{"id":6567,"date":"2020-04-29T09:33:11","date_gmt":"2020-04-29T07:33:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mio.osupytheas.fr\/fr\/perspectives-dans-le-developpement-de-deux-plateformes-de-modelisation-croco-et-nemo\/"},"modified":"2020-04-29T09:33:11","modified_gmt":"2020-04-29T07:33:11","slug":"perspectives-dans-le-developpement-de-deux-plateformes-de-modelisation-croco-et-nemo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.mio.osupytheas.fr\/fr\/perspectives-dans-le-developpement-de-deux-plateformes-de-modelisation-croco-et-nemo\/","title":{"rendered":"“Perspectives dans le d\u00e9veloppement de deux plateformes de mod\u00e9lisation CROCO et NEMO”."},"content":{"rendered":"
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Les mod\u00e8les num\u00e9riques d\u2019oc\u00e9ansont des outils essentiels tant au service de la recherche scientifique, que pour des applications de surveillance et de pr\u00e9visions op\u00e9rationnelles, ou comme composante des mod\u00e8les du syst\u00e8me Terre utilis\u00e9s pour les projections climatiques. Leur d\u00e9veloppement s\u2019inscrit sur une temporalit\u00e9 longue et mobilise des \u00e9quipes d\u2019experts de haut niveau combinant des comp\u00e9tences vari\u00e9eset compl\u00e9mentaires (oc\u00e9anographie, physique, chimie, biologie, math\u00e9matiques appliqu\u00e9es, informatique, calcul haute performance). La d\u00e9finition des domaines d\u2019applications de ces mod\u00e8les ainsi que de leurs priorit\u00e9s de d\u00e9veloppement s\u2019appuient sur des communaut\u00e9s scientifiquesbien identifi\u00e9es, qui s\u2019int\u00e9ressent de pr\u00e8s aux bons (et moins bons) r\u00e9sultats de ces mod\u00e8les. Il existe aujourd\u2019hui plusieurs communaut\u00e9s de ce type en France, dont celles qui portent le d\u00e9veloppement des codes num\u00e9riques CROCO et NEMO.Cette note a pour objet de pr\u00e9ciser l\u2019articulation et la compl\u00e9mentarit\u00e9 des travauxmen\u00e9s par ces deux communaut\u00e9s. Une strat\u00e9gie et des d\u00e9marches compl\u00e9mentairesLes codes num\u00e9riques CROCO et NEMO s\u2019appuient sur le travail de deux communaut\u00e9squi ont \u00e9labor\u00e9 au cours de la derni\u00e8re d\u00e9cennie des visions coh\u00e9rentes et compl\u00e9mentaires. Les codes CROCO et NEMO ciblent ainsi des applications diff\u00e9rentes, tant en terme de composantes qu\u2019en termes d\u2019\u00e9chelles et de processus repr\u00e9sent\u00e9s : -Le code NEMOest constitu\u00e9 des trois composantes principales couvrant la dynamique de l\u2019oc\u00e9an (OCE), de la glace de mer (SI3) et de la biog\u00e9ochimiemarine (PISCES). Les \u00e9chelles cibl\u00e9es vont de l\u2019\u00e9chelle globale \u00e0 l\u2019\u00e9chelle kilom\u00e9trique (r\u00e9solution effective). NEMO est utilis\u00e9 pour des comprendre la variabilit\u00e9 de l\u2019oc\u00e9an \u00e0 ces \u00e9chelles sup\u00e9rieures au kilom\u00e8tre, pour pr\u00e9parer l\u2019observation (notamment spatiale) des oc\u00e9ans, pour des projections climatiques et comme composantes des syst\u00e8mes op\u00e9rationnels Copernicus. -Le code CROCOest constitu\u00e9 d\u2019une composante dynamique, interfac\u00e9e avec des modules compl\u00e9mentaires et pluridisciplinaires (PISCES, MUSTANG, BIO\u00e9BUS, ECO3M,…). Les \u00e9chelles cibl\u00e9es vont de l\u2019\u00e9chelle du bassin oc\u00e9anique aux \u00e9chelles sub-kilom\u00e9triques, incluant les r\u00e9gimes non-hydrostatiques et la mod\u00e9lisation LES \u00e0 l\u2019\u00e9chelle d\u00e9cam\u00e9trique ou de l\u2019exp\u00e9rience laboratoire (i.e. proche de la DNS). CROCO est utilis\u00e9 pour comprendre la variabilit\u00e9 de l\u2019oc\u00e9an \u00e0 ces \u00e9chelles, pour pr\u00e9parer l\u2019observation des oc\u00e9ans et comme composante de d\u00e9monstrateurs op\u00e9rationnels ou de futurs syst\u00e8mes op\u00e9rationnels. Comme on le voit, les p\u00e9rim\u00e8tres d\u2019applications et les \u00e9chelles cibl\u00e9es par chacun des codes sont diff\u00e9rents de sorte que les d\u00e9marches de ces deux communaut\u00e9s sont de facto compl\u00e9mentaires. Compl\u00e9mentaires, non seulement parce que les deux d\u00e9marches r\u00e9pondent \u00e0 des besoin diff\u00e9rents, mais aussi parce qu\u2019elles se compl\u00e8tent : de nombreuses applications de CROCO utilisent ainsi des conditions limites issues de simulations NEMO \u00e0 plus large emprises; en retour CROCO est un outil de choix pour mener des \u00e9tudes de processus en vue de formuler des param\u00e9trisation sous-mailles pour NEMO (ondes internes, convection, etc…). Au-del\u00e0 des compl\u00e9mentarit\u00e9s de fait, li\u00e9es aux diff\u00e9rences des positionnements scientifiques et applicatifs respectifs des deux codes, il existe \u00e9galementd\u2019\u00e9troites collaborations entre les deux communaut\u00e9s. En effet, comme il existe un recouvrement partiel des domaines applicatifs des deux codes au niveau des \u00e9chelles r\u00e9gionales, les deux communaut\u00e9s partagent de nombreuses pr\u00e9occupations, notamment sur les questions li\u00e9es aux sch\u00e9mas num\u00e9riques pour la r\u00e9solution des \u00e9chelles kilom\u00e9triques. De nombreux \u00e9changes scientifiques et techniques existent ainsi aujourd\u2019hui sur ces questions. Les deux communaut\u00e9s partagent enfin une vision communede ce que pourrait \u00eatre \u00e0 terme une interface coh\u00e9rente entre les deux mod\u00e8les. Celle-ci devrait permettre de construire des applications qui \u00e9changent aux bonnes \u00e9chelles les informations pertinentes et s\u2019appuient sur les forces de chacun des mod\u00e8les pour repr\u00e9senter correctement un large spectre d\u2019\u00e9chelles et de processus. Le raffinement de cette vision en un d\u00e9monstrateur effectif fait l\u2019objet de la derni\u00e8re proposition de ce document.Des actions de d\u00e9veloppement en cours L\u2019articulation des d\u00e9marches des deux communaut\u00e9s se traduit d\u00e8s aujourd\u2019hui par le partage ou le d\u00e9veloppement conjoint d\u2019un certain nombre de modules et composantes des codes NEMO et CROCO. Certaines composantes sont ainsi d\u2019ores et d\u00e9j\u00e0 partag\u00e9esentre les deux codes. C\u2019est le cas notamment : -de l\u2019interface au module de gestion des entr\u00e9es\/sorties XIOS, d\u00e9velopp\u00e9 par l\u2019IPSL,-du mod\u00e8le de biog\u00e9ochimie marine PISCES dont le d\u00e9veloppement est coordonn\u00e9 par le groupe PISCO (qui rassemble , entre autres, des d\u00e9veloppeurs de NEMO et de CROCO),-du module de surface (gestions de l\u2019interface air-mer),-de l\u2019interface de couplage aux mod\u00e8les d\u2019atmosph\u00e8re, impl\u00e9ment\u00e9 via le coupleur OASIS du CERFACS. -de la librairie de raffinement de maillage en fortran Agrif d’Inria.Plusieurs d\u00e9veloppements et actionsde recherche ont par ailleurs \u00e9t\u00e9 men\u00e9s en communau cours des derni\u00e8res ann\u00e9es dans la perspective d\u2019\u00eatre vers\u00e9s dans chacun des codes. C\u2019est le cas notamment des d\u00e9veloppements: -du module de couche limite atmosph\u00e9rique ABL (men\u00e9 dans le cadre des projets CMEMS ALBATROS et LEFE SIMBAD et H2020 IMMERSE),-de la param\u00e9trisation du m\u00e9lange vertical dans les couches de surface Generic Length Scale,-de sch\u00e9mas num\u00e9riques de discr\u00e9tisation en temps et en espace combinant au mieux les imp\u00e9ratifs de pr\u00e9cision, stabilit\u00e9, conservation, compacit\u00e9, co\u00fbt informatique.Enfin, unes\u00e9rie d\u2019actions \u00e0 engager conjointementa \u00e9t\u00e9 \u00e9tablie pour le moyen terme. Celle-ci porte notamment sur : -des \u00e9changes autour des strat\u00e9gies HPC des deux codes (en termes de parall\u00e9lisation et de portage GPU)-le d\u00e9veloppement d\u2019approche de traitement des conditions limites par m\u00e9thodes de p\u00e9nalisation; -des \u00e9changes sur les strat\u00e9gies respectives en termes d\u2019assimilation de donn\u00e9es en passe d\u2019aboutir \u00e0 une mutualisation d\u2019approche (e.g. via l\u2019utilisation de NEMOVAR)Notons que plusieurs des actions conjointes list\u00e9es ci-dessus ont port\u00e9 sur led\u00e9veloppement ou l\u2019int\u00e9gration d\u2019interface\u00e0 des codes de parties tierces, n\u00e9cessaires pour certaines applications. Cette approche mutualis\u00e9e sur les interfaces est coh\u00e9rente avec les besoins et comp\u00e9tences de chacune des communaut\u00e9s. Elle a naturellement vocation \u00e0 se poursuivre et se renforcer pour de nombreuses interfaces des deux mod\u00e8les d\u2019oc\u00e9an : biogeochimie marine (PISCES,…), couche limite atmosph\u00e9rique (ABL), mod\u00e8les de vagues \u00e0 phases moyenn\u00e9es (WW3,…), mod\u00e8les d\u2019atmosph\u00e8re (WRF, …). Dans les d\u00e9veloppements en cours mentionn\u00e9s, le r\u00f4le jou\u00e9 par l\u2019\u00e9quipe Inria AIRSEA est majeur : cette \u00e9quipe de recherche grenobloise intervient en lien avec chacune des communaut\u00e9s CROCO et NEMO sur un grand nombre de th\u00e9matiques essentielles au d\u00e9veloppement des mod\u00e8les d\u2019oc\u00e9an. Par son expertise sur les m\u00e9thodes num\u00e9riques, sur les algorithmes de couplages, sur les approches multi-grilles (AGRIF) et sur le calcul haute performance (HPC), cette \u00e9quipe est de fait une interface naturelle entre les communaut\u00e9s CROCO et NEMO.Vers une meilleure visibilit\u00e9 de nos d\u00e9marches Comme le montre le paragraphe pr\u00e9c\u00e9dent, de nombreuses d\u00e9marches et interactions sont d\u00e9j\u00e0 engag\u00e9es pour \u00e9viter toute duplication inutile et b\u00e9n\u00e9ficier au mieux des comp\u00e9tences disponibles dans les \u00e9quipes de d\u00e9veloppement CROCO et NEMO. L\u2019objectif de cette note est de rendre ces actions plus visibles. Pour cela, nous proposons : -La mise en place d\u2019un groupe d\u2019\u00e9changes de type \u00ab t\u00e9l\u00e9phone rouge \u00bb qui rassemblera aussi souvent que n\u00e9cessaire des pilotes et experts des deux groupes de d\u00e9veloppement ainsi que des personnes \u201cressources \u201c de lacommunaut\u00e9 . Ce groupe contribuera \u00e0 une meilleure visibilit\u00e9 de la coordination des d\u00e9veloppements, de faire des points d\u2019informations et d\u2019avancement \u00e0 diss\u00e9miner vers les d\u00e9veloppeurs des deux plateformes; -D\u2019encourager la participation crois\u00e9e desd\u00e9veloppeurs de chacun des codes aux processus d\u2019\u00e9laboration au sein de Groupes de travail: ceux qui existent d\u00e9j\u00e0 du c\u00f4t\u00e9 de NEMO , (dont, \u00e0 titre d\u2019exemples non exhaustifs les Working Groups Kernel, Air-sea interactions, HPC, TOP, Verification & Validation) et ceux en cours de cr\u00e9ation, financ\u00e9s par le GdR CROCO. Pour ce qui concerne la composante de biog\u00e9ochimie PISCES, la structuration de la communaut\u00e9 des d\u00e9veloppeurs est effective au travers du projet LEFE-PISCO dont le comit\u00e9 de pilotage comprend unrepr\u00e9sentant de chacun des deux mod\u00e8les;-La d\u00e9finition et la mise en oeuvre d\u2019un d\u00e9monstrateur de l\u2019utilisation conjointe de NEMO et CROCO sur une application pertinente pour le d\u00e9veloppement des deux mod\u00e8les et leurs interfaces.ConclusionsLes codes CROCO et NEMO ont chacun une strat\u00e9gie de d\u00e9veloppement en lien avec leurs objectifs et leur communaut\u00e9. Cette note veut rendre plus visible et plus explicite la strat\u00e9gie et les d\u00e9marches de co-construction : elles explicitent la strat\u00e9gie commune et valorisent l’ensemble des efforts. Les propositions formul\u00e9es ci-dessus devraient permettre une meilleure lisibilit\u00e9 de cette dynamique de co-construction pour les d\u00e9veloppeurs et au-del\u00e0, pour les communaut\u00e9s scientifiques et pour les tutelles<\/p><\/div><\/div><\/div> <\/div> <\/div> <\/div> <\/div> <\/div><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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