Assimilation de données et prévision (par Olivier Thual)

Pour prévoir le temps qu’il fera demain ou dans dix jours, les météorologues doivent développer de bons modèles et prendre en compte le plus grand nombre de données d’observation possible. L’assimilation de données est l’outil qui permet concilier la dynamique de l’atmosphère, simulée par le modèle, avec les mesures in-situ ou observées à partir de nombreux satellites. Cette approche concerne aussi de nombreux autres domaines de l’ingénierie : océanographie, chimie atmosphérique, hydrologie, neutronique…

L’objectif de cette présentation est d’expliciter quelques exemples simples permettant d’illustrer les principales méthodes d’assimilation de données utilisées de manière opérationnelle. Des notions simples de statistique permettent de comprendre la pondération des informations proportionnellement à la confiance qu’il convient de leur accorder. Ces notions sont appliquées à trois exemples simples qui font chacun l’objet d’un TP Siclab
Ces notions et ces exemples sont à la portée des élèves de classes préparatoires et peuvent servir de source d’inspiration pour de nombreux autres projets dans des domaines très différents.

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Analyse en composantes principales en météorologie et en mécanique des fluides (par Olivier Pannekoucke)

Parvenir à déterminer quels sont les ingrédients principaux qui constituent un signal est une étape essentielle pour simplifier et représenter au mieux l’information contenue dans des champs complexes (météorologie, mécanique des fluides,...). L’analyse en composantes principales est un outil statistique qui parvient à construire les motifs préférentiels sur lesquels l’information se projette.

Cette présentation se propose de décrire les concepts permettant de bien percevoir ce que représentent les composantes principales d’un signal. En particulier, nous nous attacherons à donner quelques points de vues et différentes techniques pour leur estimation. Cela facilitera l’appropriation des concepts et l’interprétation des résultats. Le spectre d’utilisation de l’analyse en composantes principales est vaste : analyse et compréhension du climat, réduction de modèle, assimilation de données,...

Nous illustrerons cet outil dans le cadre des modèles simplifiés et de l’assimilation de données, avec une mise en œuvre durant le TP.