Le projet PODCAST est financé par une ERC Consolidator Grant et est piloté par Guillaume Laibe. Le projet porte sur l’une des questions fondamentales de l’astrophysique moderne : Comment se forment les planètes ? Tout part de grains de poussière de quelques microns qui doivent grossir sur plus de 30 ordres de grandeur en masse pour former des planètes. Ainsi, les simulations globales de l’évolution de grains de poussière, incluant la dynamique de ces particules, leur croissance/fragmentation et le rayonnement dans le disque sont obligatoires pour comprendre ce processus. A ce jour, de tels modèles n’ont pas encore pu être développés à cause des difficultés immenses rencontrées dans la compréhension des propriétés physiques fondamentales des fluides de poussière. L’évolution des distributions de grains de poussière dans les disques protoplanétaires demeurent donc très mal comprises.
Grâce à notre modèle numérique incluant pour la première fois les processus de MHD non-idéale, le transport de rayonnement et l’évolution des grains de poussière (croissance/fragmentation dynamique), nous pouvons dépasser ces difficultés et modéliser l’évolution du mélange gaz-poussière dans les disques de manière consistante. PODCAST a pour but d’étudier les différentes étapes de l’évolution du gaz et de la poussière dans les disques, tout en combinant ces différentes étapes dans un modèle holistique pour la formation des planètes. Nous confronterons nos résultats directement avec les observations afin de tirer bénéfices des grands instruments
ALMA, SPHERE, JWST and SKA.
Le projet ARThUs (Avances dans la Recherche Théorique de l’Univers sombre) est financé par une ERC Advanced Grant et est piloté par Thomas Buchert. Le projet explore deux directions principales :
étude des effets d’inhomogénéités en cosmologie relativiste sur les propriétés moyennes d’un modèle cosmologique. Nous posons la question de savoir si ces effets d’inhomogénéité, étant quantitativement important, pourrait même résoudre les problèmes de l’énergie noire et de la matière noire du modèle standard de la cosmologie.
analyse morphologique robuste des catalogues de galaxies et des données du fond diffus micro-ondes (CMB), en utilisant des outils de la géométrie intégrale (les Fonctionnelles de Minkowski), et des outils topologiques (Homologie).
Le projet DISKBUILD est un projet de Recherche Collaborative financé par l’ANR et est piloté par Benoît Commerçon au CRAL (Coordinateur Sébastien Charnoz à l’IPGP). Les planètes se forment dans un disque protoplanétaire (DPP) autour d’une proto-étoile. De nombreuses données suggèrent que les processus d’accrétion commencent pendant l’effondrement du nuage pendant 100KA à 1 MA. Cependant, la plupart des travaux de formation planétaire travaillent toujours dans le paradigme d’un disque isolé. Ainsi notre but est d’étudier l’afflux de matière sur un DPP, étudier comment il modifie l’évolution du disque, le transport de la poussière et la formation de corps planétaires. Notre projet rassemble 3 équipes de plusieurs communautés (formation d’étoiles, formation de planètes, cosmochimie) pour étudier (1) la structure thermique du disque et l’écoulement du nuage (2) le transport et la diffusion de la poussière au sein du disque (3) où et quand se forment les planétésimaux (4) et la migration des planètes dans ces disques. Cela fournira un nouveau cadre d’étude pour l’interprétation des données météoritiques, la formation planétaire et comblera le fossé entre les planètes et le milieu interstellaire.
PROMETHEE est financé par l’ANR pour la période 2023-2026. PROMETHEE est un projet CNRS commun à l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (IPAG, PI Alecian, CoI Dougados), au Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL, CoI Commerçon) et au Laboratoire d’Études du Rayonnement de la Matière en Astrophysique et Atmosphères (LERMA, CoI Petitdemange).
Les problèmes du moment angulaire et du flux magnétique ont été intensément étudiés pour deux des trois phases principales de la formation des étoiles : la phase d’effondrement du noyau (CC) dans les nuages moléculaires et la phase de pré-séquence principale (PMS). Pour pouvoir extraire suffisamment, mais pas trop, de flux magnétique et de moment angulaire, plusieurs processus interagissent : turbulence, rayonnement, rotation et champ magnétique. Des questions fondamentales restent cependant en suspens. En particulier, la phase protostellaire intermédiaire a été peu étudiée, et les modèles de proto-étoiles magnétiques intégrées sont remarquablement absents.
La phase protostellaire est fondamentale pour définir l’avenir d’un système stellaire. Au cours de cette phase, l’étoile croît et accrète la majeure partie de sa masse, de puissants jets et outflows sortants sont lancés, des processus dynamo commencent à générer des champs magnétiques, l’étoile se débarrasse de son enveloppe natale, une grande majorité de son moment angulaire est extraite, et le disque protoplanétaire se forme et commence à construire des embryons de planètes.
La question de savoir comment une protoétoile magnétique nouvellement formée évolue pendant environ 1 Myr avant de se révéler hors de son cocon poussiéreux, et comment son champ magnétique est impliqué dans le problème de longue date de l’accrétion/éjection dans les protoétoiles, est actuellement ouverte. PROMETHEE abordera ces problèmes en mesurant pour la première fois les propriétés magnétiques et magnétosphériques des proto-étoiles, et en construisant un modèle MHD cohérent d’un point de vue théorique et observationnel d’une jeune proto-étoile magnétique.
Le Centre d’Excellence SPACE est financé par EuroHPC sur la période 2023-2026. Le projet est piloté par l’Universtié de Turin (PI Mignone) et au CRAL par Benoit Commerçon (CoI).
Dans le domaine de l’astrophysique et de la cosmologie (A&C), les simulations numériques basées sur le calcul à haute performance (HPC) sont aujourd’hui des instruments exceptionnels pour la découverte scientifique. Elles représentent des outils essentiels capables d’étudier, d’interpréter et de comprendre les processus physiques à l’origine du ciel observé. Pour ces outils, l’exploitation efficace des capacités de calcul exascale est essentielle.
Cependant, on s’attend à ce que les systèmes exascales présentent une complexité architecturale hétérogène sans précédent, ce qui aura un impact significatif sur les codes de simulation. C’est pourquoi le centre d’excellence SPACE vise à remanier en profondeur les codes cibles pour les adapter à de nouvelles solutions de calcul et adopter des paradigmes de programmation, des solutions logicielles et des bibliothèques innovants. SPACE vise à favoriser la réutilisation et le partage des algorithmes et des composants logiciels dans le domaine des applications A&C, en abordant cette action par des activités de co-conception qui rassemblent des scientifiques, des développeurs de codes, des experts HPC, des fabricants de matériel et des développeurs de logiciels, en faisant progresser les applications, les codes, les services et le savoir-faire A&C exascale phares en promouvant l’utilisation des capacités de calcul exascale et post-exascale à venir.
SPACE s’intéressera à l’analyse haute performance du torrent de données produit par les applications de simulation A&C exascale, également avec des outils d’apprentissage automatique et de visualisation. Le déploiement d’applications fonctionnant sur différentes plateformes sera facilité par des capacités fédératrices axées sur les référentiels de code et le partage de données, et par l’intégration des communautés astrophysiques européennes autour de l’informatique exascale en adoptant des normes et des protocoles d’interopérabilité pour les logiciels et les données.
MHD@EXASCALE est financé dans le cadre du PEPR ORIGINES. Le projet MHD@Exascale propose de développer une nouvelle génération de codes de simulation magnétohydrodynamique qui soit capable d’exploiter de manière efficiente les nouveaux supercalculateurs accélérés tels que la future machine Exascale qui sera installée au Très Grand Centre de Calcul du CEA (TGCC) en 2025-2026.
Le projet vise le développement de deux codes de simulation complémentaires et d’une plateforme de diffusion des données de simulation qui soit ouverte à la communauté. Ces outils rendront possible la simulation ab-initio de l’effondrement de nuages interstellaires jusqu’à la formation de planétésimaux primordiaux, tout en capturant le couplage aux champs magnétique, aux poussières et au rayonnement en temps réel à des échelles temporelles et spatiales inexplorées jusqu’à aujourd’hui. De plus le projet a pour ambition de réduire l’impact environnemental des simulations en minimisant leur empreinte énergétique et en maximisant le partage des données primaires en vue de leur réutilisation pour d’autres projets.
DUSTBUSTERS est financé par un projet ERC RISE et dirigé par Guillaume Laibe au CRAL. DUSTBUSTERS favorise les interactions des chercheurs du CRAL avec des instituts répartis dans le monde entier.
étude des effets d’inhomogénéités en cosmologie relativiste sur les propriétés moyennes d’un modèle cosmologique. Nous posons la question de savoir si ces effets d’inhomogénéité, étant quantitativement important, pourrait même résoudre les problèmes de l’énergie noire et de la matière noire du modèle standard de la cosmologie.