Un groupe d'experts pour les calculs de fusion à Garching

Un groupe d'experts pour les calculs haute performance a été mis en place officiellement le 20 mai 2009 à l'Institut Max Planck de physique des plasma (IPP) à Garching près de Munich. L'équipe devra aider les chercheurs de l'IPP à adapter leurs codes de calculs de façon à ce que des supercalculateurs puissent les traiter.

L’objectif de la recherche sur la fusion est de gagner de l’énergie à partir de la fusion de noyaux d’atomes de façon similaire au soleil. Pour cela, les chercheurs doivent réussir à confiner le combustible sous sa forme de gaz ionisé appelé plasma à l’aide de champs magnétiques, de façon stable et isolée, et à le chauffer à plus de 100 millions de degrés.Le comportement du plasma complexe est sujet à de nombreux travaux expérimentaux dans de nombreuses installations de fusion. La prochaine grande étape sera marquée par le réacteur expérimental thermonucléaire international ITER (le chemin en latin [1]), en cours de construction à Cadarache.La description des plasmas de fusion par le calcul a également évolué ces dernières années. L’objectif à plus long terme est de réaliser des simulations informatiques complètes des processus se déroulant dans un plasma de fusion, parmi lesquels les mouvements de turbulence dans le plasma, les processus dans la couche marginale ou l’effet des différentes procédures de chauffage du gaz.

Simuler les processus se déroulant dans un plasma en fusion

Pour pouvoir effectuer de telles simulations, des super calculateurs sont nécessaires : ainsi, le HPC-FF (High Performance Computer for Fusion), atteignant des vitesses de calcul de 100 Téraflop/s (100 milliards d’opérations par seconde), sera prochainement mis à disposition des chercheurs spécialisés dans le domaine de la fusion au Centre de recherche de Jülich (FZJ). Un supercalculateur pétaflopique, fruit d’une coopération entre le Japon et l’Europe, devrait ensuite être mis au service du Centre international de recherche sur la fusion (International Fusion Energy Research Center, IFERC [2]) à Rokkasho, à partir de 2012. Les supercalculateurs dont les vitesses dépassent le pétaflop/s seraient capables de simuler des volumes entiers de 800 mètres cubes du plasma d’ITER.Les codes utilisés actuellement par les chercheurs de l’IPP ne sont cependant pas adaptés à de telles architectures massivement parallèles (ou Massive Parallel Processing). Afin de pouvoir exploiter correctement la puissance du supercalculateur HPC-FF, les spécialistes de Garching doivent ajuster leurs calculs par le biais de méthodes mathématiques ingénieuses.« Cinq membres du groupe d’experts, ayant tous deux une longue expérience dans le domaine de la physique informatique, vont travailler au sein de l’IPP et du centre de calcul de Garching (RZG [3]). Quatre autres experts travailleront dans d’autres laboratoires européens de fusion »,explique le Prof. Dr. Sybille Günter, directrice du département théorie des tokamak à l’IPP et Présidente du conseil de l’HPC.Le conseil de l’HPC a pour objectif, entre autres, de garantir l’utilisation optimale du supercalculateur de Jülich : « Avec HPC-FF à Jülich et le groupe d’experts à l’IPP, la recherche européenne dans le domaine de la fusion est équipée des outils et connaissances nécessaires pour préparer et interpréter de façon efficace les expériences d’ITER. Et nous pourrons élaborer des modèles numériques pour concevoir une centrale de démonstration », estime le Professeur Günter.L’objectif est également de préparer les théoriciens européens spécialisés dans le domaine de la fusion à la prochaine génération informatique de supercalculateurs pétaflopiques : « Pour cela, nous devons débuter par la préparation des chercheurs et le développement des codes informatiques. »Pour le moment, le projet HPC est financé dans le cadre du European Fusion Development Agreement (EFDA) sur une durée de 4 ans.Par Nadia Heshmati, rédactrice pour les Bulletins électroniques de l’ambassade de France en Allemagne Origine: BE Allemagne numéro 438 (27/05/2009) – Ambassadede France en Allemagne / ADIT –http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59255.htm

Notes

[1] Site Internet d’ITER : http://www.iter.org[2] Plus d’informations sur le projet IFERC à l’adresse : http://www.bull.com/fr/bulldirect/N34/hot.html[3] Rechenzentrum Garching (RZG) : http://www.rzg.mpg.de