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14e édition des Rencontres du Ciel et de l'Espace
09/11/2024 11:00
Les Rencontres du ciel et de l’espace reviennent en force les 9, 10 et 11 novembre ! L’Association française d’astronomie et la Cité des sciences vous invitent à plonger au cœur de l’univers grâce à 150 événements : conférences passionnantes, ateliers ludiques, forums pointus… Un week-end pour assouvir votre soif de découvertes et rencontrer les plus grands experts.
Changement climatique et énergie : là où l'océan fait la part du géant
11/10/2024 12:30
Les Vendredis de l’OVSQ.
Cycle de conférences sur l'agriculture et la biodiversité
10/10/2024 17:30
Nous avons le grand plaisir de vous inviter à un cycle de conférences sur l’agriculture et la biodiversité que nous, Nils Morin, Alice Bossard et Nelly Tiemagni Bergounhon, élèves à l’École normale supérieure, avons le plaisir d’organiser dans le cadre de notre projet étudiant Cl’Haie de Sol.
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Retrouvez tous les séminaires.
Grandes marées sur les astéroïdes de forme allongée : le cas de (216) Kleopatra
16/12/2025 11:30
Séminaire du LATMOS.
Dette et financement de la transition écologique
12/12/2025 14:00
Nouvelle séance du séminaire « Changement Climatique : Sciences, Sociétés, Politique » co-organisé par le Centre Alexandre Koyré et l’École Normale Supérieure (CERES).
Perspectives on stratospheric aerosol observations: Importance, Challenges & Future Directions
10/12/2025 15:00
Séminaire du LMD à l’ENS.
Retrouvez toutes les soutenances de thèses et de HDR.
Modélisation du Cu, Fe et Mn dans l’atmosphère européenne
19/09/2025 09:00
Au cours des dix dernières années, de nombreux travaux ont montré que la composition chimique
des particules est un paramètre important en termes d’impacts sur la santé. Il a été montré que la
fraction métallique des particules et notamment le Cuivre (Cu), le Fer (Fe) et le manganèse (Mn) est
associée à l’apparition de stress oxydant dans l’organisme humain, stress qui peut ensuite conduire
aux principales pathologies respiratoires et cardio-vasculaires corrélées à la pollution particulaire. Ces
métaux (Cu, Fe et Mn) ne sont pourtant pas représentés explicitement dans les modèles de chimie-
transport utilisés pour la prévision et la surveillance de la qualité de l’air.
L’objectif de cette thèse était de développer un inventaire d’émission européen pour ces métaux et
de réaliser et évaluer les premières simulations européennes pour ces trois métaux sur deux années.
Nous avons donc construit un nouvel inventaire de Cu européen à partir d’un inventaire partiel
existant qui a été complété et corrigé. À partir de cet inventaire, nous avons développé une
méthodologie permettant de construire les inventaires de Fe et de Mn en utilisant les rapports Fe/Cu
et Mn/Cu secteur d’activité par secteur d’activité en nous basant sur la littérature existante. Ces
inventaires ont pu être spatialisés pour la première fois à l’échelle de l’Europe à une échelle fine, et
nous avons ensuite réalisé une simulation biannuelle de leurs concentrations. Ces simulations ont pu
être confrontées à des observations in situ journalières ou hebdomadaires réalisés sur plusieurs
dizaines de sites en Europe de l’Ouest. Cette évaluation du modèle montre que les concentrations de
Cu sont bien simulées en termes d’amplitude en milieux rural et urbain, et sous-évaluées en
environnement trafic. Par contre, pour tous les types d’environnement, les concentrations de Fe et de
Mn simulées sont trop faibles, avec des biais relatifs pouvant aller d’un facteur 3 à 5. On observe
aussi pour les trois métaux que les variations temporelles sont correctement représentées (R~0.5) et
que les structures spatiales des champs de concentrations sont également satisfaisantes avec des
gradients forts dans les grandes zones urbaines et le long des principaux axes routiers.
Des axes d’améliorations ont été identifiés pour améliorer les inventaires et les simulations. Il faut
sans doute réviser les facteurs d’émissions et les rapports Fe/Cu et Mn/Cu utilisés pour les émissions
liées à l’abrasion des freins. La source ferroviaire doit être mieux qualifiée, car trop peu de pays
évaluent cette source pour le Cu. La représentation des émissions des poussières « urbaines » et
notamment celles dues à la resuspension des particules par les véhicules est sans doute à revoir dans
les modèles de chimie-transport.
En dépit de certaines limites, les travaux réalisés dans cette thèse ouvrent de nombreux axes de
travail sur les métaux atmosphériques et notamment la possibilité d’utiliser ces données pour des
études épidémiologiques et pour la prévision opérationnelle de la qualité de l’air.
Cycle de vie des cirrus de la tropopause tropicale
09/12/2025 10:00
Cette thèse s’appuie sur les observations réalisées par trois microlidars depuis les ballons stratosphériques pressurisés de la campagne Stratéole-2 pour caractériser les cirrus de la TTL. Les ballons dérivent pendant plusieurs semaines dans la basse stratosphère équatoriale, vers 20 km d’altitude, à proximité directe de ces nuages, offrant un point de vue sans précédent, à haute résolution, sur leur cycle de vie.
L’échantillonnage temporel original des observations, lié à la faible vitesse des ballons relativement aux nuages observés, permet d’estimer la distribution de leur durée de vie — estimation impossible depuis des avions ou des satellites, défilant trop rapidement. La durée de vie moyenne des cirrus est de 6 h, la médiane de seulement 1 h, mais la couverture nuageuse est dominée par les cirrus aux longues durées de vie : 70% de la couverture nuageuse est issue des 10% de cirrus dont la durée de vie dépasse 12 h.
L'art et la science de l'ajustement des modèles de climat : de la théorie à la pratique
18/12/2025 14:00
L’ajustement paramétrique, aussi appelé tuning ou calibration, est une étape essentielle du développement des modèles de circulation générale atmosphérique, utilisés tant pour la compréhension du climat que pour la réalisation de projections climatiques. Autrefois réalisée sur la base d’essais-erreurs, cette étape d’ajustement est bouleversée depuis une dizaine d’années par l’arrivée de nouvelles méthodes, ouvrant la voie à de nouvelles questions scientifiques : l’ajustement devient peu à peu une science à part entière. L’équipe développant le modèle atmosphérique LMDZ s’est depuis approprié la méthode d’History Matching with Iterative Refocusing (HMIR), et propose, en 2021, une première stratégie de tuning semi-automatique de son modèle basée sur cette approche. Cette stratégie repose sur un pré-conditionnement du tuning du modèle global, visant les flux radiatifs observés par satellite, par un tuning en mode unicolonne. Elle vise à limiter les compensations d’erreurs en garantissant le bon comportement du modèle à l’échelle des processus sur un certain nombre de cas tests.
Cette thèse a pour objectif d’explorer les potentialités de la méthode d’HMIR pour l’ajustement et la modélisation du climat en général, afin notamment d’améliorer la simulation du climat global et/ou régional, de limiter les compensations d’erreurs dans le processus d’ajustement, et d’aider plus largement au développement des modèles de climat.
Dans un premier temps, la thèse explore le potentiel d’une configuration dite guidée-zoomée pour l’ajustement du modèle LMDZ, dans laquelle la dynamique du modèle est contrainte par une technique de guidage. Avec une telle configuration, les paramètres du modèle peuvent être contraint par des observations journalières in situ (ici celles du site SIRTA en région parisienne) tout en évitant, grâce au guidage, les erreurs dues à une mauvaise simulation de la situation synoptique par le modèle, et ainsi se focaliser uniquement sur les biais des paramétrisations physiques du modèle. Des difficultés liées notamment à la surestimation de la variabilité des précipitations convectives par le modèle nous ont menées à développer une configuration de LMDZ dans laquelle la boucle de rétroaction de l’hydrologie du sol est coupée. Avec cette configuration, nous avons pu mener la première expérience de tuning de LMDZ visant des observations sur site. Elle pourra servir de base pour tuner conjointement les paramètres libres des modèles atmosphériques et de surface continentale.
La thèse aborde ensuite la question des compensations d’erreurs entre paramétrisations des nuages et du transfert radiatif susceptibles d’émerger lors de l’ajustement des flux radiatifs du modèle global. Elle propose une méthodologie originale permettant une étude quantitative de ces compensations d’erreurs, rendue possible grâce à la faculté de la méthode d’HMIR à explorer et quantifier l’erreur paramétrique des modèles. Nous montrons ainsi qu’inclure une paramétrisation des effets radiatifs 3D, proposée dans le code de rayonnement ecRad, permet d’éviter que le tuning à l’échelle des processus ne mène à une surestimation des fractions nuageuses pour compenser un manque de réflectivité intrinsèque aux modèles radiatifs 1D. Cette étude illustre notamment comment la méthode d’HMIR peut guider des choix de modélisation.
Cette thèse a coïncidé avec l’appropriation de la méthode d’HMIR dans la communauté scientifique française de modélisation du climat. Elle a été l’occasion de pratiquer cette nouvelle méthode pour les expériences de cette thèse et également pour un panel plus large d’expériences auxquelles elle a contribué. Les réflexions et prises de recul nourries de cette pratique sont partagées dans la dernière partie de cette thèse.
