La simulation numérique, une aide précieuse à l’ingénierie - par Bruno Sainte-Rose

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Depuis le début de l’essor de l’informatique dans les années 1970, la performance des moyens de calcul a suivi une croissance exponentielle.

La loi la plus connue permettant de décrire cette évolution est la loi dite de Moore qui stipule que celle-‐ci double en deux ans pour un même coût. Ainsi, il est de plus en plus abordable pour les entreprises de se doter de plateformes de calcul intensif (communément appelées "clusters") et d’ordinateurs individuels performants.

Dans le sillage de cette évolution, la simulation numérique tend à s’imposer à de nombreuses entreprises comme un outil efficace s’intégrant à de nombreux processus industriels. En effet, grâce à ces moyens de calculs plus performants il est maintenant possible de reproduire avec beaucoup de précision et de fidélité des phénomènes de plus en plus sophistiqués. Parmi les secteurs où la simulation numérique est largement employée on peut citer : le nucléaire, la finance, les géosciences, la météorologie, l’aérospatiale, l’automobile. Si l’on s’en tient aux données publiées par le site www.top500.org, la finance et les géosciences tiennent le haut du pavé. Ce résultat est évidemment à mettre en corrélation avec la taille des marchés concernés. Pratiquement, l’utilisation qui en est faite varie d’un secteur à l’autre. En ingénierie financière la simulation numérique servira à prédire les scénarios possibles sur l’évolution des marchés ; en météorologie, à prévoir la dynamique des couches atmosphériques ; en géosciences à optimiser la production d’hydrocarbures ; en aérospatiale et en en automobile, à la conception et à l’optimisation de systèmes...

Cependant, malgré leur coût sans cesse moindre il faut savoir utiliser ces méthodes de manière rationnelle en faisant preuve de discernement dans l’exploitation des résultats et en évaluant les erreurs commises en choisissant ces méthodes plutôt que l’expérimentation. En effet, la résolution numérique (tout comme l’expérimentation) présente des erreurs par rapport à la réalité qu’il faut être en mesure de quantifier afin de prendre les bonnes décisions. Dans un secteur comme la construction de plateformes offshore, la simulation numérique est utilisée dans la phase de conception dans un rôle d’optimisation. Elle présente l’avantage de faire gagner du temps et de l’argent en réduisant le nombre d’essais en bassin très onéreux et chronophages. En revanche, aucun design n’est validé sans qu’il y ait eu un certain nombre d’essais réels. Cette même philosophie est souvent adoptée dans des secteurs comme l’aérospatiale et l’automobile. En revanche, en finance, on peut s’interroger sur l’utilisation qui est faite de ces calculs ultrarapides, en effet, les modèles de scénarios, lancés en parallèle sur ces clusters permettent d’optimiser le délai d’arbitrage et servent à accélérer le passage des ordres et par conséquent doper la fréquence des transactions. Quand on connaît les dangers de l’instabilité des marchés financiers et son influence sur l’économie réelle, il y a du souci à se faire...

En conclusion, il apparaît que la simulation numérique est un outil permettant de repousser les limites de l’expérimentation et de l’observable. Elle permet également d’accélérer la recherche, la conception, la production et entre de façon intégrante dans le processus d’innovation pour de nombreuses industries. Il faut en revanche garder à l’esprit que les modèles physiques implantés dans les codes de calculs sont perfectibles c’est pour cela qu’il est dangereux d’interrompre le dialogue entre l’expérimentation et la simulation.

Mots-clés : Grande école , Martinique , Ecole d’ingénieurs , Recherche , TIC , Centrale

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