La modélisation dynamique des océans

« Réchauffement climatique oblige, il devient essentiel d’aller vers une compréhension fine de la dynamique océanique. Cette meilleure précision exige des modèles de nouvelle génération alliant la physique déterministe, les méthodes stochastiques et l’intelligence artificielle. C’est pour combiner ces différentes approches que l’équipe commune Odyssey vient de voir le jour. Elle rassemble cinq entités académiques : Ifremer, IMT Atlantique, l’Université de Bretagne Occidentale, l’Université de Rennes 1 et Inria. »

Le problème de la modélisation des océans est archi-complexe. Non seulement on compte des centaines de paramètres comme la salinité de l'eau, la vitesse des courants, la température, l'oxygénation, la hauteur de la colonne d'eau etc. mais leur interaction entre eux et avec le milieu comme le relief sous-marin, l'atmosphère, les glaciers, la lune (marées), le rayonnement solaire, etc, aboutit à des milliers de paramètres tous en mode dynamique et plus ou moins cycliques.

Comme les surfaces et les volumes à couvrir sont immenses (les océans couvrent 70 % de la surface terrestre), les données dont on dispose sont soit sur de grandes superficies et sur de longues périodes mais à faible résolution, soit à haute résolution sur de petites aires et sporadiquement. Une des cibles à atteindre est de pouvoir extrapoler les données de haute résolution à de plus grandes superficies et sur des périodes étendues.

« Fondamentalement, les scientifiques se heurtent à un problème d’échelle et de résolution. Leurs modèles couvrent de vastes étendues sur de très longues périodes, mais uniquement à faible résolution. Vu la zone géographique et la durée considérées, le calcul en précision exigerait une vie entière. Certes, les océanographes disposent aussi de modèles haute résolution, mais ceux-ci couvrent uniquement de petites zones.

Complication supplémentaire : les modèles océanographiques reposent sur de la physique causale. Ils sont empreints d’un certain déterminisme tout en étant également de nature chaotique. Ces modèles s’avèrent très sensibles aux données d’origine. De petites variations de ces conditions peuvent engendrer des résultats très différents en assez peu de temps, créant ainsi de l’incertitude. »

Le but de l'Équipe Odyssey est d'améliorer les modèles en s'éloignant des méthodes déterministes pour en arriver à créer des simulations qui permettraient de tester différentes variations de paramètres comme la température de l'eau et ce à grande échelle et à haute résolution. Dit comme ça, ça a l'air facile, mais traduire cette complexité en formules mathématiques traitables de manière cohérente par des ordinateurs est une tâche colossale.

Pour l'article complet : Odyssey, une équipe commune pour mieux modéliser la dynamique des océans

Visiter inria.fr

Ajouter à mes listes de lecture