Analyse de sensibilité de la réponse sismique d'un site d'intérêt avec un code de propagation HPC.
CEA
DAM Île-de-France France, Ile-de-France
il y a 7h

Domaine

Sciences du climat et de l'environnement

Intitulé de l'offre

Analyse de sensibilité de la réponse sismique d'un site d'intérêt avec un code de propagation HPC.

Sujet de stage

Depuis l’accident de Fuskushima (Japon), l’exploitation des moyens de calcul à haute performance (HPC) des modèles de simulation haute-fidélité devient de plus en plus fréquente pour l’estimation du risque sismique associé aux installations nucléaires (soit pour la conception de nouvelles installations, soit pour estimer les performances des installations existantes face à des éventements extrêmes, non prévus lors de leur conception).

En particulier, les caractéristiques locales d’un site comme la géométrie et les propriétés géophysiques de couches sédimentaires peuvent occasionner une amplification de la réponse sismique.

On parle dans ce cas d’effets de sites et on cherche à les estimer par simulation numérique. L'objectif de ce stage est de poursuivre la démarche engagée par le CEA, en introduisant le concept d'analyse de sensibilité afin de quantifier le rôle des différents paramètres des modèles.

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Au CEA, le code HPC de simulation SEM3D permet de résoudre les équations 3D de l’élastodynamique dans un milieu hétérogène visco-élastique à l’aide de la méthode des éléments spectraux.

En cours de développement entre Centrale-Supélec, le CEA et l’Institut de Physique du Globe de Paris, ce logiciel permet de simuler la propagation des ondes sismiques en présence d’une faille sismique, d’une géologie complexe, et de la topographie d’un site d’intérêt (Gatti et al, 2018).

Grâce à ces simulations HPC, on obtient la réponse sismique d’une source au site d’intérêt. L’objet de ce stage est d’utiliser le code SEM3D pour effectuer une analyse de sensibilité de la réponse sismique d’un site vis-à-vis des paramètres d’entrée du cas : géométrie des couches géologiques de subsurface, topographie du sol, propriétés mécaniques du modèle de sol, propriétés de la source (fréquence, polarité, angle d’incidence sur le site, etc).

En particulier, il s’agit d’identifier par la simulation les paramètres déterminants gouvernant l’amplification de la réponse sismique d’un site d’intérêt : le centre CEA de Cadarache.

L’étude sera menée de façon progressive en ne considérant d’abord qu’un petit nombre de paramètres variables, puis en ajoutant progressivement des caractéristiques plus complexes (géométrie 3D des couches, topographie, etc).

Pour étudier la sensibilité de la réponse sismique, il s’agira de définir et mettre en œuvre, via des scripts Python, un plan d’expérience numérique avec le code SEM3D, selon une méthodologie adaptée à la complexité des cas (méthode OAT, méthode de criblage de Morris, méthode FAST, etc), puis d’exploiter et interpréter les résultats.

Les calculateurs du Très Grand Centre de calcul du CEA seront mis à contribution à cet effet.

Profil du candidat

Master spécialisé en modélisation numérique. Expérience souhaitable en python pour l'analyse de données et en fortran pour la prise en main des codes de simulation.

Niveau d'anglais correct souhaité.

SEM3D, Développement sous Python; Logiciels graphiques; Simulations numériques avec codes FORTRAN

Master 2

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