Expert·e en calcul scientifique – Développement et optimisation d’un code numérique HPC dédié à l (H/F)

Cnrs; Nice; Sur place; EUR 50 000 - 70 000; Plein temps

Résumé du poste

Le laboratoire Lagrange à Nice recrute un·e Ingénieur·e de Recherche en calcul scientifique pour contribuer au développement et au portage du code Menura, code hybride PIC en C++ parallélisé en MPI-CUDA, destiné à simuler l’interaction vent solaire et les corps du système solaire.

Vous intégrerez l’équipe GIR et travaillerez avec l’équipe Turbulence Fluide et Plasma, visant l’exascale sur EuroHPC et systèmes nationaux, avec des objectifs de performance et d’optimisation.

Qualifications

• Diplôme requis: Doctorat, diplôme d’ingénieur ou Master 2 en informatique scientifique, physique des plasmas ou HPC.
• Expérience démontrée en Calcul Haute Performance et portage de codes.
• Maîtrise du C++ moderne, MPI et des API GPU (CUDA).

Responsabilités

• Caractérisation et profilage des performances du code Menura sur EuroHPC et clusters nationaux.
• Identifier les goulets d’étranglement (algorithmes, mémoire, communication, I/O) et proposer des optimisations.
• Portage et optimisation sur architectures hétérogènes (CPU/GPU) avec Kokkos / CMake.

Description du poste

Missions:
Le laboratoire Lagrange (UMR7293, CNRS/Université Côte d'Azur/Observatoire de la Côte d'Azur) , situé à Nice (06) , recrute un·e Ingénieur·e de Recherche (IR) en calcul scientifique (réf. E1E45 du référentiel REFERENS du MESRI) dans le cadre du projet européen Plasma-PEPSC 2 (Community Centre of Excellence for Exascale Plasma Simulations, call HORIZON-JU-EUROHPC-2026-COE-LH-01) pour une durée initiale de 1 an, renouvelable une 2nde année.
Plasma-PEPSC 2 est un Centre d’Excellence EuroHPC visant à développer des applications exascale pour trois grands défis de la physique des plasmas (i) Fusion magnétique, (ii) Interaction laser-plasma, (iii) Plasmas spatiaux et météo spatiale.
Le·a candidat·e sera intégré·e à l’équipe GIR (Groupe Ingénierie et Recherche) du laboratoire Lagrange et interagira fortement avec l’équipe Turbulence Fluide et Plasma. Il contribuera au développement, à l’optimisation et au portage du code Menura, un code hybride PIC (Particle-In-Cell) implémenté en C++ et parallélisé en MPI-Cuda, dédié à la simulation de l’interaction entre le vent solaire et les corps du système solaire (Terre, planètes, comètes) . Ce code est déjà déployé sur les supercalculateurs Jean-Zay (France) et Leonardo Booster (EuroHPC, Italie) , avec des performances validées (strong scaling 60% jusqu’à 200 noeuds/800 GPUs, weak scaling ~100% jusqu’à 64 nœuds/256 GPUs) .
Le poste s’inscrit dans le projet europeen Plasma-PEPSC 2, qui vise à équiper Menura et d’autres codes pour des simulations à grande échelle sur les systèmes EuroHPC visant le passage à l’exascale, en support aux missions d’explorations spatiales de l’ESA.
La poste sera encadré par Pierre HENRI (Chercheur CNRS, directeur adjoint du laboratoire Lagrange, porteur local du projet) et Dimitri LAVEDER (IR CNRS, expert en HPC, directeur technique adjoint) .

Informations complémentaires

• Site EuroHPC-JU: https://eurohpc-ju.europa.eu/.
• Code Menura:
  • Dépôt GitLab: https://gitlab.com/menura_plasma/menura.
  • Publication: Behar et al.(2022) , Annales Geophysicae (DOI: 10.5194/angeo-40-281-2022).
• Fiche emploi-type CNRS:
  • E1E45 – Expert·e en calcul scientifique: http://referens.esr.gouv.fr/pages/fiche_emploi_type_referens_iii_lir/?refine.referens_id=E1E45.

Activités:

• Caractérisation et profilage des performances:
  • Mesurer et documenter les performances de Menura sur des systèmes EuroHPC (ex.: LUMI, Leonardo) et des clusters nationaux.
  • Identifier les goulots d’étranglement (algorithmes, mémoire, communication, I/O) à l’aide d’outils de profilage (Scalasca, Score-P, Intel VTune, NVIDIA Nsight).
  • Produire des rapports pour guider les optimisations.
• Optimisation et portage vers des architectures hétérogènes:
  • Appliquer des optimisations ciblées (décomposition de domaine 3D, équilibrage de charge, structures de données cache-friendly, réduction des overhe

Conditions particulières d'exercice

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde: 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers) , en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur key de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Profil recherché

Competences: Formation et expérience:

• Diplôme: Doctorat, diplôme d’ingénieur ou Master 2 en informatique scientifique, physique des plasmas, ou ingénierie HPC
• Expérience professionnelle souhaitée:
  • Expérience en Calcul Haute Performance (HPC).
  • Participation à des projets collaboratifs (ex.: CoE EuroHPC, PRACE) ou dans un laboratoire de recherche (CNRS, CEA, université) ou un centre de calcul (ex.: GENCI, JSC, BSC).

Compétences techniques obligatoires

• Maîtrise du C++ moderne, MPI, et des API GPU (CUDA, possiblement HIP/SYCL).
• Expérience avec Kokkos ou volonté d’apprendre rapidement.
• Connaissance des bonnes pratiques de performance (vectorisation, optimisation cache, réduction des synchronisations).
• Utilisation d’outils de profilage (e.g.Scalasca, Score-P, Intel Advisor, NVIDIA Nsight).
• Expérience avec les systèmes de build (CMake) et la gestion de code (Git, GitLab CI/CD).
• Expérience sur des supercalculateurs (EuroHPC, PRACE, GENCI).
• Anglais scientifique: Niveau C1 (obligatoire pour la documentation et les collaborations internationales).

Compétences techniques souhaitables (non exigées)

• Expérience avec des codes PIC (Particle-In-Cell) ou hybrides (ex.: iPIC3D, OSIRIS).
• Connaissance des normes FAIR.
• Expérience en optimisation énergétique (Green Computing).
• Français: Lu/parlé souhaité (pour faciliter l’intégration au laboratoire).

Modalités de candidature

• Processus de sélection:

1. Pré-sélection sur dossier
2. Entretien technique: Test pratique sur un mini-projet HPC (ex.: optimisation d’un kernel Cuda ou Kokkos, analyse de profilage). Questions sur la parallélisation, les architectures accélérées, GitLab, et les supercalculateurs EuroHPC.
3. Entretien final avec le comité de recrutement local Plasma-PEPSC 2.

Documents à fournir

• CV détaillé (avec liens vers contributions open-source (GitHub/GitLab) , ainsi que des contacts pour 2 lettres de recommandation (académiques ou professionnelles)).
• Lettre de motivation en anglais (1–2 pages) incluant: Expérience en calcul HPC, parallélisation, profilage HPC, GitLab, architectures accélérées, Intérêt pour les simulations plasma et le projet Plasma-PEPSC 2.

Contraintes et risques

Présentation de Cnrs

Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.