Les algorithmes savent le temps qu'il fera demain

Par Alexandre Broutart
le 18 décembre 2015 à 11h17
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L'utilisation massive de données, le big data, promet de faire avancer les prédictions météorologiques. Au salon Solutions COP21, les chercheurs tentent de faire comprendre pourquoi les données disent de mieux en mieux la bonne aventure du ciel.

Il y a 55 ans naissait le premier satellite météorologique. Depuis, l'activité aérospatiale s'est développée à un tel point que chaque partie du monde a mis en orbite ses propres satellites : ceux de la NASA couvrent les Amériques, ceux du Japon couvrent le Pacifique. Ainsi en va-t-il des satellites européens, chinois et russes, jusqu'à ceux de l'Inde déjà pressentie comme une potentielle future troisième puissance mondiale. A chacun son satellite pour sa météo nationale.

D'après les scientifiques du CNES, cela fait de nombreuses années déjà que les météorologues utilisent des ordinateurs pour traiter les données provenant des satellites. En plus des visuels précis, dans les spectres visibles comme de l'infrarouge, ces satellites abreuvent aussi en données : température et albédo. « Le tout », nous explique Arthur Vidard de l'INRIA, « est de savoir comment traiter ces données, et surtout comment les interpréter. »

Car à l'image de l'engouement actuel que suscite l'utilisation des données numériques de façon massive (le big data), l'analyse météorologique est à l'aube d'un bond de géant.

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Arthur Vidard, Pierre-Yves Le Traon, Nicole Papineau et Sylvane Casademont au Grand-Palais (Solutions COP21)


« Atteindre le milliard de processeurs connectés serait nécessaire, bien que difficile pour le moment » précise, enthousiaste, le chercheur. Mais la Nature est une perpétuelle surprise, dépassant de beaucoup les calculs informatiques. C'est pourquoi Arthur Vidard nous explique que face aux imprévus, un système de lissage entre en jeu. L'ordinateur fait une prévision, la confronte à la réalité, et repart en arrière pour redessiner sa courbe de prévisions, et ainsi de suite. Ce mouvement perpétuel doit permettre à la machine de se rapprocher au plus près du réel.

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Le processus de "lissage" qui recalcule sans cesse les prévisions (courbe verte) par rapport à la réalité (courbe bleue)


Nicole Papineau, de l'Institut Pierre Simon Laplace, ajoute qu'il ne s'agit pas seulement de données provenant des satellites. Les ballons-sondes recueillent des informations sur de basses altitudes locales, tout comme les données en provenance de bateaux ou de stations météo. Pour la scientifique, tout commence au « niveau zéro » (données brutes). Vient ensuite l'expertise et les données géophysiques, puis le traitement de ces dernières par le biais des algorithmes.

Satellite enchanteur



Mais le travail d'oracle ne concerne pas que la pluie et le beau temps, et s'atèle aussi à établir des « scénarios climatiques » pour l'avenir, notamment en regard du réchauffement de la planète. L'océanographe Pierre-Yves Le Traon met en garde : « nous constatons dès à présent des variations jamais vues par le passé. L'océan ne pourra pas éternellement filtrer le CO² que nous rejetons ».

Les chercheurs évoquent la venue imminente d'un satellite franco-germanique, baptisé Merlin. Son objectif sera une première : évaluer l'évolution des quantités de méthane dans l'atmosphère. Depuis 10 ans, ce gaz connait des variations inexpliquées. En tant que 2ème gaz à effet de serre (25 fois la puissance du gaz carbonique), son impact doit être mieux connu. L'idée est donc de pouvoir surveiller son comportement.

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Maquette du satellite MicroCarb, qui cartographie les sources et les puits de CO²


Merlin pourra identifier géographiquement les différentes sources de méthane et surveiller l'augmentation globale de la quantité présente dans l'atmosphère. Le magazine scientifique Futura souligne à ce titre que l'initiative « permettrait d'aider à définir les futures politiques de lutte contre l'effet de serre d'origine anthropique (influencé par l'activité humaine) ».

Révolution Copernicienne



L'or numérique que constituent les données vont aussi bientôt être mutualisées. Afin d'établir une vue plus globale et plus complète de l'état de notre planète, est né le programme Copernicus. Son objectif est de réunir l'ensemble des données obtenues à partir de satellites environnementaux et d'instruments de mesure sur site.

Ce programme européen de surveillance de la Terre a été qualifié de « services d'intérêt général européen, à accès libre, plein et entier » par le Forum national des utilisateurs Copernicus 2013. Il est né d'une initiative conjointe de l'Agence spatiale européenne (ESA) et de l'Union européenne, par l'intermédiaire de l'Agence européenne pour l'environnement (AEE).

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Modifié le 01/06/2018 à 15h36
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