Validation et amélioration du schéma microphysique à deux moments LIMA à partir des observations de la campagne de mesures HyMeX

La formation des systemes convectifs est un processus complexe qui s'etend de l'echelle synoptique, avec la mise en place de circulations favorisant la convection, a la micro-echelle, avec les processus de formation et de croissance des hydrometeores. C'est aux echelles les plus fines que se concentre cette these dont l'objectif est d'etudier l'apport d'une microphysique complexe sur l'occurrence et la morphologie d'evenements fortement precipitants. La microphysique evaluee est celle du schema LIMA, de type bulk a deux moments, capable de prendre en compte l'evolution d'une population d'aerosols multimodale et le traitement pronostique de son interaction avec les nuages et les precipitations. Dans un premier temps, l'apport de la microphysique de LIMA est evalue en comparaison a la microphysique bulk a un moment du schema ICE3, moins sophistique et actuellement operationnel a Meteo-France dans le modele AROME. Afin de mesurer l'apport de ce nouveau schema sur la simulation de cas fortement precipitants tels que ceux qui touchent regulierement le sud-est de la France a l'automne, deux cas d'etude de la campagne HyMeX ont ete simules avec Meso-NH et compares aux nombreuses observations disponibles. Si l'evaluation des cumuls de precipitations montre un impact modere de l'un ou l'autre des schemas microphysiques, l'ecart est plus marque en terme de composition et de structure des systemes convectifs : la microphysique a 2 moments developpe une structure verticale plus realiste et introduit plus de variabilite sur les champs microphysiques. L'evaluation a aussi identifie des biais dans le schema, notamment une surestimation des diametres de gouttes de pluie. Des pistes d'amelioration de la microphysique de LIMA ont alors ete proposees et evaluees sur les memes cas. Des tests de sensibilite a l'initialisation de la population d'aerosols ont ensuite ete menes. Il s'avere que les aerosols n'affectent pas uniquement les hydrometeores primaires (gouttelettes d'eau nuageuse et cristaux de glace) mais aussi les autres hydrometeores, engendrant des impacts sur le developpement des systemes convectifs simules, en termes de composition nuageuse et de precipitations. Les simulations avec une population d'aerosols realiste initialisee a partir des analyses CAMS ont montre un impact modere sur les cumuls de precipitations mais une amelioration plus significative de l'evolution temporelle du systeme (intensification, dissipation) et de la composition nuageuse, reduisant le diametre des gouttes de pluie sur les cas d'etude.