Un jumeau numérique de la Terre pour améliorer la prévision et l’alerte aux crues

Cette ambitieuse initiative DestinE vise à construire une réplique numérique – ou un jumeau – du système Terre en soutien aux politiques environnementales du Green Deal de la Commission européenne et à sa stratégie numérique.

Le projet portant sur les extrêmes vise à progresser sur notre capacité à produire des simulations numériques du temps à très haute résolution pour mieux capturer des événements extrêmes quelques jours à l'avance. Le but est de pouvoir aider les décideurs à réagir rapidement aux extrêmes météorologiques, hydrologiques et de qualité de l'air qui peuvent avoir un fort impact socioéconomique et environnemental.

Le projet s'appuie sur un volet global développé par le CEPMMT et sur un volet régional développé par un partenariat piloté par Météo-France. Les chercheurs hydrologues du département AQUA à INRAE (UR HYCAR et UR RECOVER) participent à ce partenariat du volet régional, en étroite collaboration avec le SCHAPI (Service central d'hydrométéorologie et d'appui à la prévision des inondations). Le but final est que les services nationaux de prévision puissent activer ce volet régional pour zoomer sur les événements extrêmes survenant en Europe.

À INRAE, les scientifiques impliqués dans le projet contribuent à l’évaluation de l’apport des données météorologiques à haute résolution pour la simulation des crues rapides. Pour cela, ils utilisent deux modèles hydrologiques qui sont développés à INRAE et adaptés aux besoins des services opérationnels de prévision des crues en France (réseaux Vigicrue et Vigicrues Flash), à savoir le modèle GR semi-distribué (UR HYCAR) et le modèle SMASH (UR RECOVER).

Dans le projet, 9 événements historiques de crues et inondations extrêmes observés dans différents pays d'Europe sont reconstitués. Pour la France, l'étude de cas choisie concerne les crues qui ont eu lieu les 14-15 octobre 2018 dans l’Aude, et qui ont fait 15 morts et des dommages assurés d’un montant estimé entre 130 et 180 millions d'euros. Les scientifiques à INRAE s’appuient sur ce cas d’étude et les outils de modélisation hydrologique qu’ils développent pour ajuster les flux des nouvelles données et pouvoir ainsi prendre en compte les futures simulations des précipitations qui seront produites par DestinE.

Le projet a démarré en septembre 2022, et cette première phase de travail se terminera en avril 2024. Les premières analyses ont permis d’évaluer la sensibilité des modèles hydrologiques à la résolution spatiale de la donnée de précipitation utilisée en entrée. Ce travail a permis de souligner les différentes sources d’incertitudes et d’erreurs qui peuvent jouer un rôle dans la prévision des crues lorsque l’on augmente la résolution spatiale des précipitations utilisées en entrée aux modèles hydrologiques.

Il a été également possible de mener une réflexion commune sur les flux typiques de données et leur intégration dans des modèles hydrologiques qui fonctionnent (ou ont vocation à fonctionner) en mode opérationnel dans différents centres de prévision des crues et inondations en Europe (travaux présentés lors de la conférence EGU en 2023 [1]). Il s’agit de construire une vision complète et diversifiée des différentes étapes de travail dans une chaine de prévision et anticipation des crues et inondations, contribuant ainsi à éclairer la mise en place de nouvelles approches visant à améliorer la prévision et la gestion des risques d’inondation à différentes échelles.

_{* Destination Earth est une initiative financée par l'Union européenne et lancée en 2022, dans le but de construire une réplique numérique du système Terre d'ici 2030. L'initiative est mise en œuvre conjointement par 3 entités mandatées : le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT/ECMWF) responsable de la création des 2 premiers « jumeaux numériques » et du Digital Twin Engine, l'Agence spatiale européenne (ESA) chargée de construire la Core Service Platform et l'Organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiques (EUMETSAT), responsable de la création du Data Lake.}