Pour surveiller Harvey, Irma, José... Météo France met en œuvre un supercalculateur de 2,5 pétaFlops

Jeudi 7 septembre l’alerte violette de confinement sur Saint-Martin et Saint-Barthélemy a été levée. L’ouragan Irma s’éloigne des Antilles françaises, direction les côtes de Floride aux Etats-Unis. Pour suivre au plus près ces phénomènes dangereux, il faut affiner toujours plus le maillage des modèles météorologiques.

Les instituts météorologiques se sont lancés dans une course à la puissance de calcul. Météo France a multiplié la sienne par 2 500 000 entre 1992 et 2016, grâce à des supercalculateurs informatiques. Le dernier, un modèle Bullx B710 Direct Liquid Cooling (DLC), mis en service en 2013 a permis de dépasser le cap du pétaFlop. C'est-à-dire qu'il est capable de traiter plus de 1 million de milliards d’opérations à la seconde. Lors de sa dernière mise à niveau sa puissance a été élevée à 2,5 pétaFlops.

70% de la capacité de calcul mise à contribution

L’opérateur météorologique français en possède deux pour une puissance totale de 5 pétaFlops. Le premier, dit opérationnel, est chargé d'élaborer des modèles prévisionnels. Il est également utilisé par les équipes de Météo France pour améliorer les modèles. Sa capacité de calcul est sollicitée en permanence à 70%.

Le second est exploité pour la recherche climatique et est utilisée comme solution de remplacement lors des phases de maintenance ou de panne du supercalculateur opérationnel.

Chaque jour, 22 millions de données d’observations sont assimilées. Le supercalculateur opérationnel les traite pour réaliser les simulations grâce à trois modèles. Chacun d'eux découpe l'atmosphère en portions appelée mailles. Les données physiques, comme la pression ou la température sont mesurées, dans le temps, à cette échelle.

Le plus ancien, ARPEGE couvre l’ensemble du globe avec un maillage de 7,5 km² en métropole à 60 km² à l’autre bout du monde. Il est employé pour réaliser les prévisions à trois jours sur l’Hexagone et l’Outre-mer.

Un second, ALADIN est mis en oeuvre pour la surveillance des épisodes cycloniques comme Irma par exemple. Son champ d’action couvre 3 000 km2 avec des mailles de 7,5 km². Le modèle est alimenté par les simulations d’ARPEGE et peut être déployé dans n’importe quelle zone du globe. Les prévisions en sortie peuvent couvrir jusqu’à deux jours.

Enfin le modèle régional AROME sert à anticiper les phénomènes météorologiques dangereux, comme les orage ou les épisodes cycloniques. Ses mailles mesurent 1,3 km². Les équipes de Météo France l'on déployé en 2016, d'abord en France Métropolitaine puis progressivement en Outre-mer. Le modèle à vocation a remplacer complètement ALADIN d'ici la fin de l'année.

Pendant l'épisode Irma, Météo France a pu connaître l'intensité de l'ouragan 7 heures avant son arrivée au large des Antilles. Les modèles ont permis de tracer précisement sa trajectoire avec 48 heures d'avance.

Au delà des prévisions à quatre jours, les équipes de Météo France réalisent plusieurs simulations. Leur convergence ou divergence permettent aux prévisionnistes de quantifier l'incertitude. En conséquence, les bulletins sont accompagnés d'un incide de confiance.

Les paliers d’augmentation de puissance des supercalculateurs améliorent le nombre de données traitées et le maillage des modèles du système de prévision. La dernière mise à jour date de 2016. Météo France devrait lancer, dans les prochaines semaines, l’appel d’offres pour ses futurs supercalculateurs. Leur mise en service serait prévue entre 2019 et 2020.

L'évolution des supercalculateurs de Météo France dans le temps

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