Pourquoi votre prévision devrait être vingt-et-une prévisions

Une prévision d'ensemble ne vous donne pas un chiffre mais une fourchette, et c'est la fourchette qui vous dit si vous pouvez organiser votre semaine dessus. Comment ça marche, et comment la lire.

Vous regardez une prévision pour vendredi. Elle annonce 22 degrés. La question que vous vous posez vraiment n'est pas « combien fera-t-il », c'est « est-ce que je peux organiser ma journée là-dessus ». Et à cette question-là, un seul chiffre ne répond pas.

Il y a une raison de fond à ça, et elle n'a rien à voir avec la qualité des modèles.

L'atmosphère oublie où elle allait

En 1961, Edward Lorenz relance une simulation météo sur son ordinateur. Pour gagner du temps, il repart du milieu en retapant les nombres imprimés par la machine — arrondis à trois décimales au lieu de six. La simulation, censée reproduire la précédente, s'en écarte en quelques « jours » simulés jusqu'à n'avoir plus rien à voir.

L'écart de départ valait un millième de degré. Pas une erreur : une différence plus petite que ce que le meilleur thermomètre du monde peut mesurer.

C'est la propriété qui définit l'atmosphère : elle amplifie les petites différences. Deux états initiaux qu'aucun instrument ne saurait distinguer produisent, une semaine plus tard, deux temps différents. Ce n'est pas un défaut du modèle, c'est une propriété du fluide. Aucun ordinateur plus gros ne la fera disparaître.

Or on ne connaît jamais l'état exact de l'atmosphère. On en a des mesures : des stations au sol, des ballons-sondes, des avions de ligne, des bouées, et surtout des satellites. Des millions d'observations par jour, et malgré ça, entre deux points de mesure il y a du vide qu'il faut combler par un calcul. L'état initial est toujours une estimation.

Faire tourner un modèle une seule fois à partir d'une seule estimation, c'est répondre à la question « que se passe-t-il si mon estimation est exactement juste » — alors qu'on sait qu'elle ne l'est pas.

Faire tourner le modèle vingt-et-une fois

L'idée de la prévision d'ensemble tient en une phrase : puisqu'on ne connaît pas l'état de départ exactement, lançons plusieurs prévisions à partir de plusieurs états de départ plausibles, et regardons ce qu'elles ont en commun.

Concrètement, un centre de prévision prépare :

• un membre de contrôle, parti de la meilleure estimation disponible ;
• une vingtaine (ou une cinquantaine) de membres perturbés, partis chacun d'un état légèrement différent, les écarts étant choisis pour ressembler à l'incertitude réelle des observations — pas pris au hasard.

Beaucoup d'ensembles perturbent aussi le modèle lui-même, pas seulement son point de départ. La physique des nuages, de la turbulence ou de la convection est représentée par des approximations, et ces approximations sont incertaines elles aussi. On les fait donc varier d'un membre à l'autre.

Le résultat n'est pas une prévision, c'est une population de prévisions.

Les vingt-et-un traits partent presque confondus. Le premier jour, ils s'accordent à un demi-degré près : à cette échéance, la prévision est très largement déterminée par l'état actuel, que l'on connaît bien. Puis ils s'écartent. Au sixième jour, ils couvrent une dizaine de degrés.

Cette ouverture, c'est la réponse à la question que vous posiez. Elle ne dit pas quel temps il fera. Elle dit à quel point la question est encore ouverte.

Compter, plutôt que regarder

Le faisceau est joli, mais il ne se lit pas bien. Ce qui se lit, c'est le décompte.

Prenez la limite qui vous concerne — le gel, 60 km/h de rafales, 5 mm de pluie — et comptez combien de membres la franchissent.

Un tiers des membres au-dessus de la limite, c'est « ça peut arriver, prévoyez-le ». Vingt sur vingt-et-un, c'est « presque sûrement ». Zéro sur vingt-et-un, c'est « je peux planifier ».

C'est de là que viennent les pourcentages que vous voyez dans les applications météo. Une « probabilité de pluie de 30 % » n'est pas l'opinion d'un météorologue : c'est, à peu de chose près, la proportion des membres d'un ensemble qui font pleuvoir chez vous.

Une nuance qui compte : cette proportion n'est pas exactement une probabilité. Un ensemble sous-estime souvent sa propre incertitude, parce que les perturbations qu'on lui applique ne couvrent pas toutes les sources d'erreur. Les centres corrigent ça par calibration, sur des années d'archives. Retenez surtout l'ordre de grandeur : trois membres sur vingt-et-un, ce n'est pas rien, et ce n'est pas une certitude.

La moyenne est un piège

La tentation est grande de moyenner les membres et de n'afficher que ça. C'est ce que font beaucoup d'interfaces, et ce n'est pas absurde : sur des scores comme l'erreur quadratique, la moyenne d'ensemble bat régulièrement n'importe quel membre pris isolément, y compris le contrôle.

Mais la moyenne d'un ensemble n'est pas un temps possible. Si la moitié des membres font passer un front à midi et l'autre moitié à minuit, la moyenne fait pleuvoir faiblement toute la journée — ce qu'aucun membre n'annonce et ce qui n'arrivera pas.

Elle lisse aussi les extrêmes, exactement là où ils comptent. Une rafale à 110 km/h prévue par trois membres sur vingt-et-un disparaît complètement d'une moyenne. Or c'est précisément l'information dont vous avez besoin si vous montez une grue.

Une moyenne pour se faire une idée. Le faisceau pour décider.

Ce que ça change en pratique

Le vrai apport d'un ensemble, ce n'est pas de mieux prévoir. C'est de vous dire quand ne pas faire confiance à la prévision.

Il y a des semaines où les vingt-et-un membres racontent la même histoire jusqu'au jeudi. Ces semaines-là, engagez-vous : la prévision à quatre jours vaut ce que vaudrait ailleurs une prévision à deux jours.

Et il y a des semaines — souvent quand une dépression hésite sur sa trajectoire — où les membres se séparent dès le lendemain. La prévision moyenne a exactement la même tête que la semaine d'avant. C'est le faisceau, et lui seul, qui vous dit que celle-ci ne vaut rien.

Trois habitudes suffisent :

1. Regardez l'écart avant de regarder la valeur. Serré : vous pouvez planifier. Large : notez la fourchette, revérifiez demain.
2. Comptez les membres qui franchissent votre limite, plutôt que de comparer un chiffre à un seuil. C'est le seul décompte qui répond à votre question.
3. Méfiez-vous d'une prévision qui ne change jamais. Une prévision à sept jours qui reste identique trois jours de suite est plus souvent un affichage figé qu'une atmosphère décidée.

Les ensembles que vous croiserez

Les deux derniers méritent un mot : ce sont des ensembles à maille fine, pensés pour l'incertitude qui compte à courte échéance — l'orage passera-t-il sur cette commune ou sur la suivante. Un ensemble global à 18 km ne sait pas répondre à ça, parce qu'il ne voit pas l'orage.

Une dernière chose

Une prévision d'ensemble ne vous dit pas ce qui va se passer. Elle vous dit ce que l'atmosphère sait encore d'elle-même à cette échéance — et c'est une information honnête, que le chiffre unique de votre application météo vous cache par souci de simplicité.

Un chiffre unique n'a jamais tort, il a juste rarement raison. Un faisceau vous dit à quel point vous devriez y croire.