POLE CALCUL SCIENTIFIQUE

Membres

Laure PIQUERAS, responsable du pôle
Martin FRANCE
Antoine KASZCZYC
Aurélien JARNO
Arlette PÉCONTAL

Anciens membres

Nicola DOMENIS (09/2022 – 12/2023)
Leo MICHEL-DANSAC (01/2016 – 09/2023)
Thomas BECHET (09/2019 – 08/2022)
Simon CONSEIL (11/2014 – 07/2019)
Yannick ROEHLLY (01/2018 – 12/2018)
Martin SHEPHERD (02/2016 – 01/2017)
Jonathan LEGER (01/2016 – 09/2016)
Bernhard DORNER (12/2008 – 08/2012)
Emeline LEGROS (03/2007 – 03/2011)
Aurélien PONS (10/2009 – 12/2010)
Pierre-Jacques LEGAY (07/2006 – 04/2009)
Xavier GNATA (09/2004 – 12/2007)
Emmanuel QUEMENER (01/2006 – 12/2006)
David MAGOT (10/2005 – 06/2006)

Axes d’activités

Le pôle Calcul Scientifique du CRAL regroupe les personnels techniques dont les compétences permettent de mener à bien les développements logiciels décrits ci-dessous, que ce soit en support aux développements instrumentaux, aux services d’observations ou aux activités de recherche. Certaines équipes scientifiques ont leurs axes d’activités propres en matière de Calcul Scientifique.

Simulateur d’instrument

Un simulateur d’instrument est un jumeau numérique qui remplace l’instrument astrophysique pendant la phase de construction, créant à partir de scènes astrophysiques les images détecteurs telles que les produira l’instrument futur. Ce logiciel est basé sur l’optique de Fourier qui reproduit le parcours de la lumière à travers l’instrument astrophysique.

Réduction des données

Les logiciels de réduction des données permettent d’extraire les données brutes issues d’instruments astrophysiques, et d’ôter les signatures instrumentales et environnementales de façon à les rendre comparables aux données acquises par d’autres instruments.

Analyse des données

Les logiciels d’analyse permettent d’extraire les données physiques susceptibles de mettre en évidence les processus physiques en œuvre.

Support à la phase d’Assemblage, d’Intégration et de Vérification (AIV)

Cette gamme de logiciels est principalement un support aux opticiens et à l’ingénierie système. Ils permettent en effet de valider des spécifications et/ou de faciliter l’alignement des optiques lors de la phase d’assemblage et d’intégration.

Ingénierie système/management de projet

Le pôle assure des activités de management de projet et d’ingénierie système logiciel dans différents projets d’instrumentation.

Participation à EFISOFT

Le pôle contribue au groupe national d’experts dédié au contrôle-commande des instruments ELT.

Simulations astrophysiques

Il s’agit de simulations numériques d’objets ou de systèmes astrophysiques complexes. Ces simulations ont pour but de tester des hypothèses théoriques et des scénarios d’évolution de ces systèmes. La simulation 3D de nombreux processus astrophysiques permet de comprendre l’importance et le rôle de ces processus pour reproduire un phénomène observé. Ces simulations peuvent aussi avoir un pouvoir prédictif et inspirer de nouvelles observations. Ce sont des simulations lourdes, adeptes du calcul intensif.

Les projets en cours

ESO-ELT/HARMONI est un spectrographe intégral de champ destiné à équiper le futur télescope ELT. C’est l’un des instruments de première lumière. Le CRAL est responsable notamment des logiciels scientifiques incluant le simulateur d’instrument et le logiciel des réduction de données. Le CRAL a de plus la responsabilité système logiciel pour l’ensemble du projet.

ESO-VISTA/4MOST est un spectrographe multi-objets destiné au télescope VISTA (ESO-Paranal). Le pôle apporte son expertise logicielle aux opticiens en réalisant des routines de modélisation de la fonction d’appareil spectrale ou le calcul de critères permettant de vérifier les spécifications techniques. Il s’investit également dans le soutien aux AIT (électronique, logiciel, détecteurs).

L’ANR DDISK a pour but d’étudier la morphologie et les propriétés des disques circumstellaires pour comprendre la formation des planètes en exploitant toutes les données d’archives d’imagerie directe de disques circumstellaires en polarimétrie et en intensité totale dans le proche infra-rouge et le visible. Le pôle participe au développement et à la validation d’un logiciel qui optimise les algorithmes innovants de réduction de données développés dans l’équipe AIRI pour optimiser les capacités de l’instrument SPHERE afin de les déployer de façon optimale et automatique à plus grande échelle en collaboration avec le SPHERE data center.

Les projets passés

ESO-VLT/MUSE est un spectrographe intégral de champ qui a été installé au Chili à Paranal sur l’un des grands télescopes de l’ESO (UT4) depuis 2014. Le CRAL, via le pôle Calcul Scientifique a participé à ce projet en assurant différentes responsabilités :
– management de l’ensemble des activités logicielles,
– logiciel de simulation de l’instrument,
– certains modules du logiciel de contrôle (reconstruction rapide du champ de vue, détection d’étoiles, …),
– logiciel de préparation des observations,
– participation aux phases de tests en Europe et au Chili,
– automatisation de l’outil d’alignement optique et développement des logiciels associés.

ESA-JWST/NIRSpec est l’un des instrument embarqué sur le James Webb Space Telescope (JWST). Impliqué dans le projet JWST/NIRSpec depuis ses débuts, le CRAL est resté le seul institut européen directement impliqué dans le projet à compter de la mise en place du contrat avec l’industriel EADS-Astrium. Dans le cadre de ce contrat, le CRAL a assuré un support scientifique à l’industriel et était responsable plus particulièrement :

du logiciel de simulation des performances de l’instrument,
des aspects performances et calibration au sein de l’équipe d’ingéniérie de l’industriel EADS Space,
de la liaison entre l’industriel et l’équipe scientifique de l’ESA,
du soutien à l’industriel pour le développement des procédures d’acquisition des objets et du logiciel de traitement et visualisation rapides des données de test et de calibration de l’instrument.

Le pôle a développé le simulateur d’instrument, et participé aux tests de l’instrument.

MUSICOS est une Advanced ERC portée par Roland Bacon, le scientifique responsable du projet MUSE de 2014 à 2019. Ce projet a réunit des scientifiques et postdocs de 7 laboratoires autour de l’analyse de données MUSE pour mieux comprendre les processus d’évolution des galaxies. Dans ce cadre le pôle participe à la réduction et l’analyse de données d’une part et au développement et à la mise à disposition d’un cadre de travail python dédié (MPDAF) facilitant l’analyse des données d’autre part.

extraSim est un vaste projet de développement de simulations numériques pour l’étude de la formation et de l’évolution des galaxies. Il est financé par le LabEx LIO et plusieurs ANR (HORIZON, BINGO !, OREAGAN, FOGHAR, ORAGE, 3DGasFlows). Il regroupe plusieurs projets scientifiques :
– le projet RASCAS (code de transfert de rayonnement résonnant dans les simulations)
– le projet SPHINX (simulations RHD des galaxies pendant l’époque de réionisation).
Le pôle a participé aux développements des codes (RAMSES, RASCAS, RATS), à la production des simulations, ainsi qu’à l’administration du cluster de calcul CCF.

arthUs est une ERC Advanced Grant portée par Thomas Buchert de 2017 et 2023. Ce projet de l’équipe GALPAC en cosmologie théorique du CRAL étudiait les effets d’inhomogénéités en cosmologie relativiste sur les propriétés moyennes d’un modèle cosmologique, en relation avec les problèmes de l’énergie noire et de la matière sombre. Le pôle a participé aux développements d’outils de la géométrie intégrale (les fonctionnelles de Minkowski) dédiés à l’analyse morphologique robuste des catalogues de galaxies et des données du fond diffus micro-ondes (CMB).