Paramétrisation de la convection atmosphérique dans les modèles numériques de climat - Pratiques et enjeux épistémologiques

Historiquement, les modèles de circulation générale ont joué un rôle crucial pour avertir les décideurs et le grand public des changements climatiques à venir. Pourtant, depuis quelques années, des débats agitent la communauté scientifique sur le paradigme dominant sur lequel ont été développés de tels modèles: en particulier, les paramétrisations, censées représentées l'ensemble des processus pertinents pour le climat qui ne sont pas résolus à l'échelle de la grille des modèles, sont parfois remises en cause. L'objectif de notre travail de thèse est de mener une analyse épistémologique des paramétrisations, en nous centrant tout particulièrement sur les paramétrisations utilisées pour modéliser la convection atmosphérique. Ces dernières reposent parfois sur la distinction entre un environnement et certaines structures atmosphériques cohérentes que nous appellerons “objets”. Nous nous intéressons tout d'abord à l'utilisation de tels objets en sciences de l'atmosphère et à leur rôle dans notre compréhension de la convection. Nous étudions ensuite les paramétrisations en elles-mêmes, et expliquons dans quel contexte elles sont apparues, quelles furent leurs motivations historiques, et comment il est possible de justifier et d'interpréter aujourd'hui leur formalisme. Nous nous interrogeons également sur le statut et le rôle de l'ajustement des paramètres libres contenus dans les paramétrisations. Nous étendons enfin notre réflexion à la comparaison de plusieurs modèles de circulation générale dans le cadre du projet d'intercomparaison de modèles couplés CMIP. Le rôle historique et les effets structurels que CMIP a eu sur les recherches en sciences du climat sont analysés. Historically, general circulation models have played a crucial role in warning policy makers and the general public of future climate change. However, in recent years, there has been a growing debate in the scientific community about the dominant paradigm on which these models have been developed: in particular, parameterizations, which are supposed to represent climate-relevant processes that are not resolved at the scale of the model grid, are sometimes questioned. The objective of our thesis is to conduct an epistemological analysis of parameterizations, focusing on the parameterizations used to represent atmospheric convection. The latter are sometimes based on the distinction between an environment and certain coherent atmospheric structures that we will call ``objects". We first look a