Les cinq mondes de la modélisation numérique

Les cinq mondes de la modélisation numérique

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Pouvant se représenter comme un parcours à travers cinq mondes, la modélisation numérique part du monde des phénomènes observables à partir desquels on développe des théories physiques (monde des théories) qui sont ensuite traduites sous forme mathématique (monde des équations). Ces équations mathématiques (dites aux dérivées partielles) sont difficiles à résoudre. Avec l'arrivée des ordinateurs, on a pu les transformer en un grand nombre d'opérations plus simples (monde numérique) et en calculer les solutions approchées (monde informatique). On illustre ici l'enchaînement de ces mondes pour un processus particulier : le transport vertical (vapeur d'eau ou polluant, par exemple) par des mouvements turbulents de petite échelle. Ces derniers induisent un transfert des couches les plus basses (plus humides ou plus polluées) vers les couches supérieures. Ce flux turbulent, Fq(z), se traduit dans le monde numérique par un transfert de la quantité (q) d'un constituant entre deux couches adjacentes. On illustre enfin le codage informatique d'une telle formule. Le coefficient K, présent dans cette formule du flux turbulent, est d'autant plus important que la turbulence atmosphérique est forte.