Projet 1 : Étude du refroidissement d'une coulée de lave et de sa dynamique.

Participants : Claude Smutek, Pierre Saramito, Noé Bernabeu

Après avoir développé avec RHEOLEF les problèmes en géométrie simplifié 2D,

- problème de dynamique pur avec matériaux analogues (silicone, carbopol). La rhéologie des fluides fut d'abord considéré comme newtonienne avec des comparaisons avec des études de coulée de silicone.
- problème de thermique pur : refroidissement de lave, (coulée avril 2007, Piton de la Fournaise, Réunion)

Nous simulerons des fluides plus complexes en utilisant les équations de Bingham. Et avec une géométrie plus réaliste (géométrie réalisée à l'aide de relevés GPS) et effectuerons des calculs numériques 3D.

- Couplage dynamique/thermique dont le traitement numérique en 2D puis 3D sera beaucoup plus difficile et gourmand aussi bien en mémoire (grand nombre de mailles) qu'en temps de calcul.

Projet 2 : Analyse du bruit microsismique dans l'océan indien

Participants : Céline Davy et Guilhem Barruol

Le bruit microsismique des stations sismiques situées dans l'Océan Indien est analysé en continu afin d'étudier les variations saisonnières liées à l'activité de la houle. Une étude de la polarisation du bruit sismique permet de localiser les sources sismiques à l'origine du bruit enregistré par chaque station.

Il est prévu cette année de travailler sur l'analyse de nouvelles stations sismiques, notamment celles situées sur l'Ile de La Réunion, pour analyser l'activité de la houle responsable du bruit miscrosismique à l'échelle de l'île, et analyser des signatures d'épisodes cycloniques dans le bruit microsismique.

Projet 3 : Structure de la croûte autour du point chaud de La Réunion

Participants : Fabrice R. Fontaine, Guilhem Barruol

L'analyse des données sismologiques des stations permanentes installées à La Réunion et autour du point chaud de La Réunion permet d'effectuer la cartographie des interfaces croûte-manteau, de contraindre l’interface entre l’édifice volcanique et la croûte.
L'an dernier, la phase d’acquisition des données a débuté. Nous avons déployé fin 2012 un réseau de 57 stations sismiques larges bandes sur le plancher océanique autour du point chaud de La Réunion dans le cadre du projet RHUM-RUM (Réunion Hotspot and Upper Mantle – Réunions Unterer Mantel, www.rhum-rum.net) porté par le laboratoire GéoSciences de l'Université de La Réunion, l'Institut de Physique du Globe de Paris et le département de géophysique à l'Université de Munich. Depuis le 22 octobre 2013, nous récupérons les données de ces stations grâce à une campagne scientifique à bord du navire allemand R/V METEOR. Cette campagne est toujours en cours actuellement et doit s’achever début décembre 2013. Le traitement de ce grand nombre de données nécessitera d'importantes capacités en calcul parallèle.

L'année 2013-2014 devrait permettre de finaliser le projet de cartographie des structures de la croûte à La Réunion et autour du point chaud de La Réunion grâce à la méthode des fonctions récepteurs et à un code déjà utilisé sur un calculateur de l’université nationale australienne. Dans le cadre du Projet RHUM-RUM 2012-2015 financé par l’ANR (P.I. G. Barruol) et le DFG (P.I. K. Sigloch), 10 stations sismologiques ont été installées à La Réunion et 57 sismomètres ont été déployés en fond de mer en octobre 2012. La récupération des données des stations installées sur le plancher océanique a commencé depuis le 22 octobre 2013 grâce à une campagne scientifique à bord du navire allemand R/V METEOR. Elle doit s’achever le 5 décembre 2013. L'analyse de ce grand nombre de données nécessitera d'importantes capacités en calcul parallèle. Site web: 
www.rhum-rum.net

Projet 1 : Etude des interactions électroniques dans les complexes protéine-ligand

Participants : Noelly Madeleine, Fabrice Gardebien

Poursuite du projet déjà commencé depuis quelques années sur le Centre de Calcul.
Il consiste à déterminer des ligands de haute affinité pour la protéine FKBP12 à l'aide des outils de la modélisation moléculaire.
FKBP12 est une enzyme cytosolique catalysant l'isomérisation cis/trans des liaisons X-Pro. Cette protéine a en outre la particularité d'être au carrefour de plusieurs voies signalétiques : elle est connue pour jouer un rôle important dans le cycle cellulaire, la transduction de signaux, la modulation de canaux calcium. L'abondance naturelle de FKBP12 dans les tissus nerveux a également pu être reliée à son implication dans les maladies neurodégénératives telles que les maladies d'Alzheimer et de Parkinson ainsi qu'à des neuropathies périphériques et diabétiques ou encore à des blessures des cordons spinaux. Cette protéine est donc au coeur de travaux de recherche sur la neurogénèse et la neurodégénérescence et constitue donc une cible thérapeutique très importante.
De nombreuses études ont montré que des molécules exogènes venant se fixer sur cette protéine (désignées ligands) permettent la régénération d’un grand nombre de connexions neuronales endommagées. Ces molécules prises par voie orale permettent un regain de fonction et de morphologie sur des modèles animaux atteints de maladies neurodégénératives, ce qui ouvre des perspectives très importantes d'études dans le domaine des neurosciences. Il s'agira donc dans ce stage de rechercher des ligands de haute affinité pour la protéine FKBP12.

Projet 2 : Exploration de méthodes statistiques pour la modélisation de la relation séquence-activité de protéines d'intérêt industriel

Participant : Magali Berland

Durant l'année 2012-2013, nous avons travaillé à l'aide des ressources mises à disposition par le centre de calcul sur la modélisation de la relation séquence activité de quatre enzymes : L'énantiosélectivité des epoxyde hydrolases, la thermostabilité des cytochromes chimériques P450, le taux de liaison alpha 1->3 des dextrane-saccharases, et la specificité de produit des sesquiterpene synthases. Une partie de ces travaux a fait l'objet d'une publication soumise à BMC Bioinformatics, et une autre partie de ces travaux fait partie de mon manuscrit de thèse et sera prochainement valorisée sous forme d'une publication.

L'objectif cette année est d'étendre les méthodes que nous avons mis en place a de nouveaux jeux de données, issus de collaborations ou de la littérature. Nous envisageons par exemple d'étudier la relation peptide-ligand. De nouvelles méthodes sont également en cours d'élaboration et pourront être portées sur le centre de calcul.

Projet 1 : Modeling surface solar irradiation at local scales in Reunion

Participants : Béatrice Morel et Peng Li

Works last year :
1) Upload the RegCM (Regional climate model) model’s latest version to TITAN’s server;
2) Modify some parameters of the model and do some test running;
3) Running the RegCM 4 on TITAN to do high resolution simulation over the south-western part of the Indian Ocean centered on Reunion.

This year, we will run the latest version of RegCM 4 on TITAN to do high resolution simulation over the south-western part of the Indian Ocean centered on Reunion and use the result to do downscaling.

Projet 2 : Régionalisation des effets du changement climatique sur l'énergie solaire

Participant : Béatrice Morel

Dans le sud-ouest de l’océan Indien (SOOI) où la ressource est abondante, l’utilisation de l’énergie solaire offre une alternative intéressante aux sources conventionnelles. A cet égard, l’île de la Réunion qui vise l’autonomie énergétique à l’horizon 2030, s’est engagée activement en faveur du développement de différentes sortes de technologies utilisant l’énergie solaire : 1) solaire thermique pour la production d’eau chaude sanitaire par exemple ; 2) solaire photovoltaïque (PV) et solaire thermodynamique (ou concentration de l’énergie solaire, CES) pour la production d’électricité.

Dans le contexte de développement de nouvelles potentialités énergétiques, la question importante est de savoir comment le changement climatique, en affectant les régimes météorologiques et climatiques actuels (position des grands centres météorologiques d’action : anticyclone/cyclone, répartition et la variabilité de la nébulosité, courants atmosphériques), affectera les conditions de production d’énergie solaire : les systèmes de production, la ressource et/ou les infrastructures.

Dans ce projet, nous nous intéressons plus particulièrement à l’influence du changement climatique sur la ressource solaire (la quantité, le moment auquel elle sera accessible, etc.). Nous proposons de régionaliser les impacts potentiels du changement climatique sur la ressource solaire dans le domaine SOOI, en effectuant une série de simulations climatiques à l’échelle régionale pour le SOOI, à l’aide d’un modèle régional de climat, le modèle RegCM, forcé à ses frontières par des produits de simulations globales avec scenarii climatiques (CMIP-5).

Projet 3 : Modélisation régionale du climat et estimations des changements climatiques possibles du rayonnement solaire en surface dans le sud ouest de l’océan Indien

Thématique - Gisement solaire : variabilité en région tropicale et à La Réunion, métrologie et modélisation

Participant : Chao TANG

In the South West Indian Ocean (SWIO) where the solar resource is abundant, solar energy appears to be an interesting alternative to conventional sources of energy for electricity generation. In this regard, Reunion Island, which is looking to reach energy self-sufficiency by 2030, is actively engaged in the development of photovoltaic (PV) and concentrating solar power (CSP) systems. However, the design and deployment of these systems require a comprehensive assessment not only of the mean characteristics of the solar resource at any location but also its temporal repartition. In particular, the impacts of possible climate change of the solar resource on system performance need to be addressed when considering the life expectancy of solar energy systems (>20 years for PV panels).

In this project, we propose to evaluate possible changes of the solar resource at regional scales over SWIO in the 21st century. To that end, we will complete an array of high-resolution simulations of present and future climate with a regional climate model. Initial and lateral boundary conditions for these simulations will be obtained from different global climate models used in the Coupled Model Intercomparison Project in support of the Intergovernmental Panel on Climate Change 5th Assessment Report. An energy module to fit with the outputs from the regional climate simulations will also be developed in order to quantify possible impact of climate change on solar power potential delivered by PV and CSP systems.

Intitulé de stage : Évolution de la ressource solaire à la Réunion et dans le bassin sud-ouest de l'Océan Indien

Participant : Rabea Athmer

Thématique : Gisement solaire
Évolution de la ressource solaire à la Réunion et dans le bassin sud-ouest de l'Océan Indien dans le contexte du changement climatique

Projet 4 : Modélisation de production de biohydrogène

Thèse en co-direction DSIMB et LE2P

Participant : Nicolas Fontaine

L’épuisement annoncé dans les prochaines décennies des ressources fossiles qui fournissent actuellement plus de 70% du carburant consommé dans les transports terrestres, aériens et maritimes au niveau mondial, incite à l’identification et le développement de nouvelles sources d’énergies renouvelables. La production de biocarburants issue de l’exploitation de la biomasse représente une des voies de recherche les plus prometteuses.
Nous nous sommes orientés vers la production biologique d'hydrogène qui possède un fort potentiel énergétique. L'hydrogène possède une densité énergétique environ trois fois supérieure au fuel standard. Il est aussi un candidat propre pour l'environnement, car sa conversion en énergie produit de l'eau.
Parmi les procédés biologiques dédié à d'hydrogène, nous nous intéressons aux systèmes synthétiques faisant intervenir un système enzymatique artificiel hors cellule.
Une partie du projet consiste à modéliser de tels systèmes. Nous avons à notre disposition un jeu conséquent de résultats qui servira de base pour la construction d'un modèle via des méthodes utilisant des algorithmes d'apprentissages.

Projet 1 : Phylogéographie des Begomovirus africains

Participant : Alexandre De Bruyn 

Le cluster a été utilisé l'an dernier pour étudier la dissémination spatiale et temporelle de begomovirus inféodés au Manioc (CMGs) présents sur l'île de Madagascar. Cette étude est réalisée à l'aide du logiciel Beast, utilisant des méthodes d'inférence bayésiennes.

Le projet est toujours en cours et de nouvelles simulations seront effectuées en début d'année universitaire.

Projet 1 : Détermination de la configuration absolue d’un produit naturel

Participants : Bertrand Illien, Pierre-Eric Campos, Arnaud Marvillers

Plusieurs nouvelles molécules issues d’une éponge (Biemna Laboutei) ont été isolées au LCSNSA dont les configurations absolues sont inconnues. L’année passée, la détermination de la configuration absolue de deux de ces molécules a été réalisée par comparaison de leur spectre de dichroïsme circulaire expérimental à celui calculé par une méthode de fonctionnelle de la densité.

Cette année, le travail se poursuit sur d’autres molécules nouvelles issues de l’éponge Biemna Laboutei.

Projet 1 : Impact des changements climatiques sur la biodiversité marine tropicale : le cas des oiseaux marins de l’océan Indien occidental

Participant : Brice Legrand

Le laboratoire ECOMAR conduit depuis 2003 un programme régional d’étude de la distribution en mer et des déplacements des oiseaux marins de l’océan Indien occidental, en utilisant différents types de matériels de télémétrie (balises Argos solaires miniaturisées, GPS, géolocateurs). Les objectifs de ce projet sont entre autres :
(1) d’identifier les schémas migratoires des principales espèces d’oiseaux marins de la région
(2) de déterminer les secteurs océaniques importants pour leur conservation
(3) modéliser la sélection de leurs habitats océaniques
(4) prédire l’évolution de ces habitats en fonction des différents scénarios d’évolution réalisés par l’IPCC.
Ce programme a généré un important jeu de données spatialisées regroupant actuellement 8 espèces et 13 populations. L’acquisition se poursuit sur d’autres espèces et d’autres populations.

L’utilisation de Titan nous permet donc de lancer nos analyses sur l’ensemble de ce jeu de données (approche bayésienne, modèles de sélection de l’habitat, identification des « Important Bird Areas » de la région et utilisation de différentes bibliothèques disponibles sous R).

Les changements climatiques affecteront les écosystèmes terrestres et marins mais les conséquences en terme de répartition globale de la biodiversité sont encore mal connues. L’objectif de cette thèse est de modéliser la sélection des habitats océaniques des oiseaux marins tropicaux de l’océan Indien afin de prédire quelle pourrait être l’évolution de leur distribution face aux changements climatiques. Un important jeu de données de télémétrie déjà existant sera utilisé pour bâtir des modèles de sélection des habitats tenant compte de la situation environnementale actuelle. Des simulations, basées sur les différents scénarios d’émission de gaz à effet de serre et de réchauffement associé (IPCC), seront ensuite réalisées, à l’aide des modèles d’habitat, pour prédire l’évolution de ces habitats et donc de la biodiversité associée. Les résultats permettront de prédire l’évolution de la biodiversité marine et d’orienter les décisions de gestion en termes de mise en place d’aires marines protégées, de régulation de la pêche industrielle et de la protection de l’océan Indien tropical en général.

Projet 1 : Caractérisation des sources des ondes de gravité dans le bassin sud-ouest océan indien

Participant :  Fabrice Chane-Ming

Le calculateur Titan a été dans un premier temps utilisé pour la mise au point d'une échelle verticale pour la simulation des ondes de gravité générées par le cyclone Ivan (2008). Cette échelle a permis de reproduire numériquement le cyclone tropical Ivan par le modèle Méso-NH sur les calculateurs de Météo-France notamment à cause de l’initialisation par des champs Aladin-Réunion (Ibrahim Chouaibou, rapport de thèse 2011). Les résultats de cette étude portant sur la caractérisation spectrale des ondes simulées et observées font actuellement l’objet d’une publication.
Notre étude porte actuellement sur la caractérisation de l’origine de ces ondes par l’exploitation d’un modèle de rétro-trajectoire d’ondes de gravité et des simulations multirésolution Meso-NH sous Titan. Notre étude s’intéressera à l’origine des ondes de gravité observées durant le cyclone Ivan, leurs évolutions au cours de leur propagation atmosphérique et leurs impacts en particulier sur les bandes précipitantes.

Réalisation 2012-2013 sur le calculateur :
-Configuration du modèle de rétrotrajectoire sous Titan
-Configuration du modèle Meso-NH 4.9 sous Titan
-Analyse des caractéristiques des ondes de gravité du cyclone Ivan issues des observations et des sorties de modèles

Pour 2013-2014 : Notre étude porte sur la caractérisation des sources des ondes de gravité convectives observées et simulées par le modèle Méso-NH et leur modélisation pour le bassin cyclonique sud-ouest océan Indien. On utilisera un modèle de rétro-trajectoire initialisé par les sorties de modèles et l'analyse des observations (projet ANR Stradyvarius 2013).

Projet 2 : Impact de l'orographie sur la trajectoire et la structure des cyclones

Participant : David Barbary

Poursuite du projet en cours. Pour rappel :

La compréhension des interactions entre un cyclone et un relief marqué comme celui de La Réunion est importante pour l'évaluation des impacts hydro-météorologiques (vents extrêmes et précipitations intenses). Faisant suite à la thèse de S. Jolivet soutenue en 2008, ce travail vise à mieux comprendre l’influence du relief de La Réunion sur les trajectoires de cyclones lorsqu’ils s’approchent de l’île. En 2010-2011, l’étude idéalisée par le biais de simulations numériques idéalisées à haute résolution (4 km) avec Meso-NH ont été réalisées sur le CCUR. Les résultats suggèrent un ralentissement à l’approche de l’île et une déviation de quelques dizaines de kilomètres dépendant de la distance entre le cyclone et l’île.

Projet 3 : Étude de transport et des transformations physico-chimiques des aérosols

Participant : Nelson Begue

Les travaux réalisés durant cette année se sont articulés autour du volet chimie de cette thématique de recherche. L'utilisation du calcul a permis l'amélioration du code aérosol de "Méso-NH", par l'introdution d'une nouvelle espèce d'aérosol : les aérosols désertiques. Ce développement a permis de continuer le travail sur l'évolution des propriétés hygroscopiques des aérosols désertiques au cours de leur transport.

Les travaux qui seront réalisés cette année s'inscrivent dans la continuité de ceux réalisés jusqu'à présent. Ainsi l''objectif est d'affiner cette étude sur l'analyse sur l'évolution des propriétés hygroscopiques des aérosols désertiques au cours de leur transport au-dessus de l'Europe. Dans l'optique de mettre en évidence l'importance de ces processus de mélange dans l'accroissement des aptitudes hygroscopiques de ces aérosols, il est prévu de développer et de tester un schéma d'activation des CCN.

Projet 4 : Simulation lidar d'échanges troposphère-stratosphère avec Méso-NH

Participant : Hélène Vérèmes

Construction (toujours en cours) d'une simulation Méso-NH autour de la campagne MALICCA (MAïdo LIdar Calibration CAmpaign) d'avril 2013 à la station d'observation du Maïdo.

Le travail cette année consistera à la modélisation Méso-NH des échanges stratosphère-troposphère aux dates correspondant aux campagnes de validation des lidars de la station d'observation du Maïdo. L'objectif principal est de réaliser une étude comparative modélisation-observations sur des paramètres tels que la vapeur d'eau ou l'ozone.

Projet 5 : Échanges méridiens et barrières dynamiques

Participant : Nelson Bègue

Au sein de la stratosphère, on distingue le transport s’effectuant le long des surfaces isentropes (transport isentropique), de celui s’opérant à travers de telles surfaces (transport diabatique) produit par la circulation de grande échelle de Brewer-Dobson. La stratosphère est marquée par la présence de trois barrières dynamiques sur les surfaces isentropes : les barrières stratosphériques polaires et subtropicales et la tropopause tropicale, confinant les masses d’air dans les différentes régions

Ces barrières ne sont pas totalement imperméables, et des échanges sporadiques à travers elles sont possibles. Si ce type d’échange est soupçonné jouer un rôle important dans la diminution de l’ozone total aux moyennes latitudes ou dans l’augmentation de la vapeur d’eau stratosphérique, il reste encore à poursuivre l’effort de recherche pour quantifier le transport total qu’il induit et ainsi estimer sa contribution sur le bilan de l’ozone et de la vapeur d’eau dans les différents réservoirs et, en particulier dans le réservoir stratosphérique tropical.

Ce projet de recherche s’inscrit dans la volonté de poursuivre cet effort d’évaluation du transport méridien s’effectuant entre les différents stratosphériques, et celui s’opérant à travers la tropopause tropicale. L’objectif de ce projet de recherche sera d’évaluer l’influence de ces différents échanges sur le bilan de l’ozone dans la stratosphère de l'hémisphère sud

Pour les besoins de ce projet, le modèle d’advection de contour à haute résolution MIMOSA sera utilisé. Celui-ci permettra de décrire le transport des masses d’air entre les différents réservoirs stratosphériques. Pour cela, MIMOSA sera forcé par les données provenant des systèmes de prévision (ECMWF, NCEP/NCAR).

Projet 6 : Activité électrique et microphysique des systèmes convectifs

Participants : Christophe Bovalo et Christelle Barthe

Poursuite du projet sur le cluster. Pour la partie microphysique, nous avons réalisé des simulations de cas idéalisés pour tester le schéma en phase mixte à 2 moments.
Dans le cadre de l'activité électrique, nous avons mis au point et réalisé des simulations de 8 cas d'orages électrisés ainsi que la simulation d'un cas idéalisé de cyclone tropical initialisé par un bogus de vent.

Les travaux qui seront réalisés sur le cluster seront dans la continuité de ceux de l'année précédente, à savoir :

(1) poursuivre les simulations de cas idéalisés d'orages électrisés pour vérifier l'invariance de relations paramètres modèle - taux d'éclairs dans diverses régions,

(2) continuer le développement du schéma microphysique à 2 moments.

Projet 7 : Modélisation de la distribution du soufre volcanique lors de l’éruption d’avril 2007 du Piton de la Fournaise

Participants : Soline Bielli, Jonathan Durand, Jean-Baptiste Filippi et Pierre Tulet

En 2013, l’objectif était dans un premier temps d’améliorer la simulation référence de 2012 réalisé sur Titan, en augmentant la résolution horizontale et verticale des domaines de simulation, ainsi qu’en testant l’apport de la chimie en phase aqueuse dans la simulation. Le second objectif était d’améliorer considérablement le modèle surfacique ForeFire, dans le but d’obtenir en premier lieu un modèle de surface dynamique adaptée à une coulée de lave, et enfin d’avoir un couplage entièrement fonctionnel avec MesoNH.

Les perspectives dans le cadre de ce projet consistent dans un premier temps à améliorer de nouveau la simulation de référence, en y injectant sur toute la simulation la chimie aqueuse, ainsi que l’émission de vapeur d’eau lors de l’entrée en mer. Par la suite, toutes les simulations MesoNH seront entièrement couplées avec ForeFire/Lava. Ce dernier nécessite encore de nombreuses améliorations, notamment : -un passage en « full-lagrangien », la prise en compte du refroidissement de la lave ainsi que le contrôle de l’évolution du débit de lave au à la bouche éruptive. Par la suite, de nombreux tests orientés microphysiques seront menés. Ces derniers tests permettront notamment de quantifier les différentes transformations du soufre dans la phase aqueuse, puis plus tard, par nucléation homogène en petits aérosols ou par absorption sur les aérosols préexistants.

Projet 1 : Prévision rayonnement solaires sur plusieurs sites de La Réunion

Participants : Mathieu David et Hadja Diagne

Dans le cadre du projet Soléka (Financement Technopole de La Réunion et thèse Cifre), le modèle méso-scale de prévision climatique a été installé sur Titan et les premiers simulations en parallèle ont été lancées. Elles ont permis de définir les configurations optimales pour optimiser le temps de calcul.
La poursuite du projet de prévision nécessite de générer des séries de prévision sur des périodes de plusieurs années. Pour cela, le calculateur sera utilisé afin de faire des simulations avec le modèle WRF et générer ces séries.

L'année 2012-2013 a permis sur le calculateur :
- Configuration du modèle WRF pour une simulation optimale à La Réunion
- Prévision au pas de temps horaire de l'année 2011 pour les variables météorologique (rayonnement solaire, vitesse et direction du vent, humidité, température, ...)

Les ressources du calculateur seront utilisées cette année pour la configuration et simulation du modèle WRF pour l'année 2011 et 2012 pour plusieurs sites de La Réunion.

Projet 2 : Etude de la convection naturelle dans un canal rectangulaire avec le solveur C++ OpenFOAM

Participants : Placide JAOHINDY, Eric Fock, Alain Bastide

Il s'agit de la poursuite d'un projet en cours sur le calculateur.

Les travaux l’année passée consistaient à reproduire numériquement les investigations expérimentales menées par Dupont Frédéric, Ternat Fabien, Samot Sandrine, Blonbou Ruddy, dans l’article portant le titre: Two-dimension experimental study of the reverse flow in a free convection channel with active walls differentially heated, publié dans le journal Experimental Thermal and Fluid Science, 2013, Pages 150-157. Dans ce travail de recherche, deux solveurs DNS ont été développées avec le solveur C++ OpenFOAM pour simuler la convection naturelle pur et la convection naturelle couplée aux phénomènes de radiation des surfaces.

Pour cette année, les travaux de recherche consistent dans un premier temps, à finaliser les simulations menées jusqu’à maintenant sur la convection naturelle pur et sur la convection naturelle couplée aux phénomènes de radiation des surfaces. Dans un second temps, je me focaliserai sur le traitement des données de simulations, sur la finalisation de l’article intitulé : Numerical investigations of the reverse flow in asymmetrically heated vertical channel: influence of boundary condition models.

Projet 3 : Convection naturelle

Participant : Alain Bastide

Poursuite des travaux sur les conditions limites DNS/LES en convection naturelle.

Projet 4 : Downscaling of solar irradiance forecasting with the regional model WRF from the results of the global models GFS and ECMWF

Participants : Mathieu David et Maimouna Diagne

Il s'agit de la poursuite d'un projet sur le calculateur.

Une prévision localisée du rayonnement solaire pour l'île de la Réunion a été réalisée par une descente d'échelle avec le code régional WRF à partir des résultats du modèle global GFS. Ces prévisions pour le jour suivant (J+1) ont été réalisé pour une année de test (2011) et comparées avec des mesures au sol. Pour corriger les erreurs de prévision, des analyses statistiques ont été menées. Elles ont conduit à l'élaboration de 2 modèles de corrections (Filtre de Kalman et Réseau de Neurones).

Les modèles de corrections sont limitées dans leur performance si l'on ne considère que la série temporelle du rayonnement. Un ajout de données exogènes apparaît nécessaire pour accroître la précision des prévisions à l'échelle locale.

D'autre part, la descente d'échelle souffre des faibles performances du modèle global GFS pour la zone Océan Indien (résolution trop grossière). Un couplage du modèle régional WRF avec les prévisions du modèle global ECMWF réputé comme plus performant va être testée.

Projet 5 : Étude et optimisation des écoulements

Participants : Garry Rivière, Eric Fock et Alain Bastide

On cherche à contrôler les écoulements d'air dans une cavité en mécanique des fluides numériques.

Il est nécessaire de réaliser des comparaisons avec des benchmarks numériques et de lancer plusieurs calculs en parallèle pour étudier l'impact de différents paramètres.

Projet 6 : Modélisation multi-niveaux et co-simulation, étude physique des couplages et interfaces

Participants : Delphine Ramalingom et Alain Bastide

Après avoir tenté d’intégrer tous les aspects multi-physiques et multi-échelles, les aspects mathématiques tels que la sensibilité ou la propagation d’incertitudes, les aspects liés au confort occupants dans les bâtiments puis d’étendre à l’unité du bâtiment à celle du quartier en un seul outil, la communauté s’oriente actuellement vers l’utilisation d’outils spécialisés interfacés et interopérables dans des environnements de co-simulation. Une tâche de l’agence internationale de l’énergie traite de la co-simulation d’un point de vue mathématique et informatique. Une problématique porte sur la possibilité d’utiliser des caractéristiques physiques et/ou utiliser des outils informatiques « intelligents » lors du couplage de modèles à différents niveaux de finesse pour accélérer les temps de calculs en terme de co-simulation.

Projet 7 : SolarTherm, Metropolis Monte Carlo Light Transport Path section. (SolarTherm – MMCLTP section)

Thématique de recherche : Solaire Thermodynamique à Concentration

Participant : Emeric Tapachès

Dans le cadre du projet de thèse « Investigation du Potentiel de la Technologie Solaire Thermodynamique à Concentration en Zone Tropical – Cas de l’île de la Réunion » et du projet de recherche « SolarTherm », financé par la Région Réunion, des simulations du rayonnement solaire direct interagissant avec un capteur solaire à concentration sont réalisées sur TITAN. Ces simulations font appel à deux programmes, l’un modélisant la géométrie du capteur à concentration et l’autre décrivant un algorithme de Metropolis de transport de lumière, basé sur une méthode de Monte Carlo soumises à des contraintes de parcours.

Le but de ces simulations est d’optimiser la géométrie d’un capteur solaire à concentration en réalisant une étude paramétrique, puis en déterminant les paramètres qui optimisent la densité de flux concentré.

L’ensemble du code utilisé offre la possibilité de faire des calculs massivement parallèles afin de diminuer considérablement le temps de calcul. Le cluster TITAN est utilisé afin exploiter au maximum cette possibilité d’architecture de calcul.

Projet 1 : Etude de la dynamique épidémiologique de la fièvre de la vallée du Rift dans l’Océan Indien

Thématique : Epidémiologie, modélisation, Géographie

Participant : Lisa Cavalerie

La fièvre de la vallée du Rift (FVR) est une maladie vectorielle zoonotique transmise par un large spectre de vecteurs. Chez les ruminants, le virus provoque des vagues d’avortements et la mort des jeunes animaux entrainant des pertes économiques importantes. Chez l’homme, les symptômes sont de type « flu like », mais la maladie peut évoluer dans des formes graves entrainant la mort de certains patients (<1%).
La FVR sévit à Madagascar et dans l’archipel des Comores, notamment dans le département français de Mayotte. Elle est une préoccupation pour la santé publique et l’économie de la région en raison des conséquences sur le secteur de l’élevage et les potentielles entraves aux échanges commerciaux.
Dans le cadre du programme AnimalRisk-OI piloté par le CRVOI et le Cirad des prélèvements sur ruminants et des captures vectorielles ont été réalisées, depuis 2009, dans les îles du Sud-Ouest de l’Océan Indien.
L’analyse des données récoltées nécessitera l’utilisation du supercalculateur afin d’étudier la relation spatiale entre l’environnement, les conditions climatiques , les pratiques d’élevage et la présence du virus ainsi que la dynamique de sa diffusion et de son maintien dans l’archipel des Comores à travers des modèles :
- Epidémiologique de la métapopulation
- Saptiaux
- Temporels
Ces analyses permettront de mieux comprendre l’épidémiologie du virus dans un milieu insulaire tropical. Ainsi des mesures de prévention et de contrôle prenant en compte les facteurs de risque particuliers de ces îles pourront êtres mises en place.

L'année 2012-2013 a été la phase de test et d'utilisation de centre de calcul et de ses ressources.