L’évolution actuelle et future du climat soulève de nombreuses questions de la part de la société. A chaque événement extrême provoquant des dégâts par exemple, se pose la question de son éventuel lien avec le changement climatique en cours. Plus généralement, la demande d’informations climatiques pour adapter nos sociétés aux changements futurs du climat, ainsi que de solutions d’atténuation du changement climatique, impliquent des champs d’application sans cesse élargis et renouvelés pour les modèles de climat.

Aujourd’hui, les modèles de climat utilisés pour délivrer ces informations sont largement basés sur nos connaissances en physique et biogéochimie du système climatique, c’est-à-dire du système couplant atmosphère, océan, cryosphère, surfaces continentales à travers les cycles de l’eau, de l’énergie, de la quantité de mouvement, du carbone et d’autres cycles biogéochimiques. Les ingrédients principaux d’un modèle d’atmosphère par exemple sont les équations de Navier-Stokes pour représenter la dynamique des fluides, les équations représentant le rayonnement et ses interactions avec la surface et les nuages, les équations de conservation, la loi des gaz parfaits.

Il en résulte que les modèles de climat actuels figurent parmi les gros utilisateurs du calcul haute performance. La tentation est grande d’utiliser des ressources en calcul et en stockage de plus en plus importantes, pour améliorer la résolution du modèle, le nombre de processus représentés, pour utiliser les modèles pour des applications toujours plus nombreuses, ou pour calculer un grand nombre de trajectoires et en dériver la quantification des incertitudes sur les résultats.

Lors de ce séminaire, je décrirai le contenu des modèles de climat et ce qui guide actuellement leur évolution future, tant du point de vue technique avec l’arrivée d’une nouvelle génération de supercalculateurs, que du point de vue scientifique et sociétal, avec les objectifs sous-jacents de toujours mieux comprendre les processus à l’œuvre dans les changements climatiques passés, actuels et à venir, mais aussi de pouvoir répondre aux questions de la société au sens large.

J’aborderai également les perspectives liées aux techniques d’Intelligence Artificielle qui pourraient bouleverser le domaine de la modélisation du climat dans la décennie à venir. Ces réflexions sont celles qui ont sous-tendu l’élaboration du Programme de Recherches TRACCS (TRAnsformer la modélisation du Climat pour les services ClimatiqueS), lancé en 2023 pour dix ans.