Ressources adaptées et mobilisées

La recherche du LHSV se construit à la croisée des modélisations numérique et expérimentale. Les équipements mis à disposition par la tutelle EDF R&D sont donc à la fois numériques et expérimentaux. Le LHSV est donc attractif par la qualité de ses équipements et de ses compétences techniques. La venue au LHSV de doctorants non-européens (en plus des doctorants français et européens) atteste de cette attractivité.

Outils de modélisation numériques

Tout d’abord, les membres du LHSV, qu’ils soient agents EDF ou pas, disposent d’un accès à une plateforme de clusters de calculs scientifiques et graphiques haute performance, d’une capacité totale de 11 pétaflops, préconfigurée pour les outils de modélisation numérique utilisés par le LHSV. Le cluster de calcul, ou supercalculateur, est un composant indispensable à l’ingénierie et à la R&D d’EDF. En effet, la simulation des comportements physiques d’infrastructures et de l’environnement nécessite la résolution numérique d’équations de la physique (mécanique des solides, des fluides, neutronique, thermohydraulique, etc.). Le volume de ces équations à résoudre et leur complexité demandent de grandes capacités de calcul. Un cluster de calcul est capable de réaliser plusieurs milliards d’opérations de calcul par seconde.

La mise à disposition de ces systèmes hors normes, que l’on peut comparer à des Formule 1 de l’informatique, est un enjeu majeur pour les activités de la R&D et de l’ingénierie d’EDF, et les activités du LHSV en bénéficient. Le supercalculateur actuel est CRONOS. Il est hébergé dans un data-center en Normandie, et compte 7,1 pétaflops CPU auxquels s’ajoutent près de 1,5 pétaflops GPU. À sa mise en service, il était le 67ème plus puissant au monde. Le cluster de la prochaine génération, SELENA, vient d'être rendu accessible aux membres du LHSV.

La gestion des systèmes informatiques, des clusters, des ordinateurs portables et autres équipements, est réalisée par des experts et techniciens d’EDF avec une représentation spécifique à EDF R&D sur le site de Chatou. Ces services sont fournis gratuitement au LHSV, comme à tout autre laboratoire commun ou département d’EDF R&D. Les utilisateurs de ces systèmes ont aussi accès à un site intranet, sous forme de wiki, détaillant toutes les procédures utiles comme les arrêts de services, les réservations temporaires, les demandes de création de comptes, les circuits d’incidents et demandes, les guides des bonnes pratiques, des formations en ligne, etc.

Outils de la modélisation physique

Sur le plan de la modélisation expérimentale, les membres du LHSV disposent également d’un accès à une plateforme d’envergure, couvrant plus de 10 000 mètres carrés de surface au sol. Cette plateforme comprend notamment un grand bassin de 50 mètres sur 30 mètres, équipé d’un générateur d’ondes aléatoires multidirectionnelles, ainsi que deux longs canaux, dont l’un mesure 80 mètres de long, également équipés d’un générateur de houles aléatoires et de courants. De plus, six autres canaux plus petits sont principalement utilisés pour des tests expérimentaux sur des ouvrages fluviaux.

D’autres maquettes de sites sont en place dans les halls d’essais, certaines en exploitation et d’autres non, la politique d’EDF R&D étant de les déconstruire que lorsqu’il s’agit de laisser la place à de nouveaux modèles. Cette politique permet incidemment de multiplier le nombre de maquettes mobilisables pour les visites.

Chaque zone de cette plateforme expérimentale peut être instrumentée à la demande avec différents capteurs de niveaux d’eau, de courants et d’imagerie vidéo. Elle s’accompagne de logiciels dédiés à l’opération des bassins et au traitement des mesures.

Enfin, le LHSV bénéficie du soutien de techniciens d’EDF R&D, totalisant à peu près 50 % d’un équivalent temps plein, en plus des ingénieurs  chercheurs membres du LHSV.

Illustrations

Pour illustrer l’accès au LHSV des infrastructures numériques et expérimentales, prenons le cas du doctorant Elie RONGE (2020-2024), associé au programme doctoral anglais IDCore (Industrial Doctoral Center for Offshore Renewable Energy). L’objectif de son projet était de modéliser l’impact des vagues sur les éoliennes offshore flottantes ancrées au fond marin à l’aide de câbles en tension. Il a étudié comment modéliser plus précisément les tensions extrêmes dans les câbles, en comparant les approches de modélisation numérique non linéaire et en les validant par des essais en bassin.

Elie a donc pu utiliser les clusters d’EDF R&D pour la partie numérique, en plus du long canal à houle pour la partie expérimentale. Pour cette dernière, de nouveaux capteurs et du matériel d’acquisition de données (avec les logiciels associés) ont été achetés en 2021, avec le développement d’une méthodologie et d’un montage d’équilibrage de la maquette de l’éolienne.    
Le matériel d’acquisition a resservi depuis sur d’autres essais en bassin.

Autre exemple, nous pouvons également citer l’accueil de la doctorante Noémie DURAND (novembre 2021-2024), sous contrat avec France Énergies Marines à Brest, un Institut pour la Transition Énergétique dédié aux énergies marines renouvelables. Noémie a travaillé sur la suite de codes de calcul scientifique openTELEMAC de EDF R&D et fait une thèse sur la modélisation numérique de la dynamique des dunes sous-marines et leurs interactions avec les éoliennes posées au large des côtes françaises.

La thématique de son projet est en phase avec l’ambition commune et stratégique des deux tutelles. Son directeur de thèse est membre du LHSV et la thèse est enregistrée à l’école doctorale du LHSV. Cette doctorante fait donc partie du LHSV et est hébergée sur le site de Chatou avec les mêmes accès que les autres chercheurs du LHSV, notamment aux clusters de calculs et aux équipes de développement de openTELEMAC, ce, même si elle n’est ni EDF R&D et ni ENPC.