1La modélisation numérique du climat est née au lendemain de la Seconde Guerre mondiale, comme les premiers ordinateurs et la prévision numérique du temps. C’est à Princeton, au sein du Numerical Meteorology Project fondé en 1946 à l’instigation de Von Neumann, que des scientifiques chargés de mettre au point les premiers modèles de prévisions du temps sur le territoire des États-Unis développent des modèles globaux de circulation de l’atmosphère. Ils s’appuient sur des avancées théoriques en physique atmosphérique réalisées dans les années 1930 et 1940 pour formuler des algorithmes solubles par les calculateurs d’alors et qui simplifient les équations décrivant la dynamique des masses d’air. La première prévision du temps par ordinateur est réalisée en 1953 sous la direction de J. G. Charney tandis que N. A. Phillips effectue la première simulation de circulation globale de l’atmosphère en 1955.

Les recherches en France

2En France, le premier modèle de climat est construit au Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD*), créé en 1968 pour étudier la circulation atmosphérique. S’ensuit, dans les années 1970, une phase de développement du modèle et d’essor pour les activités spatiales du LMD, avec le lancement du satellite Eole du CNES et la préparation du satellite Météosat. 1979 constitue une année charnière pour la recherche climatique. La première conférence mondiale sur le climat, à Genève, annonce un probable changement climatique et appelle à l’étudier, le prévoir et le prévenir. La même année est créé le Programme mondial de recherche sur le climat, tandis que les expériences du programme GARP* (Global Atmospheric Research Program) entrent dans leur phase de terrain, avec la mise sur orbite de plusieurs satellites d’observation et de mesures. En France, l’INSU* lance alors un programme national d’étude du climat, tandis que les données de Météosat suscitent une intense activité de traitement et d’interprétation, et que le modèle du LMD devient utilisable pour des applications climatiques.

3Dans les années 1980, des premières simulations sont effectuées avec le modèle du LMD (étude de la désertification et du dernier maximum glaciaire). L’équipe de modélisation continue d’améliorer les paramétrisations et travaille sur des modèles « simples » qui permettent de simuler les cycles glaciaires. Après avoir souffert d’une faiblesse chronique en capacité de calculs durant les années 1970, le LMD a désormais accès aux superordinateurs dévolus à la recherche. À partir de 1980, un second modèle du climat est développé par le Centre de Recherche de la Météorologie nationale (CNRM*). Mais la modélisation climatique y est d’abord une retombée de la prévision opérationnelle. Plutôt axée sur la perspective de prévisions mensuelles ou saisonnières, elle ne constitue pas une priorité pour l’organisme.

4À l’orée des années 1990, la science du climat en France apparaît divisée, cloisonnée, et ses moyens dispersés. Elle ne dispose pas de modèle couplé océan - atmosphère, nécessaire aux projections climatiques à long terme. La nouvelle décennie voit la création, sous l’impulsion de Gérard Mégie, de l’Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL*) regroupant six laboratoires de la région parisienne consacrés chacun à une composante du climat. En 1997, le modèle d’océan du LODYC est couplé au modèle d’atmosphère du LMD (le même modèle océanique est couplé en parallèle avec le modèle du CNRM). Durant la décennie 1990, les deux modèles sont largement renouvelés (partie dynamique et paramétrisations) et intègrent un nombre croissant d’éléments, de milieux et de cycles (océan, puis chimie, glace, végétation, cycle du carbone…). Cette évolution vers des modèles de « Système Terre », tirée par la dynamique propre de la modélisation mais aussi par les progrès des superordinateurs et la demande sociale et politique, transforme le travail des modélisateurs. Alors que chaque laboratoire de l’IPSL était centré sur des thématiques scientifiques liées à un seul milieu, les chercheurs doivent à présent s’engager dans un projet collectif transversal.

5Avant les années 2000, la participation française aux recherches sur le changement climatique est assez modeste. Des simulations et recherches sur l’effet de serre et la rétroaction nuageuse sont effectuées depuis 1988 au LMD, mais on compte peu de scientifiques français au sein du GIEC* et peu de simulations issues des modèles français dans ses rapports. Il faut attendre la disponibilité de modèles couplés adaptés – et aussi la levée de certaines réticences de la part des climatologues concernant l’intérêt des simulations au regard des efforts demandés – pour que, vers 2003, la communauté française – IPSL et CNRM – s’engage plus massivement dans la réalisation de simulations de climats futurs pour le 4^e rapport du GIEC (2007). Aujourd’hui, bien que la recherche française sur le climat soit portée par de nombreux laboratoires, la modélisation globale reste l’apanage de deux institutions : l’IPSL et Météo France.

6On mentionnera pour finir deux caractéristiques essentielles du domaine. En France, les tutelles sont restées très en retrait dans les décisions concernant la participation à la recherche sur le changement climatique et à l’expertise du GIEC, comme dans les différentes reconfigurations des institutions de modélisation. Les initiatives importantes ont été le fait de la communauté scientifique elle-même, et de quelques responsables de laboratoires, comme G. Mégie. Il faut enfin insister sur le rôle déterminant des institutions scientifiques internationales et des grands programmes mondiaux (Programme mondial de recherche sur le climat, Programme international géosphère – biosphère*, etc.) qui organisent et structurent la recherche sur le climat à l’échelle globale.