TIPE orienté vers la météo

[shiney33]

Bonsoir,

je suis actuellement en prépas scientifique (MPSI) et pour les concours il y a une épreuve de TIPE.

Le thème de TIPE pour l'année 2017 est le suivant : Optimalité : choix, contraintes, hasard.

J'adore tous les sujets qui tournent autour de la météorologie et on nous conseille de prendre un sujet qui nous intéresse donc j'aimerais bien m'orienter vers ce domaine là.

Le petit soucis c'est que je ne sais pas du tout si un sujet sur la météo pourrait se rattacher au thème imposé.

A votre avis un sujet sur la météo peut-il être envisagé ?

Je vous remercie d'avance pour vos réponses /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20" />

Nicolas

[TreizeVents]

Il doit y avoir pas mal de choses qui pourraient permettre de rattacher ton sujet à une problématique météorologique, mais tout dépend de ce que tu veux faire et/ou de la manière dont tu dois présenter tes résultats.

Un exemple concret qui pourrait t'intéresser et qui rentreraient dans le cadre de ton sujet, c'est comment réaliser des fonds de carte de relevés de température. La problématique étant qu'on dispose de relevés en des points précis, la répartition des ces relevés étant tout sauf homogène (certaines régions ont beaucoup de stations, d'autres quasiment pas), donc comment réaliser une carte complète à partir de ces quelques points ?

On peut faire une simple interpolation linéaire, à la manière de météociel :

[align=center][/align]

[align=center] [/align]

Ou on peut essayer de faire une interpolation qui va tenir compte des reliefs, comme sur Infoclimat :

[align=center][/align]

Tu vois bien sur la carte Infoclimat que les zones de reliefs (notamment et Pyrénées et Alpes) ressortent nettement en plus froid. Pour réaliser une carte comme celle-ci, on va bien évidemment tenir compte de conditions atmosphériques normalisées (voire idéalisées), notamment sur la baisse de température en fonction de l'altitude (en moyenne, on perd 1° tous les 150 mètres). Dans le fond, une carte comme celle-ci sera régulièrement plus précise et plus juste que la première carte. Mais sera t-elle toujours plus juste, c'est autre chose. Tiens par exemple dans le Morvan, on voit apparaître un -4,6° à Brassy, et un -0,3° juste à côté aux Buteaux qui sont pourtant près de 250 mètres plus hauts en altitude.

Qui plus est, comment gérer le problème de la représentativité des relevés ? En effet, la température est une donnée qui peut s'avérer très fluctuante en fonction du relief ou de la qualité du sol, et ainsi afficher des variations très importantes en l'espace de quelques centaines de mètres. Le cas le plus classique, c'est les stations dites "trou à froid" situées dans des cuvettes où l'air froid va s'accumuler lors des nuits claires et sans vent : tu peux avoir une température bien négative au niveau de la station, du type un bon -3°, alors qu'il fait +3° à 800 mètres de là mais sur le sommet d'une petite colline. C'est trivial, mais n'empêche, quand cette station au fond du trou est le seul relevé dont tu disposes à 80 km à la ronde, quid de son impact sur la carte que tu vas réaliser ?

[Cirrus 27]

Bonjour,

Pour ma part je me suis également lancé dans la météo et plus particulièrement vers les modèles. Effectivement, cela me semble bien coller avec le thème : comment les modèles sont-ils optimisés, à quelles contraintes sont-ils soumis...

Le seul problème c'est que c'est vaste, très vaste !

[music85]

Bonjour,

Pour ma part je me suis également lancé dans la météo et plus particulièrement vers les modèles. Effectivement, cela me semble bien coller avec le thème : comment les modèles sont-ils optimisés, à quelles contraintes sont-ils soumis...

Le seul problème c'est que c'est vaste, très vaste !

Quelques idées qui me viennent comme ça, afin de correspondre aux 2 premiers mots-clés du thème (choix, contraintes) :

- Comment concilier contraintes de temps (pour l'opérationnel ; le modèle ne peut mettre 2 jours pour calculer la prévision dans 24 h...) et justesse de la représentation (= maille fine du modèle) ?

- Comment choisir alors les paramétrisations physiques en conséquence ?

J'avais également pensé à la prévision d'ensemble. Par exemple : comment perturber les conditions initiales (= choix) et sur quoi se base-t-on pour le faire ? Puis (mathématiquement) comment se fait-il qu'une toute petite perturbation des conditions initiales au départ peut engendrer des différences énormes à l'arrivée (il n'y a qu'à voir les différents scénarios que nous proposent les modèles ensemblistes !) ? Bon, je m'éloigne peut-être du thème du coup.

Sinon, l'idée de TreizeVents m'aurait beaucoup plu à l'époque comme sujet.

[Aigoual 62]

Bonjour,

En général les thèmes de TIPE sont vastes, donc pas trop de soucis à se faire. Vous avez de la "chance" de pouvoir effectuer un TIPE orienté sur la météorologie car personne dans la classe n'était intéressé (obligé de passer en groupe de 2 ou 3). J'ai essayé de faire un TIPE sur les bulles de savon pour étudier les turbulences et faire une analogie avec les cyclones mais ce ne fut malheureusement pas possible de le continuer en 2ème année.

Du coup je me suis rabattu avec mon camarade sur l'étude des pneus et des pertes d'énergies associées ainsi que l'adhérence sur tout types de surfaces (neige/glace/eau etc...).

Bon courage !

[adri34]

Moi je verrai bien les prévisions météo qui collent parfaitement à ton sujet.

Choix : le choix du meilleur scénario celui qui a le plus de chance de se produire

Contrainte : un manque important de données d'altitude, en mer, moins sur terre mais c'est assez désert par endroits

Hasard : finalement la prévision est souvent une histoire de hasard et de probabilité. Avec une série de données sur plusieurs jours le modèle te sort des scénarios probabilistes avec les équations mais aussi la climatologie. C'est sur ce principe sue repose en partie les prévisions saisonnières me semble-t-il

[shiney33]

Bonjour tout le monde, je vous remercie pour vos réponses /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20" />

Je vais essayer de me renseigner un petit peu sur les divers sujet que vous m'avez suggéré.

Avant de poster sur le forum je pensais m'orienter vers les relevés météos et plus particulièrement vers les différents capteurs permettant de faire les relevés. Est ce une bonne idée ?

Nicolas /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20" />

[adri34]

Pourquoi pas.

Choix et contraintes sont bonnes pour l'environnement de la station qu'il faut choisir au mieux mais qu'on ne peut pas tout le temps réaliser.

Et hasard je sais pas ?

[shiney33]

Bonsoir tout le monde,

j'ai finalement décider d'orienter mon TIPE vers " Peut-on optimiser le placement des stations météorologiques à l'échelle régionale". En travaillant sur la région Bretagne car il y'a plusieurs micro climat et que je suis breton ^^ 

J'ai pour l'instant repérer les différentes stations du type 0 au type 5, et d'après ce que j'ai compris les stations de types 0 sont les principales stations de météo france, je suppose que ce sont ces stations qui leurs donnent de précieuses informations pour leurs bulletins météo et pour analyser le climat d'une région ? 

J'ai également pu constater que sur les 12 stations de types 0 de la région (sans prendre en compte le 44), elles sont toutes situées sur le littoral hormis Quimper (pas très loin de la mer) et Rennes. Comment ça se fait qu'aucune station synoptique ne soit installé dans le centre de la région ? Et les altitudes de ces stations de type 0 sont comprises entre 9 et 135m alors que sur le centre de la région au niveau des Monts D'Arrée l'altitude est bien plus élevée.

D'après ce que j'ai pu trouver comme information jusqu'à la fin des années 80 la station de Rostrenen était une station de type 0 alors que maintenant elle est de type 2 (station Résome).

 

En effectuant des recherches, j'ai remarquer que les stations de type 0 était synoptiques, celles de type 1 sont des stations Radome ou Resome et sont automatique et celles de type 2 sont uniquement Resome. En faisant les recherches je ne trouves pas d'explications précises sur ces 3 "types" de station. 

Les stations de type 1 à 5 sont elles utiles ? Car je ne trouve aucune information et par mail Météo France me redirige toujours sa publithèque où la majeur partie des informations sont payantes.

 

Une dernière question reste également sans réponse, impossible de trouver les normes en vigueur pour les installations des parcs météo de Météo France, si jamais quelqu'un pouvait me renseigner la dessus se serait super /emoticons/smile@2x.png 2x" title=":)" width="20" /> Car je suppose qu'il doit y avoir des contraintes environnementales, qu'il faut un lieu bien spécifique, des capteurs placés d'une façon spéciale, et les lois de la physique doivent jouer aussi non ?

 

Merci d'avance pour vos réponses ça me permettra d'étoffer mon sujet /emoticons/smile@2x.png 2x" title=":)" width="20" />

Nicolas

[Ventdautan]

 

Une dernière question reste également sans réponse, impossible de trouver les normes en vigueur pour les installations des parcs météo de Météo France, si jamais quelqu'un pouvait me renseigner la dessus se serait super /emoticons/smile@2x.png 2x" title=":)" width="20" /> Car je suppose qu'il doit y avoir des contraintes environnementales, qu'il faut un lieu bien spécifique, des capteurs placés d'une façon spéciale, et les lois de la physique doivent jouer aussi non ?

 

Merci d'avance pour vos réponses ça me permettra d'étoffer mon sujet /emoticons/smile@2x.png 2x" title=":)" width="20" />

Nicolas

Salut, je pense que ces documents pourront t'aider :

Pour MF :

http://ccrom.meteo.fr/ccrom/IMG/pdf/NT035B_V_Nov_2014-3.pdf

http://ccrom.meteo.fr/ccrom/IMG/pdf/note_technique37.pdf

Et pour les passionnés :

http://www.infoclimat.fr/stations/DSO_ENR_OBS_Note39.pdf

[shiney33]

Merci beaucoup pour ses documents je vais les regarder attentivement /emoticons/smile@2x.png 2x" title=":)" width="20" /> Les classes mentionnées sur le documents ça correspond aux stations de types 0 à 5 ? 

 

[Ventdautan]

 

Merci beaucoup pour ses documents je vais les regarder attentivement /emoticons/smile@2x.png 2x" title=":)" width="20" /> Les classes mentionnées sur le documents ça correspond aux stations de types 0 à 5 ? 

 

 

Non, ce sont des choses différentes. Les classes de types 0 à 5 dont tu parles donnent juste le réseau auxquelles les stations appartiennent (SYNOP, RADOME, Bénévole, ...). Je ne connais pas le détail.

Après, dans la note technique 35, les classes 1 à 5 correspondent à la classification d'un site environnementale (1 pour l'idéal, 5 lorsque la station est au milieu d'arbres et de dalles de béton). Ces classes varient suivant le paramètres.

Ensuite, dans la note technique 37, les classes de A à E correspond à la classification de performances de mesures des instruments (A pour les meilleures instruments, E pour les pires instruments où il n'y a aucun contrôle dessus pour faire simple)

Ce sont donc 3 classes distinctes (le réseau d'appartenance, la classification d'un site et la classification de performances des instruments de mesures).

[adri34]

 

Merci beaucoup pour ses documents je vais les regarder attentivement /emoticons/smile@2x.png 2x" title=":)" width="20" /> Les classes mentionnées sur le documents ça correspond aux stations de types 0 à 5 ? 

 

En effet ce n'est pas pareil. Le premier donne juste l'info sur le type de station le second est le plus important il donne les conditions de mesure et donc sa représentativité. Représentativité veut dire, si je déplace ma station de 100, 200, 500 m est-ce que ça change ? La classe 1 correspond à un terrain très dégagé donc les mesures seront très homogènes dans l'espace le temps et ne seront pas dépendantes d'un bosquet d'arbres trop proche ou d'un sol bétonné proche où autre chose.

Pour les températures par exemple on mesure la température du vent à 1m50/2m qui n'a pas subit l'influence comme je le disais d'un bosquet d'arbre d'une source de chaleur comme un parking un immeuble une maison. Plus le terrain est dégagé plus le vent est fort (et donc moins le sol à d'influence sur sa température) et donc on mesure la température de l'air qui vient de loin. Si je place des arbres proches je modifie la vitesse du vent s température influencée par les obstacles (légèrement) mais surtout cet air confiné s'échauffe au contact du sol et donc crée une augmentation anormale de la température qui est différente de celle du vent qui arrive de loin. C'est un micro climat. Pareil pour un parking une pente trop forte ... le vent mesuré à 10m suit les mêmes règles. C'est le vent mesuré selon un standard (rugosité 0.03m soit environ 30 fois la hauteur des obstacles et végétation basse sur sol plat). Tout cela pour avoir une représentativité plus importante (but des stations synoptiques).

 

Voilà ce qui pourrait t'aider, ces notions étant bien souvent confuses

[ludo47]

 

Bonjour,

Pour ma part je me suis également lancé dans la météo et plus particulièrement vers les modèles. Effectivement, cela me semble bien coller avec le thème : comment les modèles sont-ils optimisés, à quelles contraintes sont-ils soumis...

Le seul problème c'est que c'est vaste, très vaste !

Si tu as besoin, j'ai pas mal d'info sur le fonctionnement des modèles numériques. J'ai fait un diapo dessus pour un exposé pour mes études également. Si ça t'intéresse je peux te l'envoyer./emoticons/wink@2x.png 2x" title=";)" width="20" />

[adri34]

Si tu veux connaître la classification de chaque station de bretagne tu vas ici, tu trouvera toutes les stations synoptiques, radome et parfois plus :

https://donneespubliques.meteofrance.fr/?fond=contenu&id_contenu=37

 

Tu peux réaliser une étude statistique de la classification (en température, vent, pluie) attention récemment ça a un peu changé et ce n'est pas forcément appliqué sur toutes les stations (ombres portées en température et dégagement en pluviométrie ainsi que vent expliqué en note 35B).

 

Je l'ai fait ici pour les synoptiques françaises :

J'ai réalisé cette étude que sur les températures en prenant tous les paramètres premièrement et ensuite que les sources de chaleur. Tu peux ensuite déterminer la cause principale des erreurs de mesure et apporter une solution pour les réduire. Ici par exemple en languedoc Roussillon la principale cause d'erreur est la présence de sources de chaleur (classant 4 trois des huit synoptiques, 3 deux et 5 une !).

 

[shiney33]

Merci pour ses infos ventdautan et adri34 ça m'aide beaucoup /emoticons/smile@2x.png 2x" title=":)" width="20" /> 

Connaissez vous la différence entre les stations synoptiques et les stations radome ? 

Grâce à quel information peut on avoir accès au classe des stations d'une région et déterminer les causes des erreurs de mesures ?

[adri34]

Je t'ai donné le lien pour accéder aux fiches de poste. Tape le numéro de département et tu aura la liste de toutes les stations. 

 

Les synoptiques sont les stations d'aéroport tandis que les radome (réseau automatique d'observation météorologique étendue de mémoire ^^) sont des stations auto avec un matos différent des synoptiques (mais toujours le même dans radome) mais placé en nature si on peut dire. Elles sont souvent moins dégagées mais plus loin des villes et sources de chaleur, normalement ... c'est le réseau secondaire dont les données ne sont pas publiques. 

 

Les synoptiques servent avant tout pour l'aviation c'est pour cela qu'elles sont dans les aéroports. Les autres sont pour gérer les catastrophes naturelles locales et fournir au modèle plus de données, elles complètent les synoptiques.

Un autre réseau géré par edf existe mais la c'est surtout pour la pluie et température et pour eux ce sont des données privées.  

 

Les causes des classements sont données dans les fiches de poste. Soit c'est source de chaleur soit ombres soit pente pour température. Obstacle ou pente pour pluie et vent.

 

Voila si tu as d'autres questions pas de soucis ;-)

[shiney33]

Bonsoir, je reviens vers vous concernant les TIPE. 

 

Je suis maintenant en PSI (physique/sciences de l'ingénieur), et mes professeurs de cette année mon encouragé à changer de sujet car pas forcément viable pour un TIPE malgré que lors de ma présentation l'année dernière ce sujet avait obtenu une note plutôt encourageante (14).

Après avoir discuté avec le prof de physique et celui de SI, le sujet doit être essentiellement constitué de physique et de SI.

Par conséquent je me retrouve sans idée pour élaborer un nouveau TIPE. D'après le prof de physique, je ne peux pas trouver un sujet sur le thème de la météo tout en utilisant de la physique et de la SI et en réalisant une expérience. 

Et effectivement je crains qu'il est raison car après plusieurs recherche je n'arrive pas à rattacher un sujet en rapport avec la météo avec "Optimisation : choix, hasard, contraintes".

La seule idée qui germait dans mon esprit était le ballon sonde, mais là encore niveau physique et SI ce n'est pas terrible. 

Auriez vous des pistes pour m'aider dans mes recherches ? Je commence à espérer un peu et avoir peur de ne rien trouver du tout. Pourtant la météo est un domaine tellement vaste, il devrait bien y avoir des objets ou des phénomènes intéressants ou l'on peut faire des expériences et bien développé le sujet.

Cordialement, 

Shiney33

[adri34]

Salut

 

Tout dépend du niveau que tu compte mettre dans chacune des matières.  En effet la météo ya peu de machines complexes automatisées ... par contre niveau physique on peut largement trouver.

 

Le thème que j'avais proposé sur les stations météo pourrait correspondre en alliant science et technique. Tu as toute une chaîne dans l'acquisition des données (données physiques puisque'on mesure une température de l'air une humidité relative un vent des précipitations. C'est de la physique on peut très bien faire un long paragraphe dessus.

Tu as les choix de matériel d'emplacement qui sont aussi des contraintes. Optimiser le relevé réduire les coûts l'entretien (automatisation des relevés). Au niveau hasard tu as le hasard des phénomènes météo. 

Tu peux t'orienter vers les modèles qui répondent à tes 3 domaines. Choix du scénario des données collectées,  contraintes des données disponibles et équations disponibles (en effet un des points faibles des modèles sont le manque de données que ce soit au sol en altitude en mer et leur qualité pas toujours optimale influençant la prédiction du modèle. Et bien sur le hasard total des phénomènes, les équations utilisées étant des lois probabilistes statistiques. Donc tu as de le physique en pagaille de la si avec le système d'acquisition de données (on traite bien de systèmes en si) et leur traitement via le modèle de prévision. 

 

Donc peut être que tes professeurs attendent un truc très scolaire qui utilise pleinement tout ce que tu apprends plutôt qu'un sujet plus qualitatif je dirais.