Diapositive 1

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(No Transcript)
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Formation des galaxies dans un univers
hiérarchique
Conditions initiales des fluctuations quantiques
aux échelles cosmiques grâce à linflation.
Composantes non collisionnelles la matière noire
(CDM, WDM ?) Vlassov-Poisson les
étoiles Composantes dissipatives le gaz (chaud,
froid, très froid) Euler-Poisson les nuages
(collisions) Refroidissement (atomiquemoléculaire
) en présence de flux UV Ingrédients
supplémentaires Formation détoiles et son
influence sur le gaz. Approche méso-scopique
supernovae, turbulence, trous noirs, sursauts,
jets... Scénario hiérarchique décrire la
formation des galaxies, depuis la fin des âges
sombres (Pop III) jusquà aujourdhui (Voie
Lactée, amas de galaxies) par une approche
 ab-initio  Un problème numérique bien posé à
linterface entre PNG et PNC
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Un panorama favorable à la naissance dun tel
projet
Des réflexions au sein du PNC/PNG depuis 5 ans
sur limportance des simulations numériques dans
les deux communauté (rapport PNC 1998-2002
Jean-Michel Alimi) Colloque prospective à la
Colle-sur-Loup en 2003. Création de lASSNA
soutien à des initiatives et des projets en
calcul numérique en astrophysique. Les
infrastructures de calcul intensif
atteignent/dépassent le  mur  du
Teraflop. Nécessité de se regrouper pour mettre
en commun des moyens de traitements
logiciels/humains, accroître la visibilité en
France et à létranger (liens avec les projets
européens).
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Historique du Projet Horizon
Septembre 2003 lancement de la phase
préparatoire. Octobre 2003 demande de soutien
au PNC et PNG Décembre 2003 présentation au
Forum ASSNA Avril 2004 demande de soutien au
PAP (Astroparticules) Mai 2004 soutien du PNC
(15 kE) et du PNG (8 kE) Mai 2004 Horizon
reçoit le  Label ASSNA  Juin 2004 soutien du
PAP (70 kE) (programme dAstroparticules) Septemb
re 2004 Kick-off meeting à lObservatoire de
Paris Octobre 2004 demande de soutien à la
CSA Juin 2005 appel doffre mésomachine
(150kE) Novembre 2005 mise en service de la
mésomachine sélectionné par DEISA pour faire
tourner la plus grosse simulation cosmologique
avec hydrodynamique jamais réalisée sur la
machine Mare Nostrum (Barcelone,
Espagne) Décembre 2005 ANR blanche de 500 kE
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Objectifs sur une durée de 3 ans

• Etude numérique de la formation des galaxies
  dans un cadre cosmologique. Prédiction de leur
  signature observa- tionnelle en fonction de
  divers ingrédients physiques.
• Développer des techniques de pointe en
  programmation parallèle et en mathématiques
  appliquées pour simuler la formation des
  galaxies.
• Regrouper plusieurs experts du domaine pour
  échanger du savoir-faire, mettre en commun des
  logiciels et rationaliser laccès aux centres de
  calculs nationaux (visibilité et efficacité).
• Donner à la communauté française (observateurs
  et théoriciens) un accès convivial à des
  résultats de simulations de haut niveau sur une
  base de donnée.

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Organisation
5 co-I (comité exécutif) IAP S. Colombi
Paris CRAL B. Guiderdoni Lyon Obs F.
Combes Paris SAp R. Teyssier
Saclay Luth J.-M. Alimi Meudon Un
comité scientifique (et son président) donneront
des recommandations et des orientations
scientifiques sur les objectifs du projet
maximiser le retour sur la communauté française,
orienter la stratégie scientifique, optimiser
lutilisation des moyens de calcul
nationaux Scientifique Horizon collaborateur
ayant accepté (MOU) de mener à bien un lot de
tâches, et bénéficiant de l'ensemble des moyens
du Projet Horizon soit au moins 20
scientifiques et 8 étudiants
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Scientifique associé collaborateur sans lot de
tâches, mais désirant participer à la définition
ou à l'exploitation des produits du Projet
Horizon. Négociation avec les co-I's au cas par
cas.
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Programme de recherche 4 thèmes principaux
Mathématiques appliquées Comparaison entre
codes sur des cas  test  Etude en convergence
sur des cas  test  (résolution en masse,
résolution spatiale) Etude en conservation sur
des cas  test  (moment angulaire,
entropie) Méthodes de transfert radiatif ( ray
tracing , méthode au moment) Méthodes MHD
(équation dinduction) Algorithmes et
parallélisme Algorithmes de post traitement
(détection des halos et des sous-halos, calcul
des arbres de fusion) Outils statistiques
(spectres de puissance, moments dordre
élevé) Optimisation sur architecture massivement
parallèle (MPI ou OpenMP ou les deux) Calcul
distribué (projet DEISA, approche
CORBA) Observations virtuelles et base de données
Modèles semi-analytiques avec GALICS et
génération de catalogues fictifs avec
MOMAF Génération dimages et de catalogues
polychromatiques (optique, IR, X, mm,
lensing...) Base de données interactives
résultats bruts de simulations catalogues
fictifs (limite angulaire, spectrale,
magnitude) images de galaxies
individuelles Modules de physiques
Refroidissement atomique et moléculaire
(dépendant de la métallicité et du flux
UV) Modules de formation détoiles et de
formation de trous noirs Modules de  feedback 
stellaires et AGN vents, jets... Approche
multiphase (non résolue), Kennicut,
turbulence Spectro-photométrie stellaire et AGN
(âge et métallicité). Modules dopacités
spectrales (poussières) Supersymétrie ?
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Moyens logiciels mis en commun (interne)

• Code Auteur Pilote Détails
• RAMSES R. Teyssier R. Teyssier PM-AMR
• ENZO G. Bryan A. Slyz PM-AMR
• GADGET V. Springel D. Aubert Tree-SPH
• PMHColl F. Combes F. Bournaud PM
• TreeZoom B. Sémelin B. Sémelin Tree-SPH
• Grape L. Athanassoula L. Athanassoula Grape
• Stardust B. Guiderdoni B. Guiderdoni Spectres
• GalICS J. Devriendt J. Devriendt
  Galaxies
• MoMaF J. Blaizot J. Blaizot Mock
• Conversion de format de fichier ramses2enzo,
  gadget2pm...
• Post-traitement en commun détection des halos
  et les fusions
• Moyens de visualisation (TIPSY, routines IDL,
  volumes...)
• Techniques de parallélisation
• Conditions initiales en commun (cas test)
• Répertoire CVS réservé au Projet Horizon

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Les produits du Projet Horizon

• Simulation N corps avec 1010 particules sur une
  partie de notre horizon causal
• Catalogues virtuels
• Carte de  lensing 
• Simulation N corps et hydrodynamique avec 109
  particules sur 100 Mpc
• Liste de photons X
• Étude de la forêt Lyman
• Formation des galaxies
• Simulations  zoom  d'objets individuels avec
  108 particules sur 10 Mpc
• Distribution de matière noire à petite échelle
• Structure interne des amas
• Formation des galaxies
• Simulations  idéalisées  d'objets individuels
  avec 108 particules sur 1 Mpc
• Galaxies en interaction, dynamique des trous
  noirs et des barres
• Amas en collision, jets d'AGN
• Les mêmes conditions initiales gaussiennes sont
  générées de façon unique et cohérente entre
  toutes les échelles (emboîtement).

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Les moyens de calcul
Centres de calculs
Méso-machine
Post-traitement et Archivage lourds
Soumission de jobs
Visualisation, Post-traitement et Archivage légers
Grille Horizon
Paris
Obs. PM
Lyon
Saclay
Marseille
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Moyens nécessaires (à répartir sur les 4 équipes)
Moyens humains 1 recrutement CNRS/CEA 1
ingénieur de recherche à profil technique
informatique 1 CDD sur 3 ans à profil technique
base de données et site WEB 2 post-docs de 18
mois --gt 1 au CEA (octobre 2005) 3 post-docs ANR
(octobre 2006) Total 3 FTE (
3) Moyens  hardware  Utilisation de 106 heures
CPU par an sur les centres IDRIS, CINES, CEA
civil Achat de 6 quadripros pour la minigrille
pour 100 k (16 Gb RAM, 4 Tb Raid) Achat de temps
de calcul sur une méso-machine (HPC1 3 noeuds de
64 Gb RAM a plein temps 200 000 h flexibles
5/50 noeuds) pour 150 k Appel doffre  extreme
computing  (DEISA) (3000 CPUs, 6 Tb RAM, 106
h) Moyens  software  Ils existent déjà !
Documentation,  professionnalisation  Répertoir
e CVS Horizon Modèle I/O distribués
(grille) Modèle de données TVO
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Résultats préliminaires (avant la fin du projet )
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Résultats préliminaires (avant la fin du
projet...)
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Résultats préliminaires (avant la fin du
projet...)
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Résultats préliminaires (avant la fin du
projet...)
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Échelles mésoscopiques turbulence et instabilité
thermique
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Galaxies idéalisées avec paramètres cosmologiques
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Des simulations aux observations fictives
Down to Galactic Scales
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Conclusions

• Un projet à linterface PNC, PAP et PNG
• Techniques numériques et modules de physiques
  communs
• Problématique nouvelle le milieu interstellaire
  dans un cadre cosmologique
• Un rôle central est donné au réalisme physique
• Compréhension des effets systématiques
• Approches analytiques, semi-analytiques et
  numériques
• Microphysique et mésophysique
• Tâches précises à accomplir avant la fin du
  projet
• Importance de la structure projet
• Lots de tâches avec responsables, jalons et MOU.
• Interface avec projets observationnels
  européens/internationaux
• Importance de lapproche panchromatique /
  simulations hydrodynamiques
• ex Planck, MUSE, SKA
• Moyens humains actuels 10 FTE