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Des infrastructures
et outils à la pointe

Les activités météorologiques s'appuient sur des infrastructures spécifiques qui intéressent l'observation météorologique, d'une part, et l'informatique et les télécommunications, d'autre part. En 2016, l'établissement a fait évoluer certaines d'entre elles : renouvellement du radar de Treillières près de Nantes, mise en place des systèmes de radiosondage automatique à Nouméa et à Brest, déploiement d'environ 150 stations automatiques Mercury de mesure au sol, renouvellement des dispositifs de concentration des mesures outre-mer et, sur les domaines Antilles-Guyane et océan Indien, fourniture de données de détection de la foudre...

L'année a également été marquée par des réalisations importantes dans le domaine des produits radars, de la puissance de calcul et des systèmes d'observation aéroportés et satellitaires.

Un nouveau produit d’observation pour la neige et la grêle

Installation du radar de Treillières, près de Nantes. © Météo-France
Installation du radar de Treillières, près de Nantes.
© Météo-France

Une nouvelle version du logiciel calculateur radar a été déployée en 2016. Elle affine la détermination du type d'écho radar en introduisant une classification des hydrométéores atteignant le sol (pluie, pluie verglaçante, pluie et neige mêlée, neige, grêle…) sur l'ensemble du réseau radar de Météo-France. Cette nouvelle information, basée sur une utilisation avancée de la technologie de la double polarisation, est une donnée d'entrée essentielle du produit HYDRE, opérationnel depuis la fin de l'année.

Actualisé toutes les 5 minutes et de résolution kilomètrique, HYDRE permet aux prévisionnistes de mieux appréhender les situations hivernales critiques ainsi que les cas de grêle en France métropolitaine. Il facilite le signalement et la discrimination des hydrométéores.
 

Discrimination des hydrométéores au sol HYDRE pour le 18 janvier 2016 à midi : pluie (vert), neige (bleu), pluie et de la neige mêlées (turquoise). La couleur bleu ciel indique des chutes de neige tenant au sol, la couleur blanche de la neige visible au sol par satellite. © Météo-France
Discrimination des hydrométéores au sol HYDRE pour le 18 janvier 2016 à midi : pluie (vert), neige (bleu), pluie et de la neige mêlées (turquoise). La couleur bleu ciel indique des chutes de neige tenant au sol, la couleur blanche de la neige visible au sol par satellite.
© Météo-France

 

Une puissance de calcul accrue d'un facteur 3

Le supercalculateur Bull installé au Centre national de calcul de Météo-France à Toulouse. © Météo-France, Jean-Marc Destruel.
Le supercalculateur Bull installé au Centre national de calcul de Météo-France à Toulouse.
© Météo-France, Jean-Marc Destruel.

Le contrat avec la société Bull, qui couvre la période 2013-2019, prévoyait deux phases pour l’évolution des capacités de calcul intensif de l’établissement : la première en début de contrat, avec l’installation et la mise en service de deux calculateurs sur les sites de la Météopole et de l’Espace Clément Ader de Toulouse, et la seconde en 2016, cette dernière conduisant à l'installation d'une puissance de calcul trois fois supérieure à celle de phase 1. Les travaux d'installation de la configuration de phase 2 se sont déroulés selon le calendrier prévu, en début d'année 2016 à l'Espace Clément Ader, et en milieu d'année au Centre national de calcul de la Météopole. Le système de stockage associé a, quant à lui, connu une extension spécifique pour suivre l'augmentation de la puissance de calcul.

Conformément aux objectifs fixés dans le Contrat d'objectifs et de performance 2012-2016, Météo-France est doté de moyens de calcul compétitifs par rapport à la plupart de ses grands homologues étrangers, lui permettant de mener des travaux de recherche à haut niveau et de transférer leurs résultats dans l'activité opérationnelle. Parmi les nombreuses applications bénéficiaires de ce surcroît de puissance de calcul : la prévision d'ensemble AROME désormais opérationnelle et la participation à l'exercice international d'intercomparaison des scénarios climatiques CMIP6 mené dans le cadre du GIEC.

Des drones pour l’observation météorologique

Drone conçu par la société AJS et équipé de capteurs dynamiques et de compteurs d'aérosols, permettant d'étudier les échanges entre la mer et l'atmosphère et d'améliorer les modèles climatiques dans le cadre du projet MIRIAD.
Drone conçu par la société AJS et équipé de capteurs dynamiques et de compteurs d'aérosols, permettant d'étudier les échanges entre la mer et l'atmosphère et d'améliorer les modèles climatiques dans le cadre du projet MIRIAD. © Sébastien Barrau

Le Centre de recherche de Météo-France est porteur d'un nouveau projet d'étude de l'atmosphère à basse altitude, à l'aide de drones instrumentés : MIRIAD (système de Mesures scientifiques de flux de surface en milieu maritime embarqué sur drone). Il est mené en partenariat avec le Laboratoire d'Aérologie de l'Observatoire Midi-Pyrénées et la société toulousaine AJS* et est soutenu par la région Occitanie et l'Union européenne.

L'objectif est d'effectuer des mesures à très basse altitude au-dessus de la mer avec des drones de taille moyenne (environ 25 kg) pour documenter les caractéristiques détaillées de l'atmosphère (température, humidité, vent, rayonnement et aérosols marins) et mieux comprendre les échanges entre mer et atmosphère. Ces travaux de recherche contribueront à améliorer les modèles de climat et de prévision du temps.

Les drones Boréal mis au point par AJS sont des appareils de 4 m d'envergure qui peuvent voler pendant 10 heures, parcourir 1 000 km et embarquer 5 kg d'instrumentation. Dotés de radars altimétriques, ils pourront réaliser des vols autonomes à très basse altitude au-dessus de la mer (jusqu’à 10 m dans des conditions favorables) pour caractériser les échanges dans cette zone d’interface jusqu’à présent inaccessible aux mesures. En 2016, ces radars altimétriques ont été intégrés et testés avec succès le long des côtes Aquitaine, à Monthalivet.

A l’issu du projet fin 2018, Météo-France mettra en œuvre ce type de drone par l'intermédiaire de l'unité mixte de service SAFIRE.

* AJS, société privée basée dans la région toulousaine et membre du pôle Aerospace Valley, est spécialisée dans le développement et la construction de systèmes de drones à grandes capacités.

Avions instrumentés : soutenir la recherche française et européenne

L’infrastructure de recherche SAFIRE (Service des avions français instrumentés pour la recherche en environnement), financée par Météo-France, le CNRS et le CNES, opère les avions français de recherche sur l’environnement. Elle réalise des campagnes de mesures pour faire progresser la connaissance des processus et la maîtrise des risques associés.

Contribution française à l’infrastructure européenne intégrée EUFAR (European Facility for Airborne Research), SAFIRE accueille régulièrement des scientifiques de différents pays d’Europe. En 2016, les discussions avec les différents partenaires européens ont permis d’établir les statuts d’une association internationale sans but lucratif qui fonctionnera à partir de 2017. Sa mission sera de faciliter les accès transnationaux aux avions et de rationnaliser la flotte européenne d’avions de recherche. Dans ce contexte, la réflexion se poursuit pour définir la stratégie optimale d’évolution à long terme de la flotte française. Un projet d’acquisition d’un nouveau jet de performances supérieures à l’actuel Falcon 20 de SAFIRE (à l’horizon 2020) est en discussion entre les organismes soutenant SAFIRE et leurs ministères de tutelle. Le développement de solutions « drones » pour les vols en basses couches est également en cours d’étude.

Principales réalisations de 2016 :

  – projet DACCIWA en Afrique subsaharienne : documenter les aérosols émis par les activités humaines et leur impact sur les propriétés des nuages et sur le climat ;

  – projet EPATAN, contribution française au World Weather Research Programme de l’OMM : étude de la formation des tempêtes sur l’Atlantique ;

  – développement d’une collaboration avec l’Office national d'études et de recherches aérospatiales (ONERA) pour développer des capacités d’observation des surfaces continentales.

Un nouveau satellite pour la veille cyclonique dans l’océan Indien

Image satellite du globe du 12 decembre 2016 à 12 h UTC
Composition colorée au-dessus de l'océan Indien par Meteosat-8 du 12/12/2016 à 12 h UTC. © Météo-France

En 2017, le satellite Meteosat-8, premier satellite de la constellation Meteosat de seconde génération (MSG), prendra la suite de Meteosat-7, qui assure depuis une vingtaine d’années la surveillance de l’océan Indien. En 2016, les équipes du Centre de météorologie spatiale de Météo-France, à Lannion, ont préparé cette transition en élaborant de nouveaux produits à partir des données de Meteosat-8, pour la métropole et la Direction interrégionale de Météo-France pour l'océan Indien (DIROI), en charge notamment de la veille cyclonique sur ce bassin. Doté de 12 canaux au lieu de 3, Meteosat-8 fournit des images toutes les 15 minutes contre 30 auparavant, avec une résolution spatiale bien meilleure que celle de la génération précédente (3 km, voire 1 km pour le canal visible à haute résolution, contre 5 km). Météosat-8 renseigne également sur les nuages, la température et la pression à leur sommet. Il fournit aussi des compositions colorées et des données sur la température de surface de la mer, les flux radiatifs.

IASI : 10 ans de données satellitaires haute-résolution

Vue d'artiste du satellite Metop-A
Vue d'artiste du satellite Metop-A. © NASA

Le 19 octobre 2006, était lancé depuis Baïkonour, au Kazakhstan, le satellite européen défilant Metop-A, premier d'une constellation dédiée à l'observation météorologique et à l'étude de la Terre. À son bord, des instruments innovants et notamment le sondeur interférométrique infrarouge haute-résolution IASI, conçu par le CNES (Centre national d'études spatiales), en coopération avec EUMETSAT. En 2012, Metop-B, équipé d'un sondeur identique, était à son tour mis en orbite.

Ces deux sondeurs fournissent chacun plus d'un million d'observations par jour qui renseignent sur les profils atmosphériques 3D de température et d’humidité. Aujourd'hui, les observations issues des sondeurs IASI représentent la moitié des données assimilées par ARPEGE, le modèle numérique de prévision du temps de Météo-France. Elles contribuent à hauteur de 25 % à l’information apportée par les observations à l’état initial de ce modèle. Dans la réduction de l’erreur de prévision à 24 heures d’échéance apportée par l’ensemble des observations, les deux instruments IASI ont une contribution de 15 %.

IASI est aussi le seul instrument à mesurer simultanément, deux fois par jour, en tout point du globe et en temps réel, les concentrations de l’atmosphère en une vingtaine d’espèces chimiques. Ces observations permettent de surveiller les panaches de pollution, les émissions de particules lors d’éruptions volcaniques, les grands feux, les émissions d'ammoniac associées à l'agriculture intensive, la formation du trou dans la couche d'ozone. IASI permet également un suivi en continu de plusieurs variables climatiques (température, vapeur d'eau, nuages, aérosols et gaz à effet de serre).

En 2018, un troisième sondeur IASI sera lancé, ce qui permettra d'assurer la continuité de la mission sur plus de 20 ans.

Over a million observations a day
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