La version 4.18 de WAVEWATCH III propose les 3 types de discrétisation spatiale commu-nément utilisées à savoir les maillages réguliers, les maillages curvilinéaires et les maillages non-structurés. Chaque grille du modèle nécessite la définition de quatre pas de temps indé-pendamment du type de grille :
1. Un pas de temps "global" qui définit l’intervalle pour lequel l’ensemble de la solution se propage dans le temps mais aussi l’intervalle de temps auquel les forçages seront interpolés ;
4.4. Initialisation et forçages
2. Un pas de temps pour la propagation spatiale. L’utilisateur fournit un pas maximum de référence de temps de propagation pour la fréquence de vagues la plus basse ;
3. Un pas de temps pour la propagation intra-spectrale. Pour les grandes grilles comme les océans, ce pas de temps peut généralement être pris égal au pas de temps global. Pour les petites grilles avec des zones d’eaux peu profondes, un petit pas de temps intra-spectral permet une meilleure prise en compte des effets de réfraction tout en préservant une certaine stabilité numérique ;
4. Un pas de temps pour l’intégration des termes source qui est ajusté dynamiquement pour chaque point de grille selon le pas de temps global. Ce pas de temps permet un calcul plus précis lors d’une évolution rapide des conditions de vents et de vagues. Vous trouverez plus de détails dans le manuel de WAVEWATCH III (Tolman and Hendrik, 2014).
4.4 Initialisation et forçages
WAVEWATCH III est développé pour travailler sur des cas académiques et des cas réalistes. Nous allons présenter les forçages nécessaire pour la simulation de cas réalistes, à savoir au minimum le vent. L’initialisation la plus simple est d’utiliser le type Fetch limité JONSWAP proposé dans le modèle. Ainsi, il n’y pas besoin de données supplémentaires, le spectre local est calculé en utilisant la vitesse du vent, sa direction locale et la taille de la grille spatiale en s’assurant que le spectre se situe dans la gamme de fréquence discrète. Les autres forçages possibles que nous avons utilisés sont les niveaux d’eau et les courants de surface.
4.5 Fonctionnalités additionnelles
Parallélisation du code source
Le code source de WAVEWATCH III est parallélisé avec OpenMPI permettant une exécution sur la plupart des clusters de calcul.
Format de sortie : ASCII & NetCDF
WAVEWATCH III exporte ses résultats au format de fichier ASCII ou NetCDF selon la conven-tion Climate & Forecast (CF). Ainsi, le traitement et la représentaconven-tion graphiques des résultats sont réalisés par des outils externes choisis par l’utilisateur. Nous avons aussi utilisé l’outil GMT (Wessel et al., 2013) pour exploiter les sorties.
Chapitre 5
MIRMIDON : une plateforme de calcul
dédiée à l’hydrodynamique littorale
5.1. Le projet LITTO CMS
5.1 Le projet LITTO CMS
LITTO CMS pour LITTOral Crisis Management System est un projet d’innovation industrielle sur la thématique de la surveillance du trait de côte. Il regroupe différents acteurs allant du milieu industriel jusqu’au laboratoire de recherche public. Il est financé par une subvention OSEO / FUI, par l’Europe (subvention FEDER) et par un apport de chaque partenaire ce qui représente un budget total de 3 millions d’euros. Il a débuté en septembre 2012 et s’est entendu sur trois ans. Il a représenté en masse salariale deux doctorants et deux contrats à durée déterminée. L’objectif était de produire un prototype de calcul de submersion tenant compte des critères suivants :
— Plusieurs modèles numériques à combiner entre eux ;
— Un enchaînement des processus physiques du large vers la côte et au-delà sur le domaine terrestre ;
— Une grande diversité de forçages et de conditions de simulations (donc des formats de fichiers nombreux et complexes) ;
— La nécessité de calculer sur des domaines de plus en plus grands avec une résolution spatiale sans cesse croissante le tout dans des temps de calcul raisonnables.
La continuité de ce prototype est d’aboutir à un outil de surveillance et d’alerte en temps réel du trait de côte avec notamment des indices de submersion. Il s’adresse à une cible internationale, principalement les gestionnaires du littoral comme les services des états mais aussi les maires de commune.
Ce projet est basé sur :
— l’utilisation de modèles de simulation robustes ayant déjà fait leurs preuves ; — l’utilisation d’une puissance de calcul type HPC pour la rapidité ;
— une architecture basée sur des normes pour garantir la généricité.
5.1.1 Les partenaires
Nous allons brièvement décrire les partenaires affiliés au projet en définissant leur cœur de métier et leur rôle dans LITTO CMS.
BRLi
BRL Ingénierie (BRLi) est une société d’ingénierie spécialisée dans les domaines liés à l’eau, à l’environnement et à l’aménagement du territoire. Elle s’appuye sur plus de 160 collaborateurs Français et internationaux et répond à la demande des collectivités, de sociétés privées, des autorités locales et des grands bailleurs de fonds internationaux. BRL Ingénierie est une filiale du groupe BRL, créé en 1955 pour accompagner le développement économique de la région Languedoc-Roussillon, au sud de la France, grâce à la conception, à la réalisation et à la gestion de grands ouvrages hydrauliques. BRLi concentre le savoir-faire du groupe en matière d’études d’expertises et de conseil et bénéficie des compétences acquises depuis plus de 50 ans en matière d’exploitation d’ouvrages, de périmètres d’irrigation, de gestion de réseaux urbains, de montage d’opérations, d’appui institutionnel ou d’assistance à maîtrise d’ouvrage. BRLi est le porteur du projet LITTO CMS avec lequel elle souhaite proposer à ses clients de nouvelles prestations en matières de vigilance littorale. Les membres de BRLi impliqués dans ce projet sont Nicolas Fraysse (Directeur de projets portuaires et littoraux) et Michel Casamitjana (Chef de projet).
5.1. Le projet LITTO CMS
IBM Montpellier
Le Centre de Montpellier est un département de l’IBM Produits et Solutions Support Centre (PSSC). Il est composé d’une équipe de 260 professionnels hautement qualifiés et d’experts externes ayant comme mission de présenter les dernières technologies à travers des ateliers, des démonstrations et présentations. Le PSSC est le lieu pour démontrer les avantages des sys-tèmes IBM, les logiciels et les solutions à l’appui de solutions d’affaires. Ce centre dispose d’un département Smarter Water dédié aux problématiques de l’eau. Dans ce projet, IBM apporte son expertise dans le domaine d’architecture informatique et des calculs haute performance. IBM est représenté par Olivier Hess (Directeur technique), Colin Dumontier (Architecte IT) et Marie Angèle Grilli (Chef de projet).
OSU-OREME
L’Observatoire de Recherche Méditerranéen de l’Environnement est un Observatoire des Sciences de l’Univers basé à l’Université Montpellier. C’est une composante de l’université ayant pour mission la recherche fondamentale et l’observation continue de l’environnement naturel sur de longues périodes. Cet observatoire a développé la thématique du littoral - trait de côte en héber-geant une équipe dédiée à cette étude, le SO-LTC (Système d’Observation du Littoral - Trait de Côte). Pour LITTO CMS, l’OSU-OREME constitue un pilier fort avec comme rôle l’élaboration du prototype MIRMIDON. Son intérêt est de développer un prototype innovant, à vocation R&D pour valoriser les données produites par l’OSU en travaillant sur des aspects intégration mesure/modèles. Frédéric Bouchette (Chercheur en hydrodynamique et morphodynamique) est la personne référente au sein du projet LITTO CMS.
Geomatys
Geomatys est une société de services qui opère, comme son nom l’indique, dans le domaine de la géomatique. Elle utilise les standards internationaux comme les normes OGC (Open Geospatial Consortium) et ISO (Organisation Internationale de Normalisation), pour mettre en place des solutions élaborées de traitement, d’analyse et de diffusion de données géographiques. Outre son activité de services, l’entreprise concentre une large partie de ses ressources à une activité de Recherche & Développement (R&D) s’appuyant sur la mise en œuvre des standards liés aux Systèmes d’Information. Tous les projets développés par Geomatys sont placés sous licence LGPL, et font l’objet de développements communautaires. L’outil phare de Geomatys utilisé dans LITTO CMS est Constellation-SDI (Constellation Spatial Data Infrastructures). C’est une plateforme de services web manipulant des données spatiales. Elle implémente de nombreux services géospatiaux définis par les standards de l’OGC et ISO. Les personnes référentes dans ce projet sont Vincent Heurteaux et Martin Desruisseaux, les deux créateurs de l’entreprise en 2005.
HPC@LR
Le centre HPC@LR est une organisation collaborative composée de ASA, CINES, HPC Pro-ject, IBM, l’Université de Montpellier et de l’entreprise Serviware. Il est financé par la Région Languedoc-Roussillon, l’Europe et l’Université de Montpellier. HPC@LR vise à créer en région Languedoc-Roussillon un centre de compétences dévolu au calcul intensif (High Performance Computing - HPC) à destination des entrepreneurs, de tous les chercheurs et ingénieurs du secteur public ou privé ainsi qu’aux enseignants. Tous ces services sont pour le moment fournis gratuitement sur étude de dossier mais un plan économique sera mis en place prochainement. Les personnes référentes en sont Anne Laurent (Directrice du centre), Sophie Nicoud (Respon-sable du comité technique) et Anne Coudert (Respon(Respon-sable administrative).