Viabilité, analyse de sensibilité et mesures d'impact pour des systèmes dynamiques contraints : application à un modèle de changement climatique

par Telma Bernardo

Thèse de doctorat en Sciences. Mathématiques

Sous la direction de Patrick Saint-Pierre.

Soutenue en 2008

à l'Université Paris-Dauphine .


  • Résumé

    L’Approche TolerableWindows (TWA) est un cadre analytique développé pour étudier les modèles de changements climatiques et pour faciliter le choix des contraintes climatiques. Ce travail contribue à cette approche en introduisant de nouveaux outils de mesure développés dans le cadre de la Théorie de la Viabilité. Pour chaque ensemble de contraintes climatiques K donné, on détermine l’ensemble de toutes les situations climatiques initiales viables x. On entend par situations climatiques initiales viables x celles pour lesquelles il existe au moins une politique d’émission de carbone possible qui empêche l’évolution climatique future - d’état initial x - de transgresser K. L’ensemble des situations climatiques initiales viables x est appelé noyau de viabilité de K. Le concept de noyau de viabilité de K est la pierre angulaire de la méthodologie présentée dans cette étude. La connaissance du noyau de viabilité permet précisément de déduire des mécanismes de régulation qui fournissent, à chaque instant et pour chaque état d’évolution climatique, l’ensemble des politiques d’émissions viables de dioxyde de carbone. Ayant pour objectif de définir des indicateurs appropriés dans un contexte du changement climatique, nous cherchons à mesurer les conséquences de la situation climatique actuelle et à valider le choix des seuils définissant les contraintes climatiques. Les conséquences climatiques peuvent être mesurées en termes de température moyenne globale maximale ou de concentration anthropogène maximale de CO2, ou bien encore en fonction de leurs variations maximales respectives. L’évaluation numérique de ces indicateurs est obtenue grâce à des résultats caractérisant leurs propres étés mathématiques dans le cadre de la Théorie de la Viabilité. Pour cela il a été nécessaire d’étendre l’algorithme de viabilité au cas où le contrôle dépend de l’état; Nous essayons d’abord de répondre à la question suivante : Etant donné un ensemble de contraintes climatiques K et une situation climatique initiale x, existe-t-il une politique d’émission de carbone viable qui garantisse le respect des contraintes climatiques K dans le futur ? Pour un ensemble de contraintes climatiques donné, il peut ne pas exister de politique d’émission de carbone viable. Nous cherchons alors une famille de contraintes climatiques possibles Kl pour lesquelles une politique d’émission de carbone viable existe. Nous l’obtenons à partir d’une paramétrisation des contraintes climatiques K et d’une fonction d’évaluation appropriée. Ce travail n’a pas pour objet de définir une quelconque méthode de prévision de l’évolution climatique. Il vise uniquement à construire, à l’aide des ressources offertes par la Théorie de la Viabilité et par l’analyse numérique multivoque, des outils mathématiques appropriés à l’aide de la décision et d’en évaluer la pertinence en les appliquant aux modèles proposés par les spécialistes de l’étude des impacts climatiques. En particulier ces outils mathématiques visent à éclairer tout décideur ayant à justifier un choix approprié et réalisable des contraintes climatiques futures.

  • Titre traduit

    Viability, sensibility analysis and impact measures for constrained dynamical systems : application to a climate change model


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    The Tolerable Windows Approach (TWA) is an analytical framework developed for studying climate change models and to facilitate the choice of climate guardrails (constraints). We intend to give our contribution to this approach by developing new measurement tools in the Viability Theory framework. For a given climate guardrail set K, we determine the set of all initial climate situations x viable in K. Viable climate situations x in K are those for which there exists at least one carbon emission policy preventing the future climate evolution starting from x, from transgressing K. The set of such viable climate situations x is called the Viability Kernel of K. The viability kernel concept is the cornerstone of the methodology presented in this study. We highlight the fact that this thesis is not devoted to climate forecasting. It only aims at designing, with the help of resources from Viability Theory and from Numerical Set-Valued Analysis, appropriate mathematical tools to help decision making. This is achieved by applying them to the climate model proposed by the experts in the climate impact studies so their pertinence can be evaluated. In particular these tools are developed to highlight decision makers to justify one appropriate and feasible choice of future climate guardrails

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Informations

  • Détails : 1 vol. (159 p.)
  • Annexes : bibliogr.38 ref. Index

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