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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Post-doctorat Génération de grands maillages H/F


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

La Direction des Applications Militaires (DAM) du CEA, au cœur des enjeux de la dissuasion nucléaire Française, cherche ses futurs talents. Organisme inclusif, le CEA est handi-accueillant : nos emplois sont ouverts à toutes et tous.
Associer les forces et les compétences de chacun pour atteindre nos objectifs est l'une de nos valeurs partagées par nos 4 600 salariés, répartis sur 5 centres.

Les 1 000 salariés du centre du Cesta, en Nouvelle-Aquitaine, participent au développement des armes de la force de dissuasion française.
Le centre assure le rôle d'architecte industriel des têtes nucléaires mises à la disposition des Armées françaises depuis leur conception jusqu'à leur retrait du service.
Pour garantir les performances opérationnelles des systèmes d'armes, le Cesta s'inscrit dans une démarche de simulation de haut niveau et s'appuie sur un parc de moyens d'essais exceptionnels. Parmi ceux-ci, il développe et exploite le plus grand laser d'Europe : le Laser MégaJoule (LMJ).


Venez vous investir au service de la Défense et de la Sécurité de notre pays, relever des défis scientifiques et techniques avec des moyens technologiques d'exception ! Vous contribuerez à l'excellence de la recherche et à la compétitivité de l'industrie française en construisant votre avenir dans un environnement varié et respectueux.
  

Référence

2022-20891  

Description de l'unité

Le CESTA, un des centres de la DAM, rassemble près de 1000 salariés dans un centre de 700 hectares au cœur de la Nouvelle Aquitaine, au sud de la Gironde entre Bordeaux et Arcachon.
Directement pour les produits dont la DAM a la responsabilité, le CESTA assure la conception avec des méthodes de conception collaborative intégrée. Le CESTA assure également la démonstration des performances dans une démarche duale essais/modélisation mettant en œuvre un parc exceptionnel de moyens d'essais, de la modélisation physique de haut niveau et des calculateurs parmi les plus puissants au monde.
Sur le CESTA est implanté le plus grand laser d'Europe, le Laser Mégajoule LMJ, très grand instrument de recherche qui permet de chauffer la matière jusqu'aux conditions extrêmes que l'on retrouve lors du fonctionnement des armes ou au cœur des étoiles. Pour cela, le CESTA accueille une expertise reconnue mondialement, en conception laser, en technologie des
composants optiques, en informatique industrielle…
Les travaux du CESTA offrent en outre l'opportunité de collaboration avec les industriels et les laboratoires de recherche, en France et à l'international.

Description du poste

Domaine

Mathématiques, information  scientifique, logiciel

Contrat

Post-doctorat

Intitulé de l'offre

Post-doctorat Génération de grands maillages H/F

Sujet de stage

Le travail proposé a pour objet les méthodes de génération de maillages de très grandes tailles nécessaires à la modélisation 3D des matériaux de furtivité et des combustibles nucléaires. Plusieurs mailleurs seront évalués (Gmsh, Mmg ...) sur des géométries différentes chez les deux partenaires. Plusieurs critères seront à analyser : l'adéquation aux besoins, les caractéristiques et la qualité du maillage produit, les temps de traitement du maillage et de restitution du code parallèle, et le nombre maximum de sommets/arêtes. Il faudra également mettre en oeuvre ces mailleurs au sein de codes éléments finis (EF) et évaluer les performances sur une machine parallèle.

Durée du contrat (en mois)

1 an renouvelable 1 fois (2 ans au total).

Description de l'offre

De nombreuses applications de calcul scientifique s'exécutent quotidiennement sur des configurations comprenant 10 000 cœurs ou plus sur les supercalculateurs du CEA. Dans la chaîne de calcul, la génération d’un maillage ou son adaptation en cours de calcul constituent des points critiques. Nous visons à établir une stratégie efficace de génération en calcul parallèle de maillages destinés à être employés par un solveur éléments finis. Typiquement, ces « grands » maillages compteront plus d’un milliard d’éléments, afin de tirer parti des machines
actuelles et exaflopiques à venir.

Pour les études dans le domaine de la furtivité (CEA/DAM http://www-dam.cea.fr/dam), des codes de calcul 3D seront utilisés afin de résoudre les équations de Maxwell en régime harmonique. Les objets traités sont constitués de plusieurs couches de matériaux, lesquelles sont de faibles épaisseurs au regard de la longueur totale de l'objet. Ces codes ont besoin en données d'entrée de maillages qui représentent la géométrie de manière extrêmement précise.
Ainsi, il est nécessaire de générer des maillages tétraédriques de plusieurs centaines de millions d'éléments. Or, les outils de maillage propriétaires ne sont pas conçus pour réaliser des maillages aussi volumineux. C’est pourquoi il est indispensable de concevoir de nouvelles
approches qui devront tirer parti de supercalculateurs modernes tels que la machine TERA.
Celles-ci devront relever de nombreux défis : la parallélisation des algorithmes de maillage, la réalisation de maillage en batch, la vérification et la visualisation de grands volumes de données.
D’autre part, les études de modélisation thermomécanique du combustible nucléaire (CEA/DES) mettent en exergue l’importance du caractère multi-échelle. De ce fait, les simulations numériques requièrent d’étudier le comportement effectif du combustible en un volume suffisamment grand par rapport à la taille caractéristique de la microstructure : le Volume Elémentaire Représentatif (VER). Un premier objectif sera de mailler un VER intégrant des microstructures 3D fidèles du point de vue des mesures statistiques. Un second objectif sera de réaliser des calculs sur une géométrie suffisamment fine et précise, ce qui sollicite aussi fortement le mailleur. La gestion efficace des conditions aux limites de type périodique est une particularité importante du VER à prendre en compte.

Dans le cadre de ce post-doctotat, un autre axe de développement concerne un couplage entre maillage et résolution afin de gagner en performance. Ainsi, l’idée est de construire le maillage, non en pré-traitement, mais dans la phase d'initialisation du code EF, ce qui permettrait d'éviter des phases pénalisantes d'écriture (par le mailleur) puis de lecture sur disque (par le code EF). Des collaborations seront engagées durant la durée du post-doctorat avec les développeurs des codes MAGIX3D (CEA), Gmsh (code opensource), Mmg (code opensource). 

Moyens / Méthodes / Logiciels

programmation C/C++, Fortran, Python, Linux, IDE

Profil du candidat

Doctorant, de préférence en informatique ou mathématiques appliquées, vous avez des compétences approfondies dans les domaines du calcul scientifique haute performance, de la simulation numérique, du génie logiciel.
Vous maîtrisez la programmation (C/C++, Fortran, Python), des environnements scientifiques (Linux, IDE), des formats de données (HDF5).
Votre expérience d’utilisation de codes de calcul et de mailleurs (Gmsh, Mmg,...) et votre maitrise de la langue anglaise vous permettront de mener à bien vos missions et de produire les publications scientifiques.

Ce sujet de recherche post-doctoral est à la pointe de la recherche sur la génération de maillages de grandes tailles, avec une composante forte autour du calcul haute performance.
Les travaux réalisés seront publiés dans la littérature ouverte et pourront servir à bien d’autres domaines d’application que celui du nucléaire. Des études sur des benchmarks académiques sont envisagées en amont des applications cibles pour éviter les problèmes de confidentialité.

Contacts :
thierry.hocquellet@cea.fr 05 57 04 43 91
guillaume.latu@cea.fr 04 42 25 63 57

Localisation du poste

Site

Cesta

Localisation du poste

France, Nouvelle-Aquitaine, Gironde (33)

Ville

15 Avenue des Sablières, 33116 Le Barp Cedex

Critères candidat

Diplôme préparé

Bac+8 - Doctorat scientifique

Formation recommandée

Doctorat, de préférence en informatique ou mathématiques appliquées

Demandeur

Disponibilité du poste

09/03/2022