Au-delà des processeurs traditionnels des géosciences
En moyenne, 1 100 tremblements de terre ayant le potentiel de provoquer blessures et des décès, ainsi que des dommages aux infrastructures, se produisent chaque année. Le design d'un environnement humain avec une résistance adéquate aux tremblements de terre est toutefois un défi technique et scientifique majeur. La difficulté principale est la complexité des processus physiques dans la sous-surface de la terre. Nous avons appris beaucoup sur les processus de rupture grâce à l'étude scientifique des mesures des mouvements de la terre. Sur la base des progrès réalisés dans les infrastructures informatiques, il existe des possibilités de simulations numériques précises. Les modèles basés sur la physique offrent une meilleure compréhension de la manière dont les structures géologiques en sous-surface influencent les mouvements de la terre. Le but du projet financé par l'UE HPC-GA (High performance computing for geophysics applications) était d'exploiter et de régler les infrastructures informatiques existantes au sein des installations européennes pour évaluer les risques de tremblement de terre. Pour ce faire, un consortium international multidisciplinaire de chercheurs d'Europe et d'Amérique du Sud a été constitué. Les membres de l'équipe ont évalué les fonctionnalités fournies par les systèmes de temps d'exécution actuels et ont souligné leurs limites. Les simulations des mouvements du sol lors des tremblements de terre doivent couvrir plusieurs sous-systèmes fonctionnant à différentes échelles. Il est essentiel de modéliser la liaison des sous-systèmes mais cela est limité par la puissance informatique requise pour gérer une quantité croissante de données. L'étape suivante était dès lors de développer de nouvelles méthodes pour une planification efficace des processus et une distribution intelligente des données sur des environnements informatiques multi-cœurs à mémoire partagée. Ils ont en outre implémenté des algorithmes de formation de faisceau à adaptation de données sur une architecture informatique parallèle pour obtenir des informations utiles des données d'ondes sismiques bruyantes. Les algorithmes dédiés ont été développés pour l'inversion commune 3D des données sismiques, magnétotelluriques et gravitationnelles. Les données acquises dans les études géologiques sont généralement limitées à la surface de la terre ou en sous-surface peu profonde, souvent avec un grand espace entre les sites de mesure. L'approche commune adoptée promet des modèles qui peuvent expliquer toutes les données simultanément. Le projet HPC-GA a donné de nombreux progrès dans la technologie informatique et les méthodes numériques pour faire avancer les modèles de propagation d'onde sismique et géodynamique à une résolution inégalée. Des informations plus fiables conduiront à une meilleure compréhension de la physique des tremblements de terre et à une estimation plus précise du risque sismique pour les infrastructures critiques.
Mots‑clés
Géosciences, calcul de haute performance, mouvements du sol, tremblements de terre, simulations numériques
