Comme de nombreux pays, la Suisse est de plus en plus exposée aux précipitations extrêmes en lien avec le changement climatique. Selon l’Office fédéral de météorologie et de climatologie (MétéoSuisse)1, les épisodes de fortes précipitations sont de plus en plus fréquents et devraient s’intensifier encore avec le réchauffement climatique. Combinés au relief escarpé des Alpes, ces changements risquent d’aggraver la fréquence des glissements de terrain et des inondations.
Pourtant, les modèles climatiques peinent encore à rendre compte de manière fiable des épisodes de précipitations extrêmes. La plupart des modèles globaux et régionaux ont une résolution grossière d’environ 100 et 15 kilomètres, respectivement. Cela limite leur capacité à saisir les phénomènes extrêmes localisés, en particulier dans des terrains complexes tels que les Alpes.
Face à la multiplication des événements extrêmes, il est nécessaire de disposer de projections précises à l’échelle locale, avec des résolutions de l’ordre de quelques kilomètres. Typiquement, les communes et les villes veulent identifier avec précision les personnes et les actifs exposés à des inondations ou glissements de terrain dans le futur. Des projections améliorées sont essentielles pour permettre aux autorités locales, aux assureurs et aux entreprises de gérer et de couvrir les risques, de planifier et d’adapter les infrastructures, d’investir dans des dispositifs de protection contre les inondations ou de mettre en place des plans de préparation.
L’approche de la super-résolution
La super-résolution de projections climatiques constitue une réponse. Il s’agit d’un domaine scientifique en pleine évolution qui vise à transformer les sorties des modèles météorologiques et climatiques globaux à basse résolution en prévisions localisées à haute résolution.
Le Centre d’expertise sur les extrêmes climatiques (ECCE) de l’Université de Lausanne, qui rassemble des spécialistes de HEC Lausanne et de la Faculté des géosciences et de l’environnement (FGSE), mène des recherches interdisciplinaires dans ce domaine. « Nous avons développé une nouvelle approche de la super-résolution des variables climatiques, visant à déduire la distribution statistique locale des événements extrêmes », explique Erwan Koch, directeur de l’ECCE.
En appliquant leur cadre de super-résolution aux précipitations extrêmes en Suisse, Erwan Koch et son équipe combinent l’apprentissage automatique et la théorie des valeurs extrêmes, plus précisément la distribution généralisée des valeurs extrêmes.2 Ils évaluent la capacité des modèles calibrés sur le climat actuel à généraliser à des conditions climatiques futures en exploitant les données actuelles parallèlement aux simulations climatiques futures.
À cette fin, ils introduisent le concept de « écart de robustesse », défini comme la différence de performance dans les conditions climatiques futures entre les modèles entraînés sur des données actuelles et ceux entraînés directement sur des données climatiques futures. Cet indicateur rend compte de la fiabilité d’un modèle lorsqu’il est appliqué dans des conditions climatiques futures. L’objectif global est de réduire ce fossé et d’améliorer le modèle au fil du temps.
« Nous avons appliqué notre méthodologie aux précipitations extrêmes en Suisse. Nous utilisons des modèles statistiques faciles à interpréter, ce qui nous permet d’identifier et d’analyser les facteurs à l’origine de l’écart de robustesse : comment cet écart peut-il être expliqué ? » s’interroge E. Koch.
Ces travaux de recherche menés par l’ECCE font progresser ce domaine en proposant une nouvelle méthodologie interprétable, permettant des projections plus précises à une résolution spatiale bien plus fine. « Notre modèle et notre méthodologie sont très pertinents dans la pratique, car ils fournissent aux décideurs et décideuses des informations locales détaillées sur les événements extrêmes futurs, ainsi qu’une compréhension claire des incertitudes et de la fiabilité. Ils sont également faciles à mettre en œuvre, car nettement moins gourmands en ressources informatiques que de nombreuses approches basées sur l’IA», explique Erwan Koch.
Il conclut : « Ces informations locales sont essentielles pour évaluer avec précision les risques et orienter les stratégies d’adaptation au changement climatique. »
Référence :
1. Des précipitations abondantes plus fréquentes et plus intenses, Office fédéral de météorologie et de climatologie, MétéoSuisse, 2025
2. Étude de la robustesse de la super-résolution des précipitations extrêmes dans différents climats, Largeau L., Beucler T., Leutwyler D., Mariethoz G., Chavez-Demoulin V., Koch E., Weather and Climate Extremes, volume 52, juin 2026
