A la Une au CEREA
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Novembre 2011; Marie Dumont, inscrite au Cerea pour son doctorat, a obtenu un des « Prix solennels de Chancellerie » délivrés par la Chancellerie des Universités de Paris : le Prix en Sciences - Prix Aguirre-Basualdo et ce pour sa thèse intitulée * "Détermination de l'albédo des surfaces enneigées par télédétection - Application à la reconstruction du bilan de masse du glacier de Saint Sorlin", effectuée au Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l'Environnement à Grenoble.
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Vendredi 18 Novembre 2011: Yongfeng Qu a soutenu sa thèse de doctorat avec succés!
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Vendredi 18 Novembre 2011 à 14h30: soutenance de la thèse de
Titre de la thèse: Modélisation tri-dimensionnelle des échanges radiatifs et convectifs dans l'atmosphère urbaine
Lieu de la soutenance : au 19, rue Alfred Nobel, FR-77420 Champs-sur-marne, dans l'amphithéatre Freyssinet (bâtiments Nobel)
Jury:
- Dr. Majorie MUSY, CERMA (rapporteur)
- Dr. Valéry MASSON, Météo-France (rapporteur)
- Pr. Jean François SINI - École Centrale de Nantes (examinateur)
- Pr. Jean Philippe GASTELLU-ETCHEGORRY, CESBIO (examinateur)
- Pr. Marina K.A. NEOPHYTOU, University of Cyprus (examinateur)
- Dr. Patrice G. MESTAYER, IRSTV (examinateur)
- Dr. Bertrand CARISSIMO, CEREA (directeur de thèse)
- Dr. Maya MILLIEZ, CEREA
- Dr. Luc MUSSON-GENON, CEREA
Résumé : Dans de nombreuses études micrométéorologiques, les modèles numériques prenant en compte les bâtiments considèrent généralement l'atmosphère comme neutre. Néanmoins, les transferts radiatifs urbains jouent un rôle important en raison de leur influence sur le bilan énergétique. Afin de prendre en compte le rayonnement atmosphérique et les effets thermiques des bâtiments dans les simulations de l'écoulement atmosphérique et la dispersion des polluants en milieux urbains, nous avons développé un modèle de rayonnement atmosphérique tridimensionnel (3D), dans le module atmosphérique du code de mécanique des fluides Code_Saturne. Le schéma radiatif a été précédemment validé avec des cas idéalisés, en utilisant dans un premier temps, un champ constant de vent 3D. Dans ce travail, le couplage des schémas radiatifs et thermiques avec le modèle dynamique est évalué. L'objectif de la première partie est de valider le couplage complet avec les mesures de la campagne de mesure américaine 'Mock Urban Setting Test' (MUST) sur des géométries simples. La deuxième partie traite deux approches différentes pour modéliser les échanges radiatifs en milieu urbain avec une comparaison entre Code_Saturne et SOLENE. La troisième partie utilise le couplage complet pour montrer l'apport du modèle de transfert radiatif sur l'écoulement de l'air dans des conditions de faible vitesse du vent dans une canopée 3D. Dans la dernière partie, nous utilisons le couplage dynamique-radiatif pour simuler un environnement urbain réel et valider le modèle avec les données expérimentales de la campagne 'Canopy and Aerosol Particle Interactions in TOulouse Urban Layer' (CAPITOUL).
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Octobre 2011: Florian Couvidat, doctorant au Cerea, a reçu le prix Jean Bricart de l'Association Française d'Etudes et de Recherches sur les Aérosols (ASFERA) pour ses travaux sur les aérosols organiques atmosphériques.
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Mai 2010: résumé de la visite du Cerea en Chine (télécharger ici)
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29 Mars 2010: publication de la version finale du rapport du comité de l'AERES
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Vendredi 19 Février 2010: Rachid Abida a soutenu sa thèse de doctorat avec succés!
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Vendredi 19 Février 2010 à 14h30: soutenance de la thèse de Rachid Abida
Titre de la thèse: Construction optimale de réseaux fixes et mobiles pour la surveillance opérationnelle des rejets atmosphériques accidentels
Lieu de la soutenance : au 19, rue Alfred Nobel, FR-77420 Champs-sur-marne, dans l'amphithéatre Freyssinet (bâtiments Nobel)
Jury:
- M. Philippe Naveau (rapporteur)
- M. Hans Wackernagel (rapporteur)
- M. Olivier Isnard (examinatrice)
- M. Anda Ionescu (examinateur)
- M. Werner G. Müller (directeur de thèse)
- M. Marc Bocquet (directeur de thèse)
Résumé :
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Jeudi 21 Janvier 2010: Hossein Malakooti a soutenu sa thèse de doctorat avec succés!
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Jeudi 21 Janvier 2010 à 14h00: soutenance de thèse de Hossein Malakooti
Titre: Meteorology and air-quality in a mega-city: application to Tehran, Iran
Lieu : 19, rue Alfred Nobel, FR-77420 Champs-sur-marne, dans l'amphithéatre Freyssinet (bâtiments Nobel)
Jury:
- M. Alain Clappier (reviewer)
- M. Abbas-Ali Ali-Akbari Bidokhti (reviewer)
- M. Matthias Beekmann (referee)
- M. Sylvain Dupont (referee)
- M. Maya Milliez (referee)
- M. Bruno Sportisse (Thesis supervisor)
Summary : Tehran, capital of Iran, is located over a complex terrain with moderate to dry climate. The environmental problem that affects people more than any other in Tehran mega-city is air pollution. Sources of error in chemical-transport modeling processes may be grouped in three main categories, (I) emissions, (II) transport (including deposition) and (III) chemistry (including phase change). In this work, we tried to improve the quality of emission databases (part 1) and also meteorological simulations (part 2) in order to improvements of Tehran air quality calculations.
1) Development and Evaluation of high resolution Emission Inventory An emission inventory of air pollutants and an inventory of heat generation were developed and updated for 2005 in this work. Emissions from on-road motor vehicles constitute a major portion of the emission inventory and play the most important role in terms of contributions of air pollutants to the atmosphere in Tehran. By using a detailed methodology, we calculated spatial and temporal distributions of the anthropogenic heat flux (Qf) for Tehran during 2005. Wintertime Qf is larger than summertime Qf, which reflects the importance of heating emissions from buildings and traffic during cold and warm period respectively.
2) Local Meteorology and Urbanization Effects The influence of a mega-city on the atmospheric boundary layer and surface conditions was examined in Tehran region using the Pennsylvania State University/National Center for Atmospheric Research fifth-generation Mesoscale Model (MM5) during a high pollution period. In addition, model sensitivity studies were conducted to evaluate the performance of the urban canopy and urban soil model "SM2-U (3D)" parameterization on the meteorological fields. The topographic flows and urban effects were found to play important roles in modulating the wind and temperature fields, and the urbanized areas exerted important local effects on the boundary layer meteorology. Different urban parameterizations were used as a tool to investigate the modifications induced by the presence of an urban area in the area of interest. It was found that, for local meteorological simulations, the drag-force approach coupled with an urban soil model (DA-SM2-U) is preferable to the roughness approach (RA-SLAB). The comparisons indicated that the most important features of the wind, temperature and turbulent fields in urban areas are well reproduced by the DA-SM2-U configuration with the anthropogenic heat flux being taken into account (i.e., "DA-SM2-U Qf: On" option). This modeling option showed that the suburban part of the city is dominated by topographic flows whereas the center and south of Tehran are more affected by urban heat island (UHI) forcing especially during the night.
3) Sensitivity and improvements of Tehran air quality calculations using different meteorological urban parameterization * The chemical transport modeling, including a model sensitivity study, was used to investigate the impact of the different urban parameterization on the dispersion and formation of pollutants over the Tehran region. Results show that applying DA approaches leads to significant improvements in the simulated spatial and temporal distribution of air pollutant concentrations in the city area and affects significantly the size of the urban plumes.
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Mardi 12 Janvier 2010: Xiaojing Zhang a soutenu sa thèse de doctorat avec succés!
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Mardi 12 Janvier 2010 à 14h00: soutenance de la thèse de Xiaojing Zhang
Titre de la thèse: Modélisation du brouillard durant la campagne ParisFog : approche prédictive et étude de l'effet des hétérogénéités spatiales
Lieu de la soutenance : au 19, rue Alfred Nobel, FR-77420 Champs-sur-marne, dans l'amphithéatre Freyssinet (bâtiments Nobel)
Jury:
- M. Jean-Pierre Chollet, Université Joseph Fourier (rapporteur)
- M. Yves Brunet, INRA Bordeaux (rapporteur)
- Mme. Andréa Flossmann, Université Blaise Pascal (examinatrice)
- M. Patrick J. Mascart, Université Paul Sabatier (examinateur)
- M. Martial Haeelin, IPSL (examinateur)
- M. Thierry Bergot, Météo-France (directeur de thèse)
- M. Luc Musson-Genon, EDF R&D (co-directeur de thèse)
Résumé : Dans le domaine de la modélisation du brouillard ou des nuages bas, la compréhension précise des interactions complexes entre la turbulence, la microphysique, et le rayonnement reste un enjeu majeur pour améliorer la prévision numérique. Si l'amélioration de la modélisation du brouillard est un enjeu important pour la prévision dans le domaine du transport, elle l'est aussi dans le domaine industriel en raison de ses rejets atmosphériques (aéroréfrigérants industriels, brouillards pollués, . . . ) La version 1D de Code_Saturne a été utilisée pour la simulation du brouillard sur les données de la campagne ParisFog réalisée sur le site du SIRTA pendant l'hiver 2006-2007. La simulation des cas observés a permis de montrer que le modèle était capable de reproduire correctement les principaux processus mis en jeu dans le brouillard depuis sa formation jusqu'à sa dissipation. Une étude de sensibilité aux différentes paramétrisations physiques choisies a montré que la dynamique du brouillard est particulièrement sensible à la fermeture turbulente, la teneur en eau à la sédimentation, et le spectre des gouttes au schéma de nucléation. La mise en oeuvre de Code_Saturne 1D sur une longue période en mode prédictif a montré la robustesse de nos choix et l'apport du couplage par nudging avec un modèle de méso-échelle à 36 heures d'échéance. La version 3D de Code_Saturne nous a permis d'étudier l'effet des hétérogénéités spatiales du site SIRTA sur la formation du brouillard. Dans un premier temps, les calculs ont été effectués sur le site considéré comme homogène horizontalement, sans la prise en compte des hétérogénéités. Il s'agissait ici de comparer la version 3D de Code_Saturne en mode RANS avec l'ensemble des paramétrisations physiques concernant le brouillard avec la version 1D. Ensuite, les effets de la prise en compte de la rugosité, des zones boisées et des bâtiments ont été étudiés.
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Mardi 15 Décembre 2009: Irène Bourdin-Korsakissok a soutenu sa thèse de doctorat avec succés!
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Mardi 15 Décembre 2009 à 14h30: soutenance de la thèse de Irène Bourdin-korsakissok
Titre de la thèse: Changements d'échelle en modélisation de la qualité de l'air et estimation des incertitudes associées
Lieu de la soutenance : au 19, rue Alfred Nobel, FR-77420 Champs-sur-marne, dans l'amphithéatre Freyssinet (bâtiments Nobel )
Jury:
- M. Richard Perkins (rapporteur)
- M. Robert Rosset (rapporteur)
- M. Serge Guillas (examinateur)
- M. Olivier Isnard (examinateur)
- M. Vivien Mallet (co-directeur de thèse)
- M. Bruno Sportisse (directeur de thèse)
- M. Philippe Lameloise (invité)
- Mme Laurence Rouïl (invitée)
Résumé : L'évolution des polluants dans l'atmosphère dépend de phénomènes variés, tels que les émissions, la météorologie, la turbulence ou les transformations physico-chimiques, qui ont des échelles caractéristiques spatiales et temporelles très diverses. Il est très difficile, par conséquent, de représenter l'ensemble de ces échelles dans un modèle de qualité de l'air. En particulier, les modèles eulériens de chimie-transport, couramment utilisés, ont une résolution bien supérieure à la taille des plus petites échelles. Cette thèse propose une revue des processus physiques mal représentés par les modèles de qualité de l'air, et de la variabilité sous-maille qui en résulte. Parmi les méthodes possibles permettant de mieux prendre en compte les différentes échelles, deux approches ont été développées : le couplage entre un modèle local et un modèle eulérien, ainsi qu'une approche statistique de réduction d'échelle. Couplage de modèles L'une des principales causes de la variabilité sous-maille réside dans les émissions, qu'il s'agisse des émissions ponctuelles ou du trafic routier. En particulier, la taille caractéristique d'un panache émis par une cheminée est très inférieure à l'échelle spatiale bien résolue par les modèles eulériens. Une première approche étudiée dans la thèse est un traitement sous-maille des émissions ponctuelles, en couplant un modèle gaussien à bouffées pour l'échelle locale à un modèle eulérien (couplage appelé panache sous-maille). L'impact de ce traitement est évalué sur des cas de traceurs passifs à l'échelle continentale (ETEX-I et Tchernobyl) ainsi que sur un cas de photochimie à l'échelle de la région parisienne. Différents aspects sont étudiés, notamment l'incertitude due aux paramétrisations du modèle local, ainsi que l'influence de la résolution du maillage eulérien. Réduction d'échelle statistique Une seconde approche est présentée, basée sur des méthodes statistiques de réduction d'échelle. Il s'agit de corriger l'erreur de représentativité du modèle aux stations de mesures. En effet, l'échelle de représentativité d'une station de mesure est souvent inférieure à l'échelle traitée par le modèle (échelle d'une maille), et les concentrations à la station sont donc mal représentées par le modèle. En pratique, il s'agit d'utiliser des relations statistiques entre les concentrations dans les mailles du modèle et les concentrations aux stations de mesure, afin d'améliorer les prévisions aux stations. L'utilisation d'un ensemble de modèles permet de prendre en compte l'incertitude inhérente aux paramétrisations des modèles. Avec cet ensemble, différentes techniques sont utilisées, de la régression simple à la décomposition en composantes principales, ainsi qu'une technique nouvelle appelée "composantes principales ajustées". Les résultats sont présentés pour l'ozone à l'échelle européenne, et analysés notamment en fonction du type de station concerné (rural, urbain ou périurbain).
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13 Août 2009: publication du rapport d'activité 2008
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Mardi 17 Février 2009: Christian Seigneur a soutenu son Habilitation à Diriger des Recherches avec succés!
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Mardi 17 Février 2009 à 14h: soutenance d'Habilitation à Diriger des Recherches (HDR) de Christian Seigneur
Titre de l'HDR: Modélisation du mercure atmosphérique
Lieu de la soutenance : au 19, rue Alfred Nobel, FR-77420 Champs-sur-marne, dans l'amphithéatre Freyssinet (bâtiments Nobel )
Jury:
- Professeur Lyatt Jaeglé, Université de Washington
- Dr. Laurier Poissant, Environnement Canada
- Professeur Christophe Ferrari, Université de Grenoble
- Professeur Robert Rosset, Université de Toulouse
- Professeur Bernard Aumont, Université Paris 12 / Paris-Est
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Février 2009: publication du dossier concernant l'évaluation du CEREA par l'AERES
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Vendredi 12 Décembre 2008: Laurent Laporte a soutenu sa thèse de doctorat avec succés!
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Avril 2008: publication du dossier de recherche de l'Ecole des Ponts - CEREA
Téléchargeable ici
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Vendredi 28 Mars 2008: Solen Queguiner a soutenu sa thèse de doctorat avec succés!
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Vendredi 28 Mars 2008 à 14h: soutenance de la thèse de Solen Queguiner
Titre de la thèse: Modélisation couplée atmosphère-sol-végétation pour l'évaluation de l'impact des rejets atmosphériques des métaux lourds et des polluants organiques persistants
Lieu de la soutenance : au 19, rue Alfred Nobel, FR-77420 Champs-sur-marne, dans l'amphithéatre Freyssinet (bâtiments Nobel )
Jury:
- M. Pierre Cellier (rapporteur)
- M. Dimosthenis Sarigiannis (rapporteur)
- Mme. Evelyne Gehin (examinatrice)
- Mme. Laurence Rouil (examinatrice)
- M. Philippe Ciffroy (examinateur)
- M. Jean-Marie Mouchel (directeur de thèse)
- M. Luc Musson-Genon (examinateur invité)
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Mardi 18 Décembre 2007: Marc Bocquet a soutenu son Habilitation à Diriger des Recherches avec succés!
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Mardi 18 Décembre 2007 à 14h: soutenance d'Habilitation à Diriger des Recherches (HDR) de Marc Bocquet
Titre de l'HDR: Modélisation inverse et assimilation de données non-gaussiennes pour les traceurs atmosphériques. Application à ETEX, Algésiras et Tchernobyl
Lieu de la soutenance : au 19, rue Alfred Nobel, FR-77420 Champs-sur-marne, dans l'amphithéatre Freyssinet (bâtiments Nobel )
Jury:
- M. Philippe Ciais (examinateur)
- M. Hendrik Elbern (examinateur)
- M. Nicolas Florsch (examinateur)
- M. François-Xavier Le Dimet (rapporteur)
- M. Bruno Sportisse (invité)
- M. Olivier Talagrand (rapporteur)
- M. Albert Tarantola (rapporteur)
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Vendredi 30 Novembre 2007: Emmanuel Demaël a soutenu sa thèse de doctorat avec succés!
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Vendredi 30 Novembre 2007 à 14h: soutenance de la thèse d'Emmanuel Demaël
Titre de la thèse: Modélisation de la dispersion atmosphérique en milieu complexe et incertitudes associées
Lieu de la soutenance : au 19, rue Alfred Nobel, FR-77420 Champs-sur-marne, dans l'amphithéatre Freyssinet (bâtiments Nobel )
Jury:
- M. Jean-Pierre Chollet (rapporteur)
- M. Jean-François Sini (rapporteur)
- M. Richard Perkins (examinateur)
- M. Olivier Isnard (examinateur)
- M. Pierre Roubin (examinateur)
- M. Bertrand Carissimo (directeur de thèse)
Résumé : L'étude de l'impact des rejets atmosphériques industriels ou de scenarii accidentels nécessite aujourd'hui l'utilisation d'outils numériques. A l'échelle locale, les modèles à formulation gaussienne sont les plus utilisés par les équipes opérationnelles, présentant l'avantage d'être économiques en terme de coût de calcul. Ils peuvent en revanche s'avérer partiellement ou totalement inadaptés aux cas complexes où la dispersion des effluents est fortement influencée par la présence de bâtiments et/ou d'un relief accidenté. Dans de telles situations, les modèles CFD (Computational Fluid Dynamics) atmosphériques, dont ceux fondés sur une approche RANS (Reynolds Average Navier Stokes), offrent une alternative intéressante mais augmentent considérablement le coût numérique. Au cours de cette thèse, des réponses sont apportées quant à l'intérêt offert par les modèles CFD associés à une approche RANS, à l'instar du modèle Mercure_Saturne, pour la modélisation de la dispersion en champ proche et en environnement complexe. Dans un premier temps, ces différentes approches sont comparées sur une expérience de rejet surfacique en terrain plat que constitue la campagne Prairie Grass, permettant d'évaluer sur un cas simple Mercure_Saturne par rapport à la formulation gaussienne. Les paramétrisations des écart-types de la dispersion retenues sont ici celles de Briggs (1973) et Doury (1976). Mercure_Saturne est ensuite comparé à la plateforme de dispersion ADMS (Atmospheric Dispersion Modeling System) pour la modélisation de la dispersion atmosphérique sur le site du CNPE (Centre Nucléaire de Production d'Electricité) de Bugey, dont l'orientation des bâtiments par rapport aux directions moyennes du vent influence grandement les processus dispersifs. Cette étude s'appuie sur des mesures en soufflerie réalisées en amont par le LMFA (Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique, Ecole Centrale de Lyon). Dans un dernier temps, la comparaison se poursuit par la modélisation de la dispersion sur le site CNPE de Flamanville dont la particularité est la présence d'une falaise abrupte accolée aux bâtiments. Encore une fois, des données en soufflerie fournies par le LMFA servent de support à l'évaluation des modèles. Enfin, une attente concerne aujourd'hui l'incertitude portant sur les prédictions des modèles, liée à celle inhérente aux données d'entrée. Dans ce but, nous proposons ici deux approches permettant d'y répondre dans le cas précis de la modélisation de la dispersion sur le site CNPE de Bugey à l'aide du modèle Mercure_Saturne. La première, très connue, est la méthode de Monte-Carlo qui permet de quantifier dans le même temps l'incertitude globale sur les valeurs de Coefficients de Transfert Atmosphérique au niveau du sol et l'influence de chacune des sources d'incertitudes. La seconde, la méthode de Morris, permet de hiérarchiser ces mêmes sources d'incertitude par une approche qualitative.
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Vendredi 16 Novembre 2007: Marilyne Tombette a soutenu sa thèse de doctorat avec succés!
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Vendredi 16 Novembre 2007 à 14h: soutenance de la thèse de Marilyne Tombette
Titre de la thèse: Modélisation des aérosols et de leurs propriétés optiques sur l'Europe et l'Ile de France: validation, sensibilité et assimilation de données
Lieu de la soutenance : au 19, rue Alfred Nobel, FR-77420 Champs-sur-marne, dans l'amphithéatre Freyssinet (bâtiments Nobel )
Jury:
- M. Matthias Beekmann (rapporteur)
- M. Robert Rosset (rapporteur)
- M. Kees Cuvelier (examinateur)
- M. Olivier Boucher (examinateur)
- M. Patrick Chazette (directeur de thèse)
- M. Bruno Sportisse (co-directeur de thèse)
Résumé : Les aérosols constituent un enjeu important pour l'étude de l'atmosphère. En effet, ils ont des conséquences sanitaires néfastes, modifient la visibilité et ont sur le bilan radiatif des effets directs (absorption/réfraction de la lumière), semi-directs (modification du profil vertical de température) et indirects (impact sur la formation des nuages en tant que noyaux de condensation). Leur modélisation est particulièrement complexe, aussi bien physiquement que numériquement. L'objectif de cette thèse est d'évaluer les performances et les limitations des systèmes de modélisation des aérosols aux échelles régionales et continentales. Quelle est la robustesse des modèles et des évaluations des performances des modèles par comparaison avec des données mesurées? Quel peut être l'apport des systèmes d'assimilation de données? Une première partie porte sur l'évaluation d'un modèle d'aérosols résolu en taille au sein de la plateforme Polyphemus sur des cas régionaux (Europe et Ile-de-France) pour plusieurs bases de données. Les indicateurs sont les masses totales (comme les PM10, particules de diamètre inférieur 10 micromètres), la composition chimique et la granulométrie. Les sorties du modèle ont été adaptées afin de pouvoir être comparées des données optiques (épaisseur optique, coefficient d'extinction) issues de photomètres ou de lidars. Une deuxième partie du travail de thèse a consisté à étudier la sensibilité du modèle à différentes paramétrisations physiques et méthodes numériques. Sur cette base, les méthodes de prévision d'ensemble pour les aérosols donnent des résultats préliminaires encourageants. Une dernière partie étudie l'apport éventuel d'un système d'assimilation de données. La méthode d'interpolation optimale a ainsi été utilisée afin d'assimiler des données de PM10 au sol. L'impact de l'assimilation sur les résultats en prévision a été évalué.
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15 Juin 2007: réunion du comité scientifique
Le comité scientifique du CEREA a pour but d'évaluer la qualité scientifique des projets de recherche menés au CEREA. Cette réunion constitue l'étape finale de l'évaluation du CEREA pour la période 2003-2007. Rapports disponibles: Rapport Prospectives 2008-2011 et Rapport d'activité 2003-2007 -
Juin 2007: publication du rapport d'activité 2006
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novembre 2006 -- avril 2007: PARISFOG
l'Equipe Mesures du CEREA participe à l'équipement du site du SIRTA et à la campagne de mesures PARISFOG. -
15 Septembre 2006: Journée du comité scientifique. "Programme".
Cette journée constitue la première étape de l'évaluation du CEREA, qui aura lieu l'année prochaine. Durant cette journée les chercheurs du CEREA ont présenté au comité scientifique leurs principaux résultats et actions de l'année passée ainsi que leur perspectives de recherche. Certaines des présentations sont disponibles sur la page dédiée à cette journée.