Un supercalculateur pour modéliser la formation des premières galaxies

Qu’est-ce qu’un supercalculateur ?

Un supercalculateur est un ordinateur doté d’une puissance de calcul exceptionnelle. Il est composé d’un très grand nombre de processeurs (de plusieurs centaines à plusieurs dizaines de milliers) régit par un même système d’exploitation. La puissance combinée de ces lames de calcul est mesurée en pétaflops, c'est-à-dire en millions de milliards d'opérations par seconde. L’actuel supercalculateur le plus puissant au monde délivre 200 pétaflops !

Les supercalculateurs (ou superordinateurs) sont généralement conçus spécifiquement pour un type de tâche, le plus souvent des calculs scientifiques complexes. Ce genre de calcul intensif est utilisé aussi bien dans la recherche que dans l’industrie pour, par exemple, concevoir de nouveaux produits innovants ou pour simuler et comprendre des phénomènes physiques complexes (climat, phénomènes météorologiques, séismes, formation des étoiles, galaxies, etc.) 

 Dans le cadre de quel projet le CRAL utilise-il le CCF ?

 Le CCF (pour Common Computing Facility) est le supercalculateur acquis par le LabEX LIO en 2014, doté de 1300 processeurs, fournissant une puissance de 30 teraflops. Il sert de moyen de calcul à plusieurs équipes du LIO et, en particulier, à une équipe de scientifiques du Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL) travaillant sur le projet international Sphinx, dont le but est de comprendre la formation des premières étoiles et des premières galaxies en utilisant et développant le logiciel communautaire de simulation RAMSES.

Pleins feux sur les débuts de l’Univers

 L’objectif spécifique de Sphinx est de comprendre les processus à l’œuvre lors de la « réionisation », une période mal connue de l’histoire ancienne de l’Univers durant laquelle son contenu a connu un véritable bouleversement. La simulation numérique est un outil essentiel pour la compréhension de ce genre de phénomène très ancien. Elle sert à compenser les limites observationnelles, car ce que nous pouvons voir aujourd’hui des galaxies primordiales depuis la Terre est forcément extrêmement lointain. Il faut que la lumière que nous recevons d’elles les ait quittés il y a plus de 12 milliards d’années !

 Grâce au CCF, les scientifiques du CRAL tentent donc d’identifier, de comprendre et de reproduire, à l’aide de multiples simulations, les processus physiques à l’œuvre pour expliquer les propriétés des galaxies observées par les astronomes. La complexité et la diversité des processus physique en jeu (dynamique de milliards de corps célestes, mécanique des fluides multi-échelle, etc.) nécessite l’utilisation d’ordinateurs hors du commun.