TRACCS : TRAnsformer la modélisation du Climat pour les services Climatiques

Le sujet du programme TRACCS est la modélisation du climat. Ses activités couvrent la compréhension fondamentale des changements climatiques et de leurs impacts et s’étendent jusqu’à l’élaboration de prototypes de services climatiques co-construits par les parties-prenantes et les experts en modélisation du climat. L'enjeu est d’accélérer le développement des modèles de climat pour répondre aux attentes sociétales en termes de d’action climatique, que ce soit pour les actions de réduction des émissions de gaz à effet de serre (atténuation) ou pour celles envisagées pour l’adaptation aux conséquences du changement climatique à venir.

Budget alloué : 51 M€ alloués sur une durée de 8 ans
Appels à venir : à partir de 2024
Pilotes du programme :
 

Partenaires du programme : CEA, Sorbonne Université, UVSQ-Université Paris-Saclay, Université Grenoble-Alpes, Institut de Recherche pour le Développement, Université Paris-Saclay, CERFACS (SAS)

Direction de programme :

  • Masa Kageyama, directrice de recherche au CNRS, au Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE - unité CNRS/CEA/Université Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines. Le LSCE fait partie de la Fédération de Recherches Institut Pierre-Simon Laplace)
  • Samuel Morin - Directeur du Centre National de Recherches Météorologiques, CNRS Météo France

Le programme TRACCS (TRansformer la modélisation du Climat pour les services Climatiques) fait partie des lauréats de la deuxième vague de l’appel à projets pour des Programmes et équipements prioritaires de recherche (PEPR) exploratoires visant à consolider des domaines scientifiques clefs pour les transformations technologiques, économiques, sociales ou environnementales en cours. TRACCS rejoint donc notamment les programmes FairCarbon et OneWater, sélectionnés en 2021, et IRIMa, sélectionné à l’été 2022, qui portent respectivement sur le cycle du carbone, le cycle de l’eau et les risques. Mais également SOUS-SOL et NumPEx sur le calcul haute performance.

L'enjeu du programme TRACCS est d’étendre et de conforter les domaines d’application des modèles de climat, depuis le domaine de la recherche fondamentale sur les changements climatiques jusqu’à la production de données utiles pour répondre directement aux questions sociétales. Les objectifs de TRACCS vont donc de l’élicitation des besoins des parties-prenantes, en adéquation avec les capacités des modèles de climat, à la progression de la compréhension des processus climatiques en jeu pour répondre à ces besoins et de leur représentation dans les modèles de climat. TRACCS a aussi pour ambition de contribuer fortement à la formation de la nouvelle génération d’experts en climat dans toutes les branches de la modélisation et de l’élaboration, la fourniture et l’utilisation de services climatiques.

Porté conjointement par le CNRS et Météo-France, TRACCS implique d’autres acteurs de la recherche française, dont le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), l’Institut de recherche pour le développement (IRD), le CERFACS, l’Université Grenoble Alpes, Sorbonne Université, l’Université Paris-Saclay et l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines. Le budget du PEPR TRACCS est décomposé en un « projet de gouvernance », dédié à la mise en œuvre du programme et des actions transverses, dix « projets ciblés » identifiés lors du dépôt du programme, et un montant de 10 M€ faisant l’objet d’appels à projets à venir.

Les services climatiques : des outils pour faire émerger des leviers d’actions concrètes et collectives

Avec TRACCS, la communauté française des sciences du climat entend participer à l’effort collectif qui sera nécessaire pour répondre à l’immense défi que représente le changement climatique pour les sociétés humaines.  Ainsi que l’ont rappelé les récents rapports du GIEC, les deux prochaines décennies seront cruciales pour limiter l’escalade des risques climatiques. Cependant, l’action climatique ne pourra être efficace sans les éclairages de services climatiques adaptés aux besoins sociétaux, qui mobiliseront un large éventail d’acteurs et de disciplines scientifiques et reposeront sur les dernières avancées scientifiques et technologiques, notamment dans le domaine de la modélisation du climat.

On entend par services climatiques “l’ensemble des informations et prestations qui permettent d’évaluer et de qualifier le climat passé, présent ou futur, d'apprécier la vulnérabilité des activités économiques, de l’environnement et de la société au changement climatique, et de fournir des éléments pour entreprendre des mesures d’atténuation et d'adaptation(voir l'article "Groupe thématique - Climat : évolution, adaptation, atténuation, impacts"). Ils constituent en quelque sorte une traduction opérationnelle (institutionnelle ou commerciale) des études sur le changement climatique et ses impacts, dans un contexte fortement inter et transdisciplinaire faisant appel à une co-construction avec toutes les parties prenantes.

Leur émergence et leur passage à l’échelle sont donc essentiels pour permettre aux acteurs de tous les territoires et domaines socio-économiques d’appréhender les conséquences du changement climatique sur l’ensemble des secteurs, échelles, et temporalités les concernant. Mais surtout, ils sont indispensables pour identifier les leviers d’action à mettre en œuvre à très courte échéance pour y faire face.

TRACCS, un programme de recherche par et pour la communauté scientifique

TRACCS a pour ambition de jouer un rôle majeur dans la structuration et la valorisation de la communauté française des sciences du climat, en particulier dans le domaine de l’étude et de la modélisation de l’évolution du climat, et des impacts jusqu’au développement des services climatiques. Pour y parvenir, outre les moyens ciblés et les appels à projets prévus, TRACCS mettra en place progressivement des outils d’animation scientifique (séminaires, newsletters, colloques, enrichissement d’un site web dédié etc.) afin de maximiser le bénéfice des ressources de TRACCS en complémentarité des autres ressources disponibles (moyens alloués par les organismes et établissements, projets nationaux et européens etc.). TRACCS mettra en place des interfaces avec d’autres PEPR et d’autres communautés scientifiques pertinentes, afin de renforcer les synergies inter- et transdisciplinaires qui sont indispensables à la production de connaissances et de savoirs nécessaires à l’action climatique.

Développer, consolider et amplifier les services climatiques

L’objectif de TRACCS est de développer les outils qui permettront de développer, déployer, et passer à l’échelle les services climatiques. Pour produire une information climatique pertinente, le croisement de données caractérisant l’évolution du climat physique et l'évaluation de ses conséquences pour les systèmes humains et naturels est donc indispensable. Cela doit mobiliser une vaste gamme de disciplines scientifiques, incluant les sciences humaines et sociales, les sciences de la nature dans toutes leurs dimensions, et le calcul scientifique de haute performance appliqué à la modélisation climatique. Aujourd’hui, la dynamique de développement des services climatiques est lancée mais elle demeure émergente et les déploiements opérationnels sont encore rares.

La co-conception des informations adaptées aux différentes parties prenantes menée au sein de TRACCS s’appuiera notamment sur :

  1. la dynamique nationale l des Groupes régionaux d’expertise sur le changement climatique (GREC) comme Acclimatera, le Grec francilien,le Reco Occitanie ou Ouranos-AuRA en Auvergne-Rhône Alpes
  2. sur des initiatives locales ou régionales dans d'autres pays comme le Sénégal et la Côte d'Ivoire en Afrique de l'Ouest
  3. des interactions avec des parties prenantes représentant plusieurs secteurs socio-économiques à diverses échelles.

Ces divers cadres, qu’ils soient nationaux ou internationaux, illustrent la nécessité de produire collectivement une information climatique à l’échelle du territoire en croisant disciplines et expertises complémentaires dans de multiples secteurs socio-économiques : énergie, agriculture, santé, ville, transports ... Toutefois, de nombreux défis scientifiques, techniques et organisationnels doivent être relevés pour le passage à l’échelle d’une telle dynamique.

Les progrès en modélisation climatique, un enjeu crucial

Ces services climatiques doivent être adossés aux meilleurs modèles de climat qui constituent des outils incontournables pour la compréhension et l’anticipation des impacts et risques climatiques. Développés initialement dans un cadre de recherche, ils deviennent progressivement des outils pour accompagner l'action climatique avec des informations quantitatives et pertinentes. Cependant, il est indispensable de continuer à les faire progresser sur les plans scientifique et technique, et de renforcer les équipes en charge de leur développement, évaluation et exploitation.

En effet, les outils actuels de modélisation du climat ne permettent pas encore de caractériser finement la vitesse et l’ampleur de l’évolution climatique des phénomènes les plus extrêmes opérant à l’échelle locale (vagues de chaleur, précipitations intenses, combinaison de phénomènes extrêmes), ni l’articulation entre cycle de l’eau, cycle du carbone et autres processus critiques pour l’habitabilité des milieux. Les représentations physiques des processus de petite échelle doivent également progresser de manière à mieux caractériser leur impact sur la plus grande échelle. L’intégration de nouvelles composantes du système climatique, telles que les calottes polaires, doit également être réalisée afin d’anticiper la montée du niveau des mers et l’impact d’interactions avec les processus atmosphérique et océanique sur le niveau marin local, par exemple lors de tempêtes ou cyclones. Enfin, parce que les modèles sont avant tout des outils pour explorer la complexité du système climatique, il est primordial de continuer à caractériser les incertitudes inhérentes à ces modèles et aux projections climatiques qu’ils génèrent. TRACCS permettra de progresser sur l’ensemble de ces sujets, en capitalisant sur et en développant la complémentarité entre approches de modélisation opérant à diverses résolutions spatiales, à échelle mondiale (globale) ou régionale, et avec des niveaux variables de complexité en matière de représentation des processus et des couplages entre les grandes composantes du système climatique.

Changement d’échelle de calcul intensif et Intelligence artificielle : entre opportunités et défis à relever

Les avancées technologiques en calcul intensif et le développement de l’intelligence artificielle représentent à la fois un risque sur la pérennité des modèles de climat et des opportunités à saisir pour les améliorer et accélérer la production de connaissances. En effet, du fait de leur complexité scientifique et technique, ces modèles numériques pouvant atteindre plusieurs millions de lignes de code ne peuvent être adaptés facilement à ces nouvelles architectures et des changements de paradigme de calcul sont nécessaires. Le programme TRACCS dédie une partie importante de ses ressources pour accompagner ces transitions.
Les prochaines années vont être déterminantes pour réussir la montée en puissance de la production d’informations climatiques pertinentes, adaptées aux enjeux et à leurs porteurs, contribuer efficacement à la transition écologique et identifier et mettre en œuvre les actions d’adaptation les plus efficaces, en France comme à l’étranger. Cette montée en puissance de la production d’informations climatiques ne sera possible qu’en renforçant substantiellement les moyens humains et les compétences techniques des communautés impliquées dans le développement, l’évaluation et la mise en œuvre des modèles de climat. La formation de nouveaux talents et leur pérennisation dans la communauté scientifique seront donc des conditions sine qua non du succès de TRACCS, et en constituent une des principales motivations.

Responsable d’Action ANR : Andréa Flossmann

Date du kick off/lancement : 29 mars 2023, CNRS, auditorium Marie Curie, Campus Gérard Mégie de 9h à 17h

Replay de la journée : Replay du lancement du programme de recherche TRACCS | INSU (cnrs.fr)

Evènements :

Table ronde « La recherche au service de l'action climatique », le mercredi 29 mars de 19h à 21h, à l’académie du Climat, 2 place Baudoyer 75004 Paris

Revoir le live de la table ronde : Replay de la table ronde "La recherche au service de l’action climatique" | INSU (cnrs.fr)

Intervenants :

  • Julie Deshayes, climatologue CNRS
  • Julie Jebeile, philosophe des sciences CNRS
  • Yann Françoise, Direction de la transition écologique et du climat Ville de Paris
  • Esther Loiseleur, Collaboratrice d’élus pour le projet "Paris 50 degrés"

Projets ciblés :

Description des projets ciblés :

Dix projets ciblés ont été désignés dès le lancement de TRACCS. Ils reposent sur deux blocs qui sont :

BLOC 1 : Mobiliser les sciences du climat pour le développement des services climatiques :

4 projets ciblés :

1 : DIALOG – Interaction avec les parties prenantes
2 : INVEST- Infrastructure de Valorisation des donnéES (Bookerage of Data and Method) ;
3 : DEMOCLIMA – Démonstration de services et d’informations climatiques pour l’adaptation ;
4 : EXTENDING – Extreme events climate change ;

BLOC 2 : Défis scientifiques et techniques pour la modélisation du climat :

5 : COMPACT : vers des modèles climatiques plus efficaces, plus modulaires et entrainables ;
6 : Quantification des incertitudes, calibration et mise à l’équilibre des modèles de climat ;
7 : IMPRESSION-ESM : Mieux représenter les processus physiques dans les modèles du Système Terre ;
8 : BCGinESM : Les cycles biogéochimiques dans les Modèles de Système Terre ;
9 : ISCLim : Le rôle des calottes polaires dans le système climatique – Aborder les scénarios du niveau de la mer à fort impact ;
10 : LORECLI : Atteindre l’échelle locale dans études climatiques – vers des informations climatiques fiables pour les stratégies d’adaptation locales.

En savoir plus :

Site du PEPR : PEPR TRACCS – CLIMERI-France

Actualité ANR : 

Communiqué de presse de lancement du programme

Interview de Masa Kageyama pour le CNRS : PEPR TRACCS : « Nous avons besoin de transformer nos approches et nos modèles pour faire face au changement climatique » | CNRS

Interview de Virginie Schwarz sur le site de Météo-France TRACCS : la recherche au service de l’action climatique

Mis à jour le 02 mai 2023
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