Eliette et Clarent Article par Laura De Almeida
Pour anticiper le réchauffement climatique et ses conséquences, la Commission européenne mise sur un jumeau numérique de la Terre, composé d’une multitude de paramètres modulables pour analyser tous les scénarios possibles en temps réel. Des stratégies extrêmement fiables pourront alors être proposées afin d’aider l’Union européenne à atteindre son objectif de faire de l’Europe le premier continent neutre au niveau climatique pour 2050.
Favoriser une double transition : écologique et numérique
Le but est de développer, progressivement au cours des 10 prochaines années, un modèle numérique très précis de la Terre. DestinE fournira des capacités uniques de modélisation numérique de la Terre afin d’améliorer la capacité de l’UE à surveiller et à modéliser les changements environnementaux.
Mais également à prévoir les événements extrêmes et à adapter les actions et les politiques de l’UE aux défis liés au climat. Par exemple, pour évaluer l’impact réel et l’efficacité des politiques environnementales et des mesures législatives pertinentes, en reliant les défis environnementaux aux impacts socio-économiques.
Pour la société et l’environnement
Changement climatique : soutenir et stimuler les efforts de l’Europe pour devenir le premier continent continent neutre sur le plan climatique d’ici à 2050 en se concentrant sur le développement de stratégies d’adaptation efficaces
Catastrophes naturelles : gestion des risques pour mieux anticiper l’apparition de catastrophes naturelles extrêmes d’origine météorologique et géophysique
Énergie : apporter de nouvelles connaissances à des projets amusants comme la récolte de la chaleur interne de la Terre, convertir cette énergie géothermique et la stocker.
L’agriculture : aider les fonctions clés de l’agriculture (irrigation, fertilisation, récolte) et la réponse aux conditions météorologiques extrêmes.
Le jumeau numérique 1 : catastrophes naturelles extrêmes
Le jumeau numérique des catastrophes naturelles extrêmes combinera des données avec des capacités de simulation d’un niveau de vitesse et d’interactivité sans précédent (très haute résolution spatiale et proche du temps réel).
Les décideurs seront en mesure d’anticiper l’apparition et les conséquences d’événements naturels extrêmes (inondations, sécheresses, incendies de forêt, tremblements de terre, éruptions volcaniques et tsunamis, tempêtes géomagnétiques) avec une précision accrue.
Exemple des plans de gestion des inondations ou des sécheresses pour les bassins hydrographiques vulnérables. Les autorités et les décideurs seront en mesure de tester l’efficacité des mesures d’atténuation possibles :
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En matière de protection civile : développement de plans locaux de gestion des urgences à haute résolution. En cas d’inondations, par exemple, ce jumeau numérique aidera les autorités locales et régionales à tester avec une plus grande précision des actions qui permettront de sauver des vies et de réduire les dommages matériels.
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Dans l’agriculture : la réutilisation des eaux usées et les cultures résistantes à la sécheresse.
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Dans le domaine de l’énergie et des transports : préparation aux perturbations pour l’hydroélectricité et le refroidissement des centrales thermiques.
Le jumeau numérique 2 : Adaptation au changement climatique
Le jumeau numérique pour l’adaptation au changement climatique sera utilisé pour prévoir l’impact du changement climatique avec une fiabilité sans précédent au niveau régional et national. Il aidera l’UE et les États membres à élaborer des stratégies d’adaptation fiables pour atténuer les effets du changement climatique.
Une surveillance précise des changements survenus au cours des dernières décennies, combinée à des techniques d’intelligence artificielle et à une modélisation avancée du système terrestre, constituera la base de la compréhension des causes et de l’explication des mécanismes de rétroaction du changement, ainsi que de la prévision des trajectoires d’évolution possibles.
Exemples :
- L’agriculture intelligente : En s’appuyant sur l’analyse des données et les tendances pertinentes ( par exemple, les prévisions de précipitations ou de saisons de sécheresse et leur corrélation avec d’éventuelles maladies ou infestations végétales). Elle contribuera à l’adoption de stratégies agricoles plus rentables et plus durables. DestinE donnera aux autorités agricoles des indications sur la qualité des prévisions sous-jacentes et les aidera ainsi à évaluer la fiabilité de leurs mesures.
- Les fournisseurs d’énergie peuvent planifier la disponibilité à long terme des ressources d’énergie renouvelable dépendant des conditions météorologiques et concevoir des ressources d’énergie géothermique en profondeur.
- Le secteur de la protection civile et l’industrie de la réassurance peuvent tester des stratégies de prévention et d’atténuation des risques.
Mise en oeuvre de DestinE
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Les acteurs :
La Commission travaillera, en coordination avec les États membres et les pays associés Partenariats stratégiques, avec :
– l’Agence spatiale européenne (ESA)
– Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT)
– l’Organisation européenne pour l’exploitation de satellites météorologiques (EUMETSAT).
Gouvernance externe par le biais de groupes d’experts de la Commission :
– Conseil consultatif stratégique de Destination Terre
– Groupe de coordination de Destination Earth (EM/AC de l’UE)
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Les composants clés de DestinE :
La plateforme de base
Une plateforme conviviale qui fournit à un grand nombre d’utilisateurs (tels que les décideurs politiques, la communauté scientifique, les membres du secteur privé et le public) des outils, des applications et des services d’élaboration de politiques et de prise de décision fondés sur des données probantes, sur la base d’une architecture en nuage sécurisée ouverte, flexible, extensible et évolutive.
Elle réunira les données, le cloud et le calcul haute performance et il intégrera l’accès aux jumeaux numériques. En même temps, elle permettra aux utilisateurs de personnaliser la plateforme, d’intégrer leurs propres données et de développer leurs propres applications. Elle sera exploitée par l’Agence spatiale européenne (ESA).
Le lac de données
Le lac de données DestinE assurera le stockage et l’accès aux données provenant, entre autres, des ressources Copernicus, des trois partenaires de Destination Earth et d’autres sources, y compris les données in situ et socio-économiques.
Il offre aux utilisateurs un accès transparent aux ensembles de données via des interfaces utilisateur graphiques (GUI) ou des interfaces de programmation d’applications (API), indépendamment du type et de l’emplacement des données. L’EUMETSAT sera responsable du lac de données.
Les jumeaux numériques (DT)
Les jumeaux numériques sont des miroirs de la réalité, des simulateurs qui reproduisent la réalité contrainte par des données en temps réel. Ils ont été utilisés dans les processus industriels pour améliorer l’efficacité globale de la production. Ils sont désormais utilisés dans de nombreux autres secteurs (énergie, transport, santé, villes intelligentes, changement climatique, agriculture, etc.)
Dans DestinE, les jumeaux numériques représentent des répliques numériques des systèmes terrestres hautement complexes dans des domaines tels que les catastrophes naturelles extrêmes, l’adaptation au changement climatique, les océans ou la biodiversité. Tout cela sur la base d’une fusion transparente des observations en temps réel et de la modélisation prédictive. L’objectif final est d’intégrer progressivement les jumeaux thématiques pour former un jumeau numérique complet de la Terre.
Les deux premiers jumeaux numériques offriront à l’UE une véritable percée dans le domaine de la capacité de prévision, de la précision et de la responsabilité de la prise de décision fondée sur des preuves et contribueront de manière significative à notre capacité à anticiper les défis majeurs. Par exemple, en ce qui concerne le changement climatique et l’occurrence de catastrophes naturelles extrêmes. Le CEPMMT sera responsable des jumeaux numériques.
Le complément de DestinE
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Contribution au Green Deal européen
Il est essentiel de faire tout ce qui est en notre pouvoir pour comprendre comment notre climat évoluera au cours des prochaines décennies, non seulement pour les politiques d’atténuation, mais aussi pour renforcer la résilience climatique.
DestinE et ses jumeaux numériques iront au-delà des systèmes actuels, très complexes, conçus principalement à l’usage des experts et axés sur la modélisation physique des phénomènes environnementaux. Les deux premiers jumeaux numériques, développés dans la première phase, seront basés sur des systèmes de prévision couplés, avec une gamme de résolutions allant de 1 à 5 km dans l’atmosphère/terre/océan/glace de mer.
Il s’agit d’une avancée majeure par rapport à la situation actuelle, où la résolution peut aller de 10 à 100 km. Cela promet des avancées significatives en termes de réalisme des simulations, y compris pour la représentation des cycles mondiaux de l’eau et du carbone.
DestinE donnera accès à de vastes pools de données actuellement fragmentées et dispersées, aux communautés des secteurs privé et public, contribuant ainsi à l’espace européen de données sur les transactions vertes et facilitant les flux de données au sein de l’UE et entre les secteurs.
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L’élaboration de politiques fondées sur des données probantes et la dimension utilisateur
En s’appuyant sur des données géospatiales et socio-économiques couplées à des modèles de simulation dans des “jumeaux numériques”, une variété d’utilisateurs, avec des compétences et des fonctions différentes (par exemple, les décideurs, les experts et les utilisateurs non experts) auront accès à des informations de haute qualité, des services, des modèles fiables, des scénarios, des prévisions et des visualisations en relation avec les principaux défis environnementaux et sociétaux.
Les décideurs politiques aux niveaux de l’UE, des États membres, des régions et des collectivités locales, disposeront de données transformées en informations fiables et vérifiables pour l’élaboration de politiques et la prise de décisions fondées sur des données probantes, ainsi que d’informations sur la fidélité et la fiabilité des prévisions.
Ces informations peuvent être utilisées, par exemple :
- Pour mieux comprendre l’impact du changement climatique : sur l’utilisation des terres, la sécurité alimentaire ou les ressources en eau.
- Pour évaluer l’impact des mesures législatives proposées, tester l’efficacité des solutions proposées par rapport à d’autres solutions, contrôler l’application de la législation existante, ou se concentrer sur les défis prioritaires pour des régions spécifiques.
Les utilisateurs du secteur public et des entreprises pourront accéder, via le “cloud”, aux modèles, algorithmes et applications de DestinE ainsi qu’à une grande quantité de données naturelles et socio-économiques, et les utiliser pour développer de nouvelles applications et de nouveaux services répondant à leurs propres besoins.
Le grand public, pourra s’informer plus précisément sur l’intensité des défis environnementaux, sociaux et économiques, évaluer l’efficacité des solutions proposées, ainsi que la fiabilité des prédictions sous-jacentes
Déroulement et investissement
Destination Earth fournira les premiers services numériques d’ici le deuxième trimestre de 2024. Dans un premier temps, ces services seront destinés aux utilisateurs professionnels du secteur public, avant d’être étendus aux scientifiques, au secteur privé et au grand public. Ces services seront de plus en plus étendus au cours du programme.
La plateforme de services de base ouverte, le lac de données, le moteur de jumeaux numériques et les deux premiers jumeaux numériques seront financés par le programme Digital Europe, à hauteur de 150 millions d’euros pour les 30 premiers mois de la période de mise en œuvre (2021-2024). Horizon Europe fournira également plus de 55 millions d’euros d’investissements supplémentaires dans la recherche et l’innovation connexes pour renforcer les technologies DestinE et se préparer aux nouveaux jumeaux.
Des synergies sont établies avec d’autres programmes de l’UE, tels que Copernicus et l’entreprise commune EuroHPC, et seront liées à des initiatives nationales connexes, tout en rassemblant l’excellence scientifique et industrielle européenne pour atteindre ces objectifs ambitieux. ambitieux.
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