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Foehn en 8 minutes
Des particules que vous respirez à une prévision à 1 km, partout sur Terre : l’air remonté dans le temps, le générateur, les résultats.
Doctorant en ingénierie computationnelle · LUT University · AMC-Lahti
Doctorant, je travaille sur la prévision de la qualité de l’air, à l’aide de la physique et de l’apprentissage automatique.
Je suis doctorant en ingénierie computationnelle à LUT University, à Lahti, au sein de l’Atmospheric Modelling Centre (AMC-Lahti) et de l’INAR, Université d’Helsinki, sous la direction du Pr Michael Boy et de Zhi-Song Liu, professeur associé. J’essaie de combiner ce que la physique nous dit du trajet de l’air avec ce que les réseaux génératifs peuvent apprendre des données.
J’ai la chance de faire tourner ces modèles sur le supercalculateur LUMI, avec jusqu’à 1 024 GPU AMD MI250X. Avant la thèse : diplôme d’ingénieur (Big Data et IA) à l’EiCnam Paris, avec un an d’alternance à l’INRIA Bordeaux, dans l’équipe Mnemosyne (Frédéric Alexandre, Nicolas Rougier).
Thèmes : qualité de l’air, modélisation atmosphérique, modèles génératifs (flow matching), transport lagrangien, réseaux de neurones informés par la physique, vision transformers, calcul haute performance, entraînement distribué à grande échelle.
| depuis 2024 | Chercheur junior et assistant d’enseignement → LUT University, Lahti, Finlande |
| 2023 – 2026 | CEO, Wabel Group Services d’IA et développement web |
| 2021 – 2022 | Ingénieur de recherche (alternance) INRIA Bordeaux, équipe Mnemosyne |
| 2021 – 2023 | Sapeur-pompier volontaire → Sapeurs-pompiers des Deux-Sèvres |
| depuis 2024 | Doctorat en ingénierie computationnelle LUT University, Finlande |
| 2021 – 2024 | Diplôme d’ingénieur, Big Data et IA EiCnam Paris, en alternance à l’INRIA Bordeaux |
| 2019 – 2021 | Bachelor, science des données BUT Niort. Statistique, big data, informatique décisionnelle |
En dehors de la recherche : sapeur-pompier volontaire, 2021–2023 · brevet d’initiation aéronautique (BIA), 2016–17
Langues : français et arabe (langues maternelles), anglais (courant).
2026 : IAC 2026, Xi’an (TopoFlow) · Boya Forum, Université de Pékin (exposé invité) · séjours de recherche à la TUM et dans l’équipe ARCHES d’Inria.
2025 : SCIA, Reykjavík (AQ-Net, présentation éclair et poster) · EAC, Lecce (poster AQ-Net) · LUT Doctoral School Science Conference · visites à l’INRIA Bordeaux, à l’École polytechnique et à l’Université technique d’Istanbul.
Dernière prépublication · octobre 2026 · avec Michael Boy et Zhi-Song Liu
L’exposition à court terme aux particules fines est responsable d’environ un million de décès par an. Pourtant, les prévisions opérationnelles sont calculées sur des grilles aux mailles de plusieurs dizaines de kilomètres, qui masquent la pollution respirée chaque jour par près de deux cents millions de personnes. Foehn, le modèle que nous présentons dans cette prépublication, prévoit les PM2.5 à 1 km sur toutes les terres habitées, jusqu’à une semaine à l’avance.
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Des particules que vous respirez à une prévision à 1 km, partout sur Terre : l’air remonté dans le temps, le générateur, les résultats.
Playlist · 12 épisodes + film complet
12 épisodes animés et un film de 44 minutes expliquent Foehn bloc par bloc, du problème et des données jusqu’à FLEXGREEN, au générateur et aux résultats.
Un même fil de recherche : des stations éparses (AQ-Net, 2025) aux transformers guidés par la physique (TopoFlow, 2026), puis à une résolution de 1 km sur l’Europe (CRAN-PM, 2026) et sur toute la planète (Foehn, 2026).

SCIA 2025 · Springer LNCS
Réanalyse de la qualité de l’air pour les stations avec et sans capteurs : un LSTM avec attention et un kNN neuronal (nord de la Chine).
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npj Clim. Atmos. Sci. · 2026
Un Vision Transformer qui tient compte du relief et du vent : une RMSE de 9,71 µg/m³ pour les PM2.5 sur la Chine, soit une amélioration de 71–80 % par rapport aux systèmes de prévision opérationnels.
Lire l’étude de cas →

Prépublication arXiv · 2026
Un Vision Transformer à résolutions croisées qui produit la carte de l’Europe à 1 km (29 millions de pixels) en 1,8 s sur un seul GPU.
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Global probabilistic forecasting of air pollution
Prépublication arXiv:2610.25941, 2026. Premier auteur
Prévisions mondiales des PM2.5 à 1 km, jusqu’à une semaine à l’avance ; plus précises que la prévision opérationnelle dans trois stations sur quatre (prévisions rétrospectives sur 2022).
@misc{kheder2026foehn,
title = {Global probabilistic forecasting of air pollution},
author = {Kheder, Ammar and Boy, Michael and Liu, Zhi-Song},
year = {2026},
eprint = {2610.25941},
archivePrefix = {arXiv},
primaryClass = {cs.AI},
url = {https://arxiv.org/abs/2610.25941}
}TopoFlow: topography-aware pollutant Flow learning for high-resolution air quality prediction
Revue npj Climate and Atmospheric Science 9, 143, Nature Portfolio, 2026. Premier auteur
Vision Transformer qui tient compte du relief et du vent ; RMSE de 9,71 µg/m³ pour les PM2.5 sur la Chine, soit une amélioration de 71–80 % par rapport aux systèmes de prévision opérationnels.
@article{kheder2026topoflow,
title = {TopoFlow: topography-aware pollutant flow learning for high-resolution air quality prediction},
author = {Kheder, Ammar and Toropainen, Helmi and Peng, Wenqing and Ant{\~a}o, Samuel and Chen, Jia and Boy, Michael and Liu, Zhi-Song},
journal = {npj Climate and Atmospheric Science},
volume = {9},
number = {1},
pages = {143},
year = {2026},
doi = {10.1038/s41612-026-01417-5}
}CRAN-PM: Cross-Resolution Attention Network for High-Resolution PM2.5 Prediction
Prépublication arXiv:2603.11725, 2026. Premier auteur
Vision Transformer à résolutions croisées : la carte de l’Europe à 1 km (29 millions de pixels) en 1,8 s sur un seul GPU.
@misc{kheder2026cranpm,
title = {CRAN-PM: Cross-Resolution Attention Network for High-Resolution PM2.5 Prediction},
author = {Kheder, Ammar and Toropainen, Helmi and Peng, Wenqing and Ant{\~a}o, Samuel and Liu, Zhi-Song and Boy, Michael},
year = {2026},
eprint = {2603.11725},
archivePrefix = {arXiv},
url = {https://arxiv.org/abs/2603.11725}
}Inverse Neural Operator for ODE Parameter Optimization
Prépublication arXiv:2603.11854, 2026.
Retrouve les paramètres cachés d’une EDO à partir d’observations éparses, 487 fois plus vite qu’une descente de gradient itérative.
Deep Spatio-Temporal Neural Network for Air Quality Reanalysis
Conférence Scandinavian Conference on Image Analysis (SCIA), Springer LNCS, 2025. Premier auteur
Réanalyse des PM2.5 aux stations avec et sans capteurs, à l’aide d’un kNN neuronal (nord de la Chine).
@inproceedings{kheder2025aqnet,
title = {Deep Spatio-Temporal Neural Network for Air Quality Reanalysis},
author = {Kheder, Ammar and Foreback, Benjamin and Wang, Lili and Liu, Zhi-Song and Boy, Michael},
booktitle = {Scandinavian Conference on Image Analysis (SCIA)},
series = {Lecture Notes in Computer Science},
publisher = {Springer},
year = {2025},
doi = {10.1007/978-3-031-95911-0_6}
}