Missions

La personne recrutée, (l'employeur sera Aix-Marseille Université), aura pour mission 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.

Activités

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).

Compétences

connaissances approfondie en calcul scientifique
compétences et expérience avec Fortran et Python et de la parallélisation en utilisant MPI et OpenMP.
connaissance de la programmation GPU
connaissances en physique des plasmas

Contexte de travail

Le laboratoire PIIM (Aix Marseille Université et CNRS) conduit des recherches sur une nouvelle source d’énergie : la fusion par confinement magnétique, en collaboration avec le programme européen Fusion et l'IRFM au CEA Cadarache. Les activités de l'IRFM sont :
– 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'ingénieur (F/H) recruté travaillera en étroite collaboratoion avec le groupe GC3I de l’IRFM CEA dont les thématiques sont :
– 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.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

travail sur écran
déplacements quasi quotidiens au CEA Cadarache