PERMACHANGE est un projet financé par l’ANR pour la période 2026-2029. Ce projet traite de la modélisation avancée de la dynamique thermo-hydro-mécanique du pergélisol. Le pergélisol est un sol gelé de manière permanente en profondeur, qui couvre un quart des terres de l’hémisphère Nord. Du fait du changement climatique, les pergélisols dégèlent rapidement sur de grandes superficies, avec des conséquences importantes en Arctique, sur l’environnement (e.g.: ressources en eau) comme sur les sociétés (e.g.: déstabilisation des infrastructures). Ces impacts du dégel du pergélisol vont provoquer des coûts additionnels importants pour le maintien des activités humaines clés dans l’Arctique, jusqu’à des centaines de milliards d’euros d’ici à la fin du siècle. Qui plus est, le dégel du pergélisol déclenche également des boucles de rétroactions climatiques. L’anticipation du dégel du pergélisol par simulation numérique est donc de première importance pour assurer la résilience climatique de l’environnement, des sociétés et des activités en Arctique tout en contrôlant les coûts associés. Cependant, la simulation numérique du pergélisol pose des difficultés majeures du fait des fortes non-linéarités et des forts couplages qui caractérisent la physique mis en jeu. Comme les discrétisations spatio-temporelles requises sont extrêmement fines, l’usage du calcul intensif est incontournable. Au cour du projet ANR HiPerBorea (2020-2025, coordinateur: L. Orgogozo, ~21 millions d’heures CPU attribuées par le GENCI), un nouveau simulateur de permafrost en calcul intensif a été développé (le solveur permaFoam, Orgogozo et al., 2023), permettant pour la première fois la simulation mécaniste de l’évolution du pergélisol à l’échelle du bassin versant de tête (Xavier et al., 2024). Néanmoins, une accélération de plusieurs ordres de grandeur est nécessaire pour des applications opérationnelles : les simulations centennales réalisées par HiPerBorea ont consommées plusieurs millions d’heures CPU. De plus, pour de nombrueses applications (e.g. : la stabilité des infrastructures), la mécanique des sols doit être prise en compte en sus des transferts souterrains d’eau et de chaleur, ce qui augmente encore les besoins computationnels. Le projet PERMACHANGE vise à surmonter ces difficultés en combinant calcul intensif, la substitution de modèle et la modélisation hybride pour simuler les processus couplés thermiques, hydriques et mécaniques dans les terrains de pergélisol.
Contact : Laurent Orgogozo, Maître de Conférences HDR au laboratoire Géosciences Environnement Toulouse (email: laurent.orgogozo@get.omp.eu)
Highlight
Soumis à l’axe E.05 ‘Calcul haute performance, Modèles numériques, simulation, applications’ de l’appel à projet générique 2025 de l’Agence Nationale de la Recherche, le projet PERMACHANGE a été sélectionné pour financement sur la période 2026-2029, avec un soutien de 573 043 euros. le projet est porté par le GET, en partenariat avec le PIMM et […]