Changement climatique, accès à l'eau douce, pollution des sols, évolution des zones côtières, etc. Les problèmes d'environnement sont délicats à résoudre car les phénomènes sous-jacents s'avèrent extrêmement complexes et se situent à la frontière de multiples domaines : physique, chimie, biologie, économie… Pour aller plus vite dans la compréhension des processus environnementaux, les chercheurs font de plus en plus appel à l'informatique haute performance afin de créer des simulations et de tester leurs hypothèses.
Modéliser pour mieux comprendre
C'est dans cette optique que l'Inria a signé un accord avec le Cemagref, institut de recherche en sciences et technologies environnementales. Objectif : profiter du savoir-faire de l'Inria pour mieux appréhender les risques environnementaux. “ On a besoin d'outils pour mieux modéliser. On manque cruellement de systèmes de prédiction, que ce soit pour les digues ou les avalanches, par exemple ”, souligne Roger Genet, directeur général du Cemagref.Présentés lors de la signature de cet accord, des projets de recherche illustrent le rôle et l'importance de l'informatique dans les problèmes environnementaux. Ainsi, le groupe de chercheurs Fluminance tente d'analyser des écoulements de fluides à partir de séquences d'images pour en déduire des données physiques. “ Il existe aujourd'hui une quantité d'images, qu'elles soient d'origine météorologique, océanographique, hydrologique ou aéronautique. Mais elles sont peu utilisables pour la prévision ”, explique Etienne Mémin, directeur du projet Fluminance.Basés à Rennes, ces six scientifiques élaborent des méthodes informatiques de traitements d'images météorologiques afin, par exemple, de relier les mouvements des nuages à des vitesses réelles. Une tâche d'autant plus difficile que la séquence est turbulente. Et les domaines d'application seraient nombreux : prévision météorologique, mais aussi écoulements industriels, analyse géophysique…Autre projet emblématique : ANR Disco, à Clermont-Ferrand. Soutenu par l'Agence nationale de la recherche, il vise, entre autres, à analyser des bioréacteurs d'épuration, où le traitement des déchets et des eaux usées se fait à l'aide de bactéries. Principale difficulté : prévoir le comportement et l'organisation de ces êtres vivants. “ Les bactéries que nous utilisons forment des flocons ou des films. Nous aimerions savoir comment se créent ces agrégats, afin d'optimiser les performances des bioréacteurs ”, explique Guillaume Deffuant, responsable du laboratoire d'ingénierie des systèmes complexes au Cemagref.Un important potentiel économique
Là encore, l'informatique permet d'aller plus loin. Plutôt que de multiplier les expériences réelles, complexes et onéreuses à réaliser, les chercheurs élaborent des biosystèmes simplifiés sur informatique, en émettant des hypothèses biologiques sur le comportement des bactéries. “ On explore ces modèles en faisant varier les paramètres, puis on compare les résultats aux expérimentations réelles ”, précise Guillaume Deffuant. Actuellement, les calculs se font sur une grille de 60 cœurs de processeurs. Le Cemagref aimerait monter à 980 cœurs. Ces pistes de recherche pourront aussi donner lieu à des transferts de technologie dans le monde industriel. “ Le potentiel économique est important, que ce soit en termes de nouvelles technologies ou de nouveaux services ”, conclut Michel Cosnard, PDG de l'Inria.
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