ICON-ART-EU sur GribStream : poussières sahariennes et prévision solaire

ICON-ART-EU du DWD est désormais disponible sur GribStream sous le code iconarteu. Ce nouveau jeu de données réunit prévisions de poussières minérales, épaisseur optique des aérosols, rayonnement solaire et météorologie sur l’Europe, l’Afrique du Nord et les régions voisines. Il comprend 130 familles de paramètres, soit 422 combinaisons de paramètre, niveau et annotation de la source, sur la grille actuelle de 10 km.

L’apport est particulièrement intéressant pour la prévision de production solaire. Un panache de poussières sahariennes peut modifier l’ensoleillement reçu par une centrale photovoltaïque à des milliers de kilomètres de sa source. ICON-ART-EU permet de suivre ce panache et d’étudier son influence sur la prévision grâce aux champs de rayonnement associés.

Poussières et météo à 10 km, jusqu’à cinq jours

Ce qu’ART apporte au modèle météorologique

ART signifie Aerosol and Reactive Trace gases. Développée à l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) avec le DWD et d’autres partenaires, cette composante ajoute la composition atmosphérique au système de modélisation ICON. La présentation du modèle par le KIT décrit l’émission, le transport et l’élimination des aérosols et gaz traces, ainsi que leurs interactions avec les nuages et le rayonnement. Le DWD utilise ICON-ART pour ses prévisions opérationnelles de poussières minérales.

Pour les poussières, la prévision suit une chaîne de processus physiques : les particules sont émises dans l’atmosphère, transportées par les masses d’air, mélangées verticalement, puis éliminées par sédimentation et dépôt. Leur taille influe sur leur transport et sur leurs propriétés optiques. Le produit public ART-EU comprend plusieurs modes granulométriques, la concentration totale en poussières, des grandeurs intégrées sur la colonne et des diagnostics de dépôt, accompagnés des conditions météorologiques qui gouvernent l’épisode.

La description d’ICON-ART publiée en 2026 par Hoshyaripour et ses collègues explique comment la masse et les propriétés optiques des aérosols interviennent dans le calcul du rayonnement, ainsi que le calcul de l’épaisseur optique et de la rétrodiffusion lidar. Ce lien entre particules et rayonnement est au cœur de l’intérêt du modèle pour l’énergie.

Poussières sahariennes et production photovoltaïque

Les poussières diffusent et absorbent la lumière solaire, ce qui modifie le rayonnement direct et le rayonnement diffus reçus au sol. Leurs interactions avec les nuages peuvent également influer sur la prévision du rayonnement. L’étude des aérosols complète donc utilement celle de la couverture nuageuse dans une prévision solaire.

Un travail du DWD et du KIT consacré à l’épisode saharien du 4 avril 2014 en Allemagne en donne un exemple précis. Rieger et ses collègues ont obtenu une amélioration de la prévision de puissance photovoltaïque en tenant compte des poussières à 65 % des stations équipées de pyranomètres examinées dans cette étude de cas.

ART-EU sur GribStream permet de constituer des séries temporelles pour chaque centrale d’un portefeuille en associant :

• TAOD_DUST, pour suivre l’épaisseur optique des poussières prévue au-dessus du site ;
• ASWDIR_S et ASWDIFD_S, pour le rayonnement solaire direct et diffus descendant à la surface ;
• CLCT, T_2M, U_10M et V_10M, pour le contexte de nébulosité, de température et de vent.

Ces données servent à repérer les épisodes de poussières, à évaluer les prévisions site par site et à tester l’apport de variables liées aux aérosols dans un modèle de production. Les champs de rayonnement sont exprimés en W/m² et représentent des moyennes depuis le début du cycle. Les calculs sur des intervalles doivent tenir compte de cette période de moyenne.

Épaisseur optique, concentration et dépôt

Le choix du champ dépend de la question posée. L’épaisseur optique des aérosols (AOD) mesure l’extinction sur une colonne atmosphérique à une longueur d’onde donnée. TAOD_DUST est sans dimension et correspond à 550 nm. Le guide de la NASA sur les aérosols explique cette mesure intégrée et le rôle de la répartition verticale lorsqu’on cherche à la relier aux conditions près du sol.

L’information verticale est utile lorsqu’un panache circule en altitude tandis que l’air proche du sol évolue différemment. Les champs de dépôt fournissent aussi des données pour étudier l’arrivée des poussières au sol et l’encrassement potentiel des panneaux solaires. Pour en déduire des pertes de production à l’échelle d’un site, il faut modéliser les panneaux, les conditions locales et le nettoyage ; ART-EU apporte les données atmosphériques nécessaires à ce travail.

Des champs météo et un historique pour évaluer les prévisions

Le jeu de données comprend également température, vent, humidité, nuages, précipitations, variables du sol et flux d’énergie en surface. Il permet d’étudier un épisode de poussières avec son contexte météorologique, en conservant les noms de paramètres du DWD. L’inventaire ICON-ART-EU précise les niveaux, unités, annotations et calendriers de sortie.

L’historique disponible commence le 6 octobre 2026, date d’entrée en service de la grille actuelle de 10 km. Il permet de revenir sur un épisode, de comparer des cycles successifs et d’évaluer un modèle solaire à partir des prévisions émises avant l’heure à prévoir. L’accès historique dépend de l’archive publique sur Source Cooperative ; certains cycles sont incomplets ou absents.

La page du modèle ICON-ART-EU permet de choisir les champs, puis l’API de séries temporelles de les demander pour vos sites. Un portefeuille solaire réparti entre le sud de l’Europe et l’Afrique du Nord dispose ainsi d’un même ensemble de prévisions de poussières, de rayonnement et de météo.

Données météorologiques : Deutscher Wetterdienst, archivées par Jacob Prince-Bieker sur Source Cooperative, sous licence CC BY 4.0.