Etude des possibilités d’optimisations et d’accélérations hardwares dans le code NARMER-1 H/F

CEA; Gif-sur-Yvette; Sur place; EUR 40 000 - 60 000; Plein temps

Résumé du poste

Un acteur majeur de la recherche en France recherche un stagiaire pour étudier les optimisations du code NARMER-1. Le candidat idéal aura un M2 en école d'ingénieur, de l'expertise en simulation numérique et un fort intérêt pour la programmation scientifique. Ce stage propose une immersion dans les méthodes de calcul HPC et le développement d'algorithmes optimisés dans un environnement industriel.

Qualifications

• Intérêt marqué pour la simulation numérique et le calcul haute performance.
• Capacité à analyser et discuter des méthodes d'optimisation.
• Connaissances en architectures GPU et CPU.

Responsabilités

• Évaluer les matériels et méthodes d'optimisation des calculs.
• Développer et implémenter des solutions sur des maquettes autonomes.
• Utiliser et maîtriser le code NARMER-1 dans un contexte industriel.

Connaissances

Simulation numérique

Programmation scientifique

Calcul HPC

Formation

M2 en Ecole d'ingénieur

Outils

NARMER-1

CUDA

OptiX

Description du poste

Etude des possibilités d’optimisations et d’accélérations hardwares dans le code NARMER-1 H/F

Détail de l'offre

Le LTSD, Laboratoire du Transport Stochastique et des Données nucléaires, fait partie du SERMA, le Service d'Etudes des Réacteurs et de Mathématiques Appliquées du CEA/Paris-Saclay. C'est le laboratoire où sont développés les codes de simulation Monte-Carlo pour la neutronique, ainsi que les codes de "transport simplifié" pour la radioprotection.

Informations générales

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat. Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs. Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Entité de rattachement

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité

Référence

2025-38313

Description de l'unité

Le SERMA développe des outils de calcul pour la radioprotection, notamment le code de référence Monte-Carlo TRIPOLI-4® [1] et le code simplifié NARMER-1 [2]. Ce dernier, successeur du code MERCURE-6, permet un calcul de l’atténuation des photons gamma en ligne droite dans des géométries à trois dimensions pour notamment calculer des débits d’équivalent de dose, en tenant compte du flux provenant de la diffusion par l’intermédiaire de facteurs d’accumulation, appelés « buildup » en anglais. Un second mode de mise en œuvre du code propose d’évaluer la contribution du courant réfléchi des photons par une paroi, en exploitant une bibliothèque pré-calculée d’albédos doublement différentiels en angle et en énergie.

Description du poste

Neutronique et physique des réacteurs

Intitulé de l'offre

Etude des possibilités d’optimisations et d’accélérations hardwares dans le code NARMER-1 H/F

Sujet de stage

Les études de radioprotection font appel à différents codes de calcul qui sont notamment répartis selon les hypothèses qu’ils utilisent, la fidélité de leurs résultats par rapport à la réalité, leur domaine d’application, et les temps de calculs qu’ils engendrent. Si, d’un côté, des calculs de référence doivent être conduits notamment avec la méthode Monte-Carlo, précise mais coûteuse, les contraintes de temps et la systématicité de certaines études réclament le développement et l’usage de méthodes simplifiées et/ou optimisées, qui, moyennant certaines hypothèses, parviennent à fournir un résultat rapide mais dont il convient de maîtriser le mieux possible les biais.

L’objectif du stage est dans un premier temps de dresser un panorama des matériels actuels (architectures CPU, GPU, etc.), des outils (compilateurs, etc.), des librairies (OptiX, Kokkos, etc.), des langages associés (C++, CUDA, etc.), des méthodes (BVH, etc.) et algorithmes envisageables en général et dans le cas NARMER-1 en particulier (transport simplifié de photons gamma), ainsi que les tendances d’évolution. Après analyse et discussion, il s’agira de choisir certaines voies parmi les plus adéquates, prometteuses, et réalistes en fonction également des équipements disponibles, afin d’illustrer leurs mises en œuvre classiques et de démontrer au passage une maîtrise suffisante. Ces mises en œuvre pourront commencer sur des maquettes autonomes, et ensuite, de façon réaliste se placer en concurrence de sous-parties de l’algorithme actuel de calcul de NARMER-1.
Le stage permettra de mettre en œuvre les connaissances du transport de photons gamma dans la matière et les savoir-faire en terme d’exploitation des optimisations disponibles et des matériels hardwares actuels. Il sera l’occasion de prendre en main et d’exploiter le code NARMER-1 utilisé dans l’industrie, notamment à EDF. Le stage permettra également de mobiliser et développer des compétences d’analyse et de méthodologie, dans la conduite d’un travail qui reposera sur un socle scientifique et technique parfaitement maîtrisé et qui ciblera un fort besoin industriel.

Moyens / Méthodes / Logiciels

GPU / NARMER-1 / simulation numérique

Profil du candidat

M2 / Ecole d'ingénieur, avec un goût prononcé pour la simulation numérique, la programmation scientifique et le calcul HPC