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French version of the SUNRISE presentation video. Mieux que n'importe quelle page «qui sommes nous», cette vidéo vous donne une vue d'ensemble de cette initiative de recherche internationale visant à faire de la photosynthèse artificielle une réalité pour un avenir durable.

French version of the SUNRISE presentation video. Mieux que n'importe quelle page «qui sommes nous», cette vidéo vous donne une vue d'ensemble de cette initiative de recherche internationale visant à faire de la photosynthèse artificielle une réalité pour un avenir durable.

Several methods have been developed to assess operationally the surface solar irradiance from satellite images. During his PhD thesis presented in 2009 at MINES ParisTech, Oumbe has designed a new method using numerical radiative transfer model and fast approximations. The present PhD thesis aimed at consolidating these results and validating Heliosat-4. This work is the international scientific collaboration framework of the European-funded projects MACC (Monitoring Atmosphere Composition and Climate) and MACC-II.As a foundation of Heliosat-4, Oumbe has proposed an approximation of the radiative transfer equation by a product of clear-sky irradiance and a term describing the cloud extinction. We have established that estimation errors due to this approximation are very small in usual conditions and that this approximation may be adopted. It allows a convenient modular development of Heliosat-4 and eases its future operational use.The Heliosat-4 method is then composed of two abacus-based models: McClear for the irradiance under clear-sky and McCloud for the irradiance extinction due to clouds. With in-situ reference measurements of direct and diffuse irradiance, we have carried out deep performance analysis of Heliosat-4, under different conditions. The quality of this first preoperational version of Heliosat-4 is judged satisfactory as it enables estimations of global irradiance with the same level of quality of other existing methods in literature but also estimations of direct and diffuse irradiances with a noticeable better quality. Plusieurs méthodes existent pour évaluer de manière opérationnelle l'éclairement solaire au sol à partir d'images acquises par satellite. Durant sa thèse soutenue en 2009 à MINES ParisTech, Oumbe a conçu une nouvelle méthode, Heliosat-4, faisant appel à des modèles numériques du transfert radiatif et à des approximations d'exécution rapide. La présente thèse vise à consolider ces résultats et à effectuer la validation complète de la méthode Heliosat-4. Elle s'inscrit dans une collaboration scientifique internationale dans les projets européens MACC (Monitoring Atmosphere Composition and Climate) et MACC-II.Oumbe a proposé une approximation de l'équation de transfert radiatif s'écrivant alors comme un produit de l'éclairement par ciel clair par un terme d'extinction dû aux nuages. Nous avons établi que les erreurs liées à cette approximation sont très faibles dans les conditions usuelles et qu'elle peut donc être utilisée dans Heliosat-4, ce qui en facilitera l'implémentation informatique ainsi que son fonctionnement opérationnelle.La méthode Heliosat-4 est donc ainsi composé de deux modèles composés d'abaques : McClear pour l'éclairement par ciel clair et McCloud pour l'extinction cet éclairement due aux nuages. A l'aide de mesures in-situ d'éclairements direct et diffus de référence, nous avons analysé finement les performances de Heliosat-4 selon différentes conditions. La qualité de la première version pré-opérationnelle de Heliosat-4 est jugée satisfaisante car elle permet des estimations d'éclairement global avec une précision de l'ordre de celles des méthodes existantes mais des estimations des composantes directe et diffuse sensiblement de meilleure qualité.

Several methods have been developed to assess operationally the surface solar irradiance from satellite images. During his PhD thesis presented in 2009 at MINES ParisTech, Oumbe has designed a new method using numerical radiative transfer model and fast approximations. The present PhD thesis aimed at consolidating these results and validating Heliosat-4. This work is the international scientific collaboration framework of the European-funded projects MACC (Monitoring Atmosphere Composition and Climate) and MACC-II.As a foundation of Heliosat-4, Oumbe has proposed an approximation of the radiative transfer equation by a product of clear-sky irradiance and a term describing the cloud extinction. We have established that estimation errors due to this approximation are very small in usual conditions and that this approximation may be adopted. It allows a convenient modular development of Heliosat-4 and eases its future operational use.The Heliosat-4 method is then composed of two abacus-based models: McClear for the irradiance under clear-sky and McCloud for the irradiance extinction due to clouds. With in-situ reference measurements of direct and diffuse irradiance, we have carried out deep performance analysis of Heliosat-4, under different conditions. The quality of this first preoperational version of Heliosat-4 is judged satisfactory as it enables estimations of global irradiance with the same level of quality of other existing methods in literature but also estimations of direct and diffuse irradiances with a noticeable better quality. Plusieurs méthodes existent pour évaluer de manière opérationnelle l'éclairement solaire au sol à partir d'images acquises par satellite. Durant sa thèse soutenue en 2009 à MINES ParisTech, Oumbe a conçu une nouvelle méthode, Heliosat-4, faisant appel à des modèles numériques du transfert radiatif et à des approximations d'exécution rapide. La présente thèse vise à consolider ces résultats et à effectuer la validation complète de la méthode Heliosat-4. Elle s'inscrit dans une collaboration scientifique internationale dans les projets européens MACC (Monitoring Atmosphere Composition and Climate) et MACC-II.Oumbe a proposé une approximation de l'équation de transfert radiatif s'écrivant alors comme un produit de l'éclairement par ciel clair par un terme d'extinction dû aux nuages. Nous avons établi que les erreurs liées à cette approximation sont très faibles dans les conditions usuelles et qu'elle peut donc être utilisée dans Heliosat-4, ce qui en facilitera l'implémentation informatique ainsi que son fonctionnement opérationnelle.La méthode Heliosat-4 est donc ainsi composé de deux modèles composés d'abaques : McClear pour l'éclairement par ciel clair et McCloud pour l'extinction cet éclairement due aux nuages. A l'aide de mesures in-situ d'éclairements direct et diffus de référence, nous avons analysé finement les performances de Heliosat-4 selon différentes conditions. La qualité de la première version pré-opérationnelle de Heliosat-4 est jugée satisfaisante car elle permet des estimations d'éclairement global avec une précision de l'ordre de celles des méthodes existantes mais des estimations des composantes directe et diffuse sensiblement de meilleure qualité.

Par ses caractéristiques physiques et géométriques, l'environnement urbain représente une modification profonde du milieu naturel. Ces transformations engendrent des impacts environnementaux et sociétaux déjà perceptibles, qui pourraient s'accentuer avec le changement climatique. La compréhension et l'évaluation de ces impacts et leurs évolutions futures nécessitent des outils de simulation et des scénarios climatiques adaptés à l'échelle de la ville. Certains modèles régionaux de climat atteignent aujourd'hui de très hautes résolutions horizontales permettant de représenter les villes et évaluer les impacts par une descente d'échelle dynamique. Mais leur mise en œuvre coûteuse limite la durée des simulations et le nombre de scénarios étudiés. D'autres méthodes, plus légères, permettent d'améliorer la résolution de ces modèles par une descente d'échelle statistique mais ne représentent pas les rétroactions de la ville sur le climat local. Cette thèse propose une méthodologie pour l'évaluation des impacts du changement climatique en ville, en termes de climat urbain, confort thermique, et demande énergétique, avec la région parisienne comme cas d'étude. Une première étape a consisté à faire un état des lieux de la climatologie urbaine de la région, à partir de longues séries d'observations spatialisées de température de surface, de température de l'air en surface et de précipitation. Des indicateurs de climat urbain innovants ont été proposés et calculés, pour l'analyse du climat passé de Paris, puis remobilisés dans la suite de la thèse pour l'évaluation des modèles et l'étude des évolutions avec le changement climatique. Dans une seconde étape, une méthode de descente d'échelle statistico-dynamique a été développée et testée sur la région parisienne pour combiner les tendances climatiques régionales avec l'effet thermique de la ville sur son environnement local. Les projections climatiques fournies par les modèles du programme EURO-CORDEX 0,11° de résolution) ont été corrigées quotidiennement par des champs atmosphériques issus d'une modélisation à haute résolution du climat urbain. Cette modélisation a été réalisée, dans une précédente étude, avec le modèle Meso-NH couplé au modèle de canopée urbaine TEB, pour un ensemble de situations météorologiques représentatives des types de temps locaux. Une évaluation sur la période passée 2000-2008 a montré la capacité de la méthode à représenter la variabilité spatiale et temporelle des îlots de chaleur urbains parisiens. Enfin, les forçages climatiques produits par cette méthode, avec une résolution spatiale kilométrique et une fréquence temporelle tri-horaire, ont été appliqués à la plateforme de modélisation des surfaces continentales SURFEX incluant TEB. Des simulations du climat urbain de la région parisienne ont été réalisées en continu sur la période 1976-2099 selon le scénario d'émission RCP8,5 ; TEB étant capable de simuler différents indicateurs d'impacts relatifs à la température, le confort thermique et la consommation d'énergie des bâtiments. La méthodologie complète a été comparée à des approches plus simples, sans descente d'échelle des forçages climatiques pour la prise en compte préalable des effets urbains. Cette étude a permis d'évaluer la sensibilité des résultats sur la période historique, et de montrer les apports de la méthodologie proposée pour l'évaluation des impacts. Les résultats ont ensuite été analysés sur tout le XXIe siècle pour quantifier l'évolution du climat urbain et des impacts associés sur la région parisienne sous l'influence du changement climatique. Due to its specific physical and geometric characteristics, the urban environment represents a profound modification of the natural environment. These transformations generate environmental and societal impacts that are already perceptible in many areas, and which could increase with climate change. Understanding and assessing these impacts and their future evolution requires simulation tools and climate scenarios adapted to the scale of the city. Some regional climate models nowadays reach very high horizontal resolutions that allow cities to be represented and impacts to be assessed by dynamic downscaling. But their costly implementation limits the duration of simulations and the number of scenarios studied. Other, lighter methods can improve the resolution of these models by statistical downscaling but do not represent the city's feedback on the local climate. This thesis proposes a methodology for assessing the impacts of climate change in cities, in terms of urban climate, thermal comfort, and energy demand, with the Paris region as a case study. A first step consisted in taking stock of the urban climatology of the region, based on long series of spatialised observations of surface temperature, surface air temperature and precipitation. Innovative urban climate indicators were proposed and calculated for the analysis of the past climate of Paris, then remobilized in the continuation of the thesis for the evaluation of the models and the study of the evolutions with climate change. In a second step, a statistical-dynamic downscaling method was developed and tested in the Paris region to combine regional climate trends with the thermal effect of the city on its local environment. The climate projections provided by the models of the EURO-CORDEX program 0.11° of resolution) were corrected daily by atmospheric fields from high-resolution urban climate modeling. This modeling was carried out, in a previous study, with the Meso-NH model coupled with the urban canopy model TEB, for a set of meteorological situations representative of local weather types. An evaluation over the past period 2000-2008 showed the capacity of the method to represent the spatial and temporal variability of Parisian urban heat islands. Finally, the climatic forcings produced by this method, with kilometric spatial resolution and three-hour temporal frequency, were applied to the SURFEX land surface modeling platform including TEB. Simulations of the urban climate of the Paris region were carried out continuously over the period 1976-2099 according to the emission scenario RCP8.5 ; TEB being able to simulate different impact indicators related to temperature, thermal comfort and energy consumption of buildings. The complete methodology was compared to simpler approaches, without downscaling of climate forcings for prior consideration of urban effects. This study allowed to evaluate the sensitivity of the results over the historical period, and to show the benefits of the proposed methodology to the evaluation of impacts. The results were then analyzed over the entire 21st century to quantify the evolution of the urban climate and associated impacts on the Paris region under the influence of climate change.

Par ses caractéristiques physiques et géométriques, l'environnement urbain représente une modification profonde du milieu naturel. Ces transformations engendrent des impacts environnementaux et sociétaux déjà perceptibles, qui pourraient s'accentuer avec le changement climatique. La compréhension et l'évaluation de ces impacts et leurs évolutions futures nécessitent des outils de simulation et des scénarios climatiques adaptés à l'échelle de la ville. Certains modèles régionaux de climat atteignent aujourd'hui de très hautes résolutions horizontales permettant de représenter les villes et évaluer les impacts par une descente d'échelle dynamique. Mais leur mise en œuvre coûteuse limite la durée des simulations et le nombre de scénarios étudiés. D'autres méthodes, plus légères, permettent d'améliorer la résolution de ces modèles par une descente d'échelle statistique mais ne représentent pas les rétroactions de la ville sur le climat local. Cette thèse propose une méthodologie pour l'évaluation des impacts du changement climatique en ville, en termes de climat urbain, confort thermique, et demande énergétique, avec la région parisienne comme cas d'étude. Une première étape a consisté à faire un état des lieux de la climatologie urbaine de la région, à partir de longues séries d'observations spatialisées de température de surface, de température de l'air en surface et de précipitation. Des indicateurs de climat urbain innovants ont été proposés et calculés, pour l'analyse du climat passé de Paris, puis remobilisés dans la suite de la thèse pour l'évaluation des modèles et l'étude des évolutions avec le changement climatique. Dans une seconde étape, une méthode de descente d'échelle statistico-dynamique a été développée et testée sur la région parisienne pour combiner les tendances climatiques régionales avec l'effet thermique de la ville sur son environnement local. Les projections climatiques fournies par les modèles du programme EURO-CORDEX 0,11° de résolution) ont été corrigées quotidiennement par des champs atmosphériques issus d'une modélisation à haute résolution du climat urbain. Cette modélisation a été réalisée, dans une précédente étude, avec le modèle Meso-NH couplé au modèle de canopée urbaine TEB, pour un ensemble de situations météorologiques représentatives des types de temps locaux. Une évaluation sur la période passée 2000-2008 a montré la capacité de la méthode à représenter la variabilité spatiale et temporelle des îlots de chaleur urbains parisiens. Enfin, les forçages climatiques produits par cette méthode, avec une résolution spatiale kilométrique et une fréquence temporelle tri-horaire, ont été appliqués à la plateforme de modélisation des surfaces continentales SURFEX incluant TEB. Des simulations du climat urbain de la région parisienne ont été réalisées en continu sur la période 1976-2099 selon le scénario d'émission RCP8,5 ; TEB étant capable de simuler différents indicateurs d'impacts relatifs à la température, le confort thermique et la consommation d'énergie des bâtiments. La méthodologie complète a été comparée à des approches plus simples, sans descente d'échelle des forçages climatiques pour la prise en compte préalable des effets urbains. Cette étude a permis d'évaluer la sensibilité des résultats sur la période historique, et de montrer les apports de la méthodologie proposée pour l'évaluation des impacts. Les résultats ont ensuite été analysés sur tout le XXIe siècle pour quantifier l'évolution du climat urbain et des impacts associés sur la région parisienne sous l'influence du changement climatique. Due to its specific physical and geometric characteristics, the urban environment represents a profound modification of the natural environment. These transformations generate environmental and societal impacts that are already perceptible in many areas, and which could increase with climate change. Understanding and assessing these impacts and their future evolution requires simulation tools and climate scenarios adapted to the scale of the city. Some regional climate models nowadays reach very high horizontal resolutions that allow cities to be represented and impacts to be assessed by dynamic downscaling. But their costly implementation limits the duration of simulations and the number of scenarios studied. Other, lighter methods can improve the resolution of these models by statistical downscaling but do not represent the city's feedback on the local climate. This thesis proposes a methodology for assessing the impacts of climate change in cities, in terms of urban climate, thermal comfort, and energy demand, with the Paris region as a case study. A first step consisted in taking stock of the urban climatology of the region, based on long series of spatialised observations of surface temperature, surface air temperature and precipitation. Innovative urban climate indicators were proposed and calculated for the analysis of the past climate of Paris, then remobilized in the continuation of the thesis for the evaluation of the models and the study of the evolutions with climate change. In a second step, a statistical-dynamic downscaling method was developed and tested in the Paris region to combine regional climate trends with the thermal effect of the city on its local environment. The climate projections provided by the models of the EURO-CORDEX program 0.11° of resolution) were corrected daily by atmospheric fields from high-resolution urban climate modeling. This modeling was carried out, in a previous study, with the Meso-NH model coupled with the urban canopy model TEB, for a set of meteorological situations representative of local weather types. An evaluation over the past period 2000-2008 showed the capacity of the method to represent the spatial and temporal variability of Parisian urban heat islands. Finally, the climatic forcings produced by this method, with kilometric spatial resolution and three-hour temporal frequency, were applied to the SURFEX land surface modeling platform including TEB. Simulations of the urban climate of the Paris region were carried out continuously over the period 1976-2099 according to the emission scenario RCP8.5 ; TEB being able to simulate different impact indicators related to temperature, thermal comfort and energy consumption of buildings. The complete methodology was compared to simpler approaches, without downscaling of climate forcings for prior consideration of urban effects. This study allowed to evaluate the sensitivity of the results over the historical period, and to show the benefits of the proposed methodology to the evaluation of impacts. The results were then analyzed over the entire 21st century to quantify the evolution of the urban climate and associated impacts on the Paris region under the influence of climate change.

The abstract gives an overview over geographical, environmental and political changes in Tunisia from 2000 to 2018. The focus is on wildfire evolution and climate change processes in Tunisia. L' augmentation des incendies de forêts, la littoralisation, la californisation, risque de voir les espèces invasives se multiplier-telle fut le résultat de l'étude GTZ « Stratégie nationale d'adaptation de l'agriculture tunisienne et des écosystèmes aux changements climatiques» sottie en 2007 - et dont l'auteur fut le responsable du groupe d'analyse des écosystèmes. Le diagnostic concernant l'évolution de risques de feux de forêts fut assez alarmant : « Nous pensons que les changements climatiques vont accroître considérablement les risques de feux de végétation. Le Nord de la Tunisie serait particulièrement affecté par cette évolution car en plus de l'augmentation des températures le stock combustible pourrait considérablement augmenter ... La progression des incendies, surtout de grands incendies nécessitant des grands stocks de combustibles, dans le Nord tunisien, peut avoir des conséquences particulièrement négatives pour toute l'économie tunisienne car elle met en danger les systèmes des barrages et l'approvisionnement en eau d'une grande partie de la Tunisie. (Neff, C. 2007., p.37-38)».Dix ans après la sortie de l' étude l' auteur essai d'évaluerà quel point les scenarios dessinés dans l'étude de 2007 sont encore d'actualité en Tunisie contemporaine (2017/18). Est-ce que les changements politiques, la révolution tunisienne de 2011 et la phase transitoire vers une démocratielibérale qui suivait cette révolution, ont pesé sur l' état de l'environnement. Quel est la tendance des fréquences d'incendies de forêts des dernières années en Tunisie. Est-ce que les pouvoirs politiques actuelsprennent en considération les «risques» que les changements climatiques peuvent engendrer pour les écosystèmes& les paysages tunisiennes. Le tout sera complété, par une vue globale d'extérieure sur la Tunisie-l'auteur est bloggeur sur le Monde.fr depuis 2009, et il suit les évènements tunisiens avec attention. Quel est la vue d'un bloggeur franco-allemande sur une Tunisie changeante et confronté à des défis politiques considérable: la phase de transition démocratique, les changements climatiques, mais aussi le futur des terres intérieures tunisiennes, les paysages ruraux à l'abandonet dont la jeunesse cherche à fuir vers des destinations meilleurs ...

The abstract gives an overview over geographical, environmental and political changes in Tunisia from 2000 to 2018. The focus is on wildfire evolution and climate change processes in Tunisia. L' augmentation des incendies de forêts, la littoralisation, la californisation, risque de voir les espèces invasives se multiplier-telle fut le résultat de l'étude GTZ « Stratégie nationale d'adaptation de l'agriculture tunisienne et des écosystèmes aux changements climatiques» sottie en 2007 - et dont l'auteur fut le responsable du groupe d'analyse des écosystèmes. Le diagnostic concernant l'évolution de risques de feux de forêts fut assez alarmant : « Nous pensons que les changements climatiques vont accroître considérablement les risques de feux de végétation. Le Nord de la Tunisie serait particulièrement affecté par cette évolution car en plus de l'augmentation des températures le stock combustible pourrait considérablement augmenter ... La progression des incendies, surtout de grands incendies nécessitant des grands stocks de combustibles, dans le Nord tunisien, peut avoir des conséquences particulièrement négatives pour toute l'économie tunisienne car elle met en danger les systèmes des barrages et l'approvisionnement en eau d'une grande partie de la Tunisie. (Neff, C. 2007., p.37-38)».Dix ans après la sortie de l' étude l' auteur essai d'évaluerà quel point les scenarios dessinés dans l'étude de 2007 sont encore d'actualité en Tunisie contemporaine (2017/18). Est-ce que les changements politiques, la révolution tunisienne de 2011 et la phase transitoire vers une démocratielibérale qui suivait cette révolution, ont pesé sur l' état de l'environnement. Quel est la tendance des fréquences d'incendies de forêts des dernières années en Tunisie. Est-ce que les pouvoirs politiques actuelsprennent en considération les «risques» que les changements climatiques peuvent engendrer pour les écosystèmes& les paysages tunisiennes. Le tout sera complété, par une vue globale d'extérieure sur la Tunisie-l'auteur est bloggeur sur le Monde.fr depuis 2009, et il suit les évènements tunisiens avec attention. Quel est la vue d'un bloggeur franco-allemande sur une Tunisie changeante et confronté à des défis politiques considérable: la phase de transition démocratique, les changements climatiques, mais aussi le futur des terres intérieures tunisiennes, les paysages ruraux à l'abandonet dont la jeunesse cherche à fuir vers des destinations meilleurs ...