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OceanData Consulting
Étude de cas · Émulation IA

Surrogate FNO à Brest : émuler un cycle de marée CROCO

Un opérateur neuronal de Fourier reproduit les courants barotropes d’un modèle CROCO à 250 m avec une erreur médiane de 17 % sur une marée complète.

Toutes les études de casPar Matthieu Caillaud · Publié le 4 août 2026
Résultats mesurés

Les chiffres qui résument l’étude

17 %Erreur médiane FNO
29 %Baseline M2+S2
42 %Erreur FNO au p90
250 mRésolution CROCO

Tester une émulation temporelle sans confondre vitesse et fidélité

Un modèle hydrodynamique côtier résout une physique riche, mais son coût limite les itérations de scénario. Le projet teste si un FNO 2D autorégressif peut reproduire un champ de courants CROCO sur une marée complète.

Le critère n’est pas une image réussie à un instant favorable : l’erreur est mesurée sur plusieurs fenêtres de rollout, puis résumée par sa médiane et son 90e centile. La comparaison porte aussi sur une baseline harmonique M2+S2.

Méthode

Une chaîne de calcul vérifiable

01

Construire la vérité terrain

Les sorties barotropes d’un modèle CROCO de la rade de Brest, à 250 m sur 90 jours, fournissent les séquences d’apprentissage et d’évaluation.

02

Apprendre l’opérateur

Le FNO 2D apprend l’évolution du champ dans l’espace spectral, puis produit les pas suivants de manière autorégressive.

03

Évaluer un cycle complet

Les rollouts couvrent une période de marée complète. La métrique est agrégée sur plusieurs fenêtres afin de ne pas retenir seulement la meilleure séquence.

04

Comparer à une référence simple

Une reconstruction harmonique M2+S2 sert de baseline : elle vérifie que le réseau apporte plus qu’une périodicité de marée élémentaire.

Validation

Ce que les confrontations montrent

Le FNO bat la baseline harmonique

L’erreur médiane atteint 17 % sur une marée complète, contre 29 % pour la reconstruction M2+S2. La comparaison porte sur le même domaine et le même horizon temporel.

La dispersion reste un résultat central

Le 90e centile d’erreur atteint 42 %. Le modèle ne doit donc pas être résumé par sa seule médiane : certaines fenêtres de rollout restent sensiblement moins fidèles.

La performance d’inférence est mesurée, pas le gain global

Une période M2 est inférée en 1,9 s sur CPU. Le temps CROCO de référence n’ayant pas été chronométré dans le même protocole, aucun facteur d’accélération n’est revendiqué.

Domaine de validité

Ce que cette étude ne prétend pas

  • La validation actuelle mesure la fidélité au modèle CROCO, pas encore l’accord avec des observations in situ indépendantes.
  • Le p90 à 42 % impose de suivre la dispersion des rollouts, pas uniquement l’erreur médiane.
  • Ce FNO traite l’émulation temporelle ; il ne doit pas être confondu avec un UNet de descente d’échelle spatiale.

Vous cherchez à réduire le coût d’un ensemble de scénarios ?

Nous évaluons d’abord la métrique, la baseline et le domaine de validité avant de choisir une architecture de surrogate.

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