Intelligence artificielle pour améliorer le couplage de la calotte Antarctique avec le système océan/atmosphère – AIAI

La calotte glaciaire Antarctique est la plus grande source d'incertitude sur les projections du niveau des mers. L'ampleur et le signe de la contribution de l'Antarctique résultent de la compensation de deux effets opposés : les augmentations du gain de masse en surface et de la perte de masse par la dynamique glaciaire (induite par l'océan), qui sont toutes deux très incertaines. Une grande partie de l'incertitude sur ces effets opposés provient de l'absence de couplage entre les modèles de calotte et d'océan/atmosphère, ce qui a motivé le développement récent de ce type de modèles couplés. Cependant, il y a un décalage entre la résolution grossière des modèles océan/atmosphère et la haute résolution nécessaire pour les modèles de calottes glaciaires.

Dans ce projet, nous améliorerons l'intégration de la calotte glaciaire Antarctique dans un modèle de climat via l'utilisation de réseaux de neurones aux interfaces de couplage. Ceux-ci apporteront une résolution accrue et tiendront compte des processus polaires absents ou mal représentés dans les modèles de climat (par exemple, la fonte en surface ou à la base des plateformes). Les réseaux de neurones seront entraînés sur des simulations atmosphériques et océaniques polaires à haute résolution, y compris dans un climat plus chaud et avec une géométrie modifiée de la calotte. Les membres de notre consortium ont récemment mené deux études pilotes qui prouvent la faisabilité de ce projet.

Les réseaux de neurones seront utilisés à l'interface entre le modèle de calotte Elmer/Ice et les composantes océaniques et atmosphériques de IPSL-CM6-LR. Nous évaluerons la capacité du modèle à reproduire l'évolution observée de la calotte Antarctique. Nous effectuerons également des projections jusqu'en 2100 avec une incertitude contrainte par les réseaux de neurones nouvellement développés. Le couplage proposé sera applicable à d'autres modèles climatiques intégrant les calottes ainsi qu'à des modèles de calottes non couplés.

Notre projet s'inscrit dans le cadre du volet "L'intelligence artificielle au service des défis sociétaux" de la stratégie française en matière d'intelligence artificielle, et aura un fort impact sociétal (gestion du littoral) à travers l'amélioration des projections d'élévation du niveau de la mer.