Sujet :

Mise en place de nouvelles méthodes thermodynamiques dans ABINIT

Contexte :

Les découvertes récentes sur les exoplanètes, la recherche sur la FCI ainsi que les applications de la DAM requièrent une connaissance précise des propriétés thermodynamiques de divers matériaux ainsi que de leurs diagrammes de phase. Les simulations ab initio sont un outil de choix pour ce type de caractérisation. Toutefois elles n’offrent pas un accès direct à l’entropie de ces matériaux qui est une quantité thermodynamique fondamentale pour valider une équation d’état mais aussi une quantité cruciale pour la détermination des diagrammes de phase.

Objectif :

L’objectif est d’inclure dans le code ABINIT des méthodes numériques déjà existantes telles que l’intégration thermodynamique qui a montré une très grande efficacité pour la détermination de l’entropie indépendamment de la phase. Il s’agira aussi d’inclure une méthode de calculs bi-phasique permettant de déterminer les équilibres entre plusieurs phases. Elle permettra, par exemple, de déterminer le diagramme de démixtion du mélange hydrogène-hélium hautement pertinent dans les planètes géantes et actuellement étudié par les équipes du CEA dans des chocs lasers. Les méthodes numériques développées et implémentées dans le code ABINIT permettront de répondre à des questions clés en astrophysique participant au rayonnement du CEA. Ces méthodes permettront aussi, et surtout, d’améliorer nos équations d’état internes en fournissant une contrainte supplémentaire qui est celle apportée par l’entropie. Nous pourrons également améliorer nos calculs de transitions de phases dans les applications DAM et pour les expériences de chocs laser. L’objectif est que le(a) post-doctorant(e) implémente les méthodes d’intégration thermodynamique et de simulations bi-phasiques. Une collaboration avec Christophe Winisdoerffer de l’Ecole normale supérieure de Lyon apportera un soutien important au projet. L’ensemble du projet bénéficiera bien sûr d’un échange étroit pour les aspects techniques relatifs au code avec les équipes de l’unité. Les calculs seront effectués sur TERA.

Contact :

SOUBIRAN François
CEA/DAM Ile-de-France – Bruyères-le-Châtel, 91297 Arpajon
Tél. : 01.69.26.40.00. – francois.soubiran@cea.fr