Dans le sous-sol du musée Beneski de l’histoire naturelle du Connecticut, reposent les empreintes fossilisées d’un petit dinosaure, de la taille d’un poulet. Chaque trace n’est pas seulement un vestige du passé, mais un enregistrement de données porteur de secrets sur la manière dont cet animal se déplaçait. Pour en extraire ces informations, une technologie inexistante au temps des dinosaures est désormais indispensable : l’informatique à haute performance (HPC). Aujourd’hui, des simulations avancées permettent de reconstituer chaque pas dans les détails les plus fins, grain de sable par grain de sable, révélant non seulement la manière dont les dinosaures marchaient, mais aussi les principes fondamentaux de la locomotion. « Nous utilisons les empreintes fossilisées pour reconstruire le mouvement des dinosaures il y a 200 millions d’années », explique le professeur Peter Falkingham, paléobiologiste à l’Université Liverpool John Moores. En collaboration avec le chercheur postdoctoral Ben Griffin, ils combinent paléontologie, biomécanique et HPC pour analyser les empreintes à l’échelle des millions de grains de sable qui les ont formées. En superposant des scans de fossiles à des simulations informatiques, leur travail reconstitue l’instant précis où ce théropode préhistorique a posé son pied dans la boue. Les implications dépassent largement la paléontologie : ces recherches ouvrent la voie à des avancées en robotique, en médecine et en science du mouvement. Falkingham, titulaire de diplômes en paléontologie et en informatique, incarne une nouvelle génération de chercheurs capables de relier les fossiles aux outils numériques. « J’ai fait mon doctorat en utilisant l’HPC pour simuler des empreintes de dinosaures via l’analyse par éléments finis », se souvient-il. Griffin, lui, s’est lancé dans l’HPC par hasard, après une formation initiale en PowerShell et CMD. « C’était ma première expérience avec l’HPC. Passer à Linux a été un défi, mais avec l’aide de Peter, nous avons progressé ensemble. » Grâce au cluster Prospero de l’université, lancé en 2020, ils exécutent des simulations à la fois rapides pour les tests et longues pour les calculs intensifs. « C’est devenu assez fluide », note Griffin, en riant de ses premières erreurs, comme une simulation où les particules ont explosé parce qu’elles ont été poussées trop vite. La puissance de calcul est indispensable : chaque empreinte implique des dizaines, voire des centaines de millions de particules de sable, chacune interagissant avec les autres. Sur un ordinateur classique, une telle simulation pourrait prendre des mois. « Il faut calculer les forces, accélérations, collisions à chaque fraction de seconde », souligne Falkingham. Réduire le nombre de particules pour fonctionner sur un ordinateur personnel fausse la réalité, car les grains deviennent trop gros par rapport aux doigts du dinosaure. Une simulation complète peut durer plusieurs jours sur Prospero, nécessitant plusieurs essais pour affiner les paramètres. Ce travail, initialement centré sur les dinosaures, a débouché sur des collaborations inattendues. Avec des ingénieurs de bras robotiques, ils étudient comment les robots peuvent mieux se déplacer sur des sols mous comme le sable ou la boue. Les découvertes sur la façon dont les orteils s’adaptent pour stabiliser le pas pourraient inspirer des semelles robotiques. En médecine, ces données pourraient améliorer la rééducation après des traumatismes du bassin, ou conduire à de nouveaux prothèses. En sport, des chercheurs analysent la marche humaine sur terrain instable, en s’appuyant sur les mêmes modèles. L’impact s’étend aussi à l’art et à la réalité virtuelle. En collaboration avec des écoles d’art et des équipes de visualisation, les données complexes sont transformées en expériences immersives. « Comment présenter des milliers de fichiers texte contenant des centaines de millions de lignes ? » se demande Falkingham. Les étudiants ont répondu par des installations VR, soulignant l’importance de la communication scientifique. Pour Griffin, cette aventure a été une révélation : « La curiosité est ce que l’HPC a surtout allumé. » Ces recherches montrent que la puissance de calcul ne résout pas seulement des problèmes, elle ouvre de nouvelles questions, élargissant les frontières de la science et de la créativité. L’HPC, à travers des projets comme celui-ci, illustre comment la curiosité scientifique, alimentée par la technologie, peut transformer des domaines entiers. En novembre, à SC25 à Saint-Louis, cette dynamique de découverte, d’apprentissage et d’innovation se réunira autour d’un échange interdisciplinaire où paléobiologistes, ingénieurs, artistes et étudiants se croisent, prêts à repenser le futur de la science.