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Le Centre de Calcul

Le Contexte

La mission principale du Centre de calcul du laboratoire est d'offrir aux chercheurs et aux chercheurs un cadre informatique tant en matériels, logiciels et services, suffisamment performant, fiable et sécurisé pour qu'ils puissent travailler dans des conditions de confort et d'efficacité optimales. Il offre un environnement basé sur des plates-formes « Linux » pour l'utilisation de logiciels industriels et la réalisation de logiciels scientifiques intégrant les dernières avancées de la recherche dans les domaines des matériaux et des structures, ainsi que des nouvelles stratégies de calcul multi-échelle, multiphysique et parallèle. Il assure également le fonctionnement du réseau Ethernet et des divers serveurs indispensables aux différentes activités.

Il est composé d'une centaine de doctorants, d'une cinquantaine de Professeurs, Chercheurs et Enseignants et d'une vingtaine de personnels techniques et administratifs.

Afin de répondre aux besoins toujours plus grands en performances et en capacité, le Centre de Calcul (homologué CATI)  s'est équipé progressivement d'un cluster de calcul. En Septembre 2012  le LMT dispose d'une  puissance de calcul théorique d'environ 11,3 Tflop/s  ce qui le situe en 15ème position sur 26 parmi les méso-centres recensés par le « Groupe Calcul » du CNRS ; la puissance de ces méso centres allant de 1,6 Tflop/s à 80 Tflop/s pour une moyenne de 18,6 Tflop/s.
le Centre de CalculDans le cadre du projet Equipex MatMeca porté par l'ONERA, le centre de calcul du LMT est en relation directe avec les centres de calculs de quatre autres laboratoires de l'ONERA, de l'École Polytechnique, de l'École Centrale de Paris et de l'École des Mines ParisTech. Ce projet doit aboutir à la mise en commun des ressources de ces différents partenaires et la mise en place d'une grille de calculs à travers un réseau ultra-rapide.
Il doit aussi permettre à ces différents partenaires d'atteindre la barre des 800 cœurs par cluster ce qui porterait le nombre de cœurs sur la grille à environ 4000 cœurs. En relation avec les gros moyens mis à disposition par les centres de calcul nationaux au sein de GENCI (Grand Équipement National en Calcul Intensif), le développement des méso centres, mis en lumière par le « Groupe Calcul » en 2008, est fortement encouragé par GENCI lui-même. En effet, si les grands équipements sont adaptés à la mise en production de codes déjà validés et optimisés, la possibilité de recourir à des machines facilement accessibles, avec un environnement humain de qualité, est un point fondamental pour permettre aux chercheurs de développer de nouvelles méthodes et de nouveaux codes de calcul.

Les Enjeux

La simulation sur ordinateur des modèles les plus avancés est aujourd'hui le troisième pilier de la science au même titre que la théorie et l'expérimentation, et nécessite le recours aux nouvelles générations de supercalculateurs. Les percées permises par la simulation intensive ces dernières années encouragent cette approche qui permet de capitaliser les savoirs dans les modèles numériques et de tester ces savoirs.  Conduire des simulations sur des problèmes de taille réduite pour valider les modèles ne suffit plus. Les progrès actuels et prévisibles en termes de puissance de calcul se heurtent cependant à une nouvelle barrière, celle de l'extensibilité numérique. Dans bien des problèmes le temps de calcul stagne ou même régresse à partir de l'utilisation de quelques centaines de cœurs (au mieux), faute de méthodes aptes à utiliser efficacement ces nouvelles générations de calculateur.

Le Centre de Calcul

Ce centre est tout d'abord un outil de recherche dédié aux méthodologies de calcul multi-échelles permettant de dépasser cette barrière  dans le domaine des matériaux et des structures.

Citons à ce propos un document de prospective américain (Report of the National Science Foundation Blue Ribbon Panel on Simulation-Based Engineering Science 2006):

« The development of effective multiscale modeling techniques will require major breakthroughs in computational mathematics and new thinking on how to model natural events occurring at multiple scale. In recent years, a large and growing body of litterature in physics, chemistry, biology, and engineering has focused on various methods to fit together simulation models of two or more scales, and this has led to the development of various multi-level modeling approaches. To date, however, progress on multiscale modeling has been agonizingly slow. Only a series of major breakthroughs will help us establish a general mathematical and computational framework for handling multiscale events and reveal to us the commonalities and limitations of existing methods ».

De plus,  il est reconnu que les modélisations et calculs multi-échelles et parallèles sont  un  domaine délicat pour une utilisation efficace des calculateurs parallèles (Les Cahiers de l'ANR n°3-2010 : le calcul intensif : technologie clé pour le futur).
Les difficultés spécifiques proviennent d'une part des actions à grandes distances, se prêtant donc très mal à un traitement parallèle par une méthode de décomposition de domaine, d'autant plus que ces interactions évoluent énormément en fonction de l'état des structures (fissuration, plasticité ...). Elles proviennent également de la très grande hétérogénéité des modèles issus des applications industrielles.


Responsable

Philippe ROUGEOT
Ingénieur de Recherche au CNRS

Le Cluster

Cluster

Documentation

(en cours de construction)