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Couplage d'un modèle météorologique et d'un modèle chimique : étude d'algorithmes numériques performants

La prévision de l'évolution de la composition chimique de l'atmosphère nécessite :

tex2html_wrap_inline655 un modèle décrivant la dynamique de l'atmosphère ;

tex2html_wrap_inline655 un modèle de diffusion des constituants chimiques ;

tex2html_wrap_inline655 un modèle de cinétique chimique décrivant les interactions entre polluants ;

tex2html_wrap_inline655 des observations des champs météorologiques et des champs de concentration des composants. La prévision ne pourra se réaliser que si l'on associe toutes ces informations. Une des difficultés essentielles provient du volume important de calcul nécessaire pour mettre en oeuvre ces techniques. Notre premier travail était de tester et d'adapter un certain nombre d'algorithmes susceptibles d'être effectivement mis en oeuvre. Eu égard à l'importance des problèmes de calcul et à la nature du problème, les recours aux techniques de calcul parallèle sont indispensables.

Pour la partie convection et diffusion, nous avons utilisé une technique directe, une décomposition de domaine et nous avons présenté une méthode hybride basée sur la combinaison des deux premières. Pour la parallélisation de la cinétique chimique, nous avons utilisé un schéma maître-esclaves. Les performances obtenues sur Cray T3D montrent ces limites quand le nombre de processeurs augmente. Nous utilisons actuellement une répartition de charge pour essayer d'augmenter l'efficacité. Deux alternatives restent à traiter : décomposition de la chimie selon les vitesses de réactions et décomposition avec interface [27].