L'eau est à la fois ressource et source de danger dans nos sociétés. Elle est aussi l'un des principaux acteurs du climat. Que ce soit pour la gestion des ressources en eau, la prévention des extrêmes climatiques ou une meilleure compréhension du climat, une bonne connaissance du cycle hydrologique est clairement indispensable. Ce projet consiste en l'étude du bilan d'eau atmosphérique tel que simulé par le Modèle Régional Canadien du Climat (MRCC) piloté par le Modèle Climatique Canadien Global (MCCG3) au-dessus de l'Amérique du nord. Deux simulations de 30 ans sont considérées, représentant pour l'une le climat actuel, et pour l'autre un climat futur plus chaud, selon le scénario A2 du Rapport Spécial sur les Scénarios d'Emission. La climatologie actuelle du bilan d'eau atmosphérique de ces deux climats est étudiée par le calcul de statistiques saisonnières pour les saisons d'été et d'hiver. Les variables du bilan d'eau sont de plus décomposées en trois échelles spatiales: une très grande échelle résolue par le MCCG3 et imposée au MRCC par le pilotage, une grande échelle résolue à la fois par le MRCC et le MCCG3, et une petite échelle résolue uniquement par le MRCC. La divergence horizontale du flux d'humidité atmosphérique est également décomposée de façon alternative en 9 termes d'interaction impliquant une des trois échelles de vent et d'humidité. Cette décomposition d'échelle permet d'une part d'explorer la contribution des différentes échelles à la climatologie du bilan d'eau atmosphérique, et d'autre part d'évaluer la valeur ajoutée des fines échelles du MRCC en les comparant aux plus grandes échelles du modèle. Les résultats traduisent des climatologies distinctes du bilan d'eau atmosphérique pour la saison d'hiver, dominée par le passage des dépressions des moyennes latitudes, et la saison d'été, où davantage de convection se produit. La contribution des petites échelles à la moyenne saisonnière des variables du bilan d'eau apparaît très limitée. En revanche, elle s'avère être importante pour leur variabilité intrasaisonnière, suggérant une valeur ajoutée importante des petites échelles. La comparaison des deux simulations de climat révèle une intensification générale de la branche atmosphérique du cycle hydrologique dans le climat futur simulé par le MRCC, comparable en termes relatifs pour les champs de moyenne et de variabilité temporelle. Elle apparaît également plus forte en termes relatifs en hiver qu'en été. Les changements observés, ainsi que la contribution des différentes échelles à ces changements, présentent des patrons cohérents avec ceux des variables dans le climat présent et sont gradués en amplitude selon l'intensité des signaux du climat présent. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : MRCC, Décomposition d'échelle, Bilan d'eau atmosphérique, Changement climatique, Valeur ajoutée.

Pendant les dernières années, l'Afrique est affectée par des fluctuations dramatiques des précipitations, qui ont des effets dévastateurs sur l'économie, la santé et la subsistance de la population. L'adaptation aux changements climatiques nécessite une étude approfondie du cycle hydrologique, menant aux projections climatiques améliorées sur le continent. Les objectifs de ce mémoire sont de tester les performances de la cinquième génération du Modèle régional canadien du climat (MRCC5) dans la simulation du bilan de l'eau atmosphérique sur l'Afrique à l'été (JJA) et en hiver (DJF) et d'évaluer la valeur ajoutée potentielle (VAP) du modèle, concernant la moyenne saisonnière et la variabilité temporelle. À cette fin, chacune des variables atmosphériques est décomposée en grandes échelles, résolues par le MRCC5 et la réanalyse ERA-Interim qui pilote le MRCC5, et de petites échelles, non résolues par la réanalyse. De plus, la divergence du flux d'humidité horizontale intégrée verticalement est représentée comme une somme des quatre termes d'interaction, obtenue à partir du vent et de l'humidité décomposés dans l'espace. La divergence moyenne saisonnière est également décomposée en deux termes, résultant de la contribution des tourbillons stationnaires et transitoires. La valeur ajoutée potentielle est associée aux petites échelles des moyennes saisonnières, à la divergence non résolue, et à leurs variances. Les résultats révèlent que le bilan moyen saisonnier de l'eau atmosphérique est dominé par les grandes échelles. La contribution des petites échelles est limitée et localisée sur le terrain escarpé et le long de la côte. La divergence moyenne du flux d'humidité intégrée verticalement est contrôlée par la composante stationnaire, tandis que la composante transitoire est présentée essentiellement dans le front intertropical et latitudes tempérées. Les deux composantes sont étroitement liées à la circulation tridimensionnelle associée à la dépression saharienne. Il a été démontré que la divergence non résolue résulte principalement de l'interaction entre le vent à petite échelle et l'humidité à grande échelle, et que sa contribution est moindre que de la divergence résolue. Finalement, la VAP pour la divergence moyenne de l'humidité est due principalement au forçage topographique et découle en parti de la composante résolue. Pour conclure, la variabilité climatologique du cycle hydrologique de l'atmosphère est marquée par un apport essentiel des petites échelles déterminant la supériorité de la variance de divergence non résolue du flux d'humidité. Les termes d'interaction dominants sont identifiés pour les principales régions géographiques. L'écart-type maximal observé dans la zone de convergence intertropicale, l'Océan Indien, l'Atlantique Central et les latitudes moyennes suggère une VAP significative avec origine synoptique et convective pour la variabilité. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : MRCC5, valeur ajoutée, décomposition d'échelle, bilan d'eau atmosphérique, divergence du flux d'humidité, Afrique.