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Climatologie

11/08/2015

Quand les statistiques font avancer l’environnement

Portrait Clémentine Prieur © DR Clémentine Prieur

Afin de bien comprendre les conséquences du réchauffement climatique sur notre environnement, il est nécessaire de développer des modèles pertinents ainsi que des méthodes d’analyse de ces modèles. Clémentine Prieur, professeure à l’université de Grenoble et chercheuse au sein de l’équipe AIRSEA, revient sur la gestion des incertitudes inhérentes à de telles modélisations. Elle vient de recevoir le prix Blaise Pascal de l’Académie des Sciences pour ses travaux.

Pourquoi la question de l’incertitude est-elle si importante, en particulier pour l’étude des modèles d’océan ou d’atmosphère ?

Clémentine Prieur : Pour étudier ces environnements, nous utilisons des équations aux dérivées partielles. Or, dans ces équations, plusieurs paramètres sont mal connus, notamment les conditions initiales, ou encore la topographie du relief sous-marin (bathymétrie). Nous cherchons alors à réduire l’incertitude des paramètres les plus influents, ou encore à la propager sur l’évaluation de quantités d’intérêt, liées par exemple à l’énergie. Les modèles que nous étudions, discrétisés en temps et en espace, sont généralement de très grande dimension. En conséquence, les temps de calculs deviennent rapidement très importants, d’où l’intérêt de développer des modèles réduits. Ces modèles réduits doivent satisfaire au compromis suivant : être fidèles au modèle initial, tout en présentant un faible coût d’évaluation.
L’enjeu est d’importance car lorsque nous fournissons des résultats à la communauté scientifique, nous devons préciser systématiquement des bornes d’erreur.

Quels sont aujourd’hui les défis à relever en matière de simulation climatique ?

Clémentine Prieur : Il y a plusieurs défis. Le défi de la grande dimension, mentionné précédemment, en est un.
Les méthodologies et algorithmes doivent s’adapter. Sur un autre registre, notons que la plupart des modèles climatiques ont du mal à bien reproduire la variabilité interne du climat, ainsi que les événements extrêmes. En Afrique de l’Ouest, cette variabilité s’est traduite par exemple par une période dramatique de sécheresse prolongée de près de 30 ans. Il semble important de renforcer le va-et-vient entre modèles et observations, afin d’améliorer les prévisions et l’évaluation de mesures de risque associées aux événements extrêmes.
C’est un travail transdisciplinaire, faisant appel aussi bien à la programmation qu’aux statistiques – ma spécialité – mais aussi à l’hydrologie ou la glaciologie.

Etude Airsea Afrique Ouest

Sur quoi portent vos dernières études ?

Clémentine Prieur : J’ai travaillé récemment sur une étude concernant la stabilisation du niveau d’eau dans un canal. La dynamique du fluide dans un canal est décrite par les équations de Saint-Venant. Le contrôle s’effectue aux bords, par l’ouverture de portes amont et aval. L’objectif de notre travail était de déterminer les paramètres (friction, ouverture des portes …) impactant le plus la régulation du niveau de l’eau.
Le prix Blaise Pascal de l’Académie des Sciences récompense justement mes travaux concernant la quantification des incertitudes pour des modèles d’équations aux dérivées partielles.

Que représente ce prix pour vous ?

Clémentine Prieur : J’avoue que je ne m’y attendais pas du tout ! Il récompense les efforts que j’ai faits pour travailler à la frontière de plusieurs disciplines scientifiques. Je suis d’ailleurs convaincue qu’il est essentiel de développer les passerelles entre ces univers qui n’ont pas l’habitude de communiquer entre eux !

Bio express

  • 1998  : Clémentine Prieur intègre l’ENS Cachan, à Rennes
  • 1999 - 2001  : thèse sur l’étude de la dépendance pour les processus stochastiques, à l’université de Cergy-Pontoise
  • 2002 - 2008  : Maître de conférences à l’INSA de Toulouse
  • 2008  : rejoint l’équipe MOISE, devenue  AIRSEA, à Inria Grenoble - Rhône-Alpes, en tant que professeur des universités
  • 2015  : lauréate du prix Blaise Pascal de l’Académie des Sciences

Mots-clés : Prix Blaise Pascal Académie des sciences Environnement Incertitudes Clémentine Prieur Modélisation Statistique Mathématiques appliquées

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