Exploiter des supercalculateurs pour répondre en temps réel aux crises en cours de développement
Les supercalculateurs sont apparus il y a plus d’un demi-siècle et leur évolution est fulgurante. Des applications émergentes stimulent cette évolution, depuis la modélisation confidentielle d’explosions nucléaires au cours des années 1960 jusqu’aux besoins actuels concernant la prévision du changement climatique ou la compréhension des phénomènes physiques qui régissent notre univers. Nous ne sommes pas loin de pouvoir utiliser des supercalculateurs pour prédire les incidents ayant des impacts environnementaux, sociaux et économiques conséquents, et pour y répondre en temps réel, en fonction de leur évolution. Il est nécessaire de disposer de solutions logicielles ainsi que d’une gestion efficace des ressources. Le consortium composé de onze partenaires et attaché au projet VESTEC, financé par l’UE, a montré qu’il était possible et utile d’exploiter des supercalculateurs européens pour appuyer, en situation de gestion de crise, des prises de décision urgentes en temps réel.
Fusion innovante de mégadonnées, réduction de données et analyse de données
Une quantité phénoménale de données haute performance en temps réel peut être obtenue à partir du domaine concerné, pour détecter et suivre des incidents comme des feux de forêt ou des événements météorologiques spatiaux. Cela implique d’avoir accès à des sources telles que des réseaux sociaux et des capteurs. Des techniques de fusion de données ont été développées pour les intégrer. Dans le projet VESTEC, des techniques innovantes de réduction de données diminuent de manière significative l’ampleur du traitement et du stockage des demandes et permettent aux décideurs de présenter efficacement et rapidement les informations les plus essentielles. «Pour l’estimation des incertitudes, nous créons aussi plusieurs simulations prévisionnelles différentes en simultané. Ces ensembles peuvent alors révéler des caractéristiques supplémentaires, comme le tracé le plus probable d’un feu de forêt qui se produira dans l’heure suivante», explique Andreas Gerndt, coordinateur du projet au Centre aérospatial allemand. Le résultat le plus passionnant du projet est peut-être le supercalcul interactif qui utilise simultanément de nombreuses ressources de supercalcul. Il permet d’intégrer ces analyses de mégadonnées haute performance à des simulations de fonctionnement pour améliorer continuellement et en temps réel l’exactitude des prédictions et des modèles de phénomènes critiques soumis à une échéance précise. En outre, Andreas Gerndt ajoute que «différentes simulations comme celles obtenues dans des conditions météorologiques et des incendies peuvent être associées et analysées au fur et à mesure».
Un soutien renforcé grâce à un usage judiciaire des ressources en supercalcul
Il n’est pas facile de suspendre le travail des supercalculateurs en cas de demande urgente d’aide à la prise de décision. VESTEC a proposé et a démontré l’intérêt de réserver certaines ressources sur les plus puissants supercalculateurs européens. Si de nombreux supercalculateurs offrent simultanément des ressources pour le même incident, l’impact en est même plus important et permet une programmation efficace, transparente et un supercalcul interactif.
Incendie de friches, maladies transmises par les moustiques, météorologie spatiale et pandémie
VESTEC a démontré l’applicabilité générale des résultats dans trois cas d’utilisation très pertinents et très différents: incendies de friches, vent solaire (qui a un impact majeur sur nos infrastructures critiques) et maladies transmises par les moustiques, cas devenant de plus en plus problématiques à cause du changement climatique. L’approche innovante visant à visualiser des mégadonnées afin de trouver les zones les plus importantes infestées par les moustiques a été chaleureusement accueillie par les experts de ce domaine. La pertinence d’une telle plateforme en cas de pandémies futures ne peut pas être sous-estimée. Selon Andreas Gerndt, «le ministre de la Santé allemand a présenté une conception portant sur un “radar pandémique” qui regrouperait l’ensemble des différentes sources de données et qui présenterait un tableau de bord avec une analyse visuelle. Le système VESTEC, avec son estimation des incertitudes permettant d’évaluer plusieurs possibilités concernant les modalités de développement de la crise, pourrait en devenir l’épine dorsale.» La brillante démonstration de l’impact significatif des réponses apportées par VESTEC sur le bien-être environnemental, social et économique en Europe devrait permettre de franchir un cap en vue de les déployer dans des centres de supercalcul à haute performance.
Mots‑clés
VESTEC, supercalculateur, mégadonnées, pandémie, simulations, supercalcul, gestion de crise, calculateur haute performance, météorologie spatiale, incendies de friches
