Modélisation et simulation de systèmes complexes

• Description de la thématique 1 : Modélisation et simulation de systèmes complexes

Cet axe thématique concerne la recherche, l’élaboration, la mise au point, la vérification et la validation de modèles riches et détaillés pour des applications basées sur la simulation, la résolution de problèmes sous contraintes, l’optimisation et la maîtrise des systèmes complexes en général et la plupart du temps faisant appel au calcul intensif.

Les modèles demandent parfois le développement/l’extension de théories en mathématiques appliquées, leur mise en adéquation avec les paradigmes et moyens de calcul haute performance modernes. Ils ont par essence des natures différentes : continu/discret, stochastique/déterministe (gestion des incertitudes), mono-échelle/multi-échelle, mono-physique/multi-physique. La nécessité de faire cohabiter ces natures différentes dans des modèles intégratifs et exécutables est en soi un enjeu scientifique.

Les actions envisagées peuvent couvrir tout le spectre du calcul intensif et de la résolution de problèmes pluridisciplinaires, en passant par l’étude de nouveaux types de simulations (simulations digitales, simulations à événements discrets, simulations hybrides…), l’intégration d’outils et l’adaptation de codes aux futures architectures massivement parallèles dont l’exascale.

Cet axe englobe également les algorithmes, schémas, solveurs et bibliothèques numériques génériques à haute performance induite par la généralisation des calculateurs à très fort parallélisme ou forte hétérogénéité (hybride, GPU).

De par la variété des domaines d’application traités (combustion, imagerie médicale, production manufacturière/continue…), cet axe doit mettre en exergue des avancées dans ces domaines : découverte de nouvelles connaissances, prédiction et contrôle de systèmes par simulation (approche non intrusive, non destructives, non invasive), aide à la conception.