General Electric ne se refuse rien. Le 5 août 2020, GE a annoncé dans un communiqué que pour favoriser le développement des éoliennes offshores - dont il est l’un des principaux constructeurs – aux Etats-Unis, l’industriel va utiliser le supercalculateur exaflopique Summit, développé par IBM et installé au Département américain de l’énergie du laboratoire national d’Oak Ridge (ou DOE, pour US Department of Energy’s Oak Ridge National Laboratory).
L'entreprise déclare dans son communiqué que cet outil offrira la possibilité de modéliser les flux atmosphériques au large des Etats-Unis, et ainsi d’en améliorer la compréhension.
"Le supercalculateur Summit va nous permettre de mener des calculs qui auraient été infaisables autrement", déclare Jing Li, ingénieur en aérodynamique et responsable des ingénieurs chez GE, citée dans le communiqué. Selon GE, "ces simulations fourniront aux ingénieurs et aux scientifiques des informations cruciales pour mieux comprendre la dynamique des vents et ses impacts sur les fermes éoliennes".
Un potentiel à exploiter
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Les Etats-Unis ont un potentiel à exploiter. L’Association américaine de l’énergie éolienne (ou AWEA pour American Wind Energy Association) fait mention d’un potentiel éolien offshore de "2 000 gigawatts, soit deux fois la consommation d’électricité américaine", dans un communiqué de juin 2020. De plus, GE souligne dans son communiqué de presse que "le secteur de l’énergie éolienne devrait fournir 20 % de l’énergie consommée aux Etats-Unis d’ici dix ans".
Mais pour savoir "où" et "comment", exploiter un tel potentiel, les équipes de GE ont besoin d’une modélisation fine des vents en fonction des conditions atmosphériques. C’est ici qu’intervient Summit. "Ces recherches pourraient propulser l’énergie éolienne au rang d’énergie propre du futur". GE précise dans son communiqué que ses ingénieurs devront travailler en collaboration avec les chercheurs du Laboratoire national d’Oak Ridge (ORNL) et du Laboratoire national de l’Energie renouvelable (NREL), pour développer la plateforme de simulation ExaWind. "ExaWind est dédiée au développement de logiciels informatiques pour simuler les différents vents et flux physiques dans une ferme éolienne"¸ peut-on lire dans le communiqué de GE.
Optimiser l'exploitation offshore
L’étude des vents côtiers sera l’un de points cruciaux des travaux qui seront menés avec les logiciels d’ExaWind. Ces vents "produisent des profils particuliers. Prendre en compte ces particularités peut être important pour la conception et l’utilisation des futures éoliennes". Selon les ingénieurs de GE, la connaissance des comportements de ces vents, de leurs spécificités, permettra d’adapter l’utilisation des éoliennes offshores afin d’optimiser la production d’électricité.
La modélisation des courants impose souvent un compromis entre la résolution, ou la finesse du calcul, et l’échelle de modélisation. Jusqu’alors, on pouvait modéliser les courants d’une ferme éolienne, mais avec une résolution médiocre. Avec des performances de 200 pétaFlops (le flops étant le nombre d’opérations réalisables par seconde), le supercalculateur d’IBM devrait permettre de simuler les flux à travers un champ éolien, tout en ayant le détail des courants autour des pales de chaque éolienne.
En effet, avec plus de 10 096 Kilowatts de puissance, Summit arrive en deuxième position dans le classement des 500 supercalculateurs les plus puissants, derrière le japonais Fugaku. Summit peut réaliser en théorie 200 000 milliards d’opérations par seconde.
