L'Europe imagine le jumeau numérique de l’océan pour anticiper le climat

Élévation du niveau de la mer, multiplication des événements extrêmes, dégradation des écosystèmes marins… À mesure que les effets du changement climatique s’intensifient, la compréhension fine des dynamiques océaniques devient un enjeu stratégique. C’est précisément l’ambition du projet EU-INTERCHANGE, qui entend franchir un cap dans la modélisation environnementale avec le développement d’un jumeau numérique de l’océan à l’échelle européenne et panarctique. Financé à hauteur de 4,5 millions d’euros par l’Union européenne dans le cadre du programme Horizon Europe, ce projet de recherche et d’innovation a débuté le 1er octobre dernier pour une durée de quatre ans, jusqu’au 30 septembre 2029. Il est coordonné par l’université hollandaise de, qui pilote un consortium réunissant huit partenaires académiques, scientifiques et industriels à travers l’Europe. Au cœur du projet se trouve la conception d’un jumeau numérique de l’océan, capable d’intégrer différents niveaux de modélisation, allant des dynamiques océaniques et des vagues jusqu’aux processus biogéochimiques et aux interactions côtières. Cette approche systémique vise à simuler les impacts du changement climatique sur les mers européennes et l’Arctique, en s’appuyant sur un ensemble de données couvrant la période 1995 à 2100. Les simulations s’appuieront notamment sur les scénarios climatiques SSP1 (+2,6 °C) et SSP2 (+4,5 °C) issus des modèles CMIP6, largement utilisés par le GIEC pour proposer des projections à long terme. L’ambition du projet ne se limite pas à la production de connaissances scientifiques.

L’un des apports majeurs du projet réside dans sa capacité à croiser ces modèles avec des cas d’usage concrets. Trois premiers sont déjà exposés sur le site du projet. EU-INTERCHANGE s’intéresse notamment à l’érosion côtière et la protection des infrastructures côtières, comme la barrière anti-tempête de l’Oosterschelde aux Pays-Bas, ainsi qu’à l’adaptation des ports européens, notamment de Brest et Limassol. Le projet explore aussi les implications du changement climatique pour les énergies marines renouvelables, avec des études de cas sur des parcs éoliens offshore et des dispositifs d’énergie des vagues en Grèce, aux Pays-Bas et en Bulgarie. Enfin, le lien entre environnement marin et production alimentaire est abordé à travers des cas d’aquaculture en Norvège, en mer de Barents et en Grèce. Les modèles vont tirer profit de l’IA et du machine learning pour permettre, au-delà de la simple simulation, d’identifier automatiquement les vulnérabilités et de proposer des solutions d’ingénierie adaptées. Si une infrastructure ne résiste pas aux conditions projetées, le jumeau numérique pourra en analyser les causes et suggérer des ajustements techniques. De même, le jumeau numérique va permettre de travailler à des échelles fines pour produire des analyses à des résolutions de l’ordre de deux kilomètres, voire inférieures à 500 mètres grâce à des outils de downscaling automatisés. Cette précision ouvre la voie à des applications locales, essentielles pour la planification territoriale et la conception d’infrastructures adaptées aux conditions climatiques futures.

Au-delà de ses ambitions scientifiques, EU-INTERCHANGE repose sur une architecture technique structurée en sept work packages couvrant l’ensemble de la chaîne de valeur du jumeau numérique. De la modélisation des processus océaniques et biogéochimiques à l’intégration des modèles de vagues et côtiers, le projet articule calibration, validation et couplage des modèles à l’échelle régionale. Il intègre également des capacités avancées de prévision climatique basées sur les scénarios SSP, combinées à des approches de downscaling mobilisant deep learning et méthodes statistiques. Cette structuration se prolonge jusqu’aux usages, avec le développement d’outils d’analyse automatisée et de démonstrateurs opérationnels dans l’aquaculture et l’éolien offshore, confirmant l’ambition d’un jumeau numérique à la fois scientifique et directement exploitable. Comme le souligne George Lavidas, coordinateur du projet et enseignant-chercheur en énergies marines renouvelables à Delft, dans un article sur le site de l'université : « Ce projet apporte des éclairages précieux sur l’évolution des conditions biogéochimiques et des vagues selon différents scénarios de changement climatique. Ces connaissances sont essentielles pour maintenir un équilibre entre les enjeux liés à l’eau, à l’alimentation et à l’énergie. » Une vision qui illustre bien l’ambition du projet : articuler enjeux climatiques, énergétiques et alimentaires dans une approche intégrée. À travers EU-INTERCHANGE, l’Europe confirme son ambition de structurer des jumeaux numériques à grande échelle, capables de répondre à des enjeux systémiques. Après les villes et l’industrie, l’océan s’impose comme un nouveau terrain d’expérimentation pour ces technologies. Un terrain où se jouent à la fois la résilience des territoires, la transition énergétique et la préservation des ressources.