Pangea : une version 4 pour le supercalculateur de TotalEnergies

Modéliser, simuler, faciliter la prise de décision… du premier supercalculateur industriel appelé aussi HPC, pour high performance computing, à sa dernière version, retour sur les trois générations de supercalculateurs Pangea avec Jean-Baptiste Richard, Responsable du département Scientific Computing de TotalEnergies.

 

« Pour faire simple, un supercalculateur, c’est un assemblage de plusieurs ordinateurs agissant collectivement pour effectuer des calculs très complexes, reliés entre eux par un réseau hyper rapide et traitant d’énormes quantités de données. Ces systèmes sont conçus pour résoudre, via des algorithmes de simulation numérique, des problèmes scientifiques ou techniques qui nécessitent une puissance de calcul exceptionnelle. » explique Jean-Baptiste Richard. A Pau, un tiers des ingénieurs de son équipe qui compte 25 personnes, travaille sur l’administration des machines, deux tiers sur le développement et l’optimisation des codes.

En 2013, TotalEnergies intègre le premier supercalculateur industriel, Pangea. Son arrivée marque l’entrée des systèmes informatiques de la Compagnie dans le domaine du pétaflops (nombre d'opérations en virgule flottante par seconde, une unité de mesure de la rapidité de calcul d'un système informatique). Pangea I peut alors exécuter 10^15 opérations par seconde, démontrant une performance remarquable grâce à ses processeurs avancés et à la gestion efficace des données.

Au fil des années, la famille des supercalculateurs s’agrandit et la puissance de calcul se multiplie. Pangea II, entré en service en 2016, s’est hissé à la 11e place du classement semestriel des supercalculateurs les plus puissants au monde, le TOP500. En 2019, Pangea III affichait une puissance théorique de 31,7 pétaflops, l’équivalent de 170 000 ordinateurs portables. « Pour vous faire une idée, dans la salle des machines qui se trouve au CSTJF, à Pau, Pangea III, c’est 32 racks de calcul, c’est-à-dire 32 grosses armoires remplies de composants électroniques et de serveurs, complétées par 15 racks de stockage… L’ensemble est maintenu en permanence en température par un système de refroidissement hydraulique. »

 

Pangea 4 : la génération hybride

Grâce à Pangea III, à sa puissance de calcul et aux algorithmes qui permettent de transformer les données de terrain en images exploitables, TotalEnergies a pu repousser les limites de l’exploration et améliorer la qualité de l’imagerie sismique sur les zones géologiques complexes.

Si Pangea III est toujours en service, ce sont 2 nouveaux supercalculateurs qui ont rejoint la fratrie à Pau début 2024 pour remplacer Pangea II. Alliant puissance de calcul et efficacité énergétique, Pangea 4 et Pangea @ Cloud offrent une solution hybride composée d’une machine physique sur site (Pangea 4) ainsi que des capacités de calcul dans le cloud (Pangea @ Cloud). « Pourquoi le cloud ? Parce qu’il permet de de rester à la pointe de la technologie en matière de supercalcul en ayant accès régulièrement aux dernières générations de processeurs. Il nous permet également de garder en interne une machine plus économe puisque Pangea 4 consomme désormais 87 % d’énergie en moins que Pangea II. Nous contribuons ainsi à la réduction de l’empreinte carbone de notre datacenter. » Ses processeurs à haute efficacité énergétique dégagent une puissance de calcul de 5,5 Gflops par Watt consommé et permet de faire tourner les algorithmes deux fois plus rapidement. Niveau volume, le nombre de racks de calcul est ramené à 7…

Grâce à l’épopée Pangea, TotalEnergies a développé une réelle expertise dans le domaine du calcul haute performance. Des compétences qui intéressent l’Oil&Gas mais aussi les nouvelles énergies. « Le nouveau système a été conçu pour répondre aux besoins de TotalEnergies sur la période 2024-2028, les calculs en géosciences bien sûr, mais aussi désormais la simulation du CO₂ pour les projets de capture et stockage géologique, les calculs de réduction du méthane, les simulations de flux de vent pour la conception de parcs éoliens et les simulations sur les biocarburants et les polymères. En fait, toutes les thématiques sur lesquelles travaille désormais la R&D de TotalEnergies. »

En interne à la Compagnie multi-énergies, Pangea est intégré à une filière de spécialité sur le calcul scientifique et haute-performance qui permet de disposer de compétences de pointe dans les domaines d’avenir que sont le développement scientifique, les mathématiques appliquées et les infrastructures de calcul haute-performance. « Pangea est également assez connu en externe. C’est une superstar qui fait l’objet de très nombreuses visites, de délégations venues du monde entier aux étudiants qui viennent se projeter dans l’univers de la data et de la simulation numérique grâce à une scénographie immersive. « Effet wahou » garanti ! » conclut Jean-Baptiste Richard.