Figure 1. Exemples de modèles de résistivité pour les calculs PETGEM
La modélisation et l'inversion d'ensembles de données électromagnétiques 3D utilisant des schémas mathématiques innovants et des architectures massivement parallèles de pointe jouent un rôle essentiel dans la résolution de la prochaine génération de problèmes géoscientifiques. Dans des conditions réelles, ces problèmes sont complexes et coûteux en temps de calcul. Une stratégie de collaboration multidisciplinaire est essentielle pour comprendre et résoudre les équations physiques, prétraiter et posttraiter les données associées aux expériences physiques et construire des interprétations basées sur l'analyse des résultats numériques obtenus.
Dans le cadre du projet PIXIL, des chercheurs du Barcelona Supercomputing Center (BSC) ont collaboré avec l'Université de Barcelone (UB) pour développer et valider une nouvelle version du PETGEM, qui est une routine parallèle de modélisation de données électromagnétiques dans le contexte de l'exploration géophysique. La dernière version prend en charge les méthodes EM à source active (par exemple : la méthode électromagnétique à source contrôlée) et à source passive (par exemple : la méthode magnétotellurique).
La philosophie du code PETGEM repose sur le fait que le sous-sol de la Terre contient des ressources naturelles essentielles au développement régional. Réaliser une imagerie précise des sources d’eau, de minéraux et d’énergie situées dans les profondeurs de la surface constitue une étape cruciale de leur gestion et de leur exploitation. Les images géophysiques nous permettent d'obtenir des cartes détaillées de l'intérieur de la Terre. Ceci est réalisé en analysant les déformations et les champs électromagnétiques (EM) mesurés à la surface. Le PETGEM vise la détection et la caractérisation de réservoirs géothermiques (et d'autres ressources précieuses) basées sur des méthodes EM et High Performance Computing (HPC). Cet outil fournit des informations essentielles permettant de réduire les ambiguïtés dans l’interprétation des ensembles de données géophysiques moyennant la cartographie des variations de conductivité dans le sous-sol. Basé sur des méthodes numériques de pointe, le flux de travail PETGEM s'est avéré être un schéma à grande échelle flexible, précis et efficace contribuant à résoudre des cas d’essai réalistes dans des contextes marins et terrestres.
En outre, concernant l'implémentation informatique, les chercheurs du BSC ont mis en place une collaboration avec les développeurs de la bibliothèque PETSc, dont l'objectif principal est de tirer parti du support de maillage non structuré de PETSc pour résoudre des problèmes électromagnétiques géophysiques à grande échelle. On espère ainsi que ces deux efforts permettront d'obtenir un modeleur électromagnétique géophysique robuste, efficace et flexible.