Quand il pleut beaucoup, les rivières devraient logiquement transporter davantage d’eau. L’équation paraît simple : plus de pluie, plus de ruissellement, donc davantage d’eau dans les cours d’eau.
Pourtant, la réalité est beaucoup plus subtile.
Une vaste étude menée dans les Grandes Plaines d’Amérique du Nord montre que les zones humides peuvent jouer un rôle déterminant dans la quantité d’eau qui atteint finalement les rivières. À tel point que, dans de nombreux bassins versants, leur état semble être un meilleur indicateur du débit annuel que les précipitations elles-mêmes.
Les travaux, publiés dans la revue Communications Earth & Environment, ont été réalisés par Javad Rahmani, Irena F. Creed, Pascal Badiou et Ali A. Ameli. Ils s’appuient sur près de quatre décennies d’observations.
Un gigantesque paysage parsemé de millions de petites zones humides
Les chercheurs se sont intéressés à la Prairie Pothole Region, une immense région qui s’étend sur environ 780 000 km² entre le Canada et les États-Unis.
Elle englobe notamment des parties de l’Alberta, de la Saskatchewan, du Manitoba, du Montana, du Dakota du Nord, du Dakota du Sud, du Minnesota et de l’Iowa.
Cette région possède une particularité spectaculaire : elle est constellée de 5 à 8 millions de petites dépressions humides, creusées autrefois par les glaciers.
Certaines ressemblent à de petits étangs, d’autres à des marécages ou simplement à des creux temporairement remplis d’eau.
Et beaucoup ne sont pas reliées en permanence aux rivières.
C’est précisément ce détail qui change tout.
38 années observées depuis l’espace
Pour comprendre le rôle joué par ces zones humides, les scientifiques ont combiné plusieurs gigantesques jeux de données.
Ils ont étudié 38 années, de 1984 à 2021, d’images satellites permettant de mesurer l’étendue des surfaces inondées.
Ces informations ont ensuite été croisées avec les températures, les précipitations, la persistance de la neige, l’évaporation et les mesures de débit provenant de 109 bassins versants non régulés par des barrages.
L’objectif était simple : déterminer ce qui expliquait le mieux pourquoi une rivière transportait énormément d’eau certaines années et beaucoup moins d’autres années.
Le climat ?
Ou l’état des zones humides présentes autour d’elle ?
La réponse a surpris les chercheurs.
Dans 69 % des bassins, les zones humides expliquent mieux le ruissellement
Dans 69 % des bassins versants étudiés, l’étendue maximale des zones humides inondées au cours de l’année était plus étroitement associée aux variations du ruissellement que n’importe lequel des indicateurs climatiques analysés.
Autrement dit, savoir combien de pluie ou de neige était tombée ne suffisait pas forcément à prévoir la quantité d’eau qui finirait dans la rivière.
Il fallait également savoir dans quel état se trouvait le paysage.
Le climat reste évidemment essentiel. Les précipitations, la neige et les températures déterminent en grande partie combien d’eau arrive dans les zones humides.
Mais celles-ci semblent ensuite agir comme une sorte d’intermédiaire entre le ciel et les rivières.
Elles décident en quelque sorte de ce qu’il advient de cette eau.
Imaginez des millions de bols posés dans le paysage
Pour comprendre le phénomène, on peut imaginer la Prairie Pothole Region comme un immense territoire recouvert de millions de bols.
Lorsqu’il commence à pleuvoir ou que la neige fond, les premiers bols se remplissent.
Mais tant qu’ils ne sont pas pleins, l’eau reste piégée localement.
Elle alimente les sols, les nappes, s’évapore ou reste simplement stockée dans ces petites zones humides.
Le débit des rivières peut alors rester relativement faible, même après d’importants apports d’eau.
Puis arrive un moment critique.
Certains de ces « bols » atteignent leur capacité maximale.
Ils débordent.
L’eau commence alors à passer d’une dépression à une autre, puis vers des fossés, des ruisseaux et finalement vers les rivières.
Les chercheurs parlent d’un fonctionnement de type « fill-spill », que l’on pourrait traduire par « remplissage-débordement ».
Et soudain, tout le paysage se connecte
C’est là que le phénomène devient particulièrement intéressant.
Le passage entre une situation où les zones humides stockent l’eau et une situation où elles débordent peut parfois être très brutal.
Une petite augmentation de la surface inondée peut suffire à connecter entre elles de nombreuses zones jusque-là isolées.
À partir de ce seuil, une proportion beaucoup plus importante du paysage commence à envoyer son eau vers le réseau hydrographique.
Le débit d’une rivière peut alors augmenter rapidement.
L’étude montre d’ailleurs que ces comportements avec un véritable effet de seuil sont particulièrement fréquents dans les régions possédant beaucoup de zones humides géographiquement isolées.
La neige joue également un rôle majeur
Les chercheurs ont tout de même identifié un facteur climatique particulièrement important : la durée de persistance de la neige.
Dans les Grandes Plaines du Nord, une grande partie des zones humides se remplit au printemps lors de la fonte du manteau neigeux.
Les observations montrent que les surfaces inondées augmentent généralement dès février ou mars avant d’atteindre leur maximum autour d’avril ou mai selon les régions.
Le débit des rivières suit ensuite une évolution similaire.
Une grande partie de l’écoulement annuel se produit d’ailleurs entre avril et juin.
Le climat prépare donc le terrain.
Mais l’organisation des zones humides semble déterminer comment cette eau sera ensuite transférée vers les rivières.
Un résultat important pour prévoir les inondations
Cette découverte pourrait avoir des conséquences importantes pour la gestion de l’eau.
Les modèles hydrologiques utilisés pour anticiper les débits ou les inondations reposent largement sur les précipitations, l’humidité des sols, la neige ou l’évaporation.
Mais dans les régions très riches en zones humides, cela pourrait ne pas suffire.
Deux années recevant des quantités d’eau relativement proches pourraient produire des débits très différents selon que les zones humides sont quasiment vides, déjà pleines ou proches de leur seuil de débordement.
La surveillance satellite de ces surfaces pourrait donc apporter une information supplémentaire extrêmement utile pour anticiper les réactions d’un bassin versant.
Et si certaines zones humides disparaissent ?
L’étude soulève également une autre question particulièrement importante : celle du drainage et de la disparition des zones humides.
Lorsqu’une zone humide disparaît ou est drainée, on ne supprime pas simplement un petit étang.
On modifie également la capacité de stockage et la manière dont l’eau circule à travers le paysage.
Selon la configuration du bassin versant, cela peut modifier la rapidité avec laquelle l’eau rejoint les rivières.
Les auteurs soulignent ainsi l’intérêt de prendre en compte les zones humides dans les politiques de conservation, dans les modèles hydrologiques et dans l’adaptation aux changements climatiques.
Une sorte d’interrupteur naturel entre la pluie et les rivières
L’image la plus parlante est finalement celle d’un interrupteur hydrologique.
Lorsque les zones humides sont encore capables d’absorber l’eau, elles ralentissent et stockent une partie des apports.
Mais lorsque suffisamment de dépressions sont pleines et commencent à communiquer entre elles, l’interrupteur bascule.
L’eau circule beaucoup plus facilement à travers le paysage et rejoint les rivières.
Ainsi, entre la pluie qui tombe du ciel et la rivière que nous observons quelques kilomètres plus loin, il existe tout un réseau invisible de réservoirs naturels.
Et ce sont parfois ces quelques millions de petites zones humides qui déterminent si l’eau restera dans le paysage… ou finira sa course dans une rivière.
Adaptation Terra Projects
Sources
- Rahmani J., Creed I. F., Badiou P. & Ameli A. A., Wetlands set the pace of annual runoff in the northern Great Plains, Communications Earth & Environment, 2026.
- Université de Colombie-Britannique / Phys.org, Why Great Plains rivers depend on wetlands as well as climate, 5 octobre 2026.
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