À la rencontre de... Marthe de Crouy-Chanel
Post-doctorante dans l'équipe PEQUAN, Marthe de Crouy-Chanel travaille à optimiser la précision des calculs numériques de NEMO, le système de modélisation utilisé partout en Europe pour prévoir le climat !
Je m'appelle Marthe de Crouy-Chanel, je suis postdoctorante dans l'équipe PEQUAN du LIP6. Après un bac scientifique, j'ai d’abord fait une double licence en mathématiques et physique ici sur le campus Jussieu de Sorbonne Université puis, après un passage de 2 ans à Vienne en Autriche, un M2 en mathématiques de la modélisation (c’est-à-dire, l’utilisation de modèles mathématiques et numériques pour résoudre des problèmes issus de domaines variés comme la physique, la biologie, l’économie…), toujours à Jussieu. J'avais déjà fait un premier stage qui portait sur la modélisation d'inondations quand j'étais en Autriche, et j'ai voulu continuer en mécanique des fluides, une branche de la physique qui étudie spécifiquement les comportements des fluides, liquides et gaz.
Mon stage de M2, réalisé au Conservatoire National des Arts et Métiers, a débouché sur une thèse que j'ai soutenue cet été. Celle-ci portait sur la modélisation d'écoulements turbulents, mais était restreinte à des cas tests académiques. Après ma thèse, je voulais continuer à travailler sur la modélisation numérique en mécanique des fluides, mais avec une application plus concrète, si possible dans le domaine de l’environnement. J'ai vu une offre de post-doctorat au LIP6, co-supervisé par LOCEAN, le Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques, dont le sujet portait sur un code informatique très utilisé en océanographie : le modèle NEMO (Nucleus for European Modelling of the Ocean) ; et c'est comme ça que j'ai retraversé la Seine et suis revenue à Jussieu !
Q. Sur quoi travailles-tu actuellement ?
Notre projet de recherche porte sur la détection d'instabilités liées à des erreurs d'arrondis dans le code NEMO. Ce modèle informatique, développé en partie à LOCEAN, est très utilisé pour modéliser la circulation générale de l’océan et réaliser des simulations du climat. Pour détecter les erreurs et instabilités, on utilise une bibliothèque logicielle développée par l’équipe PEQUAN appelée CADNA (Control of Accuracy and Debugging for Numerical Applications). L'idée est de mesurer, à l’intérieur du code de NEMO, à quel point les erreurs faites au moment des opérations numériques vont impacter le résultat final donné par le modèle, et de trouver si l'on peut réduire le niveau de précision numérique de certaines opérations tout en gardant des résultats fiables.
À droite : Nombre de chiffres significatifs de cette salinité estimés par CADNA (entre 12 et 15 selon les régions). Les chiffres significatifs sont les chiffres du résultat dont on est "sûrs", c'est à dire qu'ils ne sont pas impactés par les erreurs d'arrondis. En précision double (le format standard utilisé dans la plupart des codes scientifiques), les nombres sont codés sur 64 bits, ce qui correspond à 15-16 chiffres significatifs au maximum. Lorsqu’on effectue des opérations numériques, les erreurs d’arrondis se propagent et peuvent faire perdre une partie de ces chiffres fiables. L’outil CADNA permet justement d’estimer le nombre de chiffres significatifs réellement fiables dans un résultat, après ces erreurs. Dans l'image, on observe que, dans certaines regions, on ne peut en réalité faire confiance qu'aux 12 premiers chiffres du résultat : on a perdu 3 chiffres significatifs. Cette précision est largement assez pour les applications qui nous intéressent mais, dans certains cas, la perte de chiffres significatifs peut être beaucoup plus problématique, notamment quand on considère des calculs en précision simple (sur 32 bits).
Ce projet de recherche s’inscrit dans le cadre d’un projet international plus large, nommé ENMASSE (Enhancing Nemo for Marine Applications and Services) et financé par Mercator Ocean.
Q. Comment s'organise ta semaine ?
Je ne donne pas de cours ce semestre donc je n'ai pas beaucoup de contraintes sur mon emploi du temps. Je travaille surtout dans mon bureau au LIP6 car je préfère avoir un lieu de travail séparé de mon lieu de vie, même si ça m'arrive de travailler chez moi. Mon travail de recherche est divisé entre lecture et écriture d'articles, réunions de recherche, et code.
Q. Qu'est-ce que tu espères accomplir pendant ton séjour au LIP6 ?
Si mon travail a une utilité pour les simulations climatiques ou météorologiques, je serai très heureuse !
Q. Quelle est une chose que les gens ne comprennent pas sur ton sujet ?
En thèse, mon sujet était assez abstrait donc les gens n'en voyaient pas vraiment l'utilité. Je travaillais sur la modélisation de la turbulence, qui est caractérisée par un comportement chaotique et multi-échelles, ce qui la rend difficile à modéliser numériquement. J'utilisais beaucoup d'exemples de fluides turbulents pour l'illustrer, comme par exemple l’écoulement de l'eau dans une cascade ou le comportement de l'air autour d’une aile d'avion, même si ce n'était pas exactement les cas sur lesquels je travaillais.
Q. Qu'est-ce qui te passionne à propos de ton sujet ?
J'aime beaucoup le côté interdisciplinaire de ce que je fais, entre informatique, mathématiques et physique ; et en particulier dans mon sujet actuel où je travaille entre un laboratoire d'océanographie et un laboratoire d'informatique. J'apprends beaucoup de choses !
Q. Quelque chose à ajouter ?
N'hésitez pas à me contacter si vous voulez discuter !
Contact : Marthe de Crouy-Chanel