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Ordre N et GPUs appliqués à UO2 H/F


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.

Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.  

Référence

2020-14312  

Description de l'unité

"Le stage est proposé au sein du Département d'Etudes des Combustibles (DEC), localisé sur le centre de Cadarache. Ce département est rattaché à l'institut IRESNE (Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone) de la Direction des Energies (DES). Il mène une activité centrée autour du combustible nucléaire dans l'objectif d'accroître les performances et la sûreté des réacteurs actuels (générations 2&3) et de développer les combustibles nucléaires des réacteurs du futur (4ème génération). Il a pour mission d'acquérir, d'intégrer et capitaliser les connaissances relatives à la conception, à la fabrication, à la caractérisation et à l'étude du comportement des éléments combustibles nucléaires en réacteur. Les activités du DEC associent simulation numérique/modélisation, expérimentation dans des laboratoires dédiés aux combustibles nucléaires (Laboratoire UO2, laboratoire de haute activité LECA-STAR), analyses radiochimiques et chimiques.
Le DEC rassemble environ 250 ingénieurs, chercheurs et techniciens et contribue à la formation par la recherche avec l'accueil de plus d'une centaine de stagiaires (Master, Ecole d'ingénieurs, DUT…), d'apprentis, de doctorants et post-doctorants. Il entretient de nombreuses collaborations avec des partenaires industriels, des laboratoires académiques (universités, CNRS) que ce soit au niveau national ou international.

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Ordre N et GPUs appliqués à UO2 H/F

Sujet de stage

Apport d'un code d'ordre N et des processeurs GPU à la modélisation des combustibles nucléaires à base de céramiques d'oxydes d'actinides

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Contexte:
La plupart des codes de calcul utilisés en physique du solide pour décrire le comportement des électrons et en déduire les interactions entre les atomes sont basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). La fonction d’onde de l’électron est dans les codes les plus populaires (VASP, ABINIT, Quantum Expresso…) généralement décrite sur une base d’ondes planes. Formellement exacte, la DFT est en pratique approximée puisque le potentiel d’échange et corrélation entre électrons est inconnu. Ce potentiel est décrit par une fonctionelle dont la qualité est globalement proportionnelle au temps de calcul. La dernière génération, les fonctionnelles hybrides, sont particulièrement prohibitives pour les codes à ondes planes, ce qui limite leur application. Une alternative est d’utiliser un code basé sur les ondelettes comme BigDFT dont le temps de calcul croît linéairement en fonction du nombre d’atomes, alors que pour les codes à ondes planes il croît au cube.

Objectifs:
L’objectif du stage sera de comparer des propriétés énergétiques de UO2, ainsi que leur temps de calcul, obtenus avec le code à ondes planes (ABINIT) et avec le code BigDFT développé au CEA/DRF tout en utilisant au maximum les processeurs graphiques (GPU) des centres de calculs nationaux. Il s’agira ensuite de tester avec BigDFT la convergence de ces propriétés en fonction du nombre d’atomes simulés et d’atteindre des tailles de supercellules inenvisageables avec ABINIT.

Déroulement:
Dans un premier temps, le stagiaire devra prendre en main les codes de simulation ABINIT et BigDFT, puis lancer des calculs à taille de boîte de simulation équivalente sur UO2. Une comparaison systématique du temps de calcul entre les deux méthodes sera ensuite effectuée. Enfin le stagiaire devra construire des supercellules et estimer la convergence de plusieurs propriétés en fonction de leur taille.

Collaborations:
Collaboration avec le CEA/DRF (Grenoble) où le code BigDFT est développé.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Utilisation des codes ABINIT et BigDFT. Travail effectué sous Linux. Accès aux calculateurs du CEA e

Profil du candidat

Ecole d'Ingénieur ou Master Recherche en Physique du solide, Physique Théorique, Chimie-Physique.

Localisation du poste

Site

Cadarache

Localisation du poste

France, Provence-Côte d'Azur

Ville

SAINT PAUL LEZ DURANCE

Critères candidat

Diplôme préparé

Bac+5 - Master 2

Formation recommandée

Ecole d'Ingénieur ou Master Recherche en Physique du solide, Physique Théorique, Chimie-Physique.

Possibilité de poursuite en thèse

Non