Méthodes de modélisation et de visualisation

Première carte tri-dimensionnelle de matière noire d’une fraction de l’Univers. Thèse 2008 " Astrophysique et méthodes associées", http://irfu.cea.fr/Pisp/sandrine.pires/

Traitement d'images astrophysiques

L’observation d’objets astrophysiques, depuis le sol ou l’espace, fournit une quantité grandissante de données, perturbées par la turbulence atmosphérique ou les capacités de l’imagerie du télescope. Les images souffrent, par ailleurs, de limitations intrinsèques en raison de l’ouverture de l’instrument (taille du miroir primaire du télescope) et de la présence d’éventuelles aberrations optiques. L’exploitation optimale des instruments existants et futurs nécessite donc le développement d’outils d’analyse spécifiques.

Dans ce cadre, le programme Multirésolution, fruit d’une collaboration entre les ingénieurs-chercheurs du Dedip et du DAp, développe des méthodes et des algorithmes utilisant au mieux les connaissances sur les mécanismes de formation des images. La technique, basée sur la « transformée en ondelettes », permet de séparer dans une image les détails correspondant à différentes échelles spatiales, d’où le terme de multirésolution. Leurs champs d’application touchent à des aspects aussi variés que le filtrage, la déconvolution, la détection de forme ou la compression de données. Les thèmes de recherche mettant en œuvre ces techniques portent, entre autres, sur la détection de matière noire par effet de lentilles gravitationnelles faibles ou par effet Sunyaev Zel’dovich, la caractérisation de la structure et de la dynamique internes des étoiles (astérosismologie) ou encore la caractérisation du fond diffus cosmologique.

Calcul parallèle, visualisation et génie logiciel pour la simulation numérique des plasmas astrophysiques

Le programme Coast (COmputational ASTrophysics) été lancé en 2005 à l'Irfu afin de créer une activité de génie logiciel ambitieuse appliquée aux simulations numériques en astrophysique. Il s’agit donc d’optimiser, de paralléliser et de gérer des programmes informatiques au moyen d’outils spécifiques. Coast a ainsi permis la réalisation du logiciel de visualisation SDvision capable d’analyser les résultats des simulations d’hydrodynamique faites à l'Irfu ; il a également permis la création de la base de données Odalisc d’opacités pour la modélisation des plasmas laser et astrophysiques, ainsi que la mise en place d’outils communs de gestion des versions de programme. L’expertise dans les différents domaines (cosmologie, milieu interstellaire, disques protoplanétaires, physique stellaire et physique des plasmas denses et chauds créés par laser) ainsi que les compétences acquises en analyse numérique et en développement logiciel donnent à l'Irfu une place prépondérante dans plusieurs collaborations internationales comme les projets Horizon, Odalisc, Magnet ou Sinerghy. La participation à ces projets demandera dans les années à venir une forte implication de l'Irfu pour développer et généraliser ces outils et méthodes informatiques destinés à des communautés internationales de chercheurs en astrophysique, géophysique ou physique des plasmas.