Ce qu'est CLARA
À partir d'un modèle 3D de la ville, CLARA injecte en continu les données d'observation de la Terre, des capteurs
au sol et des services de prévision météo dans son simulateur de physique urbaine fondé sur la mécanique des fluides numérique (CFD),
accéléré par apprentissage automatique, pour livrer des jumeaux numériques rapides et précis de l'environnement urbain :
vent, qualité de l'air, température et bruit.
Imaginez la ville entière placée dans une soufflerie numérique. Le moteur de CLARA, le logiciel de simulation qui
résout la physique de l'air, prend les bâtiments, les rues et le relief réels et calcule comment l'air s'y déplace : sa vitesse, sa direction et sa turbulence, ainsi que la chaleur
et les polluants qu'il transporte, dans chaque rue et à chaque coin, heure après heure. Là où un service fondé sur des
capteurs ne peut que deviner ce qui se passe entre ses stations, CLARA le calcule.
Les villes ont besoin de ce niveau de détail parce que les conditions changent d'une rue à l'autre. Un angle
de bâtiment transforme une brise en rafales dangereuses, une rue canyon retient la pollution du trafic quand
l'avenue voisine reste saine, et une place pavée peut afficher plusieurs degrés de plus qu'une cour ombragée
au coin de la rue. Des données moyennées sur tout un quartier passent à côté de tout cela, et donc des
réponses dont habitants et administrations ont réellement besoin : quel itinéraire, quelle place, quel bâtiment.
Les outils classiques s'arrêtent bien avant la rue. Les modèles régionaux de qualité de l'air travaillent à
des résolutions de cent mètres à plusieurs kilomètres1,
les modèles météo derrière les prévisions grand public de vent et de température à 1 kilomètre ou
plus2, les observations
satellite à une résolution de cent mètres à plusieurs
kilomètres3, et les
cartes de bruit officielles sont des documents figés, redessinés à quelques années
d'intervalle4.
CLARA résout la ville à 1 mètre, rue par rue, bâtiment par
bâtiment, sur toutes ses couches.
La précision est l'autre différence. La plupart des services alternatifs étalent les mesures des capteurs
sur la carte avec des modèles statistiques simplifiés, ou s'appuient sur les seules données. CLARA fait
l'inverse : son moteur résout les lois fondamentales de la physique (mouvement du vent, dispersion des polluants,
transferts de chaleur) sur des centaines de millions de cellules de calcul, et utilise les données des
capteurs et des satellites pour estimer ce que la physique seule ne peut pas savoir. Cette base physique
rend CLARA précise là où aucun capteur n'existe, et prédictive dans des conditions jamais mesurées, y
compris des scénarios qui ne se sont pas encore produits.
1. Par exemple, l'ensemble européen de qualité de l'air Copernicus CAMS tourne à environ 10 km
(atmosphere.copernicus.eu),
et les services nationaux par interpolation comme RIO en Belgique à 4 km
(Janssen et al. 2008, Atmospheric Environment).
2. Par exemple, le modèle global ECMWF IFS-HRES tourne à environ 9 km
(ecmwf.int),
et les modèles nationaux à haute résolution comme AROME à 1,3 km
(Météo-France).
3. Par exemple, Sentinel-5P TROPOMI résout le NO2 à 5,5 x 3,5 km
(Veefkind et al. 2012, Remote Sensing of Environment),
et l'imagerie thermique Landsat résout la température de surface à environ 100 m
(NASA Landsat).
4. Les cartes stratégiques de bruit prévues par la directive européenne 2002/49/CE sont révisées tous les cinq ans
(directive sur le bruit dans l'environnement).
