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Représentation des couplages physiques manquants dans les scénarios de modication du rayonnement solaire

La modification du rayonnement solaire (SRM) est une méthode proposée pour limiter le réchauffement de la planète et ses conséquences. Cette méthode gagne en intérêt dans la communauté du changement climatique en tant que complément potentiel aux mesures d'atténuation conventionnelles (la réduction des émissions et la captation du CO2) pour éviter le dépassement d'un certain seuil de température dans le cadre d'une trajectoire de dépassement. Dans cette approche connue sous le nom de peak-shaving, la SRM permettrait de maintenir la température moyenne mondiale en dessous du seuil pendant le dépassement qui se produirait autrement, jusqu'à ce que les mesures d'atténuation aient suffisamment réduit la concentration de CO2 dans l'atmosphère. Actuellement, le concept du peak-shaving suppose que la mise en place de la SRM est totalement découplée des mesures d'atténuation conventionnelles. Cette hypothèse d'additivité ne tient pas compte des liens potentiels entre les éléments essentiels des trajectoires de dépassement, c'est-à-dire les réductions d'émissions et les émissions nettes négatives, et une intervention de la SRM. L'objectif de cette thèse est d'évaluer l'importance de ces couplages physiques actuellement non pris en compte entre l'atténuation et la SRM. Il est montré que la marge d'incertitude concernant les futures réductions d'émissions et les émissions nettes négatives mène à un large éventail de trajectoires différentes de déploiement de la SRM, mettant en évidence l'incertitude actuellement impliquée par le peak-shaving et les implications potentielles de la non-additivité. L'hypothèse d'additivité de la SRM et de l'atténuation est ensuite analysée en examinant l'impact de la SRM sur la faisabilité de la décarbonisation avec les énergies renouvelables et le changement de la charge d'émissions négatives dans le cadre de la SRM. Le potentiel de réduction des émissions avec les sources d'énergie renouvelables éoliennes et solaires pourrait devenir plus difficile avec la SRM. Cependant, la quantité d'émissions négatives pourrait être réduite lors de la phase ascendante du déploiement de SRM, ce qui suggère que les changements dans les puits de carbone terrestres et océaniques au cours des premières décennies pourraient compenser une partie de la réduction du potentiel de décarbonation. Néanmoins, cet avantage induit par des puits de carbone naturels plus efficaces n'est pas durable dans le temps et se transforme en un handicap lors des phases ultérieures du déploiement de la SRM. Les résultats de cette thèse suggèrent donc que l'hypothèse d'additivité n'est pas justifiée en raison des impacts physiques liés à l'utilisation de la SRM sur la trajectoire d'atténuation. Ces résultats suggèrent aussi qu'un cadre conceptuel intégrant l'ensemble des couplages physiques dans le déploiement de SRM à grande échelle est nécessaire dans la mesure où la certitude sur laquelle repose encore aujourd'hui tous les scénarios de “peak-shaving” peut être erronée. Les modèles actuels de scénarios intégrés de politique climatique ne sont pas bien adaptés à cet objectif puisqu'il n'y a pas de rétroaction directe entre l'impact climatique du SRM et la tra- jectoire d'atténuation de base. Cette thèse montre comment cette absence d'interaction et d'intégration entre les modèles constitue une limitation majeure dans les simulations de SRM et un obstacle à l'évaluation complète des scénarios de SRM. 

Jury

M. Christopher Smith	University of Leeds	Rapporteur
M. Olivier Boucher	CNRS/Institut Pierre-Simon Laplace	Rapporteur
Mme Helene Muri	NTNU: Norwegian University of Science and Technology	Examinatrice
Mme Ines Camilloni	University of Buenos Aires	Examinatrice
M. Laurent Terray	CERFACS	Directeur de Thèse
M. Roland Séférian	CNRM (Université de Toulouse, Météo-France, CNRS)	Co-directeur de Thèse
M. Benjamin M. Sanderson	CICERO	Co-encadrant de thèse
M. Brice Barret	LAERO	Examinateur