L'évaluation de l'impact des vagues sur les plates-formes pétrolières en haute mer a été facilitée par une technique de calcul développée par A*STAR qui devrait augmenter la durée de vie opérationnelle des plates-formes flottantes et les rendre moins chères à fabriquer.

Les plates-formes pétrolières offshore et les éoliennes reposent classiquement en toute sécurité sur le fond marin. Mais s'ils doivent opérer dans des eaux plus profondes, des structures flottantes sont nécessaires. Compte tenu de l'énorme investissement nécessaire pour construire et positionner ces plateformes, il est essentiel qu'ils puissent résister aux vagues, tempêtes et même tsunami. Les conceptions potentielles sont généralement testées en construisant un modèle et en l'expérimentant dans un réservoir à vagues, mais cela coûte cher, et les résultats obtenus dans de telles conditions contrôlées ne sont pas toujours transférables en mer.

Les simulations informatiques offrent une approche moins coûteuse. Le développement rapide d'ordinateurs hautes performances a permis de résoudre les équations non linéaires tridimensionnelles compliquées qui décrivent l'écoulement des fluides autour et à travers un arrangement complexe d'objets. Mais les calculs prennent du temps, et les ingénieurs doivent souvent faire un compromis entre précision et efficacité. Pour remédier à ce compromis, Xin Lu et ses collègues de l'A*STAR Institute of High Performance Computing ont développé une méthode qui a réduit le temps de calcul en s'appuyant sur une technique connue sous le nom de décomposition de domaine.

Leur méthode divise la zone à simuler en sous-domaines dans lesquels différents types de calculs sont effectués :un sous-domaine en champ proche dans lequel le modèle d'écoulement visqueux est appliqué, et un domaine de champ lointain dans lequel un modèle qui calcule l'énergie potentielle du système est appliqué. L'effort de calcul par sous-domaine est beaucoup plus petit que le domaine complet, mais le couplage des sous-domaines est difficile. Lu et l'équipe ont réalisé ce couplage en chevauchant les régions dans ce qu'ils appellent des zones tampons. "Cette technique de zone superposée élimine le besoin de sous-itération à chaque pas de temps, accélérant ainsi la modélisation, " explique Lou.

L'équipe utilise sa technique de décomposition de domaines superposés pour modéliser la propagation d'une onde solitaire, mesurer l'impact de la vague sur un corps partiellement immergé et recréer une vague qui déferle sur une plage. "Cette nouvelle méthode est capable de fournir des résultats comparables en seulement la moitié, voire un tiers du temps de calcul d'origine, " dit Lu. " Et une fois optimisé, le temps de calcul devrait être encore réduit de 80 pour cent. »