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Portail > Offres > Offre CPJ-2022-012 - Architectures temps réel pour les nouveaux grands observatoires astronomiques H/F

Chaire de professeur Junior : GPU4ASTRO

Architectures temps réel pour les nouveaux grands observatoires astronomiques H/F

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
FrenchEnglish

Date limite de dépôt des candidatures : 31/08/2022

Informations générales

Date de publication : 20/05/2022
Type de contrat : Chaire de professeur Junior
Section du CoNRS : 17 - Système solaire et univers lointain
L’IR/TGIR/SNO impliqué : Instrumentation pour le European Extremely Large Telescope (ELT);Square Kilometer Array (SKA);Cerenkov Telescope Array (CTA)
Durée du contrat : 3 ans. A son terme, le titulaire du contrat a vocation à être titularisé dans le corps des directeurs de recherche.
Date d'embauche prévue : 01/12/2022
Rémunération : Rémunération brute annuelle de 54 600 Euros à 57 800 Euros selon l’expérience professionnelle
Environnement Financier : 200 000 € pour la durée du projet

Thématique scientifique

Astronomie et astrophysique

Stratégie d’établissement

Le recrutement de chercheurs fortement impliqués dans l’animation, le développement et la conduite des dispositifs d’observation pérenne de l’univers et de la planète Terre est un enjeu majeur pour le CNRS et la recherche académique. Sur une planète dont l’avenir s’assombrit compte tenu du changement global et de la pression anthropique sur les ressources, la compréhension des mécanismes de formation de l’Univers et des planètes et d’apparition de la vie, notamment ceux qui conditionne l’habitabilité des mondes, est un prérequis. Cette compréhension repose sur la disponibilité et le partage des données dont une majorité doit être acquise par une observation continue et pérenne des milieux naturels, condition donc sine qua non de décisions politique éclairées par la science. Premier acteur de la recherche et de l’observation pour la recherche pour documenter les processus de formation de l’Univers et des planètes et du changement global, le CNRS a la charge de la conception et de la conduite de nombreuses Infrastructures de Recherche (IR/IR*) nationales et internationales appuyées sur les Service Nationaux d’Observation (SNO) labélisés par l’INSU.
Les CPJ sont donc pour le CNRS une opportunité remarquable pour recruter, en s’appuyant sur les prospectives nationales des cadres destinés au développement et à l’encadrement des SNO et IR/IR* dédiés à l’observation de l’Univers et de la Terre, en étroite collaboration avec les Universités dans lesquelles les membres du corps du Conseil National des Astronomes et Physiciens (CNAP) effectuent leurs missions via les Observatoires des Sciences de l’Univers (OSU).

Stratégie du/des laboratoires d’accueil

Les grands TGIR d’astronomie potentiellement concernés par les développements de cette chaire sont :
- ELT pour l’astronomie optique,
- SKA pour la radioastronomie,
- CTA pour les rayons gamma.
Les développements des systèmes temps réel, que ce soit pour les optiques adaptatives des instruments de l’ELT ou pour le centre de calcul quasi-temps réel de SKA constituent le cœur de la participation française à chacun de ces observatoires.
Les développements des instruments de l’ELT, de CTA et de SKA sont centraux dans la stratégie de développement des outils d’astronomie à l’Observatoire de Paris-PSL. Le LESIA porte les développements des systèmes temps réels de nouvelle génération pour les optiques adaptatives de l’ELT, ainsi que ceux pour la radioastronomie, LOFAR et SKA. Le GEPI et le LUTh sont très fortement impliqués dans le projet CTA, le LUTh en assurant la coordination nationale pour le CNRS-INSU.

Résumé du projet scientifique

Le/la candidat.e devra avoir démontré son leadership dans le domaine du développement de systèmes numériques innovants capable de répondre aux enjeux de traitement massif des données temps réel d’au moins un des nouveaux grands observatoires astronomiques que sont l’ELT, SKA, et CTA. Il/elle devra fédérer les développements dans ce domaine au niveau national en lien avec l’industrie et le réseau des partenaires européens.
Une part importante des progrès en astronomie passe par l’accès à des technologies nouvelles, à de nouveaux domaines de longueurs d’onde et par l’augmentation de la taille des instruments. L’astronomie sol va connaître une révolution dans la décennie à venir avec la mise en œuvre du plus grand télescope optique, l’ELT, un télescope de 39m, avec celle de SKA et ses centaines de milliers d’antennes basse fréquence et avec CTA dans le domaine des très hautes énergies et ses dizaines de télescopes. Ces trois observatoires internationaux partagent un degré de complexité important et une capacité de production massive de données. Dans le cas de l’ELT, la compensation des effets de la turbulence atmosphérique nécessite la mesure du front d’onde à l’échelle de la milliseconde et produit un flux de plusieurs tera-octet par seconde de données à traiter en temps réel. Les antennes individuelles de SKA produisent essentiellement la même quantité de données qui doivent être traitées pour fabriquer d’immenses cubes de données hyper-spectrales. CTA produira un volume moindre de données mais qui reste conséquent et de l’ordre de 10 giga octets par seconde. SKA et CTA, dans leur domaine de fréquence respectif, joueront aussi un rôle complètement novateur pour l’étude des objets astrophysiques dont la luminosité est variable ou transitoire. Le développement du traitement des données en temps réel est fondamental pour leur détection et la production d'alertes à diffuser immédiatement au sein des communautés scientifiques capable d’assurer le suivi multi-longueur d’onde de ces objets. Inversement, il sera aussi crucial de développer les systèmes temps réel qui à partir des alertes extérieures activeront de façon automatique les observations de suivi nécessaires.

Résumé du projet d’enseignement/d’observation

Le service prévu au titre de l’enseignement dans le cadre de la chaire sera effectué sous la forme de « missions d’observation » à l’Observatoire de Paris-PSL avec qui une convention sera signée pour reconnaître ce service d’observation dans le référentiel d’activité de l’enseignant.e chercheur.
Ce service d’observation pourra concerner aussi bien le développement des architectures matérielles, avec par exemple le recours à des GPU, que des architectures logicielles pour lesquelles des recherches doivent être conduites. En pratique, le défi posé en termes de flot de données se traduit le plus souvent par des co-développements innovants qui associent de manière étroite les architectures matérielles et logicielles. Ceux-ci tireront avantage à être menés en relation avec l'industrie qui partage des problématiques très similaires.
L’ensemble de ces travaux devront concourir à la mise en œuvre des capacités d’observation et à la mise à disposition d’observations de très haute valeur scientifique pour la communauté astrophysique. Ils s’inscriront dans le cadre de services nationaux labellisés par l’INSU dont la liste est donnée plus haut.

Diffusion scientifique

Les résultats attendus sont à court terme des publications, des communications et des dépôts de nouveaux procédés concernant des architectures temps-réel innovantes pouvant avoir des applications industrielles et/ou grand-public. Une partie de ces travaux aura vocation à être menée en partenariat avec les industriels du secteur.

Science ouverte

Les données, publications et procédés issus des travaux de la chaire devront se conformer à la démarche dite de la « Science Ouverte » dans laquelle le CNRS et L'Observatoire de Paris-PSL se sont engagés :
https://www.science-ouverte.cnrs.fr/wp-content/uploads/2019/11/Plaquette_Science-Ouverte_18112019.pdf

Science et société

A plus long terme, l’exploitation scientifique des grands observatoires internationaux, ELT, SKA et CTA, dont les performances critiques reposeront sur ces nouveaux procédés, permettra des avancées majeures dans la compréhension de l’Univers et des origines de la vie.

Indicateurs

Étapes clef du développement des nouveaux grands observatoires concernés: 2023 : montage du laboratoire commun ECLAT (CNRS, ATOS, INRIA) 2025 : livraison de l’instrument MICADO à l’ELT 2025 : premier déploiement de l’Observatoire CTA 2026 : fourniture des deux super-calculateurs de SKAO L’activité sera évaluée notamment sur la base de la production scientifique (publications, logiciels, patent, etc.), sur les partenariats institutionnels et privés formalisés par des contrats, sur le rayonnement international, sur la valorisation des travaux vers des communautés scientifiques pluridisciplinaires, sur l’innovation et son transfert vers la société et sur la diffusion scientifique à destination de publics non spécialistes.

Mots clés

GPU, temps réel, optique adaptative, radioastronomie, SKA, ELT, CTA