Météo France affûte ses modèles prédictifs... et ses prévisions

Sur le site toulousain de Météo France, deux nouveaux supercalculateurs ont été installés en 2013. Deux machines Bull qui affichent plus de 500 téraflops de puissance crête chacune. Soit une puissance totale vingt fois supérieure à celle des deux ordinateurs Nec qu’elles remplacent. L’une est consacrée à la prévision quotidienne, l’autre à des travaux de recherche. Et ce n’est qu’une étape, car les deux calculateurs seront remis à niveau en 2015-2016. Une opération qui devrait quintupler la puissance crête. Globalement, sur les logiciels qu’il utilise, Météo France s’attend à un gain de performance multiplié par trente environ. Le premier des supercalculateurs Bull est passé en production en janvier. L’ensemble des nouveaux équipements de calcul sera opérationnel en mai. Le tout sans augmenter la consommation d’énergie, grâce à un système de refroidissement plus efficace.

L’évolution du climat en question

Cette montée en puissance n’a rien de surprenant, car la prévision météorologique est depuis toujours une grande consommatrice de moyens de calculs. Mais la migration entamée en 2013 répond à un programme précis d’amélioration des prévisions. Et engage Météo France dans une vaste entreprise de révision de ses codes de calcul. "L’un de nos objectifs est d’améliorer la précision des prévisions en réduisant la maille des modèles de l’atmosphère", indique Alain Beuraud, le chef de projet calcul intensif à Météo France. Ainsi, le modèle le plus fin, Arome, qui donne des informations locales en métropole, fonctionne aujourd’hui avec une maille de 2,5 kilomètres. Elle sera réduite à 1,3 kilomètre. Arome permet notamment de prévoir des événements potentiellement dangereux, comme les orages. Et son usage va s’étendre aux Dom-Tom. Arpège, autre modèle de simulation de Météo France, à l’échelle du globe cette fois, utilise une maille de 15 kilomètres qui passera à 7,5 kilomètres. Affiner le maillage des modèles n’est pas le seul but de la montée en puissance des moyens de calcul.

L’idée est également de faire tourner un plus grand nombre de simulations. Par exemple, faire varier les conditions initiales sur un même modèle afin de vérifier ou confirmer un risque de tempête ou d’événement dangereux. Ou encore actualiser toutes les heures les prévisions pour répondre aux demandes spécifiques des aéroports. Enfin, il ne faut pas oublier que l’un des deux calculateurs est dédié à la recherche, et que Météo France est fortement impliqué dans l’étude de l’évolution du climat, avec l’un des deux modèles de simulation français (une version d’Arpège) reconnus par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec). L’ordinateur dédié à la recherche servira à préparer le prochain rapport de cette institution sur le réchauffement climatique. Mais tout ceci n’est pas sans poser de sérieux défis informatiques. Chacun des deux supercalculateurs Bull comporte 1 000 noeuds de calcul et 24 coeurs de processeurs Intel.

Rien de commun avec la génération précédente de calculateurs Nec et leurs dix noeuds de calcul vectoriel… Une parallélisation massive des codes de calcul s’avère donc nécessaire. "Pour que la maille du modèle Arome soit effectivement réduite à 1,3 kilomètre, il faudra le faire tourner sur des milliers de coeurs de processeurs", souligne Alain Beuraud. Autre point clé : les entrées-sorties des données avec un ensemble de processeurs qui travaille simultanément… "Ce peut être un point bloquant : inutile de rajouter des processeurs si on ne l’a pas résolu", prévient le responsable du calcul chez Météo France. De quoi occuper un bon moment les équipes de recherche et de production, associées à la résolution de ces problèmes. Tout en préparant déjà le nouveau saut de puissance – et de parallélisme – annoncé pour 2016.

Thierry Lucas