Projet Spirales 2013

PROJET SPIRALES 2013
JOUVENCE DU CALCULATEUR DE NOUMEA, POUR UN USAGE A LA
MODELISATION DANS LE PACIFIQUE SUD
Modernisation des serveurs de calcul intensif
Modernisation de l’espace de stockage
Hébergement de la chaîne de traitement ‘’Couleur de l’eau’’ (Valhysat)
Acteurs
Jérôme Lefèvre, IPRA UMR 65 / UMR 235 IRD NOUMEA (jerom[email protected])
Michel.Ménézo, Responsable SIL Nouméa (m[email protected]r)
Christophe Menkes, Chercheur LOCEAN IRD NOUMEA (christophe.m[email protected])
Pascal Douillet, Chercheur MIO IRD NOUMEA (cecile.dupou[email protected])
Morgan Mangeas, Chercheur ESPACE-DEV IRD NOUMEA (m[email protected]r)
Frédéric Marin, Chercheur LEGOS IRD NOUMEA (frederic.m[email protected])
Serge Andrefouet, Chercheur COREUS IRD NOUMEA (s[email protected])
Décembre 2012
Version 1.0

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SOMMAIRE
Résumé ................................................................................................................................ 3
1. Introduction ..................................................................................................................... 4
2. Partenaires au Sud du projet .......................................................................................... 4
3. Description de l'équipement et son usage dans le contexte scientifique local .......... 5
4. Objet et détails de la demande financière...................................................................... 9

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Résumé
Depuis 2005, plusieurs laboratoires du centre IRD de Nouméa peuvent conduire des
expériences numériques originales au moyen d’un calculateur construit à l’aide de deux
financements Spirales (DSI) et un financement ANR. Le fonctionnement et la maintenance du
calculateur sont supportés par les utilisateurs sur fonctionnements propres mais, après 7
années d’usage intensif, ponctuées d’optimisation et d’upgrade, les équipements de base sont
aujourd’hui vieillissants et deviennent de moins en moins adaptés aux codes de plus en plus
sophistiqués. Le projet GOPS*-EQUIPEX, dans lequel le besoin d’une jouvence du calculateur
avait été exprimé par les UMRs et les institutions partenaires du GOPS, est malheureusement
resté sans suite. Pourtant, en facilitant les expériences numériques complexes et longues, cet
outil permet d’accompagner les jeunes chercheurs dans leurs projets scientifiques, en plus
d’offrir une expertise numérique indispensable dans le cadre des programmes pluridisciplinaires
orientés vers l’observation et la compréhension de notre environnement régional. Le projet de
renouvellement prévoit une refonte du calculateur à travers le rééquipement en machines de
calcul de dernière génération. L'estimation de la jouvence du calculateur est basée sur
plusieurs devis sollicités auprès de fournisseurs locaux et nationaux, mais également auprès
d'un intégrateur australien de solutions High Performance Computing (HPC). Nous présentons
ici le projet de jouvence en considérant les leçons acquises au cours de l’exercice 2005-2012,
le potentiel de réutilisation de la structure existante et les nouveaux challenges en matière de
calculs numériques parallélisés et de traitement de larges jeux de données satellites qui se
présentent dans les prochaines années.
* Grand Observatoire de l’environnement et de la biodiversité terrestre et marine du Pacifique
Sud

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1. Introduction
La présente demande de soutien budgétaire porte sur la jouvence du cluster de calcul (ci-après
calculateur) abrité dans les locaux de l’IRD Nouméa et dédié aux études de l’Océan et de
l’Atmosphère dans le Pacifique Sud. Outre l’ancrage et le développement en Nouvelle-
Calédonie de l’expertise numérique à travers des modèles Océan et Atmosphère massivement
parallélisés, le calculateur a permis d’accompagner les Chercheurs dans l’étude du Climat,
moyennant une meilleure compréhension des processus atmosphériques et océaniques
régionaux ou locaux. Le calculateur permet également d’intégrer la dimension dynamique et la
variabilité climatique dans les investigations biogéochimiques ou biologiques (transport larvaire)
employant la modélisation.
Après un rappel de l’usage et des gains apportés par le système dans le paysage scientifique
local, la justification scientifique de la demande est exposée, à travers une synthèse des
prochains axes d’investigations numériques exprimés par les Chercheurs du Centre de
Nouméa.
En dernière partie, le projet technique et financier est résumé.
2. Partenaires au Sud du projet
Le cluster de Nouméa constitue une plateforme de calcul au service de trois UMR (213-MIO,
182-LOCEAN, 065-LEGOS), historiquement impliqués dans l’initiation et la montée en
puissance de l’équipement. Aujourd’hui, le projet de jouvence s’accompagne de plus de
partenariats avec les laboratoires du Centre de Nouméa, dont l’UR COREUS et l’UMR
ESPACE-DEV. Ces partenaires ont déjà par le passé directement ou indirectement bénéficié
des facilités de la plateforme et souhaitent initier de nouveaux programmes en s’appuyant
l’équipement. Cette expérience de plateforme a été portée concrètement au Sud notamment
vers le Pérou (Boris Dewitte) et le Mexique (Pascal Douillet). Mais c’est surtout en facilitant les
expériences numériques complexes et longues des Chercheurs et jeunes Chercheurs (Master,
Thèse et Post-doctorant) que l’’équipement permet d’initier et de donner de la valeur ajoutée
aux programmes tissés par les laboratoires avec la communauté du Pacifique (programme IRD-
Ifremer huîtres perlières, fertilisation par les émissions volcaniques au Vanuatu, liens climat et
dengue, cyclogenèse et aléas naturels, …voir ci-après).
UMR IRD porteurs du projet
UMR 235 MIO (Institut Méditerranéen d’Océanologie) : Circulation lagonaire MARS 3D : transport
sédimentaire, production primaire, assimilation des données couleur de l’eau, houle et déferlement, …
UMR 182 LOCEAN (Laboratoire d’Océanographie et du Climat): Lien cyclogenèse et risque épidémiologique
avec le réchauffement climatique, interactions océan-atmosphère, Fertilisation océanique autour du Vanuatu,
Environnement des thonidés, …
UMR 065 LEGOS (Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales) : Climat,
Océanographie physique régional, circulation lagonaire, circulation atmosphérique, transport des polluants et
échanges Océan-Atmosphère et côtes-Large, …
UR 128 COREUS (Biocomplexité des Ecosystèmes Coralliens de l’Indo-Pacifique) : Lien hydroclimat
assemblage coralliens, vulnérabilité climatique et aléas naturels, indicateurs et gestion des ressources, perliculture,
…
UMR 228 ESPACE-DEV : Modélisation climatique, aléas naturels
Autres UMR IRD impliqués à travers des projets communs
UMR 202 ECOLAG : Transport et Fertilisation par le carbone suie du milieu marin
UMR 163 LMV: Transformations chimiques, transport et conséquences du dégazage volcanique associé au Vanuatu
Autres utilisateurs potentiels
IFREMER, sous réserve d’une participation significative à la capacité de calcul

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3. Description de l'équipement et son usage dans le contexte
scientifique local
Mis en production en 2005, l’équipement de base a fait l’objet de nombreux upgrades à
périmètre constant, dont augmentation de mémoire vive, upgrade des CPUs AMD/Opteron en
technologie Dual-Core, ajout de nœuds de calcul, réseau rapide Infiniband, protection électrique
et augmentation régulière des espaces d’archivage. Ces principales étapes ont bénéficié de
l’appui de la DSI, mais également des sources d’auto-financement apportées par les projets
scientifiques s’appuyant sur le calculateur.
Résumé des principales étapes qui ont jalonné la montée en puissance du calculateur du Centre
Néanmoins, et comme cela avait signalé dans les échanges dans le cadre du projet de
financement GOPS-EQUIPEX en 2010, les composants de base du calculateur formant les
nœuds de calcul (cartes mères, processeurs et mémoires) montrent des signes d’obsolescence
(7 années d’usage à fonctionnement 24/24) en plus d’être de technologie dépassée. Leur
renouvellement, jusqu’ici repoussé, devient critique. Avec l’augmentation des besoins en
résolution spatiale des modèles, l’émergence de schémas numériques de plus en plus
sophistiqués et les nouveaux challenges associés au couplage entre physique et biogéochimie
(ROMS-PISCES, MARS-ECO3M) ou la chimie atmosphérique (WRF-CHEM), la demande pour
une augmentation de la vitesse d’intégration des modèles est de plus en plus pressante.