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Mieux simuler les climats d’hier et de demain

  • Posté le : Lundi 21 Mai 2012
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  • par : L. Salters

200 mille milliards d’opérations à la seconde : un nouveau supercalculateur va faire son entrée en mai au Très grand centre de calcul du CEA à Bruyères-le-Châtel (Essonne).

actu supercalculateurUn Supercalculateur du CEA à Bruyères-le-châtel. Silence, on calcule...
© ©Hubert Raguet/LookatSciences

Pour la communauté des chercheurs qui travaillent sur le réchauffement climatique, le nerf de la guerre c’est la simulation informatique. Des équipes entières programment des ordinateurs très puissants pour tenter d’anticiper les évolutions à venir. Températures des océans, direction du vent, taux de CO2 dans l’air, humidité... Les paramètres à prendre en compte sont innombrables. Les scientifiques appellent cela les modèles climatiques. En fonction de leurs domaines de compétences, les chercheurs programment des modèles plus ou moins complexes.
Le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) accueillera bientôt dans son centre de Bruyères-le-Châtel, en Essonne, un nouveau supercalculateur. La machine est destinée à l’ensemble de la communauté des chercheurs pour améliorer les modèles climatiques donc, mais aussi concevoir des réacteurs nucléaires, développer des moteurs d’avion et d’hélicoptère, étudier des protéines et décrypter le génome, trouver de nouveaux matériaux etc. Equipée de nouveaux processeurs mis sur le marché début 2012, la machine peut développer une puissance de 200 téraflops, soit 200 mille milliards d’opérations à la seconde !
Olivier Marti est chercheur en climatologie au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE) de Gif-sur-Yvette. Il dirige une équipe qui s’occupe du développement technique des modèles climatiques. Il détaille pour nous les enjeux liés à l’utilisation de ce supercalculateur.

Banque des Savoirs : Que va vous apporter ce nouveau supercalculateur ?
Olivier Marti : Chaque nouvelle machine nous demande pas mal d’adaptation. Car d’une façon générale, les supercalculateurs évoluent plus vite que les modèles climatiques que nous concevons. Il y a une quinzaine d’années, on calculait avec un seul processeur. La puissance de calcul était liée à la puissance du processeur. Aujourd’hui, on multiplie les processeurs. Certaines  machines en alignent jusqu’à 2500 ! Mais en soit, ce n’est pas une machine révolutionnaire. C’est surtout le gain en nombre de processeurs qui va faire la différence. Cela va nous permettre d’augmenter la résolution de nos calculs.

BDS : Vous gagnez plus en  précision ?

Olivier Marti : Oui. Nous allons pouvoir travailler sur des mailles plus petites. A l’heure actuelle, nous découpons l’atmosphère en carrés de 400 kilomètres de côté avec 39 niveaux verticaux depuis le sol. Sur les océans, nous fonctionnons avec des carrés de 200 kilomètres de côté et trente niveaux de profondeurs. Avec ces machines, on peut réduire les carrés à une trentaine de kilomètres de côté. Et ainsi augmenter la résolution.
Dans chacun de ces volumes, il faut prendre en compte une grande quantité de paramètres : vitesse du vent, température de l’eau, taux d’humidité, type de nuages, salinité, hauteur de la mer, intensité du soleil etc. Ce sont toutes ces données qui sont calculées et prises en compte dans les simulations.

BDS : Une fois les données rentrées dans l’ordinateur, comment se passe la simulation ?

Olivier Marti : Il faut compter environ un mois de calcul pour une simulation sur le globe complet. Mais plus que le temps de calcul, ce qui nous intéresse, c’est d’accroître la quantité de données traitées. Car si on augmente la résolution, on augmente aussi la complexité des calculs. Prenons l’exemple d’une simulation climatique sur une zone particulière de la planète entre 1750 et aujourd’hui. La simulation va nous procurer un énorme volume d’informations que nous aurons à trier et interpréter.