Extremes, un programme de recherche du WSL

En raison de la mondialisation et du changement climatique, les événements extrêmes surviennent de plus en plus fréquemment et avec une intensité accrue. Quelles en sont les conséquences pour l’environnement et la société? Comment pouvons-nous nous préparer à des événements extrêmes qui ne se sont encore jamais produits? C'est à ces questions que nous nous sommes intéressés dans le cadre du programme de recherche Extremes.

De 2021 à 2025, cinq projets ont étudié les impacts sur différents systèmes environnementaux et ont développé des solutions en collaboration des partenaires de terrain. En outre, des synthèses globales ont été élaborées avec une contribution significative des projets. Bon nombre de ces synthèses rassemblent principalement de nouvelles connaissances sur la sécheresse extrême, car quatre des cinq projets se sont penchés sur les effets de l’augmentation de la chaleur et de la sécheresse.
 

Un regard vers l’avenir

À quoi ressemble la Suisse dans votre imagination ? Les modèles climatiques prévoient généralement une augmentation des températures, davantage de jours de chaleur ainsi que des périodes de sécheresse plus fréquentes et plus intenses. Quelles en sont les conséquences pour les sols, le pergélisol, les dangers naturels, les eaux, les arbres et les forêts, la biodiversité, l’agriculture et bien d’autres domaines? Les corrélations mises en évidence dans le cadre du programme ont été compilées dans une application web. Celle-ci montre comment, au cours des 20 prochaines années, des événements météorologiques extrêmes tels que la chaleur, la sécheresse ou les fortes précipitations peuvent affecter les ressources naturelles en Suisse.

Les cinq projets

Extreme Thaw

Le projet Unprecedented Permafrost Thaw – Unlocking Ground for New Life and Release of Old Soil Carbon, Pollutants, and Pathogen a étudié comment le dégel du pergélisol et le réchauffement climatique sans précédent modifient les écosystèmes alpins. Cela concerne par exemple les sols, les microorganismes qu’ils contiennent, les polluants ainsi que le carbone stocké.

MountEx

Le projet Mountain Spruce Forests As Hotspots for Extremes: Impacts, Resilience and Management Priorities aide la pratique forestière à prioriser efficacement la gestion des forêts de montagne en fonction des risques liés aux perturbations extrêmes, afin de maintenir au mieux la fonction de protection des forêts.

Malefix

Le projet Machine-Learning-Aided Forecasting of Drought-Related Extremes a développé un système d’alerte précoce intégré pour les incendies de forêt, le recul des glaciers, la température de l’eau, la biodiversité aquatique (poissons), les infestations de scolytes et les niveaux des eaux souterraines. Le système fournit des prévisions probabilistes fiables et aide les décideurs dans la gestion de l’eau, des forêts et des dangers naturels.

 

Emerge

Le projet Providing data for effective mitigation and adaptation strategies to tackle extreme droughts in mountain regions combine des observations et des simulations de modèles afin de mieux comprendre les impacts des sécheresses extrêmes passées et futures dans les régions de montagne – en particulier en Suisse. Il vise à préparer les décideurs politiques aux défis posés par ces événements.

Alanex

Le projet Artificial Light at Night: Mitigating an Extreme Disturbance for Humans and the Environment a réuni des concepteurs d’éclairage, des praticiens ainsi que des représentants de l’écologie et des sciences sociales afin de développer des solutions d’éclairage durables qui réduisent les effets négatifs de la lumière artificielle la nuit tout en répondant aux besoins humains en éclairage.

Principaux résultats et conclusions

Les effets du changement climatique, en particulier les vagues de chaleur et la sécheresse, sont de plus en plus visibles en Suisse. La recherche établit les bases permettant de mieux prévoir les événements extrêmes liés au climat et leurs impacts, et de s’y préparer. Les principales conclusions du programme sont les suivantes:

  • Les approches visant à faire face aux événements extrêmes nécessitent une collaboration étroite et précoce entre spécialistes universitaires et non universitaires, telle qu’elle est mise en œuvre dans le programme de recherche du WSL Extremes (2020–2025).
  • L'implication des acteurs de terrain dès la phase de définition des contenus du projet contribue de manière déterminante à ce que les résultats répondent aux besoins de la pratique.
  • L'utilisation de données communes (par exemple celles issues des scénarios climatiques extrêmes) pour analyser les impacts dans plusieurs projets du programme permet une intégration et une synthèse solides, car les résultats reposent sur les mêmes hypothèses de départ.
  • La Suisse a connu plusieurs périodes de sécheresse sévères ces dernières années (2003, 2011, 2015, 2018, 2020, 2022), avec des impacts importants sur la disponibilité de l’eau et sur les domaines qui en dépendent (nature, agriculture, refroidissement, eau potable, navigation, etc.). Les analyses menées dans le programme Extremes montrent que, même avec un réchauffement climatique supplémentaire moyen (selon CH2018), des événements de sécheresse nettement plus sévères sont probables, et que dans des scénarios extrêmes, ces événements pourraient encore être largement dépassés.
  • Pour affronter de telles périodes de sécheresse extrême sans conséquences négatives trop importantes, des processus bien coordonnés entre les différents domaines de la protection de la population sont nécessaires. Le programme Extremes a contribué à cette optimisation en élaborant et en formalisant un exercice de simulation sur table (Tabletop exercise, ou TTX en abrégé) sur la sécheresse extrême en Suisse, en collaboration avec l’Office fédéral de la protection de la population (OFPP) et le Center for Security Studies (CSS) de l’ETH Zurich. Un premier TTX a été organisé en 2025 au WSL, avec des représentants de différentes organisations de la protection de la population (états-majors de crise, police, ambulance, pompiers, etc.). Des exercices similaires ont depuis été et continuent d’être menés à différentes échelles à partir du matériel élaboré.
  • Ces exercices ont mis en évidence toute la difficulté pour les services d’urgence de se préparer à une sécheresse en cours de développement. Contrairement aux événements extrêmes soudains (grands accidents, séismes, grands incendies, inondations, etc.), auxquels ces services sont parés, la sécheresse s’installe souvent très lentement, parfois sur plusieurs mois. Il est donc difficile de planifier précisément le déclenchement du niveau d'escalade supérieur, car cela suppose de savoir ce qui nous attend ensuite. C'est précisément pour ces événements extrêmes à évolution lente et potentiellement longue que l’intégration de la science et de la modélisation est essentielle pour fournir aux décideurs des scénarios et leurs probabilités.

Produits

  • TableTop Drought: la Suisse est-elle préparée à une sécheresse extrême? Pour répondre à cette question, le programme de recherche Extremes a élaboré, avec l’Office fédéral de la protection de la population et le Center for Security Studies de l’ETH, un exercice de simulation sur table d’une journée. À partir de quatre scénarios cantonaux de sécheresse, des équipes interdisciplinaires ont analysé les ressources disponibles et nécessaires pour faire face à une sécheresse d’un an et demi en Suisse. Article: «Trialog zur Bewältigung extremer Trockenheit in der Schweiz» (en allemand)
  • Application web Extremes : basée sur des recherches actuelles, l’application web interactive montre comment des événements météorologiques extrêmes tels que la chaleur, la sécheresse ou les fortes précipitations pourraient affecter les bases de vie en Suisse – selon la trajectoire climatique choisie. Avec un ton volontairement provocateur et une touche d’humour, la WebApp donne une idée des effets et des réactions en chaîne que quelques degrés de réchauffement peuvent déclencher. Elle présente également des mesures et des pistes de solutions. Application web
  • Scénarios extrêmes: le programme Extremes a défini les grandes lignes de scénarios de sécheresse extrême du point de vue de différents utilisateurs de données climatiques. Ces scénarios ont ensuite été calculés à l’ETH à l’aide de méthodes d’ensemble de type boosting, puis désagrégés spatialement au WSL jusqu’à une résolution de 100 m. Ils couvrent des périodes de sécheresse de 1 à 5 ans, avec deux niveaux d’intensité, ainsi que des variantes avec un boosting appliqué soit toute l’année, soit uniquement sur un semestre (hiver ou été). CHELSAch-daily (lien pas encore actif).
  • Rapport du WSL Extremes: les actes du Forum für Wissen du WSL en 2025 font le point sur la recherche actuelle, notamment sur la sécheresse, la chaleur, le pergélisol et les perturbations en forêt de montagne. PDF des actes
  • Rapport du WSL Tirer les leçons des perturbations et des événements extrêmes en forêt: Lors du Forum für Wissen 2023 , des bases scientifiques ont été présentées, à partir desquelles des mesures d’action pour la gestion des perturbations et des événements extrêmes peuvent être élaborées. PDF des actes
  • Herding cats. Diriger de grands programmes de recherche relève parfois d’une mission aussi impossible que celle de rassembler des chats. Cela vaut aussi pour le programme Extremes du WSL. Quels sont les principaux défis de la collaboration inter- et transdisciplinaire? Et comment les surmonter? La recherche d’accompagnement menée par Lisa Deutsch a exploré ces questions: Deutsch et al. 2025 2025