Estimating The Effect of Uncertain Climate Change on Extreme Sea Levels: the use of Evidence Theory Aproach

Estimation de l'effet du changement climatique sur les niveaux marins extremes : le cadre de la theorie de Dempster Shafer. On presente dans ce papier une methodologie basee sur la theorie de Dempster-Shafer, aussi appelee theorie de l’evidence pour rendre compte des incertitudes dans l’estimation des niveaux marins extremes futurs associes a une periode de retour donnee. Les niveaux marins correspondant a des periodes de retour elevees (100 ans ou plus) sont necessaires pour le dimensionnement des structures de protection cotiere, mais leur estimation est sujette a diverses incertitudes de nature aleatoire ou epistemique. Les analyses de risque, si elles ne considerent et n’integrent pas ces incertitudes, peuvent aboutir a des estimations erronees des elements d’aide a la decision. Une premiere source d’incertitude est l’analyse statistique et plus particulierement l’inference statistique qui consiste en l’estimation de parametres inconnus a partir des observations et mesures disponibles. L’inference couramment utilisee, dite frequentiste, utilise des donnees generees par echantillonnage repete et se base ainsi sur une evidence non existante. On propose une nouvelle methode qui serait plus robuste dans la modelisation de l’evidence statistique basee sur le principe de la vraisemblance [ Edwards, 1972]. Le niveau de retour, parametre incertain, est alors represente par une mesure qui associe des niveaux de plausibilites a des intervalles qui decrit plus fidelement l’information effective. D’autre part, le changement climatique a une influence directe, via l’elevation du niveau marin moyen, sur la frequence et l’intensite des evenements extremes augmentant ainsi le risque d’inondation des zones cotieres. Le developpement de strategies d’adaptation passe par l’estimation des periodes de retour futures, qui presente une part additionnelle d’incertitude introduite par les projections futures de l’elevation des niveaux. On propose le cadre DS pour representer l’information incertaine disponible : on considere pour cela deux sources d’evidence qu’on combinera pour aboutir a une description globale de la composante elevation pour la fin du siecle : les estimations du GIEC (Groupe Intergouvernemental des Experts du Climat), et les previsions proposees par Rahmstorf [ Rahmstorf, 2007] . Une simulation type Monte Carlo permet finalement de decrire le niveau de retour futur associe a une periode de retour de 100 ans.