"La collaboration n'a jamais été aussi étroite qu'aujourd'hui"

Actualités ETH : M. Sch?r, quels sont vos souvenirs de l'époque de la création du CSCS ?
Christoph Sch?r : Dès le début, nous avons calculé nos modèles climatiques au CSCS. Auparavant, j'utilisais le centre de calcul de l'ETH pour ma thèse de doctorat. Lorsque le CSCS a été créé, l'ambiance parmi les utilisateurs était au scepticisme. Même aujourd'hui, la décision d'implanter le CSCS au Tessin doit être comprise avant tout dans une optique fédérale. Un centre de calcul ne se compose pas seulement d'un superordinateur, mais aussi de nombreuses personnes disposant d'un savoir-faire, auxquelles nous voulons pouvoir accéder facilement. Au début, cela semblait plus facile dans le centre de calcul interne de l'ETH.

Les inquiétudes se sont-elles confirmées ?
Nous, les chercheurs, avons toujours bien collaboré avec le CSCS. En 1999, nous avons réalisé notre premier grand projet commun, le Mesoscale Alpine Programme. ? l'époque, nous avons réussi pour la première fois à calculer en temps réel les prévisions météorologiques avec une résolution de trois kilomètres. Aujourd'hui, nous calculons des modèles climatiques sur une période de plusieurs décennies avec des résolutions qui n'étaient alors possibles que pour des prévisions météorologiques à court terme de 18 heures.

Qui d'autre que les climatologues utilisait l'infrastructure à l'époque ?
Les astronomes étaient présents dès le début. En outre, la chimie assistée par ordinateur, le génie mécanique et la physique des solides étaient également représentés.

La puissance des ordinateurs a augmenté des millions de fois au cours des 25 années d'existence du CSCS. Parallèlement, les modèles climatiques sont devenus de plus en plus complexes et pertinents. Quelle a été la force motrice ?
J'ai fait partie pendant huit ans du conseil scientifique du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyenne échéance (CEPMMT) à Reading. A l'époque, j'ai pu observer comment l'industrie informatique et la science travaillaient main dans la main, d'une part, et comment elles se jouaient l'une de l'autre, d'autre part. Lors de nouvelles acquisitions, par exemple, les codes sources des programmes du CEPMMT allaient aux grands fabricants de matériel informatique. Ceux-ci essayaient de les optimiser afin de remporter l'appel d'offres. Mais en arrière-plan se posait toujours la question de savoir dans quelle mesure il fallait adapter les programmes à une architecture informatique donnée. Nous ne pouvons pas réécrire nos codes tous les deux ans.

Les deux initiatives "Platform for Advanced Scientific Computing" (PASC) et auparavant "High Performance and High Productivity Computing" (HP2C) visaient pourtant précisément à cela : adapter les programmes à une nouvelle architecture informatique.
Cela est lié à l'introduction de nouveaux ordinateurs équipés de processeurs graphiques. Pour cela, nous avons effectivement d? réécrire entièrement certaines parties des programmes. C'est l'actuel directeur du CSCS, Thomas Schulthess, qui a donné l'impulsion. Il nous a convaincus qu'il s'agissait d'une réorientation stratégique pour les prochaines décennies. Nous disposons désormais d'une stratégie à long terme sur la manière de maintenir les programmes en forme pour les différentes architectures d'ordinateurs. La collaboration avec le CSCS n'a jamais été aussi étroite qu'aujourd'hui.

Comment PASC et HP2C ont-ils influencé votre travail de recherche ?
L'adaptation des programmes était très co?teuse. Il est impossible pour un groupe de recherche universitaire de fournir cet effort seul. Nous travaillons depuis lors en étroite collaboration avec le CSCS, MétéoSuisse et le Center for Climate Systems Modeling (C2SM). Oliver Fuhrer de MétéoSuisse a dirigé l'entreprise. Sur une période d'environ cinq ans, nous avons investi plus de quinze années-personnes. Depuis peu, nous collaborons également avec le Département d'informatique de l'ETH dans le cadre d'un projet Sinergia.

? quoi ressemblerait la recherche climatique sans supercalculateurs ?
Outre la théorie et l'expérimentation, la simulation est devenue le troisième pilier important de la science. C'est particulièrement vrai dans les sciences climatiques, car nous ne pouvons pas faire d'expériences. Les "expériences" que nous menons sur le système climatique, comme le trou dans la couche d'ozone ou le changement climatique, nous montrent qu'il vaut mieux ne pas en faire. C'est pourquoi les simulations sont centrales pour nous.

Quels ont été pour vous les développements décisifs de ces 25 dernières années ?
Nous avons fait un saut quantique lorsque nous avons pu représenter explicitement les orages et les averses dans les modèles pour la première fois. Il était également important d'intégrer les modèles océaniques dans le modèle atmosphérique. Aujourd'hui, nous parlons de modèles du système terrestre qui intègrent les océans, la glace de mer et les surfaces terrestres.

... et dans les supercalculateurs ?
Le passage d'un paradigme de mémoire dite partagée à un paradigme de mémoire distribuée et la question de savoir comment la mémoire est organisée sur une puce montrent que les opérations de calcul elles-mêmes ne sont plus le plus gros problème aujourd'hui. Ce qui importe aujourd'hui, c'est la manière dont la mémoire est organisée et dont les données sont acheminées vers les processeurs.

D'ici la fin de la décennie, l'ère actuelle du pétaflop, dans laquelle les superordinateurs effectuent des milliards d'opérations de calcul par seconde, devrait être remplacée par l'ère dite de l'exascale. Qu'en espérez-vous ?
L'un des grands objectifs des sciences climatiques est de clarifier les incertitudes telles que les précipitations orageuses et la nébulosité par des simulations aussi explicites que possible. Pour cela, le développement doit se poursuivre en direction de l'exascale.

Et que souhaitez-vous que le CSCS fasse à l'avenir ?
? propos du service et de l'exploitation des supercalculateurs, nous avons besoin d'expertise pour savoir comment le calcul haute performance va évoluer et quelle architecture va s'imposer. C'est sur cette base que s'élabore une stratégie à long terme et continue qui, nous l'espérons, durera des décennies. Les centres de calcul sont essentiels pour nous, les climatologues. Ils jouent pour nous un r?le similaire à celui du CERN pour les physiciens des particules.