Les communautés côtières américaines font face à un risque croissant d’inondations. Avec une probabilité actuelle de 26% sur une période de 30 ans, ce chiffre est appelé à augmenter en raison de la montée du niveau de la mer induite par le changement climatique. Face à cette menace, la recherche et l’innovation technologique sont plus cruciales que jamais pour anticiper et atténuer les conséquences de ces événements. L’Université de Californie à Santa Cruz (UC Santa Cruz) est à l’avant-garde de cette lutte, utilisant des technologies de pointe pour modéliser et visualiser les risques d’inondation.
Le professeur Michael Beck, directeur du Center for Coastal Climate Resilience de l’UC Santa Cruz, dirige des recherches visant à modéliser et à cartographier les bénéfices des récifs coralliens et des mangroves dans la réduction des risques d’inondation. Son équipe utilise des visualisations accélérées par les GPU NVIDIA pour aider les agences gouvernementales, les organisations non gouvernementales et les organisations financières à mieux comprendre les risques d’inondation et à démontrer l’efficacité des solutions basées sur la nature. L’objectif est clair : visualiser les solutions pour encourager l’action et garantir leur efficacité face à des problèmes complexes et coûteux à résoudre.
Modélisation et Visualisation des Inondations Accélérées
Le cœur du travail de l’équipe réside dans la création de simulations détaillées. Prenons l’exemple de Santa Cruz, en Californie. L’équipe pose une question fondamentale : « Que se passerait-il à Santa Cruz en cas d’une tempête centennale ? » Pour répondre à cette question, ils utilisent des outils de simulation comme SFINCS (https://github.com/Deltares/SFINCS) et intègrent les résultats dans le moteur de rendu Unreal Engine 5 (https://www.unrealengine.com/en-US/unreal-engine-5) afin de produire des vidéos basées sur les données, illustrant divers scénarios d’inondation. Ces visualisations sont essentielles pour comprendre les risques et anticiper les conséquences potentielles.
L’utilisation des GPU NVIDIA a considérablement accéléré le processus. Initialement, les simulations prenaient environ six heures sur des processeurs centraux (CPU). Grâce à l’utilisation d’une seule NVIDIA RTX 6000 Ada Generation GPU, ce temps a été réduit à environ 40 minutes. Avec un cluster de quatre GPU, l’équipe peut désormais exécuter quatre simulations simultanément. Cette accélération de 3 à 4 fois, voire plus dans certains cas, a permis à l’équipe de réaliser des analyses de sensibilité, garantissant la précision des modèles et des paramètres utilisés. Cela a libéré du temps précieux pour se concentrer sur des objectifs plus ambitieux et globaux.
Des Cartographies Numériques pour un Impact Global
L’ambition de l’équipe ne se limite pas à la Californie. Leur projet actuel vise à cartographier les risques d’inondation dans tous les petits États insulaires en développement du monde, de Tonga à Trinité-et-Tobago, avant la conférence sur le changement climatique de la COP30 en novembre. Le niveau de détail requis pour ces modélisations est extrêmement élevé, car il ne s’agit pas seulement de représenter les phénomènes météorologiques et leurs conséquences, mais aussi de simuler l’impact des solutions potentielles.
L’un des aspects les plus novateurs de ce travail est l’intégration de la valeur économique des récifs coralliens. En assurant ces écosystèmes, on reconnaît leur rôle crucial en tant qu’infrastructures naturelles, capables de servir de ligne de défense contre les événements climatiques. Des initiatives comme celle menée dans la barrière de corail mésoaméricaine au Mexique démontrent l’efficacité de cette approche. Grâce à des visualisations convaincantes, des investissements ont été réalisés dans des polices d’assurance paramétriques, déclenchant des paiements pour la restauration des récifs endommagés par les tempêtes.
Vers un Avenir Résilient
L’équipe travaille actuellement sur un projet appelé CoSMoS ADAPT, visant à renforcer le système de modélisation des tempêtes côtières (CoSMoS) de l’USGS. Ce projet évaluera la rentabilité des options d’adaptation côtière, y compris les solutions basées sur la nature. En intégrant les solutions qui réduisent les risques, des dunes aux digues, en passant par les récifs, ce projet nécessite une accélération informatique importante. L’NVIDIA Academic Grant Program (https://www.nvidia.com/en-us/industries/higher-education-research/academic-grant-program/) soutient ce type de recherche, ouvrant la voie à de nouvelles avancées dans la lutte contre les inondations côtières.
En conclusion, l’utilisation de technologies de pointe, telles que les GPU NVIDIA et des logiciels comme Unreal Engine 5, permet de modéliser et de visualiser les risques d’inondation avec une précision sans précédent. Ces visualisations, associées à des approches innovantes comme l’assurance des récifs coralliens, ouvrent de nouvelles perspectives pour la protection des communautés côtières. L’accélération des simulations et l’amélioration de la compréhension des risques sont essentielles pour développer des stratégies d’adaptation efficaces et assurer un avenir plus résilient face aux défis du changement climatique.
