Stage - Génération Automatique de Microstructures Granulaires H/F CEA

Vous serez accueilli·e au sein de l'IRESNE, institut de la DES, où vous intégrerez l'équipe du laboratoire et participerez pleinement à ses activités.

Le stage se déroulera au sein du département de recherche sur l'étude du comportement du combustible nucléaire, basé sur le site du CEA Cadarache dans le sud-est de la France. Le département mène des activités de R&D sur les combustibles nucléaires dans l'objectif d'accroître la sûreté et la performance des réacteurs actuels et de développer les combustibles des réacteurs du futur. Ces activités associent simulation numérique, modélisation et expérimentation.

Le matériau combustible est un matériau complexe, fortement hétérogène et présentant une microstructure, dont la représentation fine est cruciale pour des simulations fidèles. Un des enjeux de la simulation numérique consiste donc à pouvoir générer des échantillons numériques de matériau. C'est le rôle de l'outil Mérope [2], développé à IRESNE. Dans le cas de matériaux granulaires avec un très grand nombre de particules, il devient nécessaire de recourir au HPC ; l'outil RSA-MPI [3, 4] a été développé à cette fin. Il est toutefois limité au placement de sphères.

L'objectif du stage est de généraliser les fonctionnalités de placement de RSA-MPI à des formes plus variées (dont polyèdres et ellipsoïdes, Figure 1), tout en maintenant une bonne performance HPC. Il est envisagé de reposer sur la plateforme ExaNBody décrite ci-dessous.

La plateforme ExaNBody [1] développée au CEA est dédiée à la mise en place de simulation à N-Corps dans un contexte de Calcul Haute Performance (CPU/GPU). Elle est notamment utilisée par le code de dynamique moléculaire exaSTAMP et par le code pour les l'étude des milieux granulaire exaDEM (Discret Element Method). Cette plateforme HPC a récemment été étendue pour intégrer d'autres méthodes que les méthodes à N-Corps et notamment l'algorithme RSA. Le candidat retenu possédera un solide bagage en calcul scientifique, avec une appétence pour le calcul HPC.

{1] T. Carrard et al (2023, August). ExaNBody: A HPC framework for n-body applications. In European Conference on Parallel Processing (pp. 342-354).
[2] https://github.com/MarcJos/Merope
[3] https://github.com/MarcJos/RSA_MPI
[4] M. Josien and R. Prat, Parallel and bias-free RSA algorithm for maximal Poisson-sphere sampling, Computer Physics Communications