Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme

La dernière décennie a vu une évolution rapide du paysage de la neutronique en France et en Europe, en raison de la mise à l'arrêt de nombreux réacteurs de recherche. Pour pallier le manque de neutrons résultant en France, le développement de sources de neutrons compactes pilotées par accélérateur (CANS) est actuellement à l’étude au CEA, notamment dans le cadre des projets IPHI-Neutrons et ICONE. Le développement de ces CANS nécessite de disposer d'outils de simulation de type Monte-Carlo capable de simuler toute l’expérience. Sous l'impulsion du DPhN de l'Irfu, et en collaboration avec l'Isas (DES) et l'Université de Prague, un important travail de remise à niveau du code Geant4 a été effectué depuis 2018 ciblant le traitement des interactions neutroniques pour différentes gammes d'énergie du neutron (prise en charge des liaisons moléculaires des noyaux cibles, élargissement Doppler des sections effi-caces, etc.). Ces travaux, intégrés dans les versions récentes officielles de Geant4, ont alors permis de concevoir le code TOUCANS, en support du développement des CANS. Doté d'une interface utilisateur simple, TOUCANS permet de simuler facilement des dispositifs expérimentaux complexes, et a d'ores et déjà été mis en œuvre afin d’optimiser les sources neutrons IPHI-Neutrons, ICONE et IFMIF-DONES ainsi que l’expérience de physique fondamentale CRAB, pour la détection de neutrinos. Il est prévu de rendre TOUCANS libre d’accès prochainement, afin qu'il soit accessible au plus grand nombre. Le résultat de ces travaux ont été publiés dans [1,2,3,4].

Un scientifique de l’Irfu a publié dans la Physical Review A un article qui présente un modèle de diffraction basé sur le concept de mesure quantique [1]. Ce modèle constitue une approche nouvelle car l’amplitude de l’onde diffractée est habituellement calculée par les méthodes classiques de l’optique ondulatoire. Plusieurs effets spécifiques de l’aspect quantique du modèle sont prédits dont trois peuvent faire l’objet de tests expérimentaux : un amortissement typique de l’intensité lumineuse aux grands angles de diffraction, un facteur angulaire différent de celui des théories classiques et un paramètre caractéristique d’un lien entre la polarisation et l’impulsion des photons diffractés. Des expériences réalisées à l’IRAMIS dans les prochains mois permettront d’effectuer la mesure simultanée de l’impulsion et de la polarisation des photons détectés et ainsi de valider ou non le modèle proposé.

Lancé en 2023 pour 6 ans, Le PEPR NumPEx a pour objectif de contribuer à la conception et au développement de méthodes numériques et composants logiciels qui équiperont les futures machines Exascale et post-Exascale Européenne. NumPEx a également pour objectif d’accompagner les applications scientifiques et industriels à exploiter pleinement leurs potentiels.

Doté d’un budget de 40,8M€ pour 6 ans, le programme NumPEx rassemble plus de 500 chercheurs et ingénieurs à l'échelle nationale. L'un des principaux moteurs du programme NumPEx est le changement actuel de paradigme des architectures de systèmes HPC avec l'émergence rapide de nouvelles technologies et de nouveaux usages (à titre exemple, le continuum numérique et l'IA), qui impose de développer et d'adapter la pile logicielle HPC pour les supercalculateurs Exascale à venir. Il s'agit également pour les applications scientifiques et industriels de se préparer aux systèmes et usages post-Exascale.

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Les matériaux supraconducteurs à basse température critique sont largement utilisés dans les aimants à haut-champ mais leur comportement est intimement lié aux déformations qu’ils subissent. Dès lors, des études sur les impacts des efforts sur les structures mécaniques sont indispensables. Le projet SUPRAMITEX participe à l’effort de recherche en utilisant le code parallèle AMITEX-FFTP développé dans le cadre du projet SIMU/MATIX pour réaliser des simulations mécaniques non-linéaires sur des microstructures hétérogènes. Ce travail réalisé a permis de montrer l’intérêt du code AMITEX pour simuler le comportement mécanique de ces composants, à différentes échelles, pour des comportements élastique et élasto-plastique des pour échelles de simulation jusqu’ici irréalisables.