L’Institut de Recherche sur la Fusion par Confinement Magnétique (IRFM) fait partie de la Direction de la Recherche Fondamentale (DRF) du CEA. Depuis plus de 50 ans, son rôle est de mener des recherches sur une nouvelle source d’énergie : la fusion par confinement magnétique, en collaboration avec le programme européen Fusion. Les activités de l’IRFM s’articulent autour de trois axes de recherche et développement :
– Contribuer à la réalisation du projet ITER et de ceux de l’approche élargie (principalement le tokamak JT-60SA),
– Préparer l’exploitation scientifique d’ITER.
L’IRFM est associé au laboratoire PIIM (Aix Marseille Université) dans le présent programme de recherche. La personne sera recrutée par AMIDEX, Aix Marseille Université et travaillera principalement dans le groupe GC3I à l’IRFM CEA.
Les activités du GC3I sont organisées en trois thèmes principaux :
– Administration de l’infrastructure informatique locale (réseau, serveurs de service, serveurs informatiques et bases de données),
– Gestion et suivi de projets informatiques (développement d’applications et de systèmes),
– HPC/AI (optimisation de code exascale, développement de modèles d’IA dédiés à la fusion).

Le groupe se compose d’une dizaine de personnes qui collaborent sur ces thèmes étroitement liés. Les activités HPC du groupe sont principalement axées sur la fourniture d’un support de haut niveau aux développeurs de codes de principes premiers (Gysela, JOREK, Soledge3X) concernant le développement, le portage du code sur de nouvelles architectures et l’optimisation du code, dans le but de réaliser efficacement des simulations sur des supercalculateurs exascales.
Vous serez en charge de la refonte de la parallélisation d’un code [Fubiani G 2017 New J. Phys. 19 015002] qui simule les principaux mécanismes physiques des plasmas magnétisés à basse température dédiés aux sources d’ions négatifs des systèmes de chauffage à faisceau neutre des réacteurs de fusion. L’objectif de ce modèle numérique est d’obtenir une compréhension qualitative et quantitative du transport et de la chimie du plasma (hydrogène ou deutérium) dans le confinement magnétique de la source, de la conversion du plasma dominé par les ions positifs en un plasma électronégatif conduisant à la production d’ions négatifs (H- ou D-), de l’étude approfondie de l’interface plasma-faisceau (gaine magnétique du plasma) qui nécessite une haute résolution de grille, cause principale des aberrations optiques ioniques en aval dans le canal d’accélération.

Le code est basé sur l’approche PIC, combinant une représentation particulaire du plasma et un solveur de Poisson 3D en géométrie cartésienne. Il est écrit en Fortran 90 et n’est actuellement parallélisé qu’en OpenMP. Une méthode itérative simule le potentiel électrique et les densités de chaque espèce composant le plasma (électrons et ions) pour chaque incrément de temps. Ces simulations nécessitent l’utilisation de superordinateurs et il est donc essentiel d’améliorer la parallélisation du code afin qu’il puisse fonctionner sur des architectures scalaires massivement parallèles et/ou accélérées.
Les actions associées à ce poste pendant la durée de celui-ci sont les suivantes

– l’établissement de la stratégie de parallélisation MPI+OpenMP,

– la validation des résultats,

– étude de la performance du code sur des architectures massivement parallèles (strong scaling, weak scaling, …),

– optimisation du code pour une utilisation efficace des supercalculateurs,

– développement d’outils de post-traitement et de surveillance,

– extension du code aux GPU en utilisant le déchargement OpenMP (cible OpenMP).

Vous êtes titulaire d’un diplôme équivalent à une maîtrise ou équivalent (BAC+5) en informatique scientifique et vous avez une certaine expérience dans le développement d’un code de simulation parallèle. Vous avez des compétences et de l’expérience avec Fortran et Python ainsi qu’avec la parallélisation en utilisant MPI et OpenMP. Une connaissance de la programmation GPU et/ou de la physique des plasmas est un plus.

Vous travaillerez dans un environnement de recherche international en étroite collaboration avec des experts dans les domaines de la physique des plasmas de fusion, du calcul à haute performance et de l’intelligence artificielle. Vous serez amené à présenter vos travaux au sein de l’institut et éventuellement à des conférences dans votre domaine d’expertise.

Vous bénéficierez de 100 jours de télétravail rémunérés par an.

Où postuler ?

Courrier électronique

alain.simonin@cea.fr

Exigences

Domaine de recherche

Informatique « Programmation

Niveau d’études

Master ou équivalent

Compétences/qualifications

Vous êtes titulaire d’un diplôme équivalent à une maîtrise ou équivalent (BAC+5) en informatique scientifique et vous avez une certaine expérience (1-2 ans) dans le développement d’un code de simulation parallèle. Vous avez des compétences et de l’expérience avec Fortran et Python ainsi qu’avec la parallélisation en utilisant MPI et OpenMP. Une connaissance de la programmation GPU et/ou de la physique des plasmas est un plus.
Compétences requises : Fortran, python, shell, MPI, OpenMP, OpenACC. Système Unix

Euraxess: https://euraxess.ec.europa.eu/jobs/231498