Le scénario se répète. Un épisode climatique sort de l’ordinaire, les conséquences s’accumulent et les prévisions deviennent insuffisantes. L’épisode neigeux qui s’est abattu sur une partie de la France du 5 au 7 janvier a été qualifié de «sous-évalué» par le ministre des transports, après plusieurs accidents et cinq décès. Pourtant, les prévisions avaient été établies bien en amont et des dispositifs de vigilance avaient été activés dès le week-end précédent, de quoi laisser le temps aux autorités de se préparer.

La solution ultime pour réduire les dommages et mieux se préparer pourrait-elle reposer sur les modèles de prévisions météorologiques et climatiques de haute précision que sont les «jumeaux numériques de la Terre» ? C’est ce que veut croire l’Union européenne avec son projet Destination Earth, aussi connu sous le petit nom de «DestinE».

Simuler l’avenir de la Terre

Il s’agit d’une réplique numérique du globe, officiellement lancée en 2022 et financée à hauteur de 315 millions d’euros jusqu’en 2026 (avant le lancement d’une nouvelle phase). Elle repose sur «une quantité de données sans précédent […], de l’intelligence artificielle, du cloud computing [qui permet d’accéder à des services informatiques via internet sans devoir gérer une infrastructure physique, NDLR] et des réseaux de connectivité à haut débit», précise le site de DestinE.

Le modèle est nourri par des informations réelles fournies via des satellites et des capteurs. L’objectif est de «surveiller les effets des activités naturelles et humaines sur notre planète, de permettre aux utilisateurs d’anticiper les événements extrêmes et de tester et adapter les politiques relatives aux défis climatiques», peut-on encore lire dans la présentation du projet, devenu un élément socle de la stratégie de neutralité carbone européenne à horizon 2050.

Dévoilés en 2024, deux modèles de la Terre permettent déjà d’anticiper l’évolution du climat et la survenue d’événements extrêmes. L’ambition est de franchir le cap d’un jumeau numérique global d’ici 2030, en mesure d’éclairer décideur·ses et scientifiques dans la gestion du territoire et l’adaptation au changement climatique. Le projet est porté par la Commission européenne et ses partenaires scientifiques, parmi lesquels l’Agence spatiale européenne (ESA) et le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF).

«À court terme, les jumeaux numériques servent de véritable bouton d’alerte, capables d’anticiper un risque imminent, comme une inondation dans les heures ou les jours à venir, et de déclencher des évacuations. À long terme, ils permettent de se projeter jusqu’à l’horizon 2100 en simulant différents scénarios climatiques, par exemple un scénario de montée du niveau de la mer ou de pluies plus intenses», explique Raquel Rodriguez Suquet, ingénieure au Centre national d’études spatiales (CNES), derrière des jumeaux numériques de zones côtières en France.

L’Hexagone lui-même connaît d’ailleurs une multiplication de ces initiatives, portées par des organismes de recherches nationaux ou des départements. L’Institut géographique national (IGN), l’Institut national de recherche en informatique et en automatique (Inria) et le Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (Cerema) tentent de les regrouper à travers un projet de jumeau numérique de la France.

«Cette infrastructure n’a de valeur que si elle sert à préparer les villes à un climat qui se dérègle. Cela signifie aménager autrement, revoir les règles de construction et limiter les dégâts sociaux et économiques des catastrophes naturelles. Qu’il s’agisse de la montée des eaux ou de sols qui se fissurent sous l’effet du réchauffement, cette infrastructure doit transformer l’anticipation climatique en décisions d’aménagement concrètes», pointe Rudy Cambier, chef du département innovation à l’IGN.

La face cachée du supercalcul

«L’Europe a été vraiment innovatrice dans le domaine des jumeaux numériques terrestres», salue Jacqueline Lemoigne, ex-responsable du programme de technologies des systèmes d’information avancés au sein de la NASA. Si l’agence spatiale étasunienne développe bien des jumeaux numériques de la Terre, ils ne sont que thématiques (feux de forêt, érosion des côtes…), sans équivalent au projet global porté par l’Union européenne. Celle qui enseigne aujourd’hui à l’université de Miami (Floride) insiste sur le dynamisme de ces modèles et leur côté interactif, tourné vers les utilisateur·ices.

«Le volet de la NASA consacré aux feux de forêt permet de simuler différents scénarios d’incendie en fonction du vent, de l’étendue des forêts et des conditions locales. Pompiers et décideurs peuvent ensuite s’appuyer sur ces simulations pour identifier les zones où l’intervention est la plus efficace, grâce à des outils conçus en fonction de leurs besoins réels», s’enthousiasme l’experte en jumeaux numériques.

Les enjeux de visualisation et d’accessibilité sont au cœur d’un autre programme imaginé par Nvidia, le leader mondial des microprocesseurs destinés à l’intelligence artificielle (IA). Lancé au même moment que DestinE, Earth-2 «combine la puissance de l’IA, l’accélération de cartes graphiques, des simulations physiques et de l’infographie» pour atteindre «une précision et une vitesse sans précédent» en matière de prévisions environnementales, détaille le site du fabricant de puces, depuis lequel il est possible de tester des outils pour se projeter dans les données.

Cette plateforme permet de voyager dans le temps, ressuscitant la couverture nuageuse mondiale du 7 décembre 1972, tout en simulant les tempêtes à venir avec une vélocité foudroyante. Un tour de force qui consommerait 3 000 fois moins d’énergie que nos modèles actuels, assure la multinationale. Pourtant, cette prouesse garde ses zones d’ombre : le fabricant reste silencieux sur l’armée de processeurs et l’infrastructure titanesque nécessaire pour faire tourner cet oracle numérique.

Un projet concurrent permet d’en avoir une vision plus claire. Les chercheurs de l’institut Max Planck ont mobilisé deux supercalculateurs en Allemagne et en Suisse et 20 000 processeurs pour simuler cinq mois de climat en seulement vingt-quatre heures, selon une étude publiée en novembre 2025.

«Si l’on prend vraiment au sérieux le changement climatique, alors le coût de ces outils devient un faux débat. Leur coût est réel, mais insignifiant comparé à ce qu’ils permettent de comprendre», estime Daniel Klocke, qui a dirigé les recherches pour l’organisme allemand. «À l’échelle du numérique mondial, qui se compte en milliers de térawattheures, faire tourner 20 000 processeurs revient à une goutte d’eau, puisque cela équivaut à une consommation de quelques dizaines de mégawattheures», souligne Hugues Ferreboeuf, chef de projet numérique au sein du Shift Project, think tank qui lutte pour la décarbonation.

Selon lui, le vrai problème n’est pas la machine, mais ce que l’on en fait. «Ces outils peuvent éclairer, mais ils ne changeront pas nos habitudes à notre place. Et, à force de tout modéliser, on pourrait même se convaincre que la situation est sous contrôle», conclut le polytechnicien. À défaut de changer le monde réel, sans actions concrètes, nous saurons au moins parfaitement simuler sa dégradation.