Remerciements - Centre National de Recherches Météorologiques

Remerciements
Je tiens tout d’abord à remercier les personnes qui m’ont permis d’engager ce tra-
vail de thèse à Météo-France après une première affectation à la Direction Interrégionale
Nord-Est (DIRNE) : Eric Brun, Joël Poitevin et Serge Planton du Centre de Recherches
Météorologiques (CNRM), mes supérieurs à la DIRNE, et en particulier Guillaume Leleu et
Dominique Landais, ainsi que le service central des ressources humaines de Météo-France.
Ma reconnaissance va ensuite naturellement à Michel Déqué, mon directeur de thèse, qui
a su orienter judicieusement mon travail tout en me laissant la liberté de faire mes propres
choix ; je lui suis reconnaissante pour sa confiance et sa disponibilité, l’aide qu’il m’a ap-
portée par les remarques et conseils pertinents qu’il m’a adressés tout au long de ce travail.
Un grand merci également à Samuel Somot pour son engagement dans le co-encadrement
de ma thèse. Sa participitation aux discussions de fond, ses suggestions éclairées et cri-
tiques honnêtes, son enthousiasme et ses encouragements auront été pour moi essentiels.
Je remercie plus généralement toutes les personnes qui, d’une façon ou d’une autre, ont
collaboré avec moi ou m’ont autorisée à exploiter leurs travaux. Je pense en particulier à
Florence Sevault, Sandro Calmanti, Clotilde Dubois, Aurélien Ribes, Mathias De Lozzo,
Emilia Sanchez-Gomez, Christian Pagé, Bruno Joly, Olivier Nuissier, Anne-Lise Beaulant
et Véronique Ducrocq. Je tiens également à remercier Antoinette Alias pour sa précieuse
aide technique, les membres de l’équipe de soutien informatique pour leur réactivité et leur
gentillesse, et Martine Lemoigne, secrétaire du groupe GMGEC, pour son efficacité et sa
jovialité. Merci à Frank Roux, Daniel Caya, Laurent Li et Florence Habets d’avoir accepté
de faire partie de mon jury et de s’être déplacé, parfois de loin, pour ma soutenance. Je
leur suis reconnaissante d’avoir pris le temps de lire si attentivement mon manuscrit et de
m’adresser corrections et critiques qui m’ont permises de l’améliorer. Merci aussi à tous
ceux qui auront donné de leur temps pour relire mon manuscrit ou m’aider à préparer ma
soutenance. Enfin, je remercie les membres de l’équipe GMEI/SPEA – et en particulier mes
responsables, Jean-Christophe Canonici et Alexandre Paci – de m’avoir offert la possibilité
d’achever mon doctorat dans de si bonnes conditions.
Sur un plan plus personnel, je n’oublie pas ceux qui ont rendu l’ambiance de travail quo-
tidienne si agréable à GMGEC, au « loft » comme à la pause café ou déjeuner, et lors des
traditionnelles sorties du vendredi. Merci enfin à toutes les personnes de mon entourage,
amis ou proches collègues, qui m’ont soutenue et accompagnée lorsque j’en ai eu besoin :
Aurélie, Julie, Betty, Iris, Illel, Béatrice, Sam, Gilles et Odile.
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Résumé
Une étude de la variabilité climatique des événements méditerranéens de précipitations
intenses dans le Sud-Est de la France (HPE : High Precipitation Events) est proposée au
travers de l’analyse des performances du modèle de climat à aire limitée ALADIN-Climat.
La sensibilité des pluies extrêmes simulées à différents paramètres de configuration du mo-
dèle est évaluée dans un cadre d’étude idéalisé ou à travers des expériences pilotées par la
ré-analyse ERA-40. Les tests de sensibilité portent sur le couplage dynamique de l’atmo-
sphère avec le modèle de mer Méditerranée NEMOMED8, l’application d’une technique de
pilotage spectral, la taille du domaine d’intégration et la résolution horizontale (passage
d’une maille de 50 km à 12.5 km).
Il s’avère que seule l’augmentation de la résolution conduit à une modification des précipita-
tions extrêmes, et une étude détaillée de la valeur ajoutée ainsi apportée sur la modélisation
des HPE est alors conduite. Elle révèle que l’amélioration induite par une maille plus fine
dépasse le seul effet dû à une meilleure spatialisation du champ de pluie et que les diffé-
rences constatées entre les résultats à 50 km et 12.5 km de résolution sont significativement
supérieures à l’amplitude de la variabilité interne du modèle.
Les résultats obtenus avec ALADIN-Climat (forcé par ERA-40) sont ensuite comparés à
ceux issus de deux méthodes performantes de descente d’échelle statistique appliquées à
ERA-40 : la méthode de désagrégation statistique DSCLIM (Boé et al., 2006) et la méthode
statistique de détection des HPE, que nous appellerons ici CYPRIM (Nuissier et al., 2011).
L’analyse dse résultats indique que l’utilisation d’ALADIN-Climat à 12.5 km de résolution
est plus satisfaisant que la première méthode et au moins aussi performant que la seconde.
Nous en concluons qu’il constitue un outil adéquat à l’étude de la variabilité climatique
des épisodes de précipitations intenses considérés.
Un scénario de changement climatique A1B est alors réalisé à l’aide de cet outil pour la fin
du XXIesiècle (2071-2100) et différentes méthodologies sont proposées pour l’analyse des
résultats. Elles suggèrent un accroissement de la fréquence d’occurrence et une intensifica-
tion des événements méditerranéens de précipitations extrêmes dans le futur.
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Abstract
The climatic variability of intense rainfall events in the Mediterranean is studied using
the limited area climate model ALADIN-Climate, whose ability to simulate these events
in South-East France is explored.
Several sensitivity studies are conducted to assess the impact of various configuration pa-
rameters on the model’s skill to downscale such extreme precipitation events : coupling
with a Mediterranean sea model, use of the spectral nudging technique, size of the domain
of integration and horizontal resolution. These studies are either performed within the so-
called "Big-Brother Experiment" framework or through hindcast simulations driven by the
ERA-40 reanalysis.
The increase of resolution (from 50 km to 12.5 km) is found to be the only parameter affec-
ting the modeling of extreme precipitation. The added value of the higher resolution on the
way ALADIN-Climate simulates High Precipitation Events (HPE) in South-East France
is carefully studied. We show that the improvement induced by the increase of resolution
can not be interpretated as a mere effect of a better spatialisation of the precipitation field
and the differences found between the results at the two resolutions are larger than the
model’s internal variability.
Comparisons of ALADIN-Climate’s skills to model HPE to those of two State-of-the-art
statistical methods of downscaling and detection of these events – respectively DSCLIM
(Boé et al., 2006) and "CYPRIM" (Nuissier et al., 2011) – show that with a resolution
of 12.5 km, ALADIN-Climate offers better results than the first statistical method and
appears to be at least as good as the second one. This result leads us to consider ALADIN-
Climate as an appropriate numerical tool to explore the climatic variability of heavy rainfall
events in the Mediterranean.
A climate change scenario (A1B) is then performed with ALADIN-Climate for the end of
the XXIecentury and we assess the simulated changes affecting HPE in future climate.
Several methods are proposed to analyse and display the results. They suggest an increase
of both the frequency and intensity of mediterranean extreme precipitation events in the
future.
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