Optimisation d'un code de dynamique des dislocations – OPTIDIS

Dans le cas de matériaux cristallins, la déformation plastique est principalement accommodée par le mouvement de lignes de dislocations [Jaoul 1965]. Si le comportement d’un segment de dislocation est parfaitement connu depuis les années 1960 [Friedel 1964, Hirth et Lothe 1968], l’effet de populations de dislocations en interaction sur la réponse mécanique du matériau reste très difficile à appréhender sans avoir recours à l’informatique. Des codes numériques simulant ces interactions en trois dimensions ont été développés à partir des années 1990 sous l’impulsion de chercheurs Français [Kubin et al. 1992]. Le code TRIDIS développé au SIMaP de Grenoble est issu de ces tout premiers développements. En 2007, le projet NUMODIS a été monté en collaboration entre SIMaP et le SRMA du CEA de Saclay avec pour objectif de construire un tout nouveau code de dislocations qui devra lever les limites de TRIDIS et utiliser des techniques de calcul modernes (développement orienté objet sur plateforme collaborative). En décembre 2009, la version NUMODIS 1.0 a été livrée démontrant ainsi la faisabilité du projet.

Le projet OPTIDIS est déposé au moment où des routines de calculs parallèles sont implémentées dans le code. Le projet a pour objectif de développer et valider les meilleurs algorithmes possibles afin d’optimiser au mieux l’efficacité du code NUMODIS. Il s’agit à terme de disposer d’un code performant capable de simuler des situations réalistes comme par exemple le cas d’un grain irradié et déformé pour lequel on devra calculer les nombreuses interactions entre dislocations et défauts d’irradiations. Ce genre de situations intéresse fortement l’industrie nucléaire qui cherche à relier le comportement mécanique macroscopique aux mécanismes locaux. Les développements numériques à réaliser sont conséquents et requièrent des compétences pointues en algorithmique, mathématiques appliquées et techniques de calculs parallèles.

Le projet est construit autour d’un partenariat de chercheurs pour la moitié spécialistes des dislocations et l’autre des méthodes numériques.

Le projet est divisé en 8 tâches réparties sur quatre années. Deux thèses seront directement financées par le projet. Une thèse à forte composante algorithmique numérique et parallèle sera dédiée aux développements numériques, à la validation des algorithmes optimisés et la confrontation avec les codes concurrents. La seconde thèse aura pour objectif ultime la réalisation d’une simulation test de grande envergure jamais réalisée à ce jour. Dans les deux cas, les résultats obtenus seront directement comparés à des observations expérimentales menées pour l’occasion.