direction de la campagne.

22Sinop doit son nom à la Société Immobilière du Nord-Ouest du Parana, société (Colonizadora) qui s’occupa de la vente et distribution des terres dans les années 70. La colonisation a eu lieu avec l’ouverture de la BR-163 dès 1972 (Clairay et Dubreuil, 2002). Fondée officiellement en 1974, en 1975 la ville occupait déjà 40ha ; en 2003 elle s’étend sur 2560ha et en 20 ans sa population a quadruplé, atteignant 83000 habitants (Dubreuil et al., 2003). En 2009 la ville dépasse désormais les 100.000 habitants et s’étend sur plus de 4000 hectares et une dizaine de kilomètres du nord au sud. Elle est devenue le centre économique et politico-administratif majeur de la moitié nord du Mato Grosso, au point d’envisager un rôle de capitale dans un futur nouvel Etat de la Fédération.

Figure 9 : Extension spatiale des surfaces urbanisées à Sinop

Figure 9 : Extension spatiale des surfaces urbanisées à Sinop

obtenue à partir d’une photo-interprétation d’images Landsat de 1975 à 2007 (d’après Dubreuil et al., 2003, modifié). En fond image Landsat de 2007 (forêts en vert).

23La superficie de l’agglomération de Sinop est passée de 200 hectares en 1979 à près de 4000 une trentaine d’années plus tard en 2007. Une telle extension permet donc aujourd’hui le développement, sur des distances faibles (moins de 5 kilomètres à partir du centre), de contrastes thermiques locaux jusqu’ici inconnus dans cette région auparavant uniformément forestière. Par ailleurs, ville planifiée dès l’origine, elle n’échappe pas, comme sa voisine Sorriso, à une certaine ségrégation des types des bâtis et des quartiers, mais aussi des classes sociales qui les occupent. Au-delà du centre ville où des bâtiments en hauteur (2 à 4 étages) se sont multipliés récemment, on oppose les quartiers résidentiels aisés de l’ouest (nouveaux condominios sur la route de l’aéroport), des quartiers des classes moyennes au nord et au sud. Comme à Sorriso, la zone industrielle jouxte la BR-163 à l’est. Les quartiers les plus pauvres à l’habitat et aux installations plus précaires (cabanes en bois, routes en terre) s’étirent loin vers le sud et le nord à plusieurs kilomètres du centre ville. Comme à Sorriso également, un parc urbain et une aire de loisirs occupe la partie centrale de la moitié nord de la ville : ses dimensions plus importantes (environ 130 hectares) en font un lieu d’étude idéal pour mesurer les effets de la végétation sur le climat intra-urbain.

24A Sinop, les transects thermiques mobiles ont été réalisés entre 22h00 et minuit (heure locale) le 12 juillet 2009, à une heure un peu plus tardive que dans les deux autres villes mais toujours propice à l’observation des îlots de chaleur et de fraîcheur. Les différences de températures entre les zones périphériques et le centre sont de l’ordre de 6°C (figure 10). En centre ville les températures atteignent 31,2°C, et en campagne 26,6°C (figure 10), soit une amplitude de 4,6°C, supérieure à celle enregistrée à Sorriso bien que mesurée à une heure plus avancée de la nuit donc a priori moins favorable. Ici aussi, le rayonnement infrarouge est plus élevé en ville (surfaces asphaltées et volumes d’habitation) qu’en campagne, d’où des températures plus élevées. La taille de l’agglomération produit cependant un biais lié au temps (près d’une heure 30) mis à réaliser les 2 transects nord-sud : les premières mesures réalisées au sud montrent ainsi des températures assez élevées même dans des quartiers faiblement urbanisés, supérieures de près de deux degrés à celles observées dans des types de quartiers comparables situés au nord de la ville. On pourrait aussi interpréter cette dissymétrie de l’îlot de chaleur urbain par rapport au centre urbain dense comme l’effet du flux synoptique dominant de nord-nord-est en cette saison qui pourrait rabattre vers le sud le dôme de chaleur urbain (effet de panache sous le flux dominant observé dans d’autres agglomérations ; Cantat, 2004). Il conviendrait de réaliser d’autres études avec une station synoptique fixe pour valider cette hypothèse.

25Les différences de températures au sein même de la ville sont aussi très fortement liées aux types de bâtis et d’occupation du sol (Quenol et al., 2010). Le centre urbain dense connaît les températures les plus élevées, en général plus de 30°C. Les quartiers résidentiels de constructions plus basses et souvent entourées de jardins d’agréments ou de potagers enregistrent des températures légèrement plus basses, de l’ordre de 28°C (Amorim et al., 2009). Plus marquant encore est l’impact du Parc situé au nord de la ville : il génère un véritable îlot de fraîcheur urbain (Alcoforado, 1996 ; Bowler et al., 2010) au cœur de Sinop. Ce Parc est composé d’une importante végétation forestière et d’un petit plan d’eau et entraîne une baisse de près de 3°C par rapport aux quartiers résidentiels environnants (25°C soit même un degré de moins que dans les champs où ont été fait les mesures au nord de la ville !). Les mesures ayant été réalisées sur la route traversant le parc, il n’est pas impossible qu’au cœur même du parc, sous la canopée, des températures encore plus fraîches puissent être mesurées, à l’instar de ce que l’on a pu observer au Cristalino dans la région d’Alta Floresta. Une autre question qui mériterait des mesures complémentaires avec des sondes plus réactives (abris ventilés) est de savoir jusqu’où l’influence rafraichissante du parc se fait sentir sur les rues et constructions environnantes… Enfin, les températures relevées lors des transects mobiles ne sont qu’une des données du problème d’inconfort thermique des villes tropicales : l’impact des fortes températures est souvent démultiplié à l’intérieur des habitations en fonction de la nature des matériaux de constructions et donc en fonction des types de quartiers et des catégories sociales qui les occupent (Sant’Anna Neto, 2010).

Figure 10 : Transects thermiques à Sinop, le 12 juillet, entre 22H11 et 23H53

Figure 10 : Transects thermiques à Sinop, le 12 juillet, entre 22H11 et 23H53

En haut : mesures localisées sur une image Landsat de 2008 (forêt en noir, secteurs urbanisés et en cultures en clair ; noter le parc urbain traversant du nord au sud le secteur central de la ville)

En bas : Transect thermique en °C. (rouge) et profil urbain simplifié (distance en mètres en abscisse).

Conclusion

26Le phénomène le plus remarquable dans la géographie contemporaine du Mato Grosso réside dans la déforestation et l’urbanisation accélérées de cette frontière agricole à partir des projets de colonisation des années 70. La naissance de nouvelles villes et communes et l’augmentation de la population se sont traduites par une grande transformation du paysage rural et la dérive anthropique du paysage a souvent atteint un haut degré de dégradation (Monteiro, 1992 ; Mendonça, 1995). Dans le cas des projets de colonisation dont le processus d’urbanisation a pris une grande ampleur, comme c’est le cas pour Sinop, Sorriso ou Alta Floresta, la transformation radicale de l’occupation du sol s’est accompagnée d’une importante modification des conditions locales du bilan de l’énergie et d’une accentuation des contrastes thermiques locaux. Dans les trois villes étudiées, comme pour Rondonopolis, la méthode des transects thermiques mobiles rend bien compte des différences de températures entre le milieu urbain et le milieu rural et du fait que l’action anthropique a un rôle évident dans les modifications climatiques à l’échelle locale. Elle montre également l’intérêt de campagnes de mesures menées à échelle fine sur le terrain pour comprendre la complexité des interactions entre les types de quartiers et les variations spatio-temporelles du climat. La différence de température observée entre le cœur de la ville et les campagnes voisines (comprise entre 3 et 7°C.) est donc comparable aux valeurs moyennes observées dans l’ensemble de la moitié nord du Mato Grosso avant la déforestation et l’urbanisation. Au-delà des éventuelles implications climatiques régionales et globales du mouvement de défrichement observé en Amazonie depuis 30 ans (Nobre et al., 1991 ; Gash et al., 1996 ; Betts et al., 2004 ; Marengo, 2006), l’action anthropique a donc déjà produit des transformations radicales du climat à l’échelle locale. Les résultats et la méthode employés sont donc encourageants et appellent de nouvelles campagnes de collectes de données à des heures mais aussi pendant des moments de l’année différents. Des comparaisons entre différentes années (en liaison avec la poursuite de l’étalement urbain) permettraient aussi de compléter cette étude.

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Table des illustrations

Titre Figure 1 : Localisation et caractérisation de la région d’étude (Mato Grosso) 
Légende A gauche : Déforestation d’après les données PRODES digital de l’INPE
URL http://confins.revues.org/docannexe/image/6845/img-1.png
Fichier image/png, 92k
Titre Figure 2 : localisation des stations de la commune d’Alta Floresta 
Légende en fond, image Landsat TM de 2008 (forêts en vert, secteur défrichés en rose et jaune). En bas à droite, photographie d’une des stations automatiques utilisées. Stations : 1=Radio du centre ville d’Alta Floresta ; 2=station de l’hôtel périurbain ; 3=station du Parc Cristalino.
URL http://confins.revues.org/docannexe/image/6845/img-2.png
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Titre Figure 3 : Températures minimales à Alta Floresta en juillet 2007
URL http://confins.revues.org/docannexe/image/6845/img-3.png
Fichier image/png, 29k
Titre Figure 4 : Températures maximales à Alta Floresta en juillet 2007
URL http://confins.revues.org/docannexe/image/6845/img-4.png
Fichier image/png, 27k
Titre Figure 7 : Transect thermique réalisé à Rondonopolis le 5 juillet 2009, entre 17H44 et 18H49
URL http://confins.revues.org/docannexe/image/6845/img-7.png
Fichier image/png, 117k
Légende En haut : mesures localisées sur une image Landsat de 2008 (forêt en vert, secteurs en cultures en rose, ville en bleu sombre ; noter le Parc industriel au sud du Rio Vermelho)
URL http://confins.revues.org/docannexe/image/6845/img-8.png
Fichier image/png, 18k
Titre Figure 8 : Transects thermiques à Sorriso, le 10 juillet 2009 entre 18H23 et 18H53 (heure locale)
URL http://confins.revues.org/docannexe/image/6845/img-9.png
Fichier image/png, 77k
Légende En haut : mesures localisées sur une image Landsat de 2008 (forêt en noir, secteurs urbanisés et en cultures en clair ; noter le parc urbain traversant du nord au sud le secteur central de la ville)
URL http://confins.revues.org/docannexe/image/6845/img-10.png
Fichier image/png, 80k
Titre Figure 9 : Extension spatiale des surfaces urbanisées à Sinop
Légende obtenue à partir d’une photo-interprétation d’images Landsat de 1975 à 2007 (d’après Dubreuil et al., 2003, modifié). En fond image Landsat de 2007 (forêts en vert).
URL http://confins.revues.org/docannexe/image/6845/img-11.png
Fichier image/png, 361k
Titre Figure 10 : Transects thermiques à Sinop, le 12 juillet, entre 22H11 et 23H53
URL http://confins.revues.org/docannexe/image/6845/img-12.png
Fichier image/png, 102k
Légende En haut : mesures localisées sur une image Landsat de 2008 (forêt en noir, secteurs urbanisés et en cultures en clair ; noter le parc urbain traversant du nord au sud le secteur central de la ville)
URL http://confins.revues.org/docannexe/image/6845/img-13.png
Fichier image/png, 63k
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Pour citer cet article

Référence électronique

Vincent Dubreuil, Camille Delahaye et Adeline Le Strat, « Changements d’occupation du sol et leurs impacts climatiques au Mato Grosso, Brésil », Confins [En ligne], 10 | 2010, mis en ligne le 20 janvier 2011, consulté le 21 septembre 2017. URL : http://confins.revues.org/6845 ; DOI : 10.4000/confins.6845

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Auteurs

Vincent Dubreuil

COSTEL CNRS UMR 6554 LETG Université Européenne de Bretagne, Rennes 2Vincent.dubreuil@uhb.fr

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Camille Delahaye

COSTEL CNRS UMR 6554 LETG Université Européenne de Bretagne, Rennes 2

Adeline Le Strat

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