Changements climatiques et espaces littoraux : entre incertitude et anticipation

Conseil de Développement de la Loire-Atlantique un espace de concertation

Contribution de Monsieur Stéphane HALLEGATTE Changements climatiques et espaces littoraux : entre incertitude et anticipation

L’espace littoral de la Loire-Atlantique Séance plénière du 10 juin 2008

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Stéphane HALLEGATTE

Stéphane HALLEGATTE est chercheur et économiste de l’environnement et en science du climat.

PREALABLE

Il exerce ces fonctions : • à l’Ecole Nationale de la Météorologie, Météo-France et • au Centre International de Recherche sur l’Environnement et le Développement (CIRED).

Ses principaux thèmes de recherche sont : • l’étude des conséquences économiques des catastrophes naturelles, • l’évaluation des impacts socio-économiques du changement climatique et • la conception de stratégies publiques ou privées d’adaptation au changement climatique.

Ses autres engagements professionnels l’ont amené à travailler auprès du GIEC, dont il est membre.

Le GIEC est créé en 1988 par l'Organisation Météorologique Mondiale (OMM) et le Programme des Nations Unies pour l'Environnement (PNUE), le rôle du Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC) est " d'évaluer l'information scientifique, technique et socio-économique pertinente pour comprendre le risque du changement climatique d'origine humaine."

Il est un des auteurs des rapports des groupes de travail I et II du GIEC. Les deux rapports, auxquels il a contribué, sont intitulés : • Eléments scientifiques (GTI) et • Conséquences, adaptation et vulnérabilité (GTII).

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Depuis une dizaine d’années, le changement climatique est un sujet au cœur de l’actualité. Chaque communauté prend progressivement conscience des influences du changement climatique sur ses prises de décisions : Quel sont les impacts du changement climatique ? Que faire pour les limiter ? Comment prendre mes décisions ? Que chaque individu tienne compte du changement climatique dans ses décisions est sans doute la meilleure façon de réduire ses impacts futurs.

Il sera toujours difficile de définir exactement l’évolution climatique et ses impacts au cours du siècle à venir. Le besoin de prospective à très long terme en est d’autant plus important. Les décisions les plus rationnelles possibles doivent être prises malgré les incertitudes.

Les changements climatiques actuels et futurs ont et auront des impacts sur les écosystèmes, la biodiversité, la santé, les infrastructures, les ressources en eau douce et la production agricole, voir même sur la stabilité internationale… Quels sont-ils aujourd'hui ?

Ces impacts risquent d’influer sur l’érosion côtière, le niveau de la mer, les marées et les tempêtes, dans les villes et les régions côtières, à l’échelle locale comme mondiale. Quels seront les risques à venir ?

Que faire aujourd’hui pour mieux s’adapter demain ?

Stéphane HALLEGATTE, par son approche scientifique du sujet, apporte des premiers éléments de réponses pragmatiques à ces questions.

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SOMMAIRE

I – LE CHANGEMENT CLIMATIQUE : PASSÉ, PRÉSENT, FUTUR… 1. La révolution industrielle : rupture dans l’évolution des concentrations de gaz à effet de serre (GES)

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2. L’augmentation des concentrations de GES d’origine humaine : facteur de hausse de la température actuellement observée sur Terre ? …………………………………………

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3. Et demain ?

II – CE QUE L’ON SAIT DES IMPACTS FUTURS… 1. La disparition d’écosystèmes et l’extinction d’espèces animales …………………………

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2. L’augmentation des sécheresses et des contraintes liées aux usages de l’eau, l’intensification des inondations… ……………………………………………………………………………………

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3. La disparition de l’agriculture et l’aggravation de l’insécurité alimentaire dans les pays en développement… ……………………………………………………………………………………………

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4. L’accroissement des risques sanitaires liés aux effets de contagion dans les pays en développement et aux pollutions urbaines dans les pays développés …………

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5. Des risques de migrations massives et de disparition du patrimoine dus à la montée du niveau de la mer et aux événements extrêmes ………………………………………

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III- L’ADAPTATION AUX CHANGEMENTS CLIMATIQUES ……………

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I – LE CHANGEMENT CLIMATIQUE : PASSÉ, PRÉSENT, FUTUR…

1. La révolution industrielle : rupture dans l’évolution des concentrations de gaz à effet de serre (GES) Au cours des 600 000 dernières années, la concentration de CO2 atmosphérique a étroitement oscillé entre 180 et 260 parties par million (ppm). Parallèlement, des mesures scientifiques ont permis de relever des augmentations de températures au cours de cette période. Cellesci sont observables au moment des pics de concentration de CO2. Dès le XIXe siècle, avec la révolution industrielle, la rupture est radicale. Depuis, la concentration de CO2 atmosphérique augmente de manière spectaculaire, soit jusqu’à 380 ppm.

2.

L’augmentation des concentrations de GES d’origine humaine : facteur de hausse de la température actuellement observée sur Terre ?

L’étude de modèles capables de reproduire près de 150 années de climat ont permis d’affiner la compréhension des mécanismes climatiques. Ces simulations ont confirmé l’existence d’un lien entre l’augmentation des concentrations de CO2 et celle des températures sur Terre. En 2007, le GIEC a reconnu que « l’essentiel de l’augmentation observée de température vient très probablement de l’augmentation anthropique des concentrations de gaz à effet de serre ». Ce « très probablement » correspond à une probabilité supérieure à 90 %.

L’équilibre énergétique de la Terre Sous l'effet des gaz à effet de serre, l'atmosphère permet au rayonnement solaire d'atteindre le sol.

L'énergie apportée s'y transforme en chaleur. Comme tout corps chaud, la surface de la terre a tendance à rayonner une partie de sa chaleur vers les corps plus froids l'environnant.

Les gaz à effet de serre et les nuages, opaques aux rayons infrarouges émis par la terre, absorbe ces rayonnements.

Ils emprisonnent ainsi l’énergie thermique près de la surface du globe, où elle réchauffe l'atmosphère basse.

3. Et demain ?

Les futures émissions de gaz à effet de serre restent inconnues, puisqu’elles seront fonction de la démographie, de l’économie, des technologies à venir…

Cependant les différents scenarii climatiques d’ici à 2100 proposent des hypothèses d’émissions entre 20 et 140 gigatonnes (Gt) de CO2 par an (émissions mondiales depuis 2000 : entre 25 et 30 Gt de CO2 par an). Les températures augmenteraient entre + 1° et + 6°.

L’augmentation moyenne de la température est estimée à + 2,5°. Mais elle sera plus importante sur les continents qu’ailleurs, notamment dans l’hémisphère nord. Dans les régions polaires, elle risque d’atteindre + 6°. Globalement les contrastes en terme de précipitations à l’échelle mondiale continueront de s’amplifier. Les précipitations risquent de s’accroitre au niveau de l’équateur et des zones de très haute et basse altitude. A l’inverse, les régions de moyenne altitude, comme la zone méditerranéenne, manqueront de plus en plus d’eau.

Les gaz à effet de serre au cours des 600 000 années passées Source : Masson-Delmotte et al., 2006

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II – CE QUE L’ON SAIT DES IMPACTS FUTURS…

1. La disparition d’écosystèmes et l’extinction d’espèces animales

Les régions arctiques : aujourd'hui et demain ?

L’augmentation actuelle de la température (+ 0,5°) a déjà une incidence sur certains écosystèmes vulnérables, comme les ours polaires, les récifs coralliens, les grenouilles…

Légende

2002

2080 2100

L’observation des impacts dans les pays en développement : un défi urgent Beaucoup considèrent aujourd’hui que l’essentiel des changements observés sur les écosystèmes et systèmes physiques (fonte de glaciers, déplacement et disparition d’espèces animales etc.) provient du changement climatique. La répétition d’événements à l’échelle mondiale, bien plus qu’un cas particulier, permet de reconnaître que le réchauffement climatique est à l’origine de ces changements.

Cependant la majorité des observations est relevée dans les pays développés. Les impacts du changement climatique dans les pays en développement sont mal connus. Il sera donc nécessaire d’appréhender les incidences du climat dans ces pays et anticiper ainsi l’ensemble des changements possibles.

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Les espèces les plus menacées par le changement climatique ne sont pas forcément les plus symboliques. Les menaces qui pèsent sur les baleines, les léopards, les éléphants etc. sont avant tout liées à l’urbanisation, la déforestation, la pollution locale, le braconnage et de nombreuses autres pressions humaines.

Si la température augmente de + 1,5° d’ici à 2100, 10 à 15 % des espèces de la planète risquent de s’éteindre. A + 2,5° d’augmentation de température d’ici 2100, ce sont 20 à 30 % des espèces mondiales qui seront menacées d’extinction. Et plus de 50 % des espèces disparaitront, si l’augmentation de température atteint + 4,5° d’ici à 2100.

Même si les écosystèmes tendent forcément à s’adapter, les émissions de GES stockées dans l’atmosphère provoquent déjà des dégâts considérables. Certains sont à terme irréversibles, notamment la disparition de la banquise, qui aura une incidence forte sur les écosystèmes.

Mettre en place dès aujourd'hui des politiques adaptées et ambitieuses peut permettre de maintenir le niveau d’extinction des espèces entre 20 et 30 %.

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2. L’augmentation des sécheresses et des contraintes liées aux usages de l’eau, l’intensification des inondations…

Le nombre de personnes vivant en stress hydrique sévère à l’échelle mondiale devrait continuer d’augmenter dans les décennies à venir. Entre 1995 et 2050 cette augmentation pourrait être comprise entre + 67 % et + 77 %1.

Certaines régions du monde sont plus exposées que d’autres au risque de manque d’eau.

En région méditerranéenne et sur la côte ouest des Etats-Unis, l’augmentation de la population et la croissance économique pèsent déjà fortement sur les ressources en eau. D’ici à 2050, le changement climatique risque d’y entrainer une diminution supplémentaire de 30 % à - 40 % des ressources en eau disponible. Ces taux concernent également l’Afrique du Sud et l’Australie.

En France, la baisse des ressources en eau risque d’avoisiner les -10 %.

Zoom sur la France d’ici à 2050 Hiver : Le réchauffement climatique risque d’accentuer l’évaporation de l’eau des rivières et de diminuer ainsi leurs débits. Il risque d’aggraver les contraintes liées aux usages industriel, agricole et domestique de l’eau.

A l’horizon 2046-2065, la diminution des précipitations hivernales envisagées à l’ouest ( de moins de 10 % environ par rapport à aujourd’hui ) et leur augmentation à l’est du pays (de plus de 10 % environ par rapport à aujourd'hui) vont modifier les débits des rivières. Ces débits risquent de fortement baisser par rapport à aujourd'hui : entre - 20 % et - 30 % à l’ouest, entre - 6 % et - 20 % au nord est. (Source : Julien Boé, Cerfacs) Eté/Automne : Les chutes de précipitations devraient être bien plus importantes en été et en automne.

D’ici à 2046 - 2065, les précipitations estivales et automnales risquent de diminuer de 15 % en moyenne dans tout le pays. Les débits des rivières vont chuter de 20 % à 40 %. (Source : Julien Boé, Cerfacs) Les besoins en termes de gestion des ressources en eau en France sont plus urgents que ceux en matière d’inondations. Les questions dans ce domaine ne pourront pas attendre 2050.

Paradoxalement, les régions où les précipitations annuelles et les débits moyens annuels des rivières devraient diminuer, notamment en Europe, risquent d’être confrontées à l’augmentation de la fréquence et à l’intensification des inondations.

Ce risque fait l’objet de recherche en cours de développement, notamment en France.

1 Soit une augmentation de 1,4 - 1,6 milliards (Mds) de personnes en 1995 à 4,3 - 6,9 Mds en 2050 - Scénario basé sur une hypothèse de 12 Mds de personnes à l’échelle mondiale (cf. annexe 1).

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3. La disparition de l’agriculture et l’aggravation de l’insécurité alimentaire dans les pays en développement…

50 % de la population mondiale Aujourd'hui 50% de la population mondiale dépend directement de son environnement : elle vit de l’agriculture et de l’eau disponibles localement. Le changement climatique va aggraver les problèmes de mal nutrition, auxquels sont exposées ces populations.

En l’espace de quelques années, la croissance de la consommation des pays émergents a fait explosé la demande de céréales.

La production de céréales à l’échelle globale est aujourd'hui inférieure à la consommation mondiale. Le changement climatique va amplifier le déséquilibre sur les marchés agricoles. La situation est devenue très problématique et pèse fortement sur la sécurité alimentaire mondiale. Au centre des inquiétudes : les pays en développement.

Exemple : L’impact d’une augmentation des températures de 2° C sur les zones de production du café robusta en Ouganda serait radical : ces zones seraient définitivement inexploitables. La situation serait dramatique pour le pays, car l’Ouganda est aujourd’hui dépendant de sa culture de café. Cependant si le pays anticipe suffisamment tôt son impossibilité de produire du café à long terme et développe un secteur exportateur alternatif, la transition économique pourrait limiter les impacts économiques du changement climatique. Reste à savoir si une telle transition est possible en Ouganda.

Les impacts économiques d’un évènement climatique ne dépendent pas seulement du climat. Mais aussi de la façon dont le pays s’adapte à ce changement. Tous les pays n’ont évidemment pas les mêmes capacités à s’y adapter. Les pays africains restent les plus vulnérables, car leur capacité institutionnelle est aujourd’hui assez limitée (cf. annexe 2).

D’ici à 2050, le changement climatique va augmenter les rendements agricoles dans les pays développés, souvent situés aux hautes latitudes. Dans les pays de hautes latitudes, les faibles températures limitent la production agricole. Avec une température plus élevée, la production augmente.

A l’inverse, les productions agricoles vont diminuer dans les pays en développement, des pays souvent tropicaux et de moyenne latitude. Dans ces pays, le facteur limitant de la production agricole n’est plus la température, mais l’eau, dont les ressources vont se réduire avec le changement climatique.

Même en s’adaptant, ces pays devront supporter des rendements agricoles décroissants, à hauteur de 10% d’ici 20502.

Néanmoins, à l’horizon 2050, les rendements des uns devraient compenser les pertes des autres. La production au niveau mondial sera suffisante pour nourrir la population mondiale. Il ne sera plus question du problème de capacité de production mondiale, mais de distribution de la production des pays développés.

Le développement des marchés internationaux va devenir crucial. Le défi pour les pays en développement sera de développer suffisamment de secteurs d’exportation, afin de pouvoir importer des denrées agricoles et nourrir leur population.

4. L’accroissement des risques sanitaires liés aux effets de contagion dans les pays en développement et aux pollutions urbaines dans les pays développés Le changement climatique va amplifier les risques sanitaires (malaria, paludisme…) essentiellement dans les pays privés de services adaptés.

Seuls le développement et l’organisation des services de santé locaux réduiront ces risques et limiteront les effets de contagion des maladies.

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Source : Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE), Organisation météorologique mondiale, 1996

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Dans les pays développés, le changement climatique pourra avoir des impacts à la fois négatifs et positifs sur la santé.

La canicule de 2003 n’aura-t-elle été que la fraîcheur de 2080 ? (températures observées depuis 1860) Source : Jean-Louis DUFRESNE, IPSL

Exemple en France : D’un côté les canicules seront de plus en plus fréquentes. Mais la France sera de mieux en mieux préparée à ce type d’évènement extrême. De l’autre, les vagues de froid seront moins importantes. Le changement climatique pourra être bénéfique à court terme, en freinant la surmortalité hivernale.

La principale inquiétude pour les pays développés reste surtout la pollution. Sous l’effet de l’augmentation des températures et de l’ensoleillement, les pollutions urbaines risquent de se multiplier, entrainant ainsi des problèmes de santé pour les personnes les plus fragiles.

5. Des risques de migrations massives et de disparition du patrimoine dus à la montée du niveau de la mer et aux événements extrêmes

2080

En août 2005, 80 % de la ville de la Nouvelle-Orléans aux Etats-Unis est inondée sous 2 mètres d’eau, conséquence désastreuse de l’ouragan Katrina.

Le changement climatique aura un impact destructeur sur les infrastructures et le patrimoine et contraindra de nombreuses populations à migrer sous les effets de la montée du niveau de la mer et d’événements extrêmes.

Le niveau de la mer en 2100 ?

Certains scenarii sont très pessimistes. D’après de récentes observations, le Groenland fonderait 10 fois plus vite que ce qu’avancent les modèles. Certains estiment que l’augmentation du niveau de la mer pourrait aller jusqu’à 3 mètres à l’horizon 2100. Cependant, ces scenarii restent encore improbables.

Les scenarii les plus réalistes font l’hypothèse d’augmentations du niveau de la mer à l’échelle mondiale comprises entre 20 cm et 1,2 m d’ici à 2100. Ces scenarii, qui sont les plus optimistes, risquent déjà d’entrainer de graves conséquences pour les populations et le patrimoine côtiers.

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17 millions de bengalis Si le niveau de la mer montait de 1,5 mètres aujourd'hui au Bangladesh, 17 millions de personnes seraient contraintes de se déplacer, soit 15 % de la population totale. Environ 16 % de la surface du pays serait touché, soit 22 000 km2.

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Un risque de migrations massives et de déstabilisation politique…

• Aujourd'hui environ 40 millions de personnes dans le monde sont vulnérables aux tempêtes et aux inondations, dont 6 millions d’américains, plus de 8 millions de chinois…

• A l’horizon 2070, plus de 100 millions de personnes dans le monde seront exposées aux tempêtes et inondations, sans tenir compte du changement climatique, mais en anticipant seulement le développement économique et démographique potentiel des zones et villes côtières. Le nombre de chinois exposés à ces événements est multiplié par 2, soit près de 17 millions de personnes. (cf. graphique ci-contre) • A l’horizon 2070, si le réchauffement climatique entraîne une augmentation de 50 cm du niveau de la mer, près de 150 millions de personnes dans le monde seront menacées. (cf. graphique ci-contre)

La Russie : grande bénéficiaire du changement climatique ?

Un des impacts les plus surprenants à venir concerne la Russie. L’augmentation des températures dans cette zone devrait être positive pour la population. Mais il y a une condition.

Jusqu'à aujourd’hui, les infrastructures en Russie ont été construites sur un sol qui reste gelé toute l’année, appelé le permafrost. Sous l’effet du changement climatique, le permafrost va fondre.

Les infrastructures vont être déstabilisées et se fissurer.

Le défi de la Russie, pour bénéficier du changement climatique, sera de reconstruire l’ensemble de ses infrastructures.

En France : qu’en est-il du risque lié à la montée du niveau de la mer ?

Bien que le risque lié à la montée du niveau de la mer en France soit certain au cours des prochaines années, très peu d’analyses sur ce sujet sont aujourd'hui répertoriées.

Parmi elles, les travaux du Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), menés sur les aléas côtiers liés au changement climatique, traitent du cas du Languedoc-Roussillon dans le cadre du projet « Response ». Mais à l’heure actuelle ces travaux doivent encore faire l’objet de recherches. (Pour en savoir plus : www.coastalwight.gov.uk/response.htm) Pourtant des mesures devront bientôt être prises afin que le pays puisse s’adapter aux effets du changement climatique, auxquels il n’échappera pas : protéger les côtes au prix de dépenses vertigineuses ? Abandonner certaines zones à la mer malgré les coûts psychologique et politique forts que cela représente ?…

Le développement de la recherche est désormais incontournable pour évaluer les besoins à venir en termes de gestion côtière et de gestion des risques en France.

Les risques d’inondations côtières dans les grandes métropoles Population exposée à la tempête centennale aujourd'hui et en 2070 Source : OECD Report on the exposure of large coastal cities to storm surges, Nicholls et al. (2007)

Seules une bonne gestion et une bonne planification des développements actuels et à venir sur les zones côtières permettraient de diminuer le risque. La gestion économe et cohérente des sols ainsi que la planification de l’urbanisation sont des leviers d’actions très importants pour toutes les zones urbanisées dans le monde.

Même en l’absence d’impacts du changement climatique, ces politiques s’avèrent indispensables pour l’avenir.

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III – L’ADAPTATION AU CHANGEMENT CLIMATIQUE

La stabilisation des concentrations de GES est-elle possible ?

S’adapter à un climat qui change : quelles stratégies ?

Un des modèles climatiques du « Met Office Hadley Centre » (ci-contre) propose le scénario suivant : En 2070 le climat de Paris risque d’être le climat actuel de Cordoue, en Espagne.

Une telle hypothèse montre déjà toute la complexité de l’adaptation au changement climatique, notamment en termes d’architecture et d’urbanisme. La difficulté à venir sera de concevoir un bâtiment adapté à plusieurs climats.

L’incertitude du changement climatique est telle que les nouvelles stratégies de gestion de l’occupation du sol et des eaux devront être très flexibles et réversibles. Ces stratégies doivent être positives même en l’absence de changement climatique, en améliorant par exemple les normes de construction des bâtiments, en mettant en place des plans d’occupation des sols plus restrictifs etc. Des marges de sécurité peuvent être dégagées face aux risques du changement climatique, si les investissements sont suffisamment robustes et leur durée de vie réduite.

Le GIEC estime que la stabilisation des concentrations de GES reste envisageable. Les conditions : l’utilisation cohérente et complémentaire de l’ensemble des technologies actuelles et la recherche d’économies d’énergie avec l’utilisation croissante des transports en commun, la construction de bâtiments moins énergivores…

La réduction d’émissions de GES dans les pays développés sera possible si des politiques suffisamment adaptées sont mises en place : investissements dans des infrastructures énergétiques, recherche et développement, mise en place de réglementations et de normes, de taxes et de charges, développement de la coopération internationale et régionale… La solution miracle n’existe pas.

Seules des stratégies différenciées selon les secteurs et les régions sont de taille à réduire ces émissions.

Evolution du climat des principales villes européennes en 2070, d’après le modèle du « Met Office Hadley Centre » "Climate analogues in 2070, Hadley Centre Model, SRES A2" After Hallegatte, Ambrosi, Hourcade (2007)

Le choix en terme d’ambition des politiques de réduction d’émissions dépend d’un arbitrage entre les coûts économiques de réductions plus rapides et les risques à moyen et long terme de concentrations plus élevées. En 2050, le coût moyen pour stabiliser les concentrations de GES varie entre un gain de 1 % et une perte de 5,5 % du PIB, selon l’ambition de la stabilisation et le modèle utilisé, soit l’équivalent d’environ 0,1 % de croissance annuelle perdue (Source : GIEC). Cependant les réductions d’émissions ont des co-bénéfices importants en terme de diminution des pollutions locales.

Un des principaux défis reste de convaincre les pays émergents de participer aux efforts de stabilisation des émissions de GES, au même titre que les pays développés.

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ANNEXES 1. Evolution des ressources mondiales en eau à l’horizon 2050 Le nombre de personnes vivant en stress hydrique sévère devrait augmenter de 1,4-1,6 milliards en 1995 à 4,3-6,9 milliards en 2050, dans le scénario A2 (sur 12 milliards d’habitants).

Source : GIEC (2007)

2. Index de la production alimentaire Net par personne Base PIN (Index de production agricole) 1989-1991 Source : Food and Agriculture Organisation (FAO), Base de données scientifiques (FAOstats), 1995.

L’expérience de la sécheresse dans les années 1970-1980 démontre la vulnérabilité de l’agriculture africaine.

Les développements technologiques ont profité aux autres pays du monde mais n’ont pas suffi à compenser la sécheresse en Afrique.

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