Post-doctorat - post-doc - réduction de dimension et méta-modélisation dans le domaine de la di[...]

Post-doctorat - Post-doc - Réduction de dimension et méta-modélisation dans le domaine de la dispersion


Description du poste

Mathématiques, information scientifique, logiciel


Sujet de stage

La modélisation et la simulation de la dispersion atmosphérique visent à produire une cartographie de la répartition spatio-temporelle de rejets à l’air, en phase gazeuse ou sous forme de particules fines, émis dans un cadre autorisé ou dans des circonstances accidentelles. Ce type de résultats intéresse le domaine réglementaire, par exemple celui de la qualité de l’air, tout comme, dans un autre contexte, la préparation et la réponse à des situations d’urgence impliquant des rejets délétères.

Les modèles physiques de dispersion développés depuis une vingtaine d’années s’efforcent de prendre en compte la complexité de l’environnement qui tient notamment aux disparités de la topographie et de l’occupation des sols. Ces modèles 3D ont connu des améliorations notables et vu leur utilisation s’intensifier grâce à un accès accru à des ressources calculatoires massives. Toutefois, ils s’appuient sur des calculs d’écoulement à différentes échelles qui sont généralement chronophages.


Durée du contrat (en mois)

2 ans + 2 x 1an renouvelables


Description de l'offre

Si les systèmes de modélisation actuels fournissent des résultats précis de dispersion atmosphérique, indispensables à une évaluation fiable des conséquences de rejets de tous types, il serait souhaitable d’obtenir ces mêmes résultats ou des résultats approchants dans des délais très brefs. Ceci vaut dans les situations d’urgence mais aussi lorsque de nombreux calculs de dispersion sont nécessaires afin de leur associer des incertitudes ou de mener des études de sensibilité paramétrique.

Dans cet objectif, la méta-modélisation ou création d’un modèle mathématique « surrogate » associée à la réduction de dimension ouvre des perspectives prometteuses. Ainsi, récemment, nous avons mis en place une stratégie consistant en une étape de réduction de dimension de cartes de dispersion obtenues au moyen d’un modèle physique 3D de référence et une étape d’apprentissage dans l’espace latent des cartes correspondant à différentes conditions météorologiques.
Le projet post-doctoral s’attachera à compléter les travaux de recherche déjà entamés en évaluant les performances de méthodes de réduction de dimension (décomposition orthogonale ou généralisée, auto-encodeur…) et de méthodes de substitution de modèle (régression par des processus gaussiens, réseau de neurones profond…) parmi celles explorées et mentionnées ou parmi d’autres possibilités. Les applications pourront concerner divers contextes parmi lesquels, en particulier, la simulation des concentrations autour d’un site de production industrielle qui émet des rejets gazeux à l’atmosphère.

Au cours du projet, une attention spécifique devra être portée, sur le plan théorique, aux métriques permettant de comparer les résultats de dispersion issus de la méta-modélisation à ceux fournis par le modèle physique de référence et, sur le plan pratique, aux développements informatiques réalisés en vue de la création à terme d’un outil opérationnel de méta-modélisation.


Profil du candidat

Le(la) candidat(e) sera un(e) chercheur(e) motivé(e) disposant d'un diplôme de doctorat dans une discipline adaptée au sujet du post-doc (mathématiques appliquées, science des données, intelligence artificielle…), d’une expérience dans les sciences de l’environnement, si possible de l’atmosphère, et surtout de très bonnes compétences en mathématiques appliquées (réduction de dimension, méta-modélisation…).

Langage Python ; Bibliothèques Scikit-learn et Tensorflow


Localisation du poste


Informations générales


Entité de rattachement

La Direction des Applications Militaires (DAM) du CEA, au cœur des enjeux de la dissuasion nucléaire Française, cherche ses futurs talents. Organisme inclusif, le CEA est handi-accueillant : nos emplois sont ouverts à toutes et tous. Associer les forces et les compétences de chacun pour atteindre nos objectifs est l'une de nos valeurs partagée par nos 4 600 salariés, répartis sur 5 centres. Les 1 800 salariés du centre de Bruyères-le-Châtel, en Ile de France relèvent les défis scientifiques et technologiques au service de notre Sécurité Nationale. Le centre conçoit les charges nucléaires des armes de la dissuasion, garantit leur sécurité et leur fiabilité en s'appuyant sur le programme simulation. Il met son expertise technique au service des activités dans la lutte contre la prolifération nucléaire, le terrorisme et les alertes en cas de séisme ou de tsunami. Il assure l'ingénierie des infrastructures complexes de la DAM, de leur conception à leur démantèlement. Il co-développe avec Atos les supercalculateurs au meilleur niveau mondial, dont sont issus ceux du Très Grand Centre de Calcul du CEA, qu'il exploite pour ses missions Défense et gère au profit de la recherche. Enfin, il exploite les installations nécessaires au maintien en condition opérationnelle et à la conception des chaufferies nucléaires embarquées sur les sous-marin et les porte-avions.

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