Evaluation de l'interfaçage Python de la plateforme de calcul scientifique Arcane

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Depuis les concepts scientifiques en recherche fondamentale jusqu’aux solutions technologiques en recherche appliquée, l’innovation est au cœur de son action, articulée autour de quatre orientations stratégiques : climat, environnement et économie circulaire ; énergies renouvelables ; mobilité durable ; hydrocarbures responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur l’apport de solutions aux défis sociétaux et industriels de l’énergie et du climat, au service de la transition écologique. Partie intégrante d’IFPEN, IFP School, son école d’ingénieurs, prépare les générations futures à relever ces défis.

Evaluation de l’interfaçage Python de la plateforme de calcul scientifique Arcane

La plateforme Arcane (https://github.com/arcaneframework/framework), véritable framework pour le développement des codes de calcul scientifique à Hautes Performances (HPC), est codéveloppée au CEA-DAM et à IFPEN. Elle est écrite en langage C++, qui reste aujourd’hui la clé pour l’écriture de logiciels hautement performants. Ce langage, en constante évolution, la norme 2023 vient d’être adoptée et commence à être intégrée dans Arcane, reste un langage d’experts, difficile d’accès.

Les ingénieurs mathématiciens et numériciens qui développent des modèles dans les codes basés sur Arcane pourraient gagner en productivité s’il leur était possible d’écrire, au moins partiellement, leurs modèles dans un langage plus accessible. Dans cette optique, une grande partie de la plateforme a été interfacée en langage C#.

Aujourd’hui, l’engouement pour le langage Python, ainsi que son omniprésence dans les frameworks d’intelligence artificielle (PyTorch, ou TensorFlow par exemple) en font un candidat incontournable. Nous souhaitons donc instruire l’interfaçage de la plateforme Arcane en Python.

Objectif

L’objectif du stage est de réaliser une mini-application en Python appelant les utilitaires Arcane depuis le Python.

Le stage se déroulera en deux temps :

• Il faudra tout d’abord prendre en main les premiers éléments d’interfaçage Python déjà présents dans Arcane.
• Il s’agira ensuite de mettre en place les éléments manquants pour interfacer les briques de base d’une mini-application Arcane de simulation.

Profil

Etudiant(e) en Master 1 ou deuxième année d’école d’ingénieur, spécialité calcul scientifique/HPC

• Connaissance du Python et du C++, notions de calcul parallèle