Atelier national sur les nuages polaires

24/06/2025 09:00

SIRTA / ICEO : Journée Scientifique 2025

24/06/2025 09:00

Evénement de clôture projet FAIR-EASE

12/06/2025 09:00

La microfaune : du sol au poumon

17/01/2022 12:00

6e séminaire scientifique « Quand les sciences de l’environnement rencontrent les sciences de la santé » organisé par l’OSU-EFLUVE (Observatoire des Sciences de l’Univers Enveloppes Fluides de la Ville à l’Exobiologie) et l’Institut Mondor de Recherche Biomédicale (IMRB).

Atelier d'écriture créative sur le changement climatique (restitution)

12/01/2022 19:00

Restitution de l’atelier d’écriture créative sur le changement climatique organisé par le CERES et le département de géosciences de l’ENS au cours des derniers mois.

Biodiversité et changement climatique : alliance ou rivalité ?

07/01/2022 14:00

Nouvelle séance du séminaire « Changement Climatique : Sciences, Sociétés, Politique » co-organisé par le Centre Alexandre-Koyré (EHESS-CNRS) et l’ENS (CERES). Un vendredi sur deux de 14 h à 17h, du 17 septembre 2021 au 21 janvier 2022 à l’École Normale Supérieure.

Amélioration de l'estimation de la distribution spatiale des aérosols atmosphériques à l'aide des observation satellitaires et de l'apprentissage automatique

12/12/2022 13:00

Les particules de matière en suspension dans l’air appelées aérosols atmosphériques sont connues pour leurs effets nocifs sur la santé et l’environnement en plus de la perturbation du système climatique. Afin de connaitre le cycle de vie des aérosols il faut étudier leurs origines, leurs réactivités, et leurs transports par le vent. Différentes méthodes plus ou moins précises existent pour estimer l’abondance des particules de matière. Les approches satellitaires fournissent classiquement des observations en 2D, c’est-à-dire la distribution horizontale ou en ligne de profils verticaux (transects). Les modèles de chimie-transport simulent la distribution 3D des particules, mais une grande incertitude est liée à ces simulations, surtout en régions qui manquent d’instruments de mesures in situ pour contraindre la modélisation.

L’objectif de ma thèse est d’améliorer les estimations existantes de la distribution spatiale des aérosols en exploitant les données satellitaires, les modèles de chimie-transport et l’apprentissage automatique. La première partie de mes travaux a permis le développement de la première méthode capable d’observer la distribution 3D des particules fines. L’algorithme appelé AEROS5P utilise les parties du spectre de réflectance terrestre visible et proche infrarouge mesuré par l’instrument satellitaire TROPOMI afin de déduire des profils d’extinction des aérosols. Ces deniers sont comparables avec des mesures indépendantes de haute résolution verticale issues de la télédétection active de lidar.

Dans une deuxième partie, j’ai développé une méthode combinant les avantages du modèle chimie-transport CHIMERE et des observations satellitaires de l’instrument MODIS pour réduire les biais des champs simulés de l’épaisseur optique des aérosols. Cette correction est appliquée a posteriori à l’aide de modèles d’apprentissage automatique supervisé. Les nouvelles estimations de l’épaisseur optique ont moins de biais et elles sont comparables aux mesures des stations d’observations au sols AERONET.

Prévisions météorologiques infra-saisonnières pour le secteur de l'énergie en Europe : évaluation quantitative, amélioration et application

12/12/2022 14:00

Dans le cadre de la transition énergétique, la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique est de plus en plus importante, rendant le système électrique plus sensible aux conditions météorologiques. En conséquence, le secteur de l’énergie est continuellement à la recherche de prévisions les plus précises possibles des variables climatiques sur un ensemble d’échelles de temps. Les prévisions météorologiques déterministes à court et moyen terme (de quelques minutes à deux semaines maximum) sont fiables, et leur utilisation opérationnelle dans le secteur de l’énergie est donc bien établie. Cependant, sur des échelles de temps infra-saisonnières, c’est à dire au-delà de deux semaines et jusqu’à deux mois, les prévisions sont nécessairement probabilistes, et leur fiabilité reste limitée. Par conséquent, l’utilisation opérationnelle des prévisions infra-saisonnières dans le secteur de l’énergie en est encore à ses débuts.

Disposer d’informations précises sur la production d’énergie renouvelable et la consommation d’électricité attendues sur des échelles de temps infra-saisonnières peut apporter une vraie valeur ajoutée au secteur de l’énergie. De ce fait, l’objectif principal de cette thèse est d’évaluer en premier temps et d’améliorer ensuite les prévisions infra saisonnières par rapport à la climatologie, afin d’apporter des informations utiles et fiables au secteur de l’énergie. Nous nous concentrons dans ce travail sur la vitesse du vent à 100 m et la température à 2 m sur l’Europe.

Dans un premier temps, nous avons évalué les prévisions dynamiques infra-saisonnières en termes de vent et de température afin de quantifier leurs performances telles qu’elles sont fournies par le modèle de prévision. Nous avons montré que les prévisions de la température moyenne hebdomadaire sont plus fiables que la climatologie jusqu’à six semaines, et que celles de la vitesse du vent le sont jusqu’à trois semaines. Dans un deuxième temps, nous avons développé une technique de descente d’échelle statistique pour reconstruire des prévisions infra-saisonnières de la vitesse du vent et de la température en utilisant les prévisions de variables climatiques de grande échelle. Pour ce faire, nous avons utilisé des données historiques observées pour estimer la relation entre la circulation atmosphérique à grande échelle et nos variables d’intérêt. Nous avons appliqué par la suite cette relation sur les prévisions infra-saisonnières de la circulation à grande échelle, qui sont plus fiables que celles des variables de surface, pour en déduire des prévisions de nos variables d’intérêt. Cette méthode nous a permis de produire, à partir des prévisions infra-saisonnières de la circulation à grande échelle, un nouvel ensemble de prévisions statistiques de température et de vent. Nous avons démontré que l’ensemble dit « hybride » combinant à la fois les nouvelles prévisions statistiques et les prévisions dynamiques de nos variables d’intérêt est plus fiable que les prévisions dynamiques seules. Pour la dernière partie de la thèse, nous avons développé une étude de cas sur les épisodes de faible vent en Europe, en raison de leur importance pour le secteur de l’énergie. Nous nous sommes intéressés à l’épisode de vents faibles de juillet 2018 et les prévisions associées. Pour cet événement, ni les prévisions dynamiques ni les prévisions statistiques n’ont réussi à le prévoir et ce en raison de la difficulté que les modèles de prévisions météorologiques ont à prévoir correctement les situations de blocage très souvent à l’origine de ces faibles vents.

Suivi expérimental du rendement de fluorescence des couverts végétaux par des techniques actives et passives. Application à la détection du stress hydrique

12/12/2022 10:00

Chlorophyll fluorescence is directly related to photosynthesis. However, at canopy level this physiological link may be blurred by structural vegetation changes and the interactions between sunlight and the 3D canopy structure. Furthermore, our knowledge about the relationship between chlorophyll fluorescence and the physiological status of plants comels from leaf level studies carried out under laboratory conditions. The physiological significance of chlorophyll fluorescence at canopy level and in outdoors conditions is still a major subject of research and a source of uncertainties in the interpretation of remote sensing data.

We built a new instrument for active measurement of chlorophyll fluorescence yield at the canopy level and studied its variations during the diurnal cycle. We showed that it was an indicator of water stress on different plant canopies. On the other hand, a comparison between active and passive measurements of fluorescence allowed us to define a new approach to derive a proxy of the fluorescence yield from solar-induced fluorescence. Finally, we investigated the airborne detection of water stress by passive measurement of fluorescence.