Avec les besoins modernes
de l'industrie, un nombre grandissant d'applications nécessitent
des calculs de plus en plus lourds, utilisant des modélisations
de plus en plus fines et des techniques numériques sophistiquées.
Ceci se traduit par des codes dont la complexité va croissant, utilisant
de manière bien souvent approfondie des algorithmes adaptés
aux architectures spécifiques des ordinateurs modernes. Au cours
de leur carrière, les ingénieurs doivent donc faire appel
à des techniques pour lesquelles ils n'ont pas nécessairement
été formés. De manière similaire, la formation
initiale des nouveaux ingénieurs doit être aussi pointue que
possible afin d'être en phase avec les besoins de leurs futurs employeurs.
Enfin, au niveau de la recherche amont qui est effectuée dans les
centres universitaires ou les Instituts spécialisés, les
chercheurs doivent être au fait de ces techniques, participer à
leur développement et leur diffusion.
Depuis 1996, un des moyens
dont dispose la communauté scientifique pour atteindre ce but est
le Centre d'été Mathématique de Recherche avancée
en Calcul Scientifique (CEMRACS). Chaque année, le thème
de l'école change mais la méthode reste la même. C'est
une école d'été de calcul scientifique. La formation
proposée est donc tant théorique qu'appliquée. Cette
école peut fonctionner grâce au soutien financier du Ministère
de l'Enseignement et de la Recherche, du CNRS, de fonds européens,
d'industriels, et grâce au cadre privilégié du CIRM
(Centre International de Recherches Mathématiques). Enfin, le CEMRACS
reçoit le soutien de la SMAI (Société de Mathématiques
Appliquées et Industrielles) dont elle est devenue cette année
une activité officielle. L'un des objectifs visé cette année
est une participation accrue des européens non français,
tant au niveau des conférenciers invités que des stagiaires.
C'est une école d'été
d'un type différent des écoles traditionnellement organisées
par le monde académique puisqu'elle se déroule en deux temps.
Tout d'abord, les participants suivent une série de cours dispensés
à l'ASCI (Laboratoire de calcul scientifique intensif du CNRS) à
Orsay en région parisienne. Ces cours sont effectués par
des spécialistes reconnus dans la thématique retenue qui
change chaque année ; cette phase se déroule sur une ou deux semaines.
Puis les participants déménagent au CIRM (Centre International
de Recherches Mathématiques) à Marseille pour démarrer
une période de recherche intensive sur des thèmes définis
en concertation avec des industriels. Pour les stagiaires, c'est une occasion
de travailler sur des thèmes vraiment appliqués et de développer
des contacts qui pourront leur être utiles par la suite.
Illustrons les objectifs
visés. Dans quelques situations, les équations régissant
les phénomènes physiques sont bien connues mais impossibles
à résoudre analytiquement. En revanche, approcher la solution par une
stratégie utilisant un schéma numérique est
possible, mais pas forcement aisé. Apres avoir analys'e les propriétés théoriques de ce
schéma (stabilité, convergence, erreur d'approximation), une deuxième phase essentielle est l'implémentation en machine du schéma.
Dans d'autres situations,
l'objectif est bien plus délicat car les équations régissant
la physique sont mal connues, ou mal adaptées à la résolution.
Certains problèmes font aussi intervenir des phénomènes
complexes et couplés, de telle sorte qu'il est nécessaire
de savoir en résumer certains à l'aide de lois simples, et
de décrire complètement ceux qui paraissent prépondérants.
Un tel travail nécessite des connaissances dans de nombreuses domaines
de la physique, mécanique, thermodynamique, chimie etc. Il s'agit
en fait de la modélisation du problème.
La plupart du temps, cette
phase est réalisée par des personnes possèdant une
solide culture en physique, mais n'ayant pas le souci de la résolution
numérique. Cette seconde phase, décrite précédemment,
présente pourtant des difficultés qui nécessitent
souvent un retour vers le modèle afin soit d'apporter de nouvelles
simplifications, soit de proposer d'autres écritures de certains
termes des équations qui pourront être mieux résolus,
sans dénaturer la physique du problème.
En s'inspirant de ces idées
que l'on vient de mentionner, l'ambition du CEMRACS est de fournir un enseignement
théorique et pratique, et de donner la possibilité aux scientifiques
de se réunir pour étudier ensemble des problèmes physiques
actuels en utilisant des moyens modernes de calcul scientifique.
Outre cet aspect de travail
en groupe, des séminaires sont régulièrement organisés.
Les participants y exposent leurs travaux en cours mais aussi des visiteurs
(seniors) de passage pour une durée plus courte.
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