conseil supérieur de la météorologie - Météo

MINISTÈRE DE L’ECOLOGIE, DU DEVELOPPEMENT DURABLE ET DE L’ENERGIE
CONSEIL SUPÉRIEUR DE LA MÉTÉOROLOGIE
CSM/SP/EE/N° 2014-2
COMPTE-RENDU DE LA REUNION
COMMISSION "ENVIRONNEMENT-ENERGIE"
DU 13/11/2014
Participants (Saint Mandé)
Guillaume Arbod – GDF-Suez
Carole Bellevaux – Météo-France, correspondante de la commission
Laurent Dubus – EDF
Alice Kopel – DGS, membre de la commission santé
Raphaëlle Kounkou-Arnaud – Météo-France, secrétaire de la
commission
Karine Laaidi – InVS
Marc Larzilière – CITEPA
Jean-Pierre Mac Veigh – Météo-France, secrétaire permanent du CSM
Patrice Mestayer – IRSTV
Laurence Rouïl – INERIS, présidente de la commission
Jean-Luc Salagnac – CSTB
Participants (Toulouse)
Lydie Audonnet-Falga – Météo-France/ENM
Isabelle Donet – Météo-France (DP/Serv)
Sylvie Guidotti – Météo-France (DP/Serv/Env)
Frédéric Marin – Météo-France (DSO)
Sophie Martinoni – Météo-France (DP/Serv/BEC)
Olivier Mestre – Météo-France (DP/DPrevi/COMPAS)
Pascal Simon – Météo-France (DClim)
Martine Veysseire – Météo-France (DP/Serv/BEC)
***
OUVERTURE DE LA REUNION
La réunion est ouverte par Laurence Rouïl, présidente de la commission « Environnement-Energie » après un
rapide tour de table des participants.
1 – « Travaux R&D traitant des modélisations énergétiques des bâtiments, projets MUSCADE et
MApUCE», par Jean-Luc Salagnac (CSTB)
Les diapositives de la présentation sont dans le fichier annexe 1.
Suite au projet EPICEA mené de 2008 à 2012 par Météo-France et le CSTB pour le compte de la Mairie de
Paris, de nombreux projets ont vu le jour, avec pour objectif de répondre à la question suivante : Quels
seraient les effets de mesures d’adaptation dans l’optique d’une augmentation des canicules ?
Suite à l’exposé de Valéry Masson lors de la précédente réunion de la commission le 25/03/2014, cette
présentation s’attachera à faire le lien avec le vœu de la commission émis en 2014 sous deux aspects :
- la rétroaction entre la consommation énergétique des bâtiments et le climat urbain
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-
l’intégration des énergies renouvelables et travaux de recherche en cours ou à venir.
Le projet MUSCADE se place dans le contexte des études d’impact du changement climatique et de la forte
hausse projetée des canicules.
Une ville est un ensemble de bâtiments et d’infrastructures qui émettent des gaz à effet de serre (GES). Les
deux notions essentielles en ce qui concerne le changement climatique sont l’atténuation et l’adaptation. Les
réglementations thermiques régissent de plus en plus ce système et répondent à la problématique de
l’atténuation, leur motivation étant de fortement limiter ces émissions de GES. Ces préoccupations ont guidé
la conception des réglementations thermiques depuis l’année 2000, la prochaine étape étant pour 2020.
L’adaptation recouvre la prise en compte du contexte climatique modifié et des évolutions du tissu urbain et
du cadre bâti afin de limiter les impacts du changement climatique sans augmenter les GES. Sur quels
leviers peut-on jouer, c’est-à-dire, sur quoi agir pour limiter l’îlot de chaleur urbain (ICU?
- la planification urbaine : comment développe t-on la ville, le changement climatique devient un
paramètre du développement des villes, au même titre que la géographie, l’économie ou l’histoire,
etc. ;
- la forme urbaine et la végétalisation : on joue sur la notion de ville étendue / ville compacte à
laquelle on ajoute l’impact de la végétation. L’impact sur l’ICU se fait via le bilan d’énergie ainsi
modifié ;
- la conception du bâti proprement dit (différentes formes architecturales, propriétés radiatives des
matériaux d’enveloppe, isolation thermique) ;
- la gestion et l’usage des équipements (gestion des apports solaires par ouverture/fermeture des
volets/stores et des fenêtres, beaucoup vs. peu de climatiseurs) ;
- les plans d’intervention : organiser socialement la prévention (jusqu’à la mise à l’abri des personnes
les plus vulnérables)
Tout ceci représente une palette d’outils à coordonner par de futures décisions : c’est le rôle des projets
scientifiques comme MUSCADE de donner des éléments aux décideurs.
Un « continuum » de projets (EPICEA, VURCA, MUSCADE, MApUCE, etc.) ont été réalisés ou sont en
cours pour étudier les effets des leviers d’action en se basant sur des modèles numériques. Quel est le plus
efficace : mettre en place un plan canicule, arroser les rues, végétaliser toute la ville ?… Il faudra choisir
parmi ces mesures, tout en prenant en compte les éventuelles rétroactions (ex de l’option « Paris la blanche »
qui aurait un effet sur l’aspect de la ville et donc son attractivité, ainsi qu’une maintenance à assurer).
Les modèles numériques utilisés sont :
- le modèle TEB, développé par le CNRM, qui caractérise les échanges entre ville et atmosphère (cf.
présentation du 25/03/2014) ;
- le modèle NEDUM, développé par le CIRED, qui permet l’évaluation de l’évolution de la « tache
urbaine » en termes de m² construits en fonction du temps, sous des hypothèses de développement
économique et de revenus des ménages (basées sur des règles simples). Il a été validé sur la
croissance de l’agglomération parisienne au cours du 20ème siècle (résultats satisfaisants par rapport à
ce qu’on observe aujourd’hui) ;
- le modèle GENIUS, développé par le LRA-ENSA : NEDUM fournit en sortie des « m² par an »,
GENIUS dit à quoi ces m² peuvent ressembler, sous l’hypothèse forte que la ville conserve une trace
de son histoire et qu’il y a une trajectoire des formes urbaines. Il a été validé sur la fin du 20ème
siècle. Des hypothèses portent également sur les évolutions techniques des bâtiments et sur les
usages, notamment le choix des températures de consigne en chaud et en froid : vertueux (26-27°C),
moins vertueux (22-23°C), idem en hiver.
On obtient en sortie de ces modèles des indicateurs de stress thermique et des indicateurs sur la
consommation et la production d’énergie.
On ne présente ici que quelques résultats, l’ensemble des résultats du projet MUSCADE est disponible dans
le rapport de synthèse téléchargeable ici : http://www.cnrm.meteo.fr/muscade/spip.php?rubrique151
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Impact de la densification : une densification de l’espace urbain conduit à une ville compacte, tandis qu’une
ville étendue occupe tout l’espace que la géographie met à sa disposition, en faisant l’hypothèse que la
population est la même en ville compacte ou étendue
La population souffre plus en ville étendue pour un stress thermique acceptable.
Pour un stress thermique élevé, les résultats sont semblables entre ville étendue et ville compacte.
En hiver, l’ICU conduit à diminuer la consommation d’énergie en ville compacte.
Impact sur la production/consommation d’énergie : la production totale d’énergie solaire (production
potentielle totale), quelle que soit la ville (compacte/étendue) couvrirait la consommation d’énergie mais un
déphasage saisonnier existe et l’énergie n’est donc pas disponible au bon moment.
Impact de la végétalisation : le scénario testé considère Paris telle qu’elle est actuellement et fait l’hypothèse
d’un accroissement de 50% des surfaces végétalisées sur les surfaces disponibles (même raisonnement que
dans le projet EPICEA), ce qui conduit à une hausse d’environ 20% de la végétation dans l’ensemble de la
ville, fonction de la forme urbaine.
Le rafraîchissement induit est d’environ 0,5 à 1°C.
L’effet rafraîchissant attendu de la présence de la végétation implique une disponibilité de l’eau,
ressource dont la gestion peut être problématique en période de canicule (arrosage notamment).
Impact de l’utilisation des toits : une autre utilisation des toits peut s’envisager dans le cadre de la transition
vers des villes post-carbone mais des choix restent à faire en fonction de divers critères (performances des
procédés techniques (capteur solaires, éoliennes), questions économiques, impact paysager et touristique).
Impact du comportement des occupants : la gestion des ouvertures (ouverture/fermeture des volets par
exemple) affecte la consommation d’énergie et rationaliser les comportements donnerait des effets
comparables à la végétalisation).
Cependant, ces sujets restent encore à creuser, car ils peuvent également soulever divers problématiques, en
termes de :
- Temporalité et de répartition spatiale ;
- Accès à l’eau, d’autant plus que la végétation a des aspects politiques positifs de par son caractère
immédiatement visible mais a un coût ;
- Economie des solutions (sujet essentiel) ;
- Acceptabilité des solutions : ce sujet mérite débat car il intègre des paramètres objectifs (issus des
modèles physiques ou économiques) mais également plus subjectifs.
Pour conclure, Jean-Luc Salagnac prend l’exemple de panneaux photovoltaïques de couleur (y compris le
blanc) possédant un film réfléchissant dans le visible mais qui laisse passer le rayonnement infrarouge et
rappelle l’importance de la maintenance (notamment le nettoyage des surfaces des capteurs) sur les
performances
des
installations.
Une
vidéo
sur
cet
exemple
est
présentée :
(http://www.csem.ch/site/card.asp?nav=7769&pid=28473&title=White%20solar%20modules#.VGDF41dkI
7w).
Un nouveau projet, démarré en mars 2014 pour une durée de 4 ans, le projet MApUCE vise à intégrer dans
les politiques urbaines et les documents juridiques les plus pertinents des données quantitatives de
microclimat urbain, climat et énergie, dans une démarche applicable à toutes les villes de France. Il passe par
un affinage des aspects sociologiques afin de mieux intégrer les comportements dans les modèles. Il
s’organise autour de partenaires fortement interdisciplinaires en droit de l’urbanisme, climat urbain,
énergétique du bâtiment, architecture, sociologie, géographie et météorologie, ainsi que la fédération
nationale des agences d’urbanisme (FNAU).
Questions/Réponses
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Q1 : P. Mestayer souligne que des industriels américains fabriquent des cellules solaires sur des
matériaux transparents, ce qui permet, pour les double-vitrages, d’envoyer l’énergie vers les bords des
vitrages.
Tout dépend de la conception de ces dispositifs mais les assureurs examineront de près cette question dans la
perspective de leur réparation éventuelle pendant la période de garantie dont pourraient faire l’objet les
installations incorporant de tels dispositifs.
Concernant la question du stockage d’énergie, des technologies sont disponibles pour les reports de courte
durée (journalier) alors que la question du stockage de longue durée (par exemple inter-saisonnier) reste
entière. Des tentatives passées (par exemple l’immeuble « solaire » situé rue des boutons d’or à Blagnac (200
m de l’Holiday Inn Toulouse Airport) se sont soldées par des échecs.
P. Mestayer : Un autre aspect avait été envisagé dans un projet européen il y a quelques années : il s’agit
d’un stockage chimique avec changement de phase mais on retombe souvent sur des composés du sodium
dangereux.
Le projet MApUCE est une extension du projet MUSCADE de par sa liaison avec les gens du droit qui
permet une mise en connexion de ces simulations avec la régulation et les instruments de planification
existants.
Q2 (L. Dubus) : Des actions de communication sont-elles prévues dans la mesure où certains résultats
relatifs aux usages ne sont pas très coûteux à mettre en oeuvre ?
Une action de communication a été organisée le 3 octobre 2014 au Conseil Régional d’Île-de-France
(présentation des résultats lors du colloque « Chaleur sur la ville »), mais l’équipe n’a pas de retour sur les
participants. On peut rappeler également un article paru dans la revue sciences et vie et une émission FR3
régionale suite au projet EPICEA.
Q3 (A. Kopel) : Avez-vous abordé des questions de coût, notamment pour les syndics, etc. ?
Les aspects réglementaires sont traités dans le projet MApUCE et n’ont pas été abordés dans MUSCADE.
Q4 : (G. Arbod) : Quelle est la différence de comportement entre bâtiments anciens et bâtiments
modernes intégrant les réglementations thermiques : la « réponse des bâtiments » se fait-elle sous
forme de stress thermique à 14h, y-a t-il un décalage de la réponse thermique à l’intérieur du
bâtiment ?
La réponse thermique des bâtiments est bien évidemment gouvernée par la constitution de leur enveloppe
(murs, ouvertures, toitures) qui conditionne notamment l’inertie de ces ouvrages. A noter qu’un bâtiment très
isolé mettra également beaucoup de temps à se refroidir après s’être inéluctablement réchauffé suite à une
longue période de canicule.
Q4 (M. Larzilière) : La ventilation n’a pas été abordée dans ce projet ?
La ventilation est un des paramètres caractérisant les bâtiments. Il s’agit de trouver un compromis entre les
aspects énergétiques et les aspects sanitaires (miracle « éphémère » de la VMC double flux : coût,
maintenance…), en gardant à l’esprit qu’un bâtiment doit être simple !
P. Mestayer : un point important est le retour d’expérience sur les bâtiments intelligents : les gens n’utilisent
pas ou mal les outils à leur disposition car ne les comprennent pas ou n’y voient pas leur intérêt. Il est donc
important de convaincre les habitants de leur intérêt par rapport à une nouvelle technologie. Le gain de
confort est le critère fondamental pour les habitants. On observe de plus une perte de compréhension pour les
seconds habitants et plus, d’où l’importance de l’accompagnement et de la formation des habitants. Les
performances énergétiques réelles des bâtiments sont toujours très inférieures à leurs performances
théoriques…
Pour ce qui est du contrôle du respect des règles de construction, un panel de 400 habitations est analysé
chaque année par le CSTB pour le compte de la DGALN. Le problème de la ventilation arrive régulièrement
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en
tête
des
non
conformités
réglementaires
(http://www.developpementdurable.gouv.fr/IMG/DGALN_plaquette_controle respect regles construction_avril2009.pdf).
La présidente conclut cet exposé en rappelant l’importance, dans ces problématiques, de la prise en compte
du comportement social, de la formation et des enjeux économiques : il est fondamental sur ce type de projet
d’intégrer cette dimension au delà du technique. C’est bien là l’objectif poursuivi par le projet MApUCE.
2 – « Les adaptations statistiques de température dans le modèle AROME et leurs applications », par
Olivier Mestre (DP/DPREVI/COMPAS/DOP)
Les diapositives de la présentation sont dans le fichier annexe 2.
L’ exposé ne se limitera pas uniquement à la température et portera sur les adaptations statistiques
développées par l’équipe COMPAS/DOP.
Les adaptations statistiques (AS) correspondent à un post-traitement statistique des modèles de prévision. Le
modèle physique de prévision est cohérent avec lui même mais les sorties des modèles sont susceptibles
d’être biaisées. Une AS utilise un modèle de régression entre les observations et les prévisions antérieures
correspondantes, en prenant en compte des prédicteurs qui sont eux-mêmes dans le modèle. On part du
principe que le modèle est capable de s’auto-corriger moyennant une équation de régression.
Les AS de températures dans le modèle AROME
AROME est le modèle à aire limitée de Météo-France (résolution opérationnelle actuelle de 2,5 km et
passage à 1,3 km en cours). Il délivre des prévisions au pas de temps horaire sur une période de 36h
(prochainement 42h).
En termes d’AS, de nombreuses méthodes de régression ont été testées en se basant sur une stratégie de datamining : LASSO, Forêts Aléatoires, Boosting, Séparateurs à Vaste Marge.
Résultats :
On prévoit l’erreur de prévision sur la température plutôt que la température, ce qui permet de s’affranchir du
cycle saisonnier.
On se méfie de la forte auto-corrélation des prévisions de température qui donne des résultats biaisés donc on
effectue une validation croisée par bloc de 3 mois. Un sondage auprès des prévisionnistes a été fait pour
déterminer le choix des prédicteurs (humidité nocturne, gradient vertical de température, vent, etc.). Le
réglage de la complexité se fait en évitant le sur-ajustement (techniques standards : on regarde si les
méthodes sont stables et quelle est la meilleure) : c’est l’étape la plus chronophage.
- correction du biais : on observe un cycle diurne dans le biais. Le biais est supprimé par les AS.
- calibrage de la RMSE = écart type d’erreur : on compare les AS AROME, les AS ARPEGE
(prévision tri horaire) et les AS filtrées par un filtre de Karman
Les AS AROME améliorent les
scores surtout la nuit, peu en après-midi (15h), avec un gain de 0,2 à 0,3°C en RMSE aux heures où
on observe la température minimale, soit entre -10 et -25%. Cette amélioration peut être très sensible
sur certaines stations.
- Agrégation d’experts : on compare une AS mixte CEP/ARPEGE avec les AS obtenues par un
modèle seul et avec AROME puis on combine les modèles en agrégeant les AS mixtes avec
AROME : AROME apporte de la diversité puisqu’il est à haute résolution et voit plus d’effets
locaux. On gagne donc en RMSE (apport systématique des AS agrégées avec AROME) : 0,1 à 0,2°C
en RMSE.
Perspectives :
La résolution horizontale d’AROME va doubler prochainement. Ceci aura un impact sur les biais mais les
AS ne sont pas transposables directement. Un travail sur la chaîne en double est nécessaire avant tout
passage en opérationnel.
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Les AS de vent dans le modèle AROME
Voir l’exposé de M. Zamo lors de la réunion du 25/03/2014.
Suite à un besoin des prévisionnistes de disposer d’AS de vent en points de grille, le travail actuel porte sur
la reconstitution des observations via une stratégie de data mining en testant de nombreuses méthodes : la
différence entre un krigeage ordinaire et une prévision AROME est déjà importante, mais en utilisant une
méthode de splines plaque mince et en introduisant des covariables dans la spatialisation (relief et vitesse du
vent AROME), on obtient un gain par rapport au vent AROME brut, notamment sur le relief avec des
structures plus réalistes sur les Alpes.
Perspectives :
Le travail en cours porte sur la reconstitution de 3 années d’observations afin de pouvoir calibrer les AS de
vent en point de grille. Dans un second temps, un passage en opérationnel sera fait sur le vent moyen
ARPEGE. Une étude préliminaire sur les rafales est en cours.
La calibration de la prévision d’ensemble ARPEGE (PEARP)
L’enjeu de la prévision d’ensemble est d’évaluer l’incertitude de la prévision à partir d’un seul modèle de
prévision. Elle s’appuie sur le principe de l’effet papillon : les équations de Navier-Stockes sont non linéaires
donc de petites perturbations de l’état initial vont conduire à des trajectoires différentes.
On réalise des perturbations de l’état initial et de la physique du modèle puis on effectue des prévisions :
l’étalement des solutions donne une idée de l’incertitude de la prévision. Par contre, il faut que ce soit calibré
car des biais existent aussi sur la dispersion des prévisions.
La PEARP comprend 37 membres. Pour qu’elle soit bien calibrée, il faudrait qu’une observation « tombe »
avec la même chance entre chaque membre et l’histogramme de rang devrait être plat. Or la moitié des
observations tombe à droite, donc l’ensemble est mal placé et sous-dispersif. Il faut déplacer et étaler la
distribution par différentes méthodes (pondération des ensembles et redistribution).
L’indice de la platitude de l’histogramme (voir graphiques) peut être évalué par le CRPS (équivalent de la
RMSE).
Dans le diagramme de fiabilité (voir graphique), les fréquences doivent correspondre si le système est fiable.
La PEARP non calibrée s’en éloigne mais de nouvelles méthodes permettent de se rapprocher de la 1ère
bissectrice.
Ce travail fait l’objet d’une thèse.
Les AS de nébulosité
Des AS de nébulosité découleront des indications pour le rayonnement.
Ce travail a été fait pour le CNES pour des problèmes de prise d’image en fonction de la présence de
nuages (induit un déplacement de satellite et donc d’utilisation de carburant).
Les observations en point de grille existent puisque sont dérivées d’images satellite : elles sont disponibles
sur l’ensemble du globe, pour 20 échéances tri-horaires de 3 à 60h. Mais les données sont déséquilibrées et il
faut faire du ré-échantillonnage. On réalise des AS par bloc et pas par point de grille car cela multiplie le
nombre de cas d’apprentissage. Mais il faut ajouter des prédicteurs : coordonnées latitude/longitude du point.
On utilise des méthodes non linéaires (forêt aléatoire).
Conclusions :
Beaucoup d’attention est donnée à tout ce qui est probabiliste : calibration PEARP, CEP, travail sur la PE
Arome (avec environ 12 membres) à partir de début 2015 pour un passage en opérationnel en 2016,
agrégation sur les prévisions probabilistes à l’image de ce qui est fait pour les prévisions déterministes (d’ici
2-3 ans) avec un mixage des prévisions d’ensemble ARPEGE/AROME/CEP.
L’INRIA travaille également sur ces questions.
Questions/Réponses
Q1 (L. Dubus) : Existe t-il des AS de vent moyen ?
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Il existe des AS de vent moyen horaire effectuées toutes les 3h sur les données ARPEGE.
Q1bis (L. Dubus) Les AS de nébulosité conduisent-elles à une amélioration par rapport à ARPEGE ?
Qu’en est-il du CEP ?
Des AS sur la nébulosité du modèle du CEP sont réalisées par DP/SERV. L’apprentissage se fait sur 2 mois
car il y a beaucoup de données. Ceci peut se faire s’il y a une commande, les outils étant disponibles.
Q2 (JPMV) : Dans la définition des fichiers d’apprentissages, y a t-il un découpage préalable par
types de temps dans la mesure où la température est pilotée par différents phénomènes en fonction des
types de temps ?
On ne sépare pas explicitement en fonction des types de temps. Il y a déjà beaucoup de prédicteurs ! On
prend en compte le vent et la direction du vent par secteur. Avec les méthodes non linéaires (techniques
d’arbres de régression semblables aux techniques d’analogues mais avec des conditions sur les prédicteurs),
si l’échantillonnage est suffisant, on va arriver à prendre en compte les effets locaux.
Ex : vent d’autan. On isole des types de situations mais pas des types de temps explicitement au sens de
l’étude du géopotentiel à 500 hPa (Z500). Cet aspect est par ailleurs également compensé par l’expertise
humaine des prévisionnistes.
Q2bis (JPMV) : La température est un paramètre réputé facile à prévoir mais on fait tout de même
des erreurs de 5 à 6 °C parfois !
Ces erreurs importantes sur la prévision de température se font souvent par ciel clair sur sol enneigé : c’est
alors un problème de la physique du modèle. Avec les AS, on peut débiaiser le modèle physique mais si la
dynamique du modèle est fausse, les AS ne vont pas le corriger ! Des erreurs sont donc encore possibles,
notamment par temps de brouillard qui se dissipe ou non…
La technique d’agrégation avec AROME arrive à faire baisser l’erreur maximale en général (travaux encore
préliminaires et expérimentaux).
Q3 (L. Rouïl) : Comment se placent ces travaux par rapport à d’autres centres en Europe ?
La calibration est comparée à ce qui est fait au CEP. En conclusion, les résultats sont plus que satisfaisants,
notamment par rapport à la prise en compte des changements de temps qui n’est pas simulé par d’autres
approches.
Q5 (L. Dubus) : Quelle est la “cible” des AS AROME ? Des tests avec le rayonnement ARPEGE ont
été effectués mais l’amélioration est peu sensible, hormis en début et fin de journée. Des points faibles
perdurent dans les prévisions de rayonnement. Les améliorations sont marginales et les impacts dans
les productions sont négligeables et ne justifient pas un travail sur le modèle de consommation
d’énergie.
Les AS AROME seront faites sur 1300 stations environ (stations climatologiquement homogènes), mais cela
reste encore du domaine de la R&D. Le rayonnement est cependant un paramètre traité par un autre service.
Des AS de rayonnement seront envisageables après une période de R&D. Le modèle AROME à haute
résolution a été développé au départ pour la convection. Pour ce qui concerne le rayonnement, il faut
travailler sur les aspects spatiaux. Une amélioration devrait voir le jour avec la prévision d’ensemble
AROME.
La présidente conclut cet exposé en soulignant la satisfaction de la commission pour le travail mené et les
résultats obtenus.
3 – « Les simulations de scénarios à climat constant et leurs applications », par Martine Veysseire
(DP/SERV/BEC)
Les diapositives de la présentation sont dans le fichier annexe 3.
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Les scénarios à climat constant sont une réponse de Météo-France, au besoin des partenaires, notamment du
domaine de l’énergie (RTE), de disposer, de longues séries de données représentatives du climat actuel ou
non, pour plusieurs paramètres d’intérêt, devant les problèmes soulevés par les observations et leur limites.
Les objectifs sont multiples mais s’attachent à simuler des situations météorologiques qui pourraient arriver
dans le climat actuel mais non forcément observées jusqu’à maintenant. Ces scénarios représentent un
ensemble de réalisations possibles de 100 ou 200 ans sous un même climat ; ce ne sont ni des réanalyses, ni
des prévisions.
On utilise un modèle climatique configuré à climat stationnaire, ARPEGE climat, forcé par des
concentrations en espèces chimiques actuelles ou futures (valeurs moyennes).
L’importance de la température de surface de la mer (Sea Surface Temperature SST) est fondamentale pour
des simulations climatiques. Ici, à la différence des projections du GIEC, il n’y a pas de couplage avec un
modèle océanique, mais un forçage de l’état initial puis par des SST mensuelles.
Ce travail a été initié en 2008 à la demande de RTE, puis suite à un retour d’expérience, un nouveau scénario
a été élaboré en 2012. Le scénario 2014 est en cours de définition et de production. Il inclut le climat futur
pour 2050, une nouvelle version d’ARPEGE Climat avec cinq fois plus de points, un pôle modifié, la prise
en compte du module de surface SURFEX, une série de SST du climat préindustriel ramenée au climat
actuel par la méthode quantile-quantile, une résolution de 20 km et 84 paramètres en sortie.
Résultats :
Les données brutes ne sont pas directement utilisables, bien que les simulations soient très stables et sans
explosion numérique. Il reste toutefois un biais à supprimer (utilisation d’Era-Interim comme référence
climatologique connue).
Les produits disponibles sont nombreux (voir annexe), mais sur deux domaines restreints, et des séries
chronologiques de température à 2 m sur 65 villes françaises, calées sur les températures de référence
énergie, sont disponibles.
Les services associés vont de la préparation des données à façon à la réalisation d’études.
Cependant, un recalage des données est nécessaire, par exemple par rapport à celles de Era-Interim. Ce
recalage n’affecte pas la cohérence spatiale des données.
De nombreux exemples sont ensuite présentés.
Perspectives :
Une extension des produits et services est prévue, avec des séries sur les grandes villes européennes. Le défi
à relever pour le scénario 2014 est le recalage des données (de résolution à 20 km sur l’Europe au pas de
temps tri-horaire)
Questions/Réponses
Q1 (P. Mestayer) : Sur la disponibilité des données : sont-elles gratuites, faciles d’accès ?
Les données recalées du scénario 2012 sont disponibles, pas les données brutes. On ne facture pas les
données brutes, mais les post-traitements et la mise à disposition (interpolation sur la grille d'intérêt pour
l'utilisateur, mise au format, et éventuellement recalage des données sur une référence climatologique).
Q2 (P. Mestayer) : Un des intérêts des séries de longue durée est l’évaluation des extrêmes : du coup
avec le recalage, quel est l’intérêt par rapport aux séries d’observation ?
Le recalage est fait par anamorphose pour la température, pas par la méthode quantile-quantile. La méthode
reste à définir pour le vent et les précipitations. L’intérêt porte sur la fréquence et la longueur des événements
extrêmes même si les seuils atteints sont influencés par la méthode de recalage. Le scénario 2050 est recalé
en reportant les modifications apportées au scénario actuel.
La présidente conclut cet exposé en remerciant l’intervenante pour sa participation.
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4 – Suivi des vœux du CSM 2014
Deux vœux avaient été émis en 2014 :
« Le Conseil Supérieur de la Météorologie demande à Météo-France de poursuivre et d’approfondir ses
travaux sur la modélisation de la rétroaction entre la consommation énergétique des bâtiments et le climat
urbain, tout en évaluant la possibilité d’y intégrer des énergies renouvelables comme par exemple les
panneaux photovoltaïques et de maintenir la commission informée des travaux de recherche en cours ou à
venir sur ce sujet et sur d’éventuelles comparaisons entre le modèle TEB de Météo-France et d’autres
modèles couramment utilisés par les spécialistes de la consommation énergétique ».
La commission considère qu’elle a été correctement informée sur les projets de Météo-France et ses
partenaires au travers des différentes présentations lors des dernières sessions de réunion.
La commission considère ce vœu comme satisfait et exprime sa satisfaction quant au degré
d’information fourni sur les divers projets.
« Le Conseil Supérieur de la Météorologie demande à Météo-France de lui présenter l’état de l’art des
prévisions de vent et de rayonnement aux échéances de quelques heures à quelques jours et de l’informer sur
les développements prévus ou envisagés à échéance de trois ans, visant en particulier à généraliser des
adaptations statistiques au point de grille des modèles ».
Ces sujets ont été traités au travers des exposés des deux dernières sessions ; les travaux sur les prévisions de
vent ont été présentés de façon très complète et cela répond pleinement aux attentes de la commission. Pour
le rayonnement, ce n’est pas encore prévu dans les priorités actuelles de l’établissement et les prévisions de
rayonnement ont été peu abordées .
La commission considère ce vœu comme satisfait, et envisage de le compléter par un point sur le
rayonnement dans un vœu ultérieur.
5 – Projet de vœux 2015 :
Il y a beaucoup d’attentes vis-à-vis des prévisions de rayonnement, que ce soit dans le cadre d’Arome, en
termes d’adaptations statistiques, etc. EDF signale que les adaptations statistiques d’Arpege pour le
rayonnement ne sont pas satisfaisantes: la valeur ajoutée n’est pas aussi pertinente qu’espéré.
La commission propose que Météo-France fournisse un étude de faisabilité, éventuellement assortie d’un
calendrier à 3, 5 ou 10 ans, sur des adaptations statistiques de rayonnement à pas de temps fin, horaire, voire
infra-horaire.
L. Dubus (EDF) a travaillé pour une note interne sur ce que serait la météorologie en 2020-2030 (évolution
des modèles et des techniques de modélisation), en utilisant un certain nombre de documents pas toujours
faciles à synthétiser. Il constate qu’il manque sur le site internet www.meteofrance.fr une page qui présente
les modèles de Météo-France pour un utilisateur averti (la page actuelle : http://www.meteofrance.fr/prevoirle-temps/la-prevision-du-temps/les-modeles-de-prevision-de-meteo-france est plutôt orientée « grand
public »), avec par exemple une cartographie de l’état des systèmes de prévision ainsi qu’une vision
prospective, même si ces éléments peuvent se trouver par ailleurs (Contrat d’Objectifs et de Performances ,
rapport recherche et développement du CNRM etc.). Il prend l’exemple d’un document du MetOffice.
La commission propose que Météo-France réfléchisse à un éventuel travail de synthèse de l’information,
facilement accessible, plus visible et mis à jour régulièrement. JP. Mac Veigh ajoute que Météo-France vient
de lancer un chantier stratégique sur ce que l’établissement sera dans 10 ans.
Le secrétaire permanent du CSM JP. Mac Veigh précise que les vœux sont à préparer pour le début d’année
2015. La commission sera invitée à échanger à ce propos par email.
6 – Election à la présidence de la commission
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Le secrétaire permanent du CSM JP. Mac Veigh présente l’élection. Aucun nouveau candidat ne s’est
manifesté suite à son appel à candidature. Laurence Rouïl se porte candidate et est élue à l’unanimité.
7 - Questions diverses
Assemblée Générale 2014 : le compte-rendu de l’AG et les actes du colloques qui a suivi ont été
communiqués à tous en septembre. Ils sont disponibles ici : ftp://ftpcsm:[email protected]/CSM/CR
assemblee pleiniere et colloque 2014/
Lors de l’assemblée générale de 2014, Jean-Marc Lacave, PDG de Météo-France, a souhaité que le CSM lui
fasse part de tous les sites Internet jugés intéressants pour les différentes problématiques des usagers et
clients en lien avec la météorologie. Un fichier Excel à compléter sera communiqué aux membres de la
commission prochainement.
Agenda :
- Journées de l’Agrométéorologie organisée à Toulouse les 14-15 janvier 2015 suite à un vœu 2014 de
la commission agriculture du CSM.
- Réunion des présidents de commission le 12 mars 2015
- AG 2015 du CSM le 29 mai 2015 dans l’immeuble Lumière (Ministère de l’Intérieur – 75013 Paris).
- Conférence scientifique organisée par l’IPSL et le CNRS (entre autres) au siège de l’UNESCO à
Paris du 7 au 10 juillet 2015 http://www.commonfuture-paris2015.org/
- 9ème Conférence Internationale sur le Climat Urbain organisée par Météo-France (CNRM) à la
Météopole à Toulouse du 20 au 24 juillet 2015 http://www.meteo.fr/icuc9/
Bilan de la journée inter-commission sur le changement climatique : la journée s’est déroulée le 5 novembre
2014 dans les locaux de l’ENS à Lyon. Elle a regroupé environ 50 participants de toutes les commissions.
Après un exposé du directeur de la climatologie de Météo-France (P. Josse) sur les derniers résultats du
GIEC et les perspectives de Météo-France en terme de services climatiques, puis un exposé du responsable
du service Etudes et Climatologie à la Direction Interrégionale Centre-Est de Météo-France (A. Brisson) sur
les études menées au niveau local, les différentes commissions ont pu s’exprimer sur le sujet. Il en ressort
que :
- le changement climatique est une préoccupation partagée par toutes les commissions ;
- ce sujet donne lieu à de nombreuses études abordant tous les sujets traités par le CSM ;
- il existe une demande très forte pour que Météo-France assure la pérennité des réseaux
d’observations ainsi que du sauvetage de données anciennes ;
- il existe une forte demande de scénarios climatiques de bonne qualité, avec un affinage de la
résolution horizontale autant que verticale et une indication de l’incertitude des scénarios ;
- il existe une demande de communication autour du changement climatique (enseignement,
interlocuteurs des décideurs, etc.) : demande de production fréquente de synthèse de travaux et de
matériels pédagogiques en plus des données par Météo-France.
Les actes de la journée seront publiés prochainement.
Préparation de la prochaine réunion
Remarque de P. Mestayer : en ce qui concerne la comparaison de TEB avec d’autres modèles, l’IRSTV s’y
intéresse, parfois en collaboration avec le CNRM, parfois en allant plus loin dans le sens d’approches
différentes (par exemple sur les différents rôles de la végétation dans la ville, en terme de rôles sociaux et
hydrologiques : projet VegDud). Il propose d’inviter Marjorie Musy (future directrice de l’IRSTV) pour
présenter des éléments complémentaires et d’autres modèles. L’IRSTV travaille notamment à l’échelle du
quartier qui est l’échelle de l’aménagement.
La présidente L. Rouïl confirme que cette très bonne idée s’inscrit tout à fait dans la continuité du travail de
la commission par rapport aux idées émises.
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Note post-réunion : La participation de Marjorie Musy lors de la prochaine réunion de la commission est
confirmée.
8 – Date de la prochaine reunion
Vendredi 20 mars 2015 à 14h en visioconférence entre Saint-Mandé et Toulouse. Les membres de la
Commission Santé sont chaleureusement invités à y participer. La commission Santé se tiendra par ailleurs le
même jour, à 9h30.
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