Comment les météorologues calculent la météo

Si vous voulez savoir quand la prochaine tempête balayera la mer du Nord, quand une vague de chaleur frappera l’Espagne ou quand la poussière du Sahara atteindra les Alpes, il vous suffit de consulter une application. Derrière ces prévisions se cache une infrastructure composée de stations de mesure, de satellites et de superordinateurs. Le siège du service météorologique allemand (DWD) à Offenbach, près de Francfort-sur-le-Main, fait partie de ce réseau.

Comment les données météo déterminent le quotidien

Le DWD est l’autorité météorologique nationale allemande, avec plus de 2100 salariés. Il coordonne les stations de mesure, les données radars et satellites ainsi que les réseaux de données internationaux. Dans le centre des prévisions, les météorologues déterminent les modèles. De nouveaux pronostics voient le jour toutes les trois heures, voire plus souvent en cas d’orages.

Le DWD traite les données à l’aide de supercalculateurs qui effectuent des milliards d’opérations par seconde afin de simuler les processus physiques dans l’atmosphère. « Ces modèles météorologiques pourraient en théorie fonctionner sur un ordinateur normal », explique Henning Weber, chef du département Technologies de l’information et exploitation au DWD. « Mais dans ce cas, les prévisions pour demain seraient peut-être seulement prêtes dans deux semaines. »

Les météorologues vérifient les modèles et décident quand des alertes tempête, pluie forte ou canicule sont nécessaires. Le DWD utilise les pronostics pour les médias, les entreprises du secteur de l’énergie, la protection contre les catastrophes et l’aviation. Pour les pilotes, c’est une question de sécurité. Sans point météo, aucun avion ne peut décoller.

Utiliser les évolutions mondiales pour déterminer la météo régionale

Le DWD fait partie d’une infrastructure mondiale. « Si nous n’avions que les données de mesure allemandes, nous n’irions pas loin », affirme Weber. Pour établir des prévisions sur 24 heures, le DWD a besoin de données provenant de toute l’Europe, et pour des prévisions sur plusieurs jours, de données de mesure provenant de tout l’hémisphère nord et sud.

« Ce n’est que lorsque je connais précisément l’état de l’atmosphère à l’échelle mondiale que je peux calculer l’évolution du temps », explique Weber. « Pour simuler l’atmosphère, le globe terrestre est divisé en minuscules triangles. Pour chaque élément, on détermine l’humidité, la température et la pression atmosphérique. » Les différences de pression entraînent du vent. Quand de l’humidité est transportée, les nuages et précipitations se forment.

Des normes internationales pour les données météorologiques

Afin que les données météorologiques puissent être utilisées à l’échelle internationale, l’Organisation météorologique mondiale, basée à Genève, coordonne les échanges entre 193 États et établit des normes communes.

Ces données sont collectées à partir de nombreuses sources : stations de mesure, satellites météorologiques, ballons-sondes, radars et bouées. En Allemagne, le DWD gère 18 stations radars météorologiques. Chaque station enregistre les précipitations dans un rayon de 150 kilomètres. Plus de 180 stations météorologiques viennent compléter le réseau. Elles mesurent la température, le vent, la pression atmosphérique, l’humidité de l’air et les précipitations.

Afin d’obtenir des coupes transversales de l’atmosphère, le DWD collabore également avec la compagnie aérienne allemande Lufthansa. « La flotte passagers de la Lufthansa est équipée d’instruments de mesure. À chaque fois qu’un avion décolle ou atterri, nous obtenons une coupe à travers l’atmosphère », explique Weber. Un épisode survenu pendant la pandémie montre à quel point ce système peut souffrir de la moindre lacune : Comme la flotte utilisée pour les vols passagers a moins volé, « les prévisions se sont légèrement détériorées », explique Weber en souriant.

Emprunter de nouvelles voies avec l’intelligence artificielle

Afin d’accélérer encore davantage les prévisions à l’avenir, le DWD travaille depuis mars 2026 avec l’intelligence artificielle AICON. Développé en collaboration avec des partenaires européens, ce système utilise de grandes quantités de données météorologiques historiques pour détecter des modèles dans l’atmosphère. 

Les modèles météorologiques classiques fonctionnent à l’aide d’équations physiques : des supercalculateurs calculent étape par étape comment la température, la pression atmosphérique, l’humidité et le vent varient dans des millions de cellules de l’atmosphère. AICON emprunte une autre voie : « pour entraîner le modèle d’IA, nous avons utilisé 15 ans de données météorologiques historiques », explique Weber. Grâce à ces données, AICON a appris quels modèles entraînent généralement certaines évolutions météorologiques. Au lieu de simuler chaque processus physique individuellement, l’intelligence artificielle identifie les corrélations statistiques et peut en déduire comment l’atmosphère est susceptible d’évoluer. Cela permet de calculer les prévisions beaucoup plus rapidement, tandis que les modèles classiques continuent de servir de référence physique. 

Malgré toutes les progrès, l’humain reste au centre des prévisions. L’IA fournit des pronostics rapides, mais les météorologues vérifient les résultats, comparent différents modèles et interprètent les conditions météorologiques critiques. « Dans les situations critiques, l’analyse humaine reste décisive », souligne Weber.

Une nouvelle phase démarre pour la météorologie avec les systèmes d’IA comme AICON. À l’avenir, les modèles physiques classiques et les algorithmes qui apprennent travailleront en parallèle. Leur objectif est le même depuis des décennies : prévoir la météo avec plus de précision, plus rapidement et de manière plus fiable, afin que les gens puissent se préparer à temps à ce que le ciel leur réserve.