Informations générales
Entité de rattachement
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-marin et les porte-avions.
Venez-vous investir et relever des défis avec des moyens technologiques d'exception!
Référence
2023-28048-S1074
Description du poste
Domaine
Matériaux, physique du solide
Contrat
Post-doctorat
Intitulé de l'offre
Post-doctorat - Post-doc - Traitement complet des effets quantiques et anharmoniques par simulation ab i
Sujet de stage
Établir les propriétés d’un matériau en fonction de la température et de la pression est un des plus grands enjeux de la physique moderne. Dans ce cadre, les calculs ab initio jouent un rôle important. En partant d'une description quantique de la structure électronique, ils permettent de caractériser la matière, même dans des conditions thermodynamiques extrêmes pour lesquelles aucune expérience n'est réalisable. Des simulations de dynamique moléculaire ab initio (AIMD) sont alors effectuées pour capturer les effets explicites de température (anharmoniques). Par ailleurs, à basse température, la description classique des noyaux échoue à rendre compte des propriétés des matériaux et la prise en compte du caractère quantique des noyaux est nécessaire. Cependant, le coût du traitement complet des effets quantiques (électronique et nucléaire) et anharmoniques devient alors prohibitif. Il s’avère finalement difficile d’effectuer ces simulations en production.
Durée du contrat (en mois)
2 ans + 2 x 1an renouvelables
Description de l'offre
L’objectif de ce post-doctorat est de réduire le coût de ces simulations de plusieurs ordres de grandeur. Nous avons montré récemment qu’il était possible d’accélérer de deux ordres de grandeur les simulations AIMD en faisant appel à un potentiel interatomique 'machine learning' (MLIP) de substitution pour échantillonner la distribution canonique d’équilibre [1]. Ce potentiel MLIP est ajusté sur les données ab initio obtenues pour des configurations générées via une dynamique moléculaire (MD) classique au moyen du potentiel MLIP. Cette stratégie d’apprentissage à la volée ou auto-cohérente garantie d’obtenir une précision quasiment égale à celle d’un calcul AIMD équivalent et est aujourd’hui disponible dans le code python MLACS que nous utilisons en production au quotidien.
Plus récemment, nous avons entrepris d'implémenter dans ce code les outils permettant une description quantique des noyaux. Ces développements concernent l'introduction de la dynamique moléculaire par intégrale de chemin (PIMD) en lieu et place de la MD classique, le traitement de plusieurs images simultanément, le calcul des grandeurs thermodynamiques au moyen de différents estimateurs…Le(a) candidat(e) s’attachera à poursuivre et valider l’ensemble de ces implémentations puis effectuera des tests sur des systèmes déjà étudiés dans le laboratoire [2,3]. Enfin, il(elle) réalisera des simulations de production sur des systèmes d’intérêt (hydrogène, glace, hydrures, superhydrures...) présentant d’importants effets quantiques et anharmoniques, des brisures de symétrie ou des fluctuations nucléaires fortement anisotropes. Tous les calculs seront effectués sur les supercalculateurs du CEA/DAM.
[1] A. Castellano, F. Bottin, J. Bouchet, A. Levitt, and G. Stoltz, Phys. Rev. B 106, L161110 (2022).
[2] H. Dammak, F. Brieuc, G. Geneste, M. Torrent, M. Hayoun, Phys. Chem. Chem. Phys. 21, 3211 (2019).
[3] G. Geneste, M. Torrent, F. Bottin, P. Loubeyre, Phys. Rev. Lett. 109, 155303 (2012).
Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les salariés du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.
Profil du candidat
Simulations ab initio, AIMD et/ou PIMD
Post-doc
Localisation du poste
Site
DAM Île-de-France
Localisation du poste
France, Ile-de-France
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