IRN CHIM-SUR : Caractérisation de l’évolution spatio-temporelle de la composition atmosphérique dans le cône Sud avec CHIMERE

IRN CHIM-SUR entre le Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD) UMR 8539 École Polytechnique, l’Instituto Gulich/CONAE/UNC (Argentine) et l’Universidad de Chile

Programme scientifique concis :

Le modèle CHIMERE est un modèle communautaire labélisé par l’INSU, dont le développement est coordonné par Laurent Menut (LMD) en collaboration avec le LISA (CNRS/UPEC) et l’INERIS. Ce modèle de chimie-transport vise à modéliser la composition de l’atmosphère de l’échelle urbaine à l’échelle hémisphérique avec des applications de recherche et de prévision opérationnelle. Cet outil est adapté à l’étude de l’évolution de la composition atmosphérique en Amérique du Sud et des processus géophysiques qui caractérisent cette région, en collaboration avec des groupes de recherche au Chili (Université du Chili) et en Argentine (IRL IFAECI, CONAE). Le modèle est CHIMERE est déjà utilisé par ces groupes pour leurs applications de recherche, cet IRN a pour but de développer les collaborations avec plusieurs objectifs scientifiques et pré-opérationnels, tels qu’appliquer CHIMERE avec des inventaires d’émissions anthropiques développés récemment pour l’Argentine et le Chili, concevoir un cadre de prévision opérationnelle pour la région prenant en compte les feux de biomasse et les panaches de poussières minérales, former des étudiants et des chercheurs sur la dernière version de CHIMERE qui permet des simulations couplant météorologie et qualité de l’air et permettre ainsi des études des rétroactions sur la région. Le projet a également pour but de renforcer les liens entre le LMD et l’IFAECI sur cette thématique, de conforter l’impact d’IFAECI comme un hub de recherche sur la composition de l’atmosphère et diffuser l’utilisation de CHIMERE dans la région via un atelier et une formation tournés vers les chercheurs et étudiants sud-américains.

Complémentarité des équipes :

Les équipes argentines, franco-argentines et chiliennes impliquées dans le projet sont des groupes d’excellence sur les thématiques de climat, de la pollution atmosphérique et de la qualité de l’air, avec des applications à la fois en recherche (en particulier, Universidad de Chile, IFAECI) et opérationnelles (Instituto Gulich). Le LMD peut apporter aux autres groupes les compétences attachées au développement du modèle CHIMERE et la capacité à la faire évoluer pour inclure de nouveaux processus ou améliorer leur prise en compte, tandis que les partenaires du projet en Argentine et au Chili apportent leur connaissance scientifique des processus géophysiques de la région et l’accès à des données de terrain.

Rappel du contexte de la coopération et des relations existantes

Une collaboration entre le LMD et le groupe de l’Université du Chili existe depuis 2015, en particulier dans le cadre du projet européen PAPILA (https://papila-h2020.eu/papila). Cette collaboration a donné lieu à plusieurs publications communes sur la composition atmosphérique au Chili (pollution urbaine, panaches de feux, transport de la pollution vers les zones de montagne).

L’Institut Gulich (CONAE-UNC) utilise déjà CHIMERE, et la coordinatrice du projet pour ce groupe a participé à deux reprises à des formations à l’utilisation du modèle CHIMERE en 2018 et 2020, et l’institut Gulich étudie la mise en place une prévision opérationnelle de la qualité de l’air avec CHIMERE. Les relations autour de l’utilisation du modèle sont continues depuis quelques années.

Une collaboration entre le LMD et IFAECI sur la composition de l’atmosphère avait été amorcée dans le cadre d’un projet LEFE entre 2014 et 2017, puis cette collaboration n’avait pas pu se renforcer faute de financement. Depuis, IFAECI a pris de l’ampleur et renforcé ses activités sur la composition atmosphérique, la qualité de l’air et les domaines connexes, il est donc opportun de reprendre cette collaboration.

Résultats attendus du projet

[Préciser s’il s’agit de recherche fondamentale et préciser les applications possibles associées, en quelques lignes]

Le projet se situe à l’interface entre recherche fondamentale et appliquée. Certaines des questions visent à mieux comprendre le système climatique régional de l’Amérique du Sud (transport de pollution entre les différentes régions, meilleure représentation des émissions naturelles telles que poussières minérales, feux de biomasse, émissions salées continentales), d’autres objectifs sont plus appliqués, comme l’utilisation de nouveaux inventaires d’émissions anthropiques dans CHIMERE et la préfiguration de systèmes de prévision opérationnelle.

Perspectives industrielles ou attendues du projet

[Identifier les perspectives et leurs prises en compte par dépôt de brevets, etc…]

Les résultats du projet peuvent être appliqués au sens de la mise en place possible d’une prévision opérationnelle par les partenaires sud-américains du projet, mais sans perspective industrielle ou de dépôt de brevet.

Avantages attendus de la collaboration pour le/les laboratoire(s) français :

[Bien préciser la valeur ajoutée de cette collaboration pour la partie française]

La partie française (LMD et IFAECI) bénéficiera de ce projet pour diffuser la recherche française et le modèle CHIMERE, modèle labélisé INSU, et pour renforcer le rôle de l’IFAECI comme hub régional de la recherche sur les questions climatiques en Amérique du Sud.

D’un point de vue scientifique, la collaboration avec les acteurs argentins et chiliens identifiés dans le projet permettra de bénéficier d’expertises et de compétences scientifiques pointues sur les processus à l’œuvre dans la région : pollution urbaine au voisinage de la cordillère des Andes, présence de zones arides et/ou salées sur le continent, émissions de poussières minérales issues de la Patagonie argentine et des zones arides du Chili. Un des objectifs est que ces échanges scientifiques débouchent non seulement sur des publications scientifiques mais aussi sur l’enrichissement du modèle CHIMERE par la meilleure prise en compte de ces processus.

Apports dans le projet du/des laboratoire(s) français :

[Rester factuel : équipements, savoir-faire…]

Le LMD est au cœur du développement du modèle de chimie-transport CHIMERE, qui sera un apport déterminant au projet. Cette expertise est importante pour pouvoir utiliser des versions de développement du modèle et travailler à l’inclusion et à l’amélioration des processus.

IFAECI dispose de plusieurs chercheurs impliqués dans le projet avec des compétences poussées sur les poussières minérales et sur l’étude de la pollution par instrumentation in situ et par télédétection. IFAECI peut également, grâce à son implantation en Argentine, mobiliser des ressources logistiques pour l’organisation du workshop et de la formation prévus, et servir de charnière et de point de contact entre chercheurs français et sud-américains.

Apports dans le projet du/des laboratoire(s) étrangers :

[Rester factuel : équipements, savoir-faire…]

L’équipe de l’Université du Chili est compétente en particulier sur l’étude de la pollution régionale, avec également une expertise très forte sur les inventaires d’émissions anthropiques (Nicolas Huneeus).

L’équipe de l’Institut Gulich est spécialisée dans l’étude des événements extrêmes atmosphériques, y compris en termes de qualité de l’air, avec une approche combinant modélisation numérique et télédétection. L’Institut Gulich est un interlocuteur des autorités argentines sur les questions de prévision opérationnelles.

    Participants

    • Sylvain Mailler, Coordinator France
    • Maria Fernanda Garcia Ferreyra, Coordinator Argentina
    • Nicolas Huneeus, Coordinator Chile