Stage

Informations générales

Entité de rattachement

La Direction des Applications Militaires (DAM) du CEA, au cœur des enjeux de la dissuasion nucléaire Française, cherche ses futurs talents. Organisme inclusif, le CEA est handi-accueillant : nos emplois sont ouverts à toutes et tous. Associer les forces et les compétences de chacun pour atteindre nos objectifs est l'une de nos valeurs partagée par nos 4 600 salariés, répartis sur 5 centres. Les 1 800 salariés du centre de Bruyères-le-Châtel, en Ile de France relèvent les défis scientifiques et technologiques au service de notre Sécurité Nationale. Le centre conçoit les charges nucléaires des armes de la dissuasion, garantit leur sécurité et leur fiabilité en s'appuyant sur le programme simulation. Il met son expertise technique au service des activités dans la lutte contre la prolifération nucléaire, le terrorisme et les alertes en cas de séisme ou de tsunami. Il assure l'ingénierie des infrastructures complexes de la DAM, de leur conception à leur démantèlement. Il co-développe avec Atos les supercalculateurs au meilleur niveau mondial, dont sont issus ceux du Très Grand Centre de Calcul du CEA, qu'il exploite pour ses missions Défense et gère au profit de la recherche. Enfin, il exploite les installations nécessaires au maintien en condition opérationnelle et à la conception des chaufferies nucléaires embarquées sur les sous-marin et les porte-avions.
Venez-vous investir et relever des défis avec des moyens technologiques d'exception!  

Référence

2024-33127-S1443  

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Stage - Bac+5 - Machine Learning appliqué à la simulation de chocs induits par laser - H/F

Sujet de stage

Lorsqu'un laser intense (centaine de joules, durées d'impulsion de l'ordre de la dizaine de nanosecondes) est focalisé sur un matériau, la matière solide exposée au laser se transforme en plasma. Ce plasma se détend brutalement, et en réaction à la matière ablatée, une pression de plusieurs GPa est générée sur la face exposée au laser : une onde de choc est produite. Pour maitriser la propagation d'un tel choc, et l'employer pour des applications industrielles (recyclage de matériaux composites par décollement d'empilements), ou académiques (caractérisation des propriétés mécaniques et thermodynamiques des matériaux), il faut donc être capable de contrôler précisément la charge d'entrée, les profils de pression d'ablation et d'intensité laser.

Durée du contrat (en mois)

5-6 mois

Description de l'offre

Depuis une vingtaine d'années, le CEA-DAM développe ESTHER, un code open-source d'hydrodynamique-radiative, lagrangien et unidimensionnel, qui permet notamment d'étudier le comportement dynamique d'empilements de matériaux soumis à ces rayonnements lasers intenses. À partir d'une intensité laser donnée, ESTHER permet en particulier de déterminer le profil de pression d'ablation associé.

Bien qu'ESTHER soit un outil prédictif, validé par la confrontation à des données expérimentales (mesures vélocimétriques de déformation de face arrière), c'est un outil peu adapté à une utilisation intensive ou industrielle. L'élaboration d'un cas d'entrée est complexe (maillage numérique sensible, modèles à activer/désactiver selon les conditions, données matériaux accessibles ou non) et son utilisation n'est pas adaptée à des études paramétriques, de sensibilité, ou d'optimisation (temps de calculs rapidement importants, interfaçage complexe).

Développer un outil d'apprentissage automatique (réseau de neurones), entrainé sur une base de données de simulations d'ESTHER, permettrait de calculer efficacement des profils d'intensité laser à partir d'un chargement de pression désiré (et inversement), tout en s'affranchissant des complexités associées à l'utilisation directe d'ESTHER (ergonomie, temps de calculs, absence de problèmes liés à la bonne définition d'un cas d'entrée ESTHER). Cet outil serait adapté à des études de sensibilité ou d'optimisation, habituellement couteuses en ressources numériques.

Les missions du stage sont les suivantes:
- s'approprier la physique des chocs laser & l'utilisation du logiciel ESTHER ;
- générer et pré-traiter une base de donnée d’entrainement à partir de simulations ESTHER ;
- développer, entrainer et ajuster un outil d'apprentissage automatique adapté à la problématique du choc laser à partir de bibliothèques python existantes ;
- confronter les résultats obtenus à des données expérimentales.

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les salariés du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

Profil du candidat

Vous êtes en dernière année d'école d'ingénieurs (Bac+5) ou universitaire avec une dominante mécanique et matériaux axés sur la simulation numérique et la programmation. Vous maitrisez le langage de programmation Python et vous avez de bonnes notions (ou une appétence) pour le machine learning et le deep learning. Enfin, une connaissance d'une bibliothèque d'apprentissage machine automatique est un plus (PyTorch, Scikit-learn, TensorFlow ...)

Bac+5

Localisation du poste

Site

DAM Île-de-France

Localisation du poste

France, Ile-de-France