Traumatisme

RISQUE MÉTÉOROLOGIQUE, RISQUE PRÉVISIBLE

Jeune ingénieur de recherche à Météo-France, l'auteur de cet article a travaillé au début des années 1970 sur la prévision des dérives de nappes d'hydrocarbures. L'affaire du Torrey-Canyon était alors dans toutes les mémoires et on essayait déjà de développer des outils de gestion de crise. Il s'est donc entendu demander par un responsable de la sécurité maritime de mettre au point un modèle dont l'entrée serait les coefficients de dispersion du pétrole en cause, et la sortie serait non seulement le lieu d'échouage et le volume échoué, mais aussi …le tonnage de détergent et la longueur des barrages à utiliser ! C'est dire la charge symbolique que la notion de modèle, considéré comme une sorte de boite noire supprimant le doute, avait et a toujours chez certains décideurs. Inutile de dire que ni les connaissances de l'époque, ni les moyens de calcul disponibles alors n'ont permis de répondre à la question.

Ce n'est que tout récemment que Météo-France a pu se doter d'un modèle de dérive de nappes de pétrole performant et opérationnel. Mais la marée noire de l'Erika est venue rappeler, que même avec cet outil, on est encore loin de répondre à toutes les questions posées en 1970, si tant est qu'on puisse jamais y répondre. D'où l'intérêt de s'interroger sur la notion de modélisation. C'est un préalable indispensable à la gestion des risques d'origine météorologique.

En la matière, l'année 1999 fait incontestablement partie des années fastes du 20ème siècle. La France n'a pas été épargnée par les intempéries. Depuis les avalanches meurtrières de janvier et février aux tempêtes exceptionnelles de fin décembre, en passant par les inondations catastrophiques du sud de la France en novembre, suivies de chutes de neige dans la vallée du Rhône, nous aurons tout vu. Bref, nos compatriotes, généralement habitués à un climat très accueillant ont pris conscience de la vulnérabilité de leur société face à des phénomènes d'ampleur inhabituelle. D'où les interrogations, voire les polémiques sur les responsabilités des divers intervenants, dont le service météorologique national, Météo-France, ses prévisions étant un élément central de la chaîne de gestion des risques.

Disons d'emblée que ce service national n'a pas à rougir de son comportement durant ces divers épisodes, et personne, du reste, ne l'a réellement mis en cause, passés les premiers instants d'énervement. Cependant, il est utile de bien identifier les responsabilités et les possibilités du météorologue lorsque se produisent de tels événements.

Phénomène naturel, catastrophe humaine

Les phénomènes météorologiques sont des phénomènes naturels, sur lesquels personne n'a de prise. Mais ils ont l'avantage par rapport aux séismes, par exemple, d'être

aujourd'hui le plus souvent prévisibles. En la matière, les services météorologiques jouent le rôle du veilleur, celui qui annonce, tire les sonnettes d'alarme non seulement pour les autorités en charge des mesures de sécurité publique, mais aussi pour la population. Sauf défaillance notoire, attaquer le service météorologique en cas de catastrophe revient à renouer avec la vieille tradition des satrapes antiques :tuer le porteur de mauvaises nouvelles comme victime expiatoire.

Un phénomène naturel ne devient une catastrophe que par rapport à ses conséquences directes ou indirectes sur les activités humaines. Un bon exemple est le fameux El Niño présenté souvent comme le trublion du climat, la source de tous les maux météorologiques actuels à la surface du globe. Si les premiers colons espagnols du Pérou

lui ont donné le nom de l'enfant Jésus, signe positif, c'est qu'il apparaissait bénéfique, apportant les pluies salvatrices pour l'agriculture andine. Sa diabolisation vint plus

tard, lorsque la pêche à l'anchois et la collecte du guano devinrent les premières industries locales. El Niño fait disparaître les anchois puis les oiseaux de mer et génère ainsi une catastrophe économique. Certes, beaucoup plus tard, on a découvert que ces variations de température de l'océan Pacifique équatorial sont intimement liées au climat global, mais c'est une autre histoire.

Le caractère catastrophique ou non d'un phénomène naturel s'apprécie donc en fonction de l'occupation de l'espace intéressé par l'homme et ses activités, et de la façon dont les populations et les autorités réagissent à leur annonce et à leurs conséquences. En ce sens, la gestion des risques liés aux caprices du temps intéresse toute une chaîne de responsabilités dont le service météorologique est le premier maillon.

Le modèle au cœur du processus

Les phénomènes météorologiques sont prévisibles, mais dans certaines limites qu'il faut connaître. C'est la notion de prévisibilité, que tout gestionnaire de risque se doit de connaître, car elle permet d'apprécier les incertitudes qui restent lorsqu'on pense avoir tout prévu.

Cela fait plus de cent cinquante ans que les premiers services météorologiques ont été organisés en France, en Grande-Bretagne, dans les pays scandinaves et ailleurs.

Dès l'origine, leur préoccupation a été la gestion des risques d'une activité alors entièrement soumise aux caprices des vents :la navigation, notamment militaire.

Elle s'est peu à peu étendue à la protection des personnes et des biens. Ensuite, au 20 e siècle, la navigation aérienne a pris le relais, introduisant également des préoccupations économiques. Partant de presque rien, scientifiquement et techniquement, les météorologues ont peu à peu développé un système complexe d'observation et de prévision qui fait de l'atmosphère le milieu naturel le mieux surveillé. Cent cinquante ans de pratique constamment confrontée à la réalité, soutenue par une recherche scientifique active et profitant des progrès technologiques, ont permis d'atteindre à une compréhension des mécanismes des phénomènes atmosphériques et de prévoir leur évolution avec une précision satisfaisante pour les utilisateurs.

C'est une remarquable démonstration de l'efficacité de la synergie entre applications opérationnelles et recherche scientifique.

Aujourd'hui, on distingue quatre grands types de prévisions météorologiques :

a)La prévision à courte échéance , qui porte sur l'évolution des phénomènes entre 12h et 72h. C'est la plus anciennement pratiquée. On la connaît également sous les noms de prévision générale ou prévision synoptique. On peut la considérer comme le cœur historique du métier des météorologues. Pratiquée "à la main "jusque dans les années 1970, elle est aujourd'hui presque entièrement numérisée et sert de support à d' importantes décisions de sécurité et économiques. Nous y reviendrons.
b)La prévision à moyenne échéance s'intéresse à la période comprise entre 4 et 10 jours. Elle est réellement opérationnelle depuis les années 1970, lorsque des outils informatiques suffisamment puissants permirent de faire tourner les modèles nécessaires. C'est ce besoin d'outils puissants qui a conduit les services météorologiques Européens à s'associer en fondant le Centre Européen de Prévisions Météorologiques à Moyen Terme (CEPMMT)qui est devenu un centre d'excellence en la matière, et fournit quotidiennement ce genre de produits. C'est un outil au servicede la planification et de la mise en alerte.

c)La prévision immédiate ou à très courte échéance s'intéresse à tout ce qui survient entre 0 et 12h, avec une préférence pour ce qui se produit dans les toutes premières heures. C'est une activité actuellement en développement en fonction des progrès des systèmes d'information. En effet, elle a besoin d'outils performants, non seulement pour modéliser les phénomènes, mais pour les suivre heure par heure, voire minute par minute. Les données de stations automatiques, de radars, et de satellites doivent être fournies en temps réel au prévisionniste via des systèmes d'infographie intégrant également des sorties de modèles. C'est un outil au service de la conduite d'opérations directement soumises aux aléas météorologiques. Elle est au cœur des projets développés à la suite des tempêtes de fin 1999.

d)La prévision à échéance étendue s'intéresse à l'autre bout du spectre, au delà de 10 jours jusqu'au mois, voire la saison. Il s'agit ici de fournir des tendances d'évolution pour les caractéristiques générales du temps sur la période considérée. C'est également une activité nouvelle, encore du domaine de la recherche.

Ses possibilités opérationnelles sont récentes, dues notamment aux progrès des connaissances sur les mécanismes de couplage entre l'océan et l'atmosphère, accumulées dans les deux dernières décennies du 20ème siècle. C'est ici que l'on retrouve El Niño et ses influences lointaines, mais c'est une autre histoire. Seuls quelques services météorologiques publient actuellement de telles prévisions, sur une base expérimentale. Elles apparaissent d'ores et déjà comme d'importants outils de planification.

Quelle que soit l'échéance, le travail du météorologue repose sur trois fondamentaux :observer, modéliser, prévoir. Au cœur du processus est donc le modèle, ensemble

d'hypothèses physiques représentant, au mieux des connaissances, le phénomène à prévoir. La théorie norvégienne des fronts, définie au début du 20ème siècle, archétype du modèle physique pouvant être traité à la main, fut l'outil de la prévision à court terme jusqu'à l'avènement de l'ordinateur. Son succès a été tel que les notions de fronts et de perturbation sont passées dans le langage courant et sont encore utilisées pour interpréter les productions des modèles numériques modernes.

Aujourd'hui, les hypothèses des modèles sont traduites en équations, lesquelles sont transformées en programmes informatiques via des algorithmes de calcul.

Contrairement à ce que peut laisser penser le langage courant, il n'y a pas ici de modèle mathématique. Seule la physique, au travers de la mécanique des fluides et de la thermodynamique, est en cause. Ce type de modèles est l'outil par excellence des prévisions à court et moyen terme. Ce sont aujourd'hui des outils complexes qui représentent bien l'atmosphère en temps normal si on peut dire, n'étant pris en défaut que dans quelques cas comme ceux de fin 1999 !La dynamique étant bien maîtrisée, les modèles opérationnels actuels se distinguent les uns des autres essentiellement par la façon dont ils traitent les phénomènes physiques (rayonnement, cycle de l'eau, convection, turbulence, etc. ). Et c'est ceci qui importe.

Lors des deux tempêtes de décembre 1999, le modèle Arpège de Météo-France a été un des seuls à simuler correctement les phénomènes. Le schéma physique de ce modèle, modifié et amélioré à la suite d'un échec de prévision en décembre 1998 est sans doute à l'origine de cette bonne performance. Cependant, Arpège n'en a pas moins sous-estimé l'ampleur du creusement des dépressions et la force des vents, ce qui veut dire qu'on ne connaît pas encore bien le mécanisme qui permet à des tempêtes de s'intensifier sur terre. Bref, il y a encore du travail pour améliorer la modélisation de l'atmosphère.

C'est dire le caractère stimulant des phénomènes exceptionnels, mais les sources d'erreurs ne sont pas seulement dans les modèles.

Observation analyse et prédictabilité

Le modèle n'est rien s'il n'est pas alimenté en données pertinentes à l'instant initial de la prévision. Le second outil du météorologue est donc le système d'observation, global, complexe et coûteux, associant les mesures faites in situ aux derniers progrès de la télédétection spatiale. Si l'adéquation du modèle au phénomène étudié est fondamentale pour la qualité des prévisions, l'adéquation du système d'observation non seulement au phénomène mais aussi au modèle ne l'est pas moins, ce que certains ont tendance à oublier. En effet, le résultat d'une prévision dépend étroitement de la condition initiale qu'on fournit au modèle. La moindre erreur s'amplifie au cours du temps et, parfois le système peut évoluer vers des configurations aberrantes. l'atmosphère, milieu complexe, est soumise au chaos déterministe -notion développée par le météorologue E. N. Lorenz -qui limite la capacité de prévision, car il est sûr que l'on ne pourra jamais représenter exactement l'état initial. Ceci définit également la prévisibilité comme étant la limite au-delà de laquelle on ne pourra jamais aller pour prévoir le temps à l'aide des techniques de modélisation déterministe.

Les services météorologiques ont mis en place un système d'observation composite, la Veille Météorologique Mondiale (VMM) qui comprend des stations de mesures sur terre, sur mer dans les airs, ainsi que des satellites d'observation. On en tire des mesures des paramètres physiques (température, humidité, vent, etc. ) mais aussi des informations sut le temps dit sensible (visibilité, couverture nuageuse, précipitation, etc. ). Ce système, développé pour servir la prévision synoptique est maintenant utilisé pour alimenter les modèles. S'il couvre bien les pays développés de l'hémisphère Nord, il est peu dense au-dessus des océans et dans l'hémisphère Sud. Maintenir ce système en l'état et augmenter ses performances est au cœur des préoccupations de l'Organisation Météorologique Mondiale (OMM)et de ses membres. C'est à ainsi qu'une des sources d'erreur dans la prévision des tempêtes de décembre 1999 a pu être identifiée dans un manque de données au bon moment et à la bonne place dans les parages de Terre-Neuve.

Entre l'observation et le modèle se place une opération fondamentale : l'analyse et l'assimilation . Elle consiste à mettre en conformité les informations tirées des observations avec les caractéristiques du modèle utilisé. Cette analyse a été longtemps manuelle : le prévisionniste traçait ses cartes d'isobares, plaçait ses fronts en application de la théorie norvégienne. Elle est aujourd'hui automatique, basée sur l'amendement d'une prévision antérieure par les données réellement observées, au travers un logiciel spécifique adapté au modèle de prévision. Cette opération aboutit au rejet de données non conformes au modèle. Le plus souvent ces données sont effectivement erronées …mais dans certains cas, c'est parce qu'elles sont en dehors des limites prévues par le logiciel d'analyse ! C'est ce qui est arrivé lors des tempêtes de décembre 1999 :des données pertinentes ont été éliminées car surprenantes pour le modèle …et les observateurs ! C'était du « jamais vu » !!

Quoiqu'on fasse, on ne représentera jamais exactement l'état initial d'une prévision, et les erreurs s'amplifient avec l'échéance par la grâce du chaos déterministe. Si ceci donne une limite à la prédictabilité du temps, limite estimée à une quinzaine de jours, on en profite aussi de ces évolutions pour quantifier la validité des prévisions à moyen terme, par la prévision d'ensemble . Elle repose sur la comparaison d'un échantillon de prévisions &endash;généralement une cinquantaine &endash;réalisées à partir de perturbations de l'analyse utilisée pour la prévision opérationnelle. Si cet ensemble de prévisions est cohérent, l'indice de confiance est grand, s'il y a dispersion des résultats l'indice de confiance est faible. C'est le sens des informations fournies dans les prévisions de 4 à 7 jours par Météo-France. En Europe, c'est le CEPMMT qui fournit à ses membres les informations nécessaires à leur réalisation.

Prévision, information et sensibilisation

Les techniques décrites ci-dessus ont permis une amélioration constante du score des prévisions. La qualité proclamée des prévisions à 5 jours vaut celles des prévisions

à 1 jour d'il y a vingt ans. Mais ceci se base sur des critères qui, pour être scientifiquement pertinents n'en sont pas moins ésotériques pour l'utilisateur des prévisions.

Allez expliquer à quelqu'un que l'écart quadratique de l'erreur en géopotentiel à 500 hPa n'a jamais été aussi petit, alors qu'il a subi un temps brumeux sur une prévision de ciel dégagé …C'est qu'entre ces résultats et le renseignement fourni, il reste une étape importante : l'adaptation des informations du modèle au temps sensible pour l'utilisateur …

Sous la dénomination de temps sensible se cache de fait le plus important pour celui qui est au bout de la chaîne : visibilité pour le pilote d'avion ou le conducteur automobile, rafales de vent pour le grutier, beau temps pour le touriste, pluie ou grêle pour l'agriculteur, etc. Si certaines informations comme les températures extrêmes peuvent être automatisées par ce qu'on appelle l'adaptation statistique des sorties de modèles, d'autres comme la nébulosité, les précipitations, les rafales de vent, etc, restent encore tributaires de l'expertise du prévisionniste et des moyens techniques qui lui permettent d'appréhender l'état exact de l'atmosphère. Cette prévision du temps sensible, si elle est importante pour la prévision à court et moyen terme, est au cœur de la problématique de la prévision immédiate et à très court terme. D'où sa difficulté, car la moindre erreur d'appréciation est ici sanctionnée sans délais.

C'est ici qu'intervient l'utilisateur de la prévision météorologique. Celui-ci doit pouvoir apprécier ce qu'est le temps sensible pour ses activités, en connaître les conséquences exactes, et ensuite formuler ses besoins. Bref, l'utilisateur doit être conscient du risque météorologique qu'il encourt. Certaines communautés directement soumises aux aléas du temps, marins, aviateurs, agriculteurs, entrepreneur de travaux publics, etc, ont acquis depuis longtemps cette conscience météorologique et formulent des demandes précises pour la gestion de leurs activités.

Par contre, dans le domaine de la sécurité civile au sens large où non seulement les gestionnaires du risque, mais surtout le plus large public sont intéressés, les choses sont plus difficiles. Le succès de la prévention passe par la sensibilisation. Même s'il doit aider ces démarches de sensibilisation, le météorologue est là avant tout pour informer sur la base de questions précises qui permettent une amélioration de lisibilité de cette information. C'est un des principaux enseignements tirés des événements météorologiques de 1999 par Météo-France et ses autorités de tutelle.

Le marin sait ce qui l'attend par force 4 ou force 10 Beaufort. l'habitant des Antilles et de La Réunion sait faire la différence entre une dépression tropicale et un ouragan et

sait comment agir lorsque les divers stades de l'alerte cyclonique sont déclenchés. Il en est de même dans le Middle-West américain en période de tornades. Mais qui, dans nos contrées habituellement tempérées peut faire la différence entre des précipitations de 100 mm et de 400 mm, ou entre un vent de 110 km/h et une rafale de 150 km/h ?

A priori personne, sauf certains spécialistes directement intéressés.

D'où l'idée d'introduire une échelle de risque, associant le phénomène météorologique à ses conséquences potentielles. Elle a été avancée suite aux inondations de l'Aude, à l'image de ce qui existe pour le risque d'avalanches.

Le travail est en cours avec la DDSC. Restera ensuite à associer à cette échelle de risque, les mesures à prendre par les autorités et les informations à communiquer au public. l'amélioration de la gestion du risque météorologique passe aussi par ce type de démarche.

En guise de conclusion

Le risque météorologique est prévisible. Mais la limite à la prévisibilité nous apprend qu'il existera toujours des phénomènes qui passeront au travers des mailles du filet des services météorologiques, même si on travaille activement à en réduire le nombre par des progrès en observation, modélisation et prévision. Avoir ceci en permanence à l'esprit ne peut que renforcer la confiance entre les services météorologiques, les autorités responsables de la gestion du risque et le grand public. Les événements de l'an passé ont montré l'importance de développer la conscience du risque météorologique chez les autorités et les citoyens d'un pays habituellement reconnu pour la clémence de son climat. Conscience de prévention, pour l'aménagement du territoire et les pratiques de vie, et conscience de protection lorsque le phénomène est là sont ici intimement liées. Il faut donc espérer que les phénomènes exceptionnels de 1999 permettront de donner ànotre pays cette conscience du risque météorologique et conduiront les autorités à s'organiser en conséquence.

François Gérard,

Chef du Département Océanographie

Direction Générale -Météo France