Soutenance de thèse de Morgane Lalonde

Titre : Effets urbains sur l'hydroclimat : analyses observées et modélisées

Composition du jury :
    Mme Aude Lemonsu, CNRM, rapporteur
    M.Yves Tramblay, Espace-Dev,  rapporteur
    Mme Katia Chancibault, Université Gustave Eiffel, examinatrice
    M. Rafiq Hamdi, Royal Meteorological Institute of Belgium, examinateur
    Mme Solène Turquety, Professeur, Sorbonne Université, examinatrice
    Mme Sophie Bastin, LATMOS, directrice de thèse
    M.Ludovic Oudin, Maître de conférences (HDR), Sorbonne Université, directeur de thèse

La soutenance se déroulera le vendredi 13 décembre 2024 à 14h,  dans l'Amphithéâtre Charpak, situé Patio 22-33, rez-de-chaussée (RC), niveau Saint Bernard (SB), porte 02, sur le site Jussieu Pierre et Marie Curie (Sorbonne Université, 4 place Jussieu, 75005 Paris).
Voici le lien pour assister à cette soutenance en visioconférence :     https://zoom.us/j/96762907557
Le lien sera accessible dès 13h30. Pour ne pas perturber la soutenance, merci à tout participant de couper micro et caméra lors de la connexion.

Laboratoires d'accueil dans lesquels la thèse a été effectuée :
UMR 7619 'Milieux environnementaux, transferts et interactions dans les hydrosystèmes et les sols', METIS-IPSL
UMR 8190 'Laboratoire Atmosphères et Observations Spatiales', LATMOS-IPSL

Résumé : La gestion de l’eau urbaine évolue en réponse à l’augmentation de la population urbaine, à la demande croissante en approvisionnement en eau, au changement climatique, et aux modifications régionales de l’hydroclimat induites par la ville. Assurer une approche durable de la gestion de l’eau urbaine nécessite une compréhension approfondie de l’hydroclimat urbain. Cette thèse aborde ce besoin en étudiant les effets urbains sur les précipitations, les influences sur les propriétés des surfaces naturelles, et les interactions entre les systèmes atmosphériques et hydrologiques dans la formation de l’hydroclimat urbain. Une approche multidisciplinaire est adoptée, intégrant des connaissances des sciences atmosphériques et hydrologiques et combinant des analyses empiriques de données observées avec de la modélisation pour offrir des perspectives complémentaires.
L’étude commence par examiner les effets urbains sur les précipitations à travers une combinaison de revue de littérature et d’apprentissage automatique pour évaluer tout consensus. Étant donné le manque d’accord parmi les études utilisant des données de précipitations radar, une méthodologie basée sur le vent et utilisant des précipitations radar est appliquée à un large échantillon de villes aux États-Unis et en Europe. Cette approche vise à déterminer si les zones urbaines ont une influence constante sur les précipitations à travers les régions, abordant le défi de généraliser les effets urbains sur les précipitations. L’aspect de modélisation comprend une revue des modèles existants de surface urbaine, en se concentrant sur leur représentation des processus hydrologiques de surface et des flux d’énergie. Ceci est suivi par le développement d’un nouveau schéma de surface urbaine pour le modèle ORCHIDEE, incorporant des hétérogénéités urbaines et une représentation de l’imperméabilité.

Abstract: Urban water management is evolving in response to the increasing urban population, rising demand for water supply, climate change, and urban-induced changes in regional hydroclimate. Ensuring a sustainable approach to urban water management requires a deeper understanding of the urban hydroclimate. This thesis addresses this need by investigating urban effects on precipitation, influences on natural surface properties, and the interactions between atmospheric and hydrological systems in shaping the urban hydroclimate. A multidisciplinary approach is adopted, integrating insights from both atmospheric and hydrological sciences and combining empirical analyses of observed data with modeling to provide complementary perspectives.
The study begins by examining urban effects on precipitation through a combination of literature review and machine learning to assess any consensus. Given the lack of agreement among studies using radar precipitation data, a consistent wind-based radar methodology is applied to a broad sample of cities over the USA and Europe. This approach aims to determine if urban areas have a consistent influence on precipitation patterns across regions, addressing the challenge of generalizing urban effects on precipitation. The modeling aspect includes a review of existing urban land surface models, focusing on their representation of surface hydrological processes and energy fluxes. This is followed by the development of a new urban surface scheme for the ORCHIDEE model, incorporating urban heterogeneities and representation of imperviousness.