Post-doctorat - Post-doc - Potentiels adaptatifs pour les simulations grande échelle de DM de l[...]

Post-doctorat - Post-doc - Potentiels adaptatifs pour les simulations grande échelle de DM de la réponse

Description du poste

Mécanique et thermique

Intitulé de l'offre

Post-doctorat - Post-doc - Potentiels adaptatifs pour les simulations grande échelle de DM de la réponse

Sujet de stage

Les simulations atomistiques, pierre angulaire des approches multiéchelles pour la prédiction des propriétés des matériaux, sont toujours issues d'un compromis entre la précision attendue et le coût de calcul. Les nouvelles architectures des super-calculateurs ont drastiquement diminué le coût des simulations de dynamique moléculaire, rendant accessible le domaine du millier de milliard d'atomes (correspondant à un micron cube de matière). De l'autre côté, concernant la précision des potentiels d'interaction interatomiques, l'avènement des potentiels numériques dits 'Machine Learning' a permis d'approcher la précision quantique pour des simulations classiques. Néanmoins, le rapport précision/coût des simulations a finalement peu évolué et la réalisation des simulations de MD classique à grande échelle avec une précision quantique reste toujours un objectif éloigné.

Durée du contrat (en mois)

2 ans + 2 x 1 an renouvelables

Description de l'offre

La mécanique à l'échelle mésoscopique est un domaine pour lequel ce rapport pourrait considérablement augmenter. Une simulation 'minimale' pour approcher le comportement plastique devrait représenter environ 1 micron cube de matière, soit quelques dizaines de milliards d'atomes; de telles simulations ne sont concevables qu'avec des potentiels semi-empiriques assez simples. D'autre part, le comportement plastique des métaux est régi par l'évolution des lignes de défauts cristallins, les dislocations. La modélisation précise du comportement des atomes au coeur ou proche du coeur de la dislocation est alors primordiale et requiert des potentiels élaborés de type Machine Learning. La proportion d'atomes situés au coeur ou proche du coeur des dislocations reste néanmoins très faible, de l'ordre de 0,01% du nombre total d'atomes. La solution d'utiliser un potentiel élaboré pour les atomes pertinents et un potentiel plus simple pour la majorité des autres atomes émerge alors assez naturellement et constitue le coeur du sujet.
Les compétences acquises concerneront les propriétés mécaniques des matériaux, les simulations atomistiques, le HPC et parallélisme, le développement de code et les mathématiques appliquées. La première partie se consacre au développement du cadre pour mixer deux potentiels. En effet, il faudra d'abord, à partir de considérations atomiques locales, déterminer lequel des potentiels devra être utilisé. Il faudra ensuite construire un modèle pour passer continument d'un potentiel à un autre (transition alchimique).
La seconde étape consiste en l'implémentation d'un tel modèle dans un code de Dynamique Moléculaire à grande échelle et sa validation.
Enfin, des simulations de très grande taille seront réalisées pour définir le nouveau domaine accessible en terme de densité de dislocation et de vitesse de déformation.

Profil du candidat

Localisation du poste

Ville

Bruyères-le-Châtel

Informations générales

La Direction des Applications Militaires (DAM) du CEA, au cœur des enjeux de la dissuasion nucléaire Française, cherche ses futurs talents. Organisme inclusif, le CEA est handi-accueillant : nos emplois sont ouverts à toutes et tous. Associer les forces et les compétences de chacun pour atteindre nos objectifs est l'une de nos valeurs partagée par nos 4 600 salariés, répartis sur 5 centres. Les 1 800 salariés du centre de Bruyères-le-Châtel, en Ile de France relèvent les défis scientifiques et technologiques au service de notre Sécurité Nationale. Le centre conçoit les charges nucléaires des armes de la dissuasion, garantit leur sécurité et leur fiabilité en s'appuyant sur le programme simulation. Il met son expertise technique au service des activités dans la lutte contre la prolifération nucléaire, le terrorisme et les alertes en cas de séisme ou de tsunami. Il assure l'ingénierie des infrastructures complexes de la DAM, de leur conception à leur démantèlement. Il co-développe avec Atos les supercalculateurs au meilleur niveau mondial, dont sont issus ceux du Très Grand Centre de Calcul du CEA, qu'il exploite pour ses missions Défense et gère au profit de la recherche. Enfin, il exploite les installations nécessaires au maintien en condition opérationnelle et à la conception des chaufferies nucléaires embarquées sur les sous-marins et les porte-avions.
Venez-vous investir et relever des défis avec des moyens technologiques d'exception!