1. Tout d’abord, les modèles et équations rencontrés en mécanique des fluides (typiquement les équations de Navier-Stokes à surface libre) sont complexes à analyser et à résoudre. 
2. Cette première caractéristique est renforcée par le fait que les phénomènes considérés se déroulent souvent sur de grands domaines avec des échelles de longueur très hétérogènes (taille du domaine, profondeur moyenne, longueur des vagues\ldots) et des périodes de temps différentes, par exemple l'érosion côtière, la propagation d'un tsunami, etc...
3. Enfin, et surtout, ces problèmes sont multiphysiques avec des couplages forts et des non-linéarités.

Modélisation et simulation des flux de surface libre

La modélisation, l'analyse et la simulation des flux géophysiques sont des sujets complexes et stimulants et ces questions ont été largement couvertes par la recherche appliquée et l'ingénierie. Mais l'importance croissante des questions de développement durable, associée à la complexité des problèmes qui se posent en géophysique, implique d'aller plus loin que les systèmes classiques de type "eaux peu profondes". En général, nous nous concentrons sur les flux gravitaires tels que 1- les flux dangereux (inondations, vagues scélérates, glissements de terrain\ldots), 2- les énergies durables (couplage hydrodynamique-biologie, production de biocarburants, énergies marines...), 3- la gestion des risques et l'aménagement du territoire (évolutions morphodynamiques, systèmes d'alerte précoce...). Comme le suggère la liste précédente, il s'agit d'un domaine étendu. Pour ces systèmes multi-échelles et multi-physiques, la difficulté est souvent d'isoler un problème de taille réduite pour lequel la modélisation mathématique et la simulation peuvent apporter des bénéfices significatifs.



Méthode d'assimilation des données géophysiques et environnementales

ANGE a commencé l'année dernière à développer une méthode d'assimilation, par le biais du concept de méta-modèle. Les applications que nous considérons incluent la pollution sonore, la qualité de l'air, la prévision des feux de forêt.


Calcul haute performance

Afin de fournir des méthodes efficaces et en vue du transfert, l'équipe développe des méthodes d'accélération dans deux directions. Tout d'abord, dans le domaine du calcul de décomposition de domaine, où la majeure partie de nos recherches est consacrée à la parallélisation temporelle pour l'assimilation et la simulation. Deuxièmement, dans le cadre de la réduction des modèles. L'aspect difficile de cette tâche repose sur la difficulté bien connue que constitue la parallélisation ou la réduction des phénomènes de transport, qui jouent un rôle important dans toutes les applications envisagées par l'ANGE.

Optimisation et contrôle

Ayant en main des méthodes et des outils de simulation efficaces, on peut alors commencer à optimiser et à contrôler le système considéré. C'est un autre axe de recherche de notre équipe, que nous développons en relation avec les techniques de calcul haute performance détaillées dans le paragraphe précédent. Nos applications ici sont principalement liées aux problèmes inverses (y compris l'assimilation de données) en géophysique et aux dispositifs de production d'énergie renouvelable.