Méthodes de Monte Carlo pour la transition énergétique: couplages non linéaires via les fréquences de collision – MCMET

MCMET a pour objectif de développer une nouvelle stratégie pour simuler des
systèmes énergétiques complexes en s'appuyant sur les progrès récents des
méthodes d'échantillonnage en espaces de chemins par Monte Carlo (MC). Des
travaux récents en physique statistique et synthèse d'image permettent de
traiter des problèmes réputés difficiles par cette méthode: résoudre des
modèles non linéaires sans compromis sur la complexité géométrique et physique
lors du passage à l'échelle. Le projet se concentre sur les non linéarités
liées au paramètre de fréquence de collision, qui définit la géométrie des
chemins (radiatifs, conductifs, électroniques...). Trois applications sont
visées : la conversion d'énergie radiative pour la production de combustibles
solaires et d'électricité ; la performance thermique des bâtiments pour assurer
une faible consommation d'énergie et le confort thermique des habitants ;
l'estimation de la ressource solaire au sol en présence de nuages dans les
simulations climatiques. Les trois verrous identifiés pour ces applications peuvent être formulés dans un cadre commun et sont dus à des dépendances non linéaires aux paramètres de fréquence de collision: (1) Comment formuler en espaces de chemins des modèles physiques non linéaires ? (2) Comment concevoir des bibliothèques de calcul scientifique pour échantillonner ces nouveaux espaces de chemins ? (3) Comment implémenter des algorithmes répondant aux besoins
applicatifs ? Le consortium réunit des spécialistes des méthodes de MC, des
informaticiens et des physiciens de l'énergie, du climat et de la thermique du
bâtiment, dont l'objectif est de développer des méthodes de calcul en rupture avec les méthodes existantes qui permettront de gagner plusieurs ordres de
grandeur sur les temps de calcul. Le développement de codes open source va
permettre leur utilisation immédiate vers des applications avec des
perspectives à plus long terme de création de services climatiques dans le secteur de l'énergie.