L'hypercubeClimat observé et météorologie
Pour décrire le climat actuel ou reproduire une situation météorologique passée, on peut utiliser des mesures de stations, des sorties de modèles, des réanalyses ou des fichiers synthétiques. Ces sources n’ont ni la même origine, ni la même résolution, ni le même niveau de représentativité.
Mesures météorologiques
Une station météorologique mesure en un lieu donné la température de l’air, la pression, le vent, l’humidité, le point de rosée, les précipitations, la couverture nuageuse ou la visibilité. Le rayonnement solaire est moins souvent mesuré, alors qu’il est essentiel aux simulations thermiques.
La composition d’une station dépend de son usage : climatologie, aéronautique, agriculture ou météorologie routière. Les réseaux nationaux partagent une partie de leurs observations avec l’ Organisation météorologique mondiale . Les stations sont généralement identifiées par un numéro WMO et, dans l’aéronautique, par un code ICAO.
Source : NCEI/NOAA
Source : NCEI/NOAA
Sources de données
- Météo-France pour les observations françaises ;
- NOAA/NCEI pour de nombreuses observations mondiales ;
- Meteostat pour des observations historiques horaires ou journalières issues de différents réseaux.
Une station fournit une mesure locale. Elle ne décrit pas nécessairement les conditions d’un site distant, surtout si le relief, l’urbanisation ou la proximité de la mer diffèrent.
Prévoir la météo
La prévision météorologique part de l’état de l’atmosphère et anticipe son évolution à court terme. Le climat en décrit les propriétés statistiques sur des périodes longues. Les modèles numériques résolvent les équations de l’atmosphère sur une grille, avec une résolution adaptée aux phénomènes étudiés.
Du global au local
Des modèles fins peuvent être imbriqués dans les modèles globaux afin de mieux représenter les phénomènes régionaux et locaux.
Source : DRIAS
Deux familles de méthodes sont utilisées :
- la descente d’échelle dynamique, fondée sur un modèle physique à haute résolution, cohérente entre variables mais coûteuse en calcul ;
- la descente d’échelle statistique, qui relie grandes échelles et observations locales, avec un coût réduit mais un risque d’artefacts.
À L’hypercube, WRF (Weather Research and Forecasting) est notamment utilisé pour les problématiques nécessitant une modélisation météorologique fine.
Réanalyses : reconstruire le climat passé
Une réanalyse combine un modèle atmosphérique et de nombreuses observations historiques par assimilation de données. Elle reconstruit l’atmosphère sur une grille régulière et sur plusieurs décennies, avec une couverture continue, des séries homogènes et de nombreuses variables.
Elle n’est toutefois pas une observation directe : ce résultat de modèle contraint par des mesures peut conserver des biais, notamment pour les phénomènes très locaux.
Source : ECMWF
ERA5
ERA5 est une réanalyse mondiale produite par l’ECMWF. Elle fournit de nombreuses variables atmosphériques depuis plusieurs décennies. ERA5-Land propose une reconstruction plus fine des variables de surface continentale.
Fichiers météorologiques horaires
Les études thermiques, énergétiques ou de confort utilisent souvent une année complète à pas de temps horaire. Le fichier peut représenter un climat moyen ou une année réelle.
Année météorologique typique — TMY
Un TMY (Typical Meteorological Year) est une année synthétique représentative du climat d’un lieu sur plusieurs décennies. Ses mois peuvent provenir d’années différentes, choisis pour reproduire les statistiques de la période de référence.
Il convient aux études énergétiques, au dimensionnement courant et au confort habituel. Des fichiers sont notamment disponibles sur Climate.OneBuilding.org .
Au sein d’AREP, les fichiers TMY utilisés pour les études sont principalement issus de Meteonorm .
Variables disponibles
| Grandeur | Unité | Information |
|---|---|---|
| Températures de l’air et de rosée | °C | — |
| Humidité relative | % | — |
| Pression atmosphérique | Pa | — |
| Rayonnements global, direct et diffus | Wh/m² | — |
| Éclairements global, direct et diffus | lux | — |
| Direction et vitesse du vent | °/Nord, m/s | Nord : 0°, Est : 90° |
| Couverture nuageuse | dixièmes | 0 : dégagé ; 10 : couvert |
| Visibilité | km | — |
| Précipitations | mm | — |
| Albédo et aérosols | — | Selon le format |
Limite des années typiques
Parce qu’un TMY représente un climat moyen, il ne restitue pas fidèlement les événements rares. Une canicule sévère peut en être absente alors qu’elle est déterminante pour une étude de résilience.
Année météorologique réelle — AMY
Un AMY (Actual Meteorological Year) représente une année observée ou reconstruite. Plusieurs jeux de données peuvent être combinés lorsqu’une variable manque ; le rayonnement solaire est par exemple parfois reconstruit par un modèle ou une réanalyse.
Les AMY servent à reproduire un événement historique, à comparer simulation et mesures ou à étudier un été chaud. Resimuler un bâtiment avec la météo de 2003 est un cas classique d’analyse de résilience.
Et les événements extrêmes ?
Un événement extrême ne se résume pas à une valeur maximale : sa durée, son intensité, son extension géographique et sa sévérité cumulée comptent aussi. Le cas des vagues de chaleur est détaillé dans Canicules et vagues de chaleur .