Prévoir l’influence des océans sur les appareils et les structures

Anglais

L’étude des comportements des appareils et des structures dans l’océan a d’importantes répercussions dans bien des domaines, de la manœuvrabilité des navires à la façon dont les turbines marémotrices réagissent à des forces hydrauliques considérables. Un chercheur de l’Université du Nouveau-Brunswick (UNB) travaille fort et utilise de puissants outils de calcul pour nous permettre de mieux les comprendre.

Andrew Gerber est professeur au département de génie mécanique de l’UNB. Il se spécialise dans la dynamique numérique des fluides (DNF) et dans le calcul de haute performance, une discipline ayant recours aux superordinateurs pour résoudre les équations décrivant les mouvements des fluides. L’océan est un milieu extrêmement éprouvant pour le matériel et il est nécessaire de mieux le comprendre pour pouvoir y installer des systèmes artificiels qui auront une chance d’y survivre. Grâce aux superordinateurs et à leurs simulations, il est possible d’analyser en détail l’incidence de la turbulence océanique sur l’équipement et les structures qui s’y trouvent.

M. Gerber participe à plusieurs projets de recherche importants, dont une étude sur l’énergie marémotrice dans la baie de Fundy et une analyse des comportements des sous-marins de la Marine canadienne, un projet mené en collaboration avec Recherche et développement pour la défense Canada.

« Nous travaillons souvent avec les sous-marins, mentionne Andrew Gerber. Nous réalisons des simulations de manœuvres extrêmes à l’aide de l’ordinateur pour analyser les effets des forces et des moments sur la coque du sous-marin qui se déplace dans l’eau. Nos simulations permettent à la Marine de formuler des pronostics réalistes sans avoir recours à des expérimentations sur le terrain, dont le coût est très élevé. »

Les travaux de M. Gerber sur l’énergie marémotrice portent sur les prévisions détaillées de la circulation des fluides et contribuent à la mise en place de turbines marémotrices dans la baie de Fundy. Ses collègues de l’UNB et lui travaillent en collaboration avec le centre FORCE (Fundy Ocean Research Centre for Energy – Centre de recherche pour l’énergie marémotrice de Fundy) et les universités Acadia et Dalhousie pour mesurer le potentiel d’exploitation de l’énergie marémotrice dans le détroit du bassin des Mines, près de Parrsboro, et dans le Grand Passage de l’île Brier, en Nouvelle-Écosse. Ces travaux auront une incidence considérable sur le choix de l’emplacement des réseaux de turbines, en ce qui a trait aux questions de durabilité et de maximisation de la production d’électricité.

L’étude des marées implique d’énormes volumes d’eau et des calculs complexes. Dix kilomètres cubes d’eau de mer s’engouffrent dans le détroit du bassin des Mines deux fois par jour. Cela représente dix milliards de tonnes d’eau, un débit plus de quarante fois plus élevé que celui du fleuve Saint-Laurent pendant la même période. Grâce au soutien technique de l’ACENET et au financement octroyé par la Fondation canadienne pour l’innovation, M. Gerber a pu mettre sur pied un « système de contribution », soit une grappe de serveurs exploitée par les chercheurs de son laboratoire à l’UNB et gérée par l’ACENET. Le système a été configuré de façon à ce que tous les cycles inutilisés soient récupérés par l’ACENET et puissent être mis au service d’autres chercheurs. Il a recours à la toute dernière unité de traitement graphique (UTG) et, à l’aide d’un logiciel de simulation DNF efficace (EXN/Aero), il permet de réaliser des simulations de marées complexes et de haute résolution dans des délais bien plus rapides qu’auparavant.

En plus de participer aux travaux de l’UNB, M. Gerber est également un partenaire de l’entreprise dérivée Envenio inc. Établie à Frédéricton, l’entreprise offre des services de dynamique numérique des fluides et de génie et développement logiciel à divers ingénieurs et entreprises. Leur produit phare, le logiciel EXN/Aero, a été conçu spécifiquement pour intégrer la prochaine génération de matériel informatique.

Selon M. Gerber, il est particulièrement important de comprendre les mouvements des fluides dans les océans et dans l’atmosphère ainsi que leurs répercussions sur les infrastructures, compte tenu de la portée grandissante des changements climatiques. « L’un des objectifs d’Envenio est d’aider les ingénieurs à mieux concevoir leurs structures, en tenant compte des phénomènes météorologiques océaniques ou atmosphériques extrêmes, et de leur offrir les outils nécessaires pour y arriver. »

 

Leave A Comment

Top