Simulation informatique

Page d'aide sur l'homonymie Pour les articles homonymes, voir Simulation.
Une simulation informatique, sur une étendue de 48 heures, de l'évolution du typhon Mawar produite par le Modèle météorologique Weather Research and Forecasting

La simulation informatique ou numérique désigne l'exécution d'un programme informatique sur un ordinateur ou réseau en vue de simuler un phénomène physique réel et complexe (par exemple : chute d’un corps sur un support mou, résistance d’une plateforme pétrolière à la houle, fatigue d’un matériau sous sollicitation vibratoire, usure d’un roulement à billes…). Les simulations numériques scientifiques reposent sur la mise en œuvre de modèles théoriques utilisant souvent la technique des éléments finis. Elles sont donc une adaptation aux moyens numériques de la modélisation mathématique, et servent à étudier le fonctionnement et les propriétés d’un système modélisé ainsi qu’à en prédire son évolution. On parle également de calcul numérique. Les interfaces graphiques permettent la visualisation des résultats des calculs par des images de synthèse.

Ces simulations informatiques sont rapidement devenues incontournables pour la modélisation des systèmes naturels en physique, chimie et biologie, mais également des systèmes humains en économie et en science sociale. Elles permettent de limiter le risque et d'éviter le coût d'une série d'épreuves réelles (ex: essais de véhicules). Elles peuvent offrir un aperçu sur le développement d'un système trop complexe pour simuler avec de simples formules mathématiques (ex: ouragan)[1].

La simulation numérique est utilisée pour :

  • prévoir l'état final d'un système connaissant son état initial (problème direct) ;
  • déterminer les paramètres d'un système connaissant un ou plusieurs couples (état initial - état final) (problème inverse) ;
  • préparer des opérateurs à des conditions plus ou moins rares dans leur interaction avec un système complexe (simulation d'entraînement).

En sciences sociales, la simulation informatique fait partie d'un des cinq angles de collecte de données dans la méthodologie plus générale dite de percolation de données[2], qui couvre aussi conjointement les méthodes quantitatives et quantitatives, la revue des écrits (y compris les écrits scientifiques), et les interviews d'experts. À ce chapitre, la percolation des données offre une vision et une méthodologie plus complètes que la triangulation des données lors de l'analyse des phénomènes sous observation.

Dans d'autres langues