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Seiscope
Présentation du projet :
SEISCOPE est un projet de recherche dédié au développement et l’application de méthodes d’imagerie haute résolution du sous-sol, à des échelles variées, pouvant aller de la proche surface (quelques mètres de profondeur) à la croûte profonde (plusieurs dizaines de kilomètres). Ces méthodes s’appuient principalement sur l’inversion des formes complètes d’ondes sismiques (Full Waveform Inversion). Le but in fine est de déterminer les propriétés mécaniques du milieu étudié (e.g. vitesses des ondes P et S, densité, atténuation anisotropie). La méthodologie utilisée est basée sur un schéma d’inversion itératif où l’on modélise la propagation d’onde sismique à partir d’un modèle initial du sous-sol. La comparaison entre les signaux modélisés et les données sismiques observées permet le calcul d’une fonction coût. Les paramètres du milieu sont modifiés à chaque itération en vu de minimiser celle-ci.
Cette thématique de recherche est à l’interface de plusieurs champs disciplinaires et demande de l’expertise en géophysique, en mathématiques appliquées ainsi qu’en calcul haute performance (HPC).
Actuellement, SEISCOPE développe principalement deux codes de calcul Fortran utilisant deux formalismes différents de physique de propagation des ondes, chacune étant abordée avec un schéma numérique différent. Le premier code, TOYxDAC_TIME, est un code en différences finies basé sur un formalisme visco-acoustique. Le second code, SEM46, est un code en élément finis spectraux permettant un formalisme acoustique, acoustique-visco-élastique ou visco-élastique. Les deux codes ont respectivement trois et deux niveaux de parallélisation (normes MPI/MPI et OpenMP pour TOYxDAC_TIME et MPI/MPI pour SEM46) permettant de résoudre des problèmes 3D où plusieurs dizaines de millions de degrés de liberté sont calculés. Ces codes tournent sur les plateformes de calcul locales et nationales. Ces dernières années, le volume des heures accordées par le GENCI (Grand Équipement National de Calcul Intensif) au projet SEISCOPE a représenté en moyenne 5 millions d’heures scalaires avec une tendance en croissance.
Les expertises métier des personnels techniques impliqués sont :
– Calcul parallèle à mémoire distribuée et partagée
– Portage de codes sur de nouvelles architectures
– Système de gestion de version (git/gitlab)
– Langage de programmation : Fortran / Python3 / Shell Bash + MPI / OpenMP
Contacts :
Romain Brossier : Maître de conférences UGA et Ludovic Métivier : Directeur de recherche CNRS, tous deux responsables du projet SEISCOPE.
Alizia Tarayoun : Ingénieure de Recherche UGA, équipe Ondes, service Geodata, co-animatrice du groupe CaDo (Calcul et Données) d’ISTerre, membre du COSTU (COmité Scientifique et Technique des Utilisateurs) de GRICAD.
Les moyens matériels et logiciels :
– les moyens de calcul du laboratoire ISTerre
– les moyens de calcul du mésocentre GRICAD
– les moyens de calcul au niveau national Tier-0 via GENCI
– les services de cloud computing et de la forge gricad-gitlab de GRICAD
Lien du projet
https://seiscope2.osug.fr/