​L’augmentation continue de la puissance de calcul des ordinateurs est en train de bouleverser la façon d’étudier les systèmes physiques complexes, en sciences et en technologie. Le calcul haute performance permet désormais de simuler des systèmes transcrits dans des équations compliquées ou mettant en œuvre un grand nombre de variables. Cette évolution déplace le statut de l’expérience. Certes, cette dernière reste indispensable à la validation des modèles et codes de calcul décrivant un système physique, mais la simulation une fois validée peut dans certains cas acquérir une valeur quasiment équivalente à celle d’un résultat expérimental, permettant d’explorer le comportement d’un système complexe sans qu’il soit nécessaire de recourir à des expériences intégrales coûteuses.
À elle seule, l’évolution des machines n’est pas suffisante pour assurer les progrès de la simulation et du calcul haute performance. Il faut accompagner les progrès du « hardware » par des avancées dans le domaine du « software » et des méthodes numériques de résolution des équations des modèles. Un des grands défis de la simulation est d’assurer la pérennité et la maintenance de codes et plates-formes de calcul dont la durée de développement est supérieure à la durée de vie des machines sur lesquelles ils tournent.
Cette monographie décrit le travail mené au CEA dans ce champ associant informaticiens, numériciens et physiciens. La première partie relève des méthodes : architecture des machines, architecture logicielle, algorithmes et méthodes numériques. La seconde partie illustre les applications du calcul haute performance dans les différents champs d'activité du CEA civil, depuis la dynamique des galaxies jusqu'à la génomique en passant par la simulation des réacteurs nucléaires.

sommaire

• Introduction
  
• L'infrastructure et les méthodes de calcul
  
• Exemples d'application des sciences du numérique et du calcul haute performance
  
• Conclusion