Atelier Calcul & Modélisation numérique

Responsable technique et référent scientifique : Roland Martin et Marc Blanchard

Afin de lever des verrous technologiques et de mieux modéliser certains phénomènes physiques à différentes échelles de temps et d’espace, l’atelier permanent a différentes vocations :

  • Interagir, échanger, collaborer, monter des projets transverses en modélisation physico-numérique pour des modèles intégrés du système Terre à différentes échelles de temps et d’espace (de la journée aux millions d’années), de la proche surface aux échelles lithosphériques et les couplages avec l’atmosphère et les océans.
  • Organiser des séminaires sur les méthodes et objets d’étude en termes de modélisation et traitement de données, en lien avec l’Atelier « Modélisation et bases de données de l’OMP »
  • Identifier les verrous technologiques et méthodologiques dans certaines thématiques scientifiques à différents niveaux d’expertise (utilisateurs et/ou développeurs)
  • Diffuser l’expertise de chercheurs via des formations au GET (Par exemples : OpenFoam par L. Orgogozo, SIG par Y. Auda, Arcgis par V. Regard).
  • Établir une cartographie et un bilan des compétences et des moyens (ressources humaines, codes de calcul, logiciels de visualisation et moyens informatiques)
  • Identifier des besoins et demandes de moyens
  • A participé au montage du projet d’Institut Intelligence Artificielle 3IA « ANITI » via notamment le projet intégratif IP6 : « IA pour une planète durable : du monitoring à la gestion intégrée des ressources »

Géophysique – Sismologie

  • ELLE : Plate-forme numérique de déformation de la matière intra et inter grains à l’échelle des cristaux. Prédiction de l’évolution physico-chimique des roches (Jessell et al., 2001 ; Bons et al., 2008). Contact : Mark Jessell
  • SPECFEM1D (http://www.geodynamics.org/cig/software/specfem1d) : Propagation des ondes sismiques en 1D dans un milieu hétérogène. Contact : Dimitri Komatitsch et Roland Martin
  • SPECFEM2D (http://www.geodynamics.org/cig/software/specfem2d) : Propagation d’ondes sismiques en 2D dans un médium acoustique, (non)élastique, poro-élastique ou couplant ces propriétés. Contact : Dimitri Komatitsch et Roland Martin
  • SPECFEM3D (http://www.geodynamics.org/cig/software/specfem3d) : Propagation d’ondes sismiques dans des bassins sédimentaires, hétérogènes, fondée sur une discrétisation en éléments spectraux. Contacts : Dimitri Komatitsch et Roland Martin
  • SPECFEM3D Globe (http://www.geodynamics.org/cig/software/specfem3d-globe) : Propagation d’ondes sismiques à l’échelle du globe fondée sur une discrétisation en éléments spectraux. Contact : Dimitri Komatitsch et Roland Martin
  • SPECFEM-GEOTECH (http://www.geodynamics.org/cig/software/specfem3d-geotech) : Mécanique des structure, fracturation, instabilités. Contact : Dimitri Komatitsch et Roland Martin

Thermo-mécanique des déformations de la lithosphère

  • Parovoz : FDM 2D pour l’évolution des contraintes et déformations en milieu solide, du manteau supérieur à la surface, prenant en compte les rhéologies élasto-visco-plastiques en formulation Lagrangienne. Contact : Muriel Gerbault
  • ADELI (http://physique.unice.fr/sem6/2008-2009/PagesWeb/Subduction/Adeli.html) : FEM 3D pour l’évolution des contraintes et déformations en milieu solide, du manteau supérieur à la surface, prenant en compte les rhéologies élasto-visco-plastiques, formulation Eulerienne (Hassani et al., 1997). Contact : Muriel Gerbault
  • JADIM. VOF 3D pour la dynamique des écoulements convectifs dans la croute et la lithosphère (code IMFT Bonometti et Magnaudet, 2007). Contact : A. Louis-Napoléon, Muriel Gerbault, Roland Martin

Géomorphologie

  • CIDRE : Dynamique de l’érosion-sédimentation et de la topographie sur des échelles de temps supérieures à celles de l’hydrologie. Modèle 3D, type automate cellulaire, développé initialement par B. Poisson (BRGM) puis par S. Carretier (IRD) (Carretier et al, 2009). Contact : Sébastien Carretier
  • GeLiSqPropag : Modèle inverse 1D pour simuler l’hydrologie et le transport sédimentaire dans les grands fleuves pour des temps courts. Contact :  Sylvain Mangiarotti
  • COSMOBOULDER : Évolution de la concentration en isotopes cosmogéniques produits in situ dans des blocs, galets et grains de sable pendant leur transport-abrasion le long d’une rivière. (Carretier et al., 2009b). Contact : Sébastien Carretier
  • ANOSCEV : Calcul 1D de l’évolution topographique d’un escarpement de faille inverse érodé par écroulement et diffusion. Contact : Sébastien Carretier
  • DATE : Programme d’inversion pour calculer le coefficient de dégradation d’un escarpement topographique à partir de différents modèles d’érosion diffusive 1D. Contact : Sébastien Carretier
  • COASTER : Modèle automate cellulaire pour simuler l’érosion des côtes rocheuses et la formation de terrasses marine. En développement. Contact : Sébastien Baratchart et Vincent Regard

Hydrologie

  • Crue éclair : Modèle prédictif à base physique, de type différences finies 1D, ayant pour but de simuler et prédire les crues éclairs pour la prévention des risques. Contact : David Labat

Gestion des ressources en eaux et impacts des normes

  • MAELIA : Multi-Agent for Environmental Norms Impact Assesment (http://maelia1.wordpress.com/) : Plateforme numérique hybride (multi-agents, SIG, modèles aux équations différentielles) pour simuler les impacts des normes sociales et légales sur les ressources en eaux et sur les activités socio-économiques liées à l’usage et à l’exploitation de ces ressources à l’échelle d’un grand bassin hydrologique (coord. P. Mazzega ; projet RTRA STAE). Le démonstrateur en cours de développement est basé l’environnement multi-agent netlogo (développé par E. Gondet, F. Amblard – IRIT; SIG MAELIA : F. Gangneron ; etc.). Contacts. Etienne Gondet, Fabrice Gangneron

Paléoclimat

  • COMBINE (https://geoclimmodel.wordpress.com/) : Code numérique fortran pour simuler l’évolution des cycles biogéochimiques à l’échelle des temps géologiques et à l’échelle de la terre. Couplé avec le modèle climatique tridimensionnel FOAM du Dept of Geosciences de l’Université de Chicago et opéré au LSCE pour donner GEOCLIM, un modèle pour étudier les paléoclimats. Contact : Yves Goddéris

Altération

  • WITCH : Code fortran d’altération des silicates pour simuler les bilans et flux d’éléments chimiques dans un bassin versant. S’applique pour des temps courts (unité : le jour). Il est fondé sur des équations cinétiques des réactions de précipitation/dissolution des minéraux établies en laboratoire, et sa discrétisation correspond à des boites superposées échangeant eau et substances chimiques. Contact : Yves Goddéris

Géochimie

  • Global1DBlockModelForMercuryIsotope : Modèle 1D puis 3D développé pour simuler les échanges et le fractionnement des isotopes du mercure en domaine continental. Contact : Jeroen Sonke

Végétation – Hydrologie

  • STEP : Code Fortran95 simulant en 1D les principaux processus associés à un couvert herbacé sahélien (photosynthèse, respiration, croissance, sénescence, décomposition, …) ainsi que la dynamique de l’eau dans le système sol-plante-atmosphère (contenu en eau du sol, transpiration, évaporation). Un nouveau module de photosynthèse vient d’être intégré qui nécessite encore d’être évalué. STEP est couplé à des modèles de transfert radiatif permettant l’assimilation de données satellitaires radar et optiques, ainsi que de données in situ. Contact : Eric Mougin et son équipe
  • Modèle inverse en Géochimie pour faire des bilans d’altération, ou des bilans géochimiques d’un élément, comme le mercure (spéciation et dépôt). Contact : Patrick Seyler et Laurence Maurice.
  • Plate-forme d’analyse et traitement de données altimétriques (extraction de séries temporelles, sélections de données altimétriques, interpolation, nivellement de stations limnimétriques …) développés pour la plupart en JAVA par G. Cochonneau et E. Roux. Une partie est incorporée dans la plateforme UModelis. (Roux et al., 2008). Contact : Gérard Cochonneau
  • Plate-forme Umodelis : Ensemble de plugins (modèles pluie-débit, hydrodynamiques et sédimentologiques) développés par S. Gardoll, G. Cochonneau et M-P Bonnet en Java pour le SIG open source Udig et interfacés avec une base de données. L’objectif est de créer une plateforme de modélisation spatialisée pour étudier la variabilité spatiale et temporelle des flux d’eau et de matière, notamment au sein du bassin amazonien. Contact : Gérard Cochonneau et Marie-Paule Bonnet
  • HYDRACCESS : Plate-forme de traitement, analyse et représentation de données hydrologiques, spatialisées et temporelles. Contact : Gérard Cochonneau
  • Analyse statistique par ondelette : Routines Matlab pour analyser le signal par transformées en ondelettes, appliquées aux données hydrologiques. Contact : David Labat
  • MORPHOMETRY : Script utilisant principalement le SIG GRASS pour calculer plusieurs variables géomorphologiques dans un bassin versant (pente moyenne, profil en long, steepness index, hypsométrie, pente-aire drainée, etc …). Contact : Sébastien Carretier
  • COSMOEROSIONRATE : Script utilisant principalement le SIG GRASS pour calculer un taux d’érosion moyen dans un bassin versant à partir de données de concentration en isotope cosmogénique. Tient compte de l’ombrage, des muons, et de la distribution de la lithologie riche en quartz. Contact : Sébastien Carretier

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