Multiplicit dchelle en HYdroMtorologie MHYM

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Multiplicité déchelle en HYdro-Météorologie(MHY
M)

• Daniel Schertzer
• ENPC/CEREVE et Météo-France

Séminaire dévaluation 29 Juin 2005
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Résumé

• MHYM - Pourquoi? Comment? Quand?
• MHYM - Activités en résumé
• MHYM - Interrogations et suggestions
• MHYM - Bénéfices et perspectives.

contre
POUR
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Genèse du projet MHYM

• Projet scientifique de collaboration entre
  lEcole Nationale des Ponts et Chaussées et
  Météo-France
• proposé par
• Jean Marie Mouchel et Daniel Schertzer
• avec des commentaires et suggestions de
• P. Bessemoulin, E. Gaume, G. de Moor, J. Noilhan,
  D. Payen, J.F. Royer, J.M. Veysseire.

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Motivation du projet MHYM (I)
1 persistance de sévères limites dans les
modélisations classiques couramment utilisées
2 exploitation largement insuffisante, bien que
croissante, du potentiel applicatif des méthodes
multiéchelles, notamment multifractales, en
météorologie et en hydrologie 3 appréciation
du Conseil National de la Recherche des
États-Unis en 1991sur le rôle de la symétrie
déchelle,
5
Motivation du projet MHYM (II)
4 création d'un certain nombre de comités
techniques (à EGU, AGU et IUGG) motivée par des
problèmes multiéchelles 5 reconnaissance du
 rôle crucial de l'emboîtement des échelles
spatio-temporelles  par le colloque de
prospective CNRS SDU/INSU (Montpellier, Décembre
2002) 6 implication accrue en hydrologie par
Météo-France, notamment dans son contrat
dobjectifs 2000-2004 7 création du SCHAPI
(Service Central Hydrométéorologique dAppui à la
Prévision des Inondations) sur la Météopole
toulousaine
6
Motivation du projet MHYM (III)

• 8 lancement de la décennie PUB (Prediction of
  Ungaged Basins) par lIAHS/AISH qui a pris
  explicitement en compte (1-2)
• 9 résultats acquis dans différents projets
  portant sur des applications des multifractals en
  hydrologie (PNRH, RIO2, EDF),
• 10 intérêt manifesté par le CEREVE
• aux techniques multifractales,
• à nouer des collaborations avec Météo-France
  (récente fusion des corps dingénieurs de
  lEquipement)
• 11 intérêt des deux institutions de collaborer
  avec le Réseau Scientifique et Technique de
  l'Equipement.

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Mise en route du projet

• À partir de Juillet 2003, une série
  dinitiatives
• élargissement du projet MHYM proprement dit, dans
  le cadre du PNRH
• mise en route dun groupe de travail  Extrêmes
  en Hydrologie , dans le cadre du MEDD
• développement dun réseau PUB-France, dans le
  cadre du PNRH.

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Mise en route du projet

• En interaction avec ce dispositif
• conclusion du projet  Prédétermination
  multifractale des précipitations et des crues 
  (SISYPHE-CEREVE), programme RIO2 (MEDD) en
  Décembre 2004
• Soutenance par A.Biaou, en Décembre 2004 de sa
  thèse sur la désagrégation multifractale des
  prévisions saisonnières dun modèle de
  circulation générale
• démarrage de la thèse de Jose Macor sur la
  prévision multifractale des précipitations à
  partir dimages radar et satellitaires

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Mise en route du projet

• préparation et démarrage du projet
   multifractals et estimations à base physique
  des crues extrêmes , dans le cadre du Dam Safety
  Interest Group (DSIG),
• préparation et démarrage du projet EDF-ENPC sur
  une chaîne intégrée  désagrégation
  multifractale- modèle hydrologique (DMH)
• participation au groupe travail  protocole
  d'analyse des résultats  du SCHAPI
• poursuite de recherches plus amont, notamment en
  rapport avec la résurgence dun GdR turbulence.

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Mise en route du projet

• Une activité internationale soutenue sest
  poursuivie
• section Nonlinear Processes et Union Council de
  EGU
• Science Steering Group de la décennie PUB
  (Prediction in Ungaged Basin) de AISH/IAHS
• Programme International dHydrologie de
  lUNESCO.
• gt organisations de conférences et nombreuses
  collaborations informelles, mais actives.

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Vue densemble des activités

• DMH
• ENPC / CEREVE
• EDF / LNHE

GdR Turbulence
EGU, AGU, IUGG

• PMI
• ENPC / CEREVE
• UNL
• MF / DC

• DM
• EDF / LNHE
• SISYPHE / CIG
• ENPC / CEREVE

MHYM ENPC- MétéoFrance

• RIO2
• SISYPHE / LGA CIG
• ENPC / CEREVE
• MF / DC

• MHYM - PNRH
• ENPC/CEREVE
• CNRM/UDC
• CEMAGREF/HHLY
• IPSL/CETP

• DSIG
• ENPC / CEREVE
• McGill U

• ARM
• ENPC /CEREVE
• McGill U
• CNRM /UDC
• UCSD

• PUB-France
• ENPC / CEREVE
• IPSL / CETP
• CEMAGREF / HBAN
• IRD / HSM DIVHA
• CEMAGREF / HBLLY OIAX
• SISYPHE
• CNRM / GAME
• IMFT / INPT
• LTHE
• TETIS
• BRGM / ARN
• CNES / CESBIO

• GT Extrêmes
• ENPC / CEREVE
• CEMAGREF
• MF / DC
• ENGREF
• SISYPHE / CIG
• UPMC / LSTA
• U Montpellier
• EDF / LNHE DTG

IAHS, UNESCO / IHP
GT Protocole (SCHAPI)
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Dynamique de MHYM
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Production scientifique (03-05)

• Edition de 2 livres, 16 articles dans des
  journaux, 9 articles dans des livres (avec
  revue).
• 3 comités dédition(SERRA, NPG, Interdiciplinary
  Maths) une quinzaine de revues darticles.
• Co-direction de 2 thèses et 1 master.
• Organisation/CS de 13 conférences
  internationales, une dizaine de sessions EGU,
  AGU ou IAHS.
• 80 communications, dont 15 invitées.

14
Résumé

• Le projet MHYM a permis de développer, dans un
  temps relativement court, un spectre assez large
  dactivités
• de problèmes relativement  amont  (formalismes,
  prédictibilité, modèles de la dynamique de
  latmosphère, des nuages et précipitations)
• à des applications fortement  avales 
  (évaluation et prédétermination des extrêmes,
  diagnostics des modèles, nouveaux modes de
  prévision, chaîne intégrée de prévision).

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Résumé

• Projet rendu possible en
• développant des synergies 
• avec Météo-France,
• effectives avec CNRM/UDC et la Direction de la
  Climatologie,
• en cours de développement avec la Direction des
  Systèmes dObservation et CNRM/ GMME
• - avec le CEMAGREF, et plus généralement
  lensemble de la communauté hydrologique
  française (notamment à travers PUB)
• doublant la taille du pôle hydrologie du CEREVE
  (aujourdhui 8 chercheurs, doctorants et
  postdoctorants).

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MHYM et pôle hydrologie (CEREVE)

• affectation de D. Schertzer au CEREVE le 28
  Juillet 2003
• arrivée le 15 Août 2004 de I. Tchiguirinskaia
  (CR) dans le cadre de RIO2 et DSIG
• arrivée le 1er Septembre 2004 de P. Bernardara,
  postdoctorant CEMAGREF-ENPC, dans le cadre du GT
   Extrêmes en Hydrologie 
• démarrage le 20 Octobre 2004 de la thèse de J.
  Macor (bourse ALBAN de lUE) en cotutelle avec
  lUniversité du Littoral (Santa Fe) sur la
  prévision multifractale des précipitations à
  partir des données radar et satellitaires
• arrivée le 15 Juillet 2005 de A. Biaou pour un
  stage postdoctoral, dans le cadre du projet DMH
  (EDF-ENPC).

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Interrogations

• aucun des seniors (E. Gaume et D. Schertzer)
  nest assuré de rester à moyen terme
• développement effectué dans le cadre général de
  pénurie pour la recherche, en particulier 
• tous les projets sont papivores et chronophages,
  et ont des budgets extrêmement serrés,
• la bourse Alban ne couvre que deux ans de séjour
  et que son taux a été baissé de façon unilatérale
  et sans avertissement,
• la partie amont des recherches a certainement
  pâti.

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Réflexions

• ? Un réseau en recherche/formation en hydrologie
  au sein du ministère pour
• Satisfaire les priorités affichées, tels les
  risques hydrologiques,
• Les besoins en hydrologie, tant en recherche
  quen formation des centres techniques,
• Accroître les synergies entre chercheurs en
  hydrologie (au sens large)
• relativement dispersés,
• intervenant sur différents chaînons du cycle de
  leau et sur différentes échelles
  spatio-temporelles,

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Bénéfices et perspectives

• MHYM, en particulier par le biais de PUB, a
  permis
• de renouer des liens trans-institutionnels au
  sein de la communauté hydrologique (au sens
  large) française,
• daider à écrire quelques axes perspectifs pour
  les prochaines années.
• gt repenser le rôle de lactuel pôle hydrologie
  du CEREVE, gt rendre plus lisible son rôle et sa
  singularité méthodologique.
• Ce positionnement original et moteur dans la
  communauté
• devrait être pérennisé au niveau institutionnel
• pour permettre de contribuer plus efficacement au
  développement de lhydro-météorologie au sein du
  Réseau Scientifique et Technique.

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MHYM à long terme

• les diagnostics des modèles, en particulier pour
  les extrêmes.
• les nouveaux modes de prévision
• paramétrisations stochastiques (basées sur des
  cascades),
• prévisions stochastiques,
• chaînes mixtes de prévision.
• de nouvelles approches sur
• les extrêmes,
• la régionalisation,
• la qualité de leau,
• la gestion et politique de leau.