Une ingénierie liée à l'informatique graphique
C'est depuis le site toulousain qu'ont été initiées les collaborations entre physiciens et informaticiens et le développement des algorithmes de Monte Carlo, des bibliothèques de gestion géométrique, d'échantillonnage statistique, qui fondent notre pratique actuelle. Cette histoire est matérialisée par la proximité des laboratoires LAPLACE et IRIT, situés à une centaine de mètres l'un de l'autre, ainsi que par l'accueil dans les murs du LAPLACE de l'entreprise |Méso|Star>. Cette entreprise est une société coopérative, créé par des chercheurs informaticiens et physiciens, avec pour objet de faciliter le co-développement des logiciels à l'interface entre ces deux communautés. Leur travail s'inspire largement du Physically Based Rendering, mais couvre un très large spectre de calculs scientifiques, par des approches statistiques (transferts thermiques, physique du solide, génie des procédés, électromagnétisme, etc), bien au-delà de la seule production des images de l'industrie du cinéma et du jeu vidéo.
Ingénierie énergétique et climatologie (planétaire, ville)
A l'origine de leurs activités conjointes, RAPSODEE et LAPLACE se sont engagés dans la physique du rayonnement des gaz moléculaires, ce qui les a rapprochés de la recherche en combustion et en physique atmosphérique. Les collaborations qu'ils ont nouées à cette occasion sont précieuses dans le contexte actuel de la transition énergétique. Le CNRM participe aujourd'hui très activement à la plateforme EDStar ce qui ajoute à la cohérence de l'antenne toulousaine dans tous les projets où évolution des équipements énergétique et changement climatique gagnent à être pensés conjointement. Nos principaux axes de recherche à cette interface concernent la modélisation dynamique tridimensionnelles des nuages de la couche limite atmosphérique (les premiers kilomètres de l'atmosphère) et la modélisation thermique des systèmes urbains, en lien notamment avec le confort thermique et les ilots de chaleur. Cette double spécialité, physique énergétique et physique du climat, est un élément central de nos efforts d'ouverture à la diversité de nos visiteurs et de réponse à leurs sollicitations.
Couplages phénoménologiques et rapports d'échelles en thermodynamique statistique
Les chercheurs du LAPLACE membres de la plateforme EDStar sont avant tout thermodynamiciens. Leur langage est celui de la thermodynamique statistique hors-équilibre, depuis le hors-équilibre lointain (rayonnement, équation de Boltzmann, transition de phase à micro-échelle) jusqu'au proche équilibre (limites hydrodynamiques, Cahn-Hilliard, processus stochastiques, physique du solide, cinétique chimique). Un des renforcements significatifs de cette activité est le jeu des collaborations qu'ils ont établies avec les biologistes inspirés des travaux de Ilya Prigogine et Jean-Louis Deneubourg, qui se poursuivent aujourd'hui dans le cadre d'un partenariat étroit avec Jacques Gautrais au CBI. Les idées travaillées par ces chercheurs sont guidées par l'intention de proposer une lecture statistique, typiquement appuyée sur les formulations en espace de chemins de Richard Feynmann et Marc Kac, de physiques impliquant :
- des couplages phénoménologiques réputés difficiles à interpréter,
- des sollicitations temporelles (e.g. des scénarios d'exploitation) à des échelles de temps très diverses, donc des rapports d'échelles temporelles très élevés,
- des rapports d'échelles géométriques très élevés.
En ce sens, la statistique des chemins devient un support intuitif, la question de la simulation numérique par la méthode de Monte Carlo devenant secondaire : on échantillonne des chemins avant tout dans le but de les analyser. Un des enjeux majeurs est l'analyse des chemins résultant des estimateurs non-linéaires car ces chemins sont branchés : leur visualisation en géométrie complexe, et surtout leur interprétation, restent aujourd'hui très difficiles.
