Cenaero hpc, avantages et risques pour les outils de simulation

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Dr Philippe GeuzaineDirecteur Général

Contact: [email protected]

La simulation numérique et le calcul intensif au service de l’innovation

ICT meets Skywin – 27 avril 2015

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Besoin d'innovation chez les entreprises wallonnes

• Innovation pour améliorer leur productivité, la qualité de leurs produits ou services et l'efficacité de leurs procédés industriels

• Innovation pour diminuer l'effet de la concurrence par le prix via d'autres facteurs de différenciation

• Simulation numérique + calcul intensif (HPC) = facteur majeur pour renforcer la capacité à innover

• Analyse partagée par les pôles Biowin, Mecatechet Skywin ainsi que Agoria

© 2015 Cenaero – All rights reservedICT meets Skywin – 27 avril 2015

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Que permet la simulation numérique?

• Accélérer les cycles de conception et limiter drastiquement le nombre de prototypes avant d'aboutir au produit final

• Remplacer les expériences auxquelles on ne veut pas/plus recourir (e.g. science du vivant)

• Secteurs visés– Automobile, aéronautique, énergie, santé, chimie,

télécommunications, biotechnologies, multimédia, agroalimentaire, environnement, …, Big Data


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Que permet le calcul intensif?

• Accéder à une compréhension toujours plus riche des problèmes étudiés et ainsi ouvrir des perspectives dans de nouvelles applications multipliant ses débouchés

• Réduire au maximum le temps d'exécution d'une simulation pour une complexité donnée

• Tester et comparer très rapidement un grand nombre de solutions en utilisant le même programme mais faisant s'exécuter en parallèle de multiples instances de celui-ci avec des paramètres différents, notamment à des fins d'optimisation


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Contexte du calcul intensif

• Européen– PRACE (Partnership for Advanced Computing in

Europe)• Provides top 10 supercomputers for European research (scientific

excellence); 25 member countries with 4 hosting countries

– ETP4HPC (European Technology Platform for HPC)• Industry-led forum founded by stakeholders of HPC technology

• Belge– Membre de PRACE depuis octobre 2012

– Concertation nationale

– DGO6 en charge du suivi


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Approche par niveaux

• Essentielle pour l'efficacité– Niveaux inférieurs pour éprouver les techniques

– Les niveaux supérieurs tirent vers des plus grandes échelles

• Tier-2 existent en Wallonie– Principalement dans les universités

• Tier-1 wallon– Opéré par Cenaero

– 11500 processeurs

– Localisé sur l’Aéropôle


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Tier-1 wallon

• Permet aux chercheurs de démontrer la faisabilité de leurs projets pour accéder au Tier-0

• Amener plus d'entreprises wallonnes (y compris PME) vers le calcul intensif

• Information via tier1.cenaero.be


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Accès au Tier-1 wallon

• Projets classés en 4 catégories– Projets de recherche académique

• Gérés exclusivement par le CÉCI

– Projets de recherche appliquée• Gérés par le CÉCI (demandes universitaires) et par Cenaero

(autres demandes)

• Coût de 0,4 cEUR par heure et par cœur de calcul mobilisé

– Projets de prestations intellectuelles à des fins commerciales

• Gérés par le CÉCI (demandes universitaires) et par Cenaero(autres demandes)

• Coût de 4 cEUR par heure et par cœur de calcul mobilisé

– Utilisation par des entreprises à des fins commerciales• Gérés exclusivement par Cenaero.

• Coût de 4 cEUR par heure et par cœur de calcul mobilisé


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Exemple de recherchecollaborative sur Tier-1


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Centre de recherche agréé Cenaero

• Aéronautique, énergie et bâtiment, biomédical

• Soutien aux entreprises wallonnes (GE et PME)

• Rayonnement international (GE)

• 61 personnes (50% avec thèse de doctorat)

• Voisin de « Brussels South Charleroi Airport»

ICT meets Skywin – 27 avril 2015 © 2015 Cenaero – All rights reserved

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Notre ADN de Centre de Recherche

• Développement de méthodes et méthodologies de simulation/conception sur une large plage de TRL en lien directe avec le besoin industriel

• Approche « couteau suisse » pour les outils– Logiciels commerciaux et libres

– Logiciels recherche Cenaero dans des niches• Argo, pour la mécanique des fluides

• Minamo, pour la conception et optimisation multidisciplinaire

• Morfeo, pour la simulation des procédés de fabrication et l’analyse du comportement en service et durée de vie


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Logiciel pour la conception robuste de caloducs à rainure


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Caractérisation et optimisation aéro-mécanique du BLUM®


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Optimisation de pièces composites


- 9% on weight

-11% on total cost

-16% on material cost

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Partenariat de distribution du plug-in Morfeo/Crack pour SAMCEF

© 2013 Cenaero – All rights reservedDélégation PW 27 juin 2013

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Compréhension du fonctionnement et dimensionnement d’une ligne de production de fibre de basalte


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Aérodynamique avancée


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Optimisation multi-disciplinaire


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Optimisation multi-régimes des performances d’un diffuseur


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Objectif du portefeuille CASCADE

• Atouts régionaux en simulation et calcul intensif– Équipes de recherche dans des domaines variés

– Centres de recherche CETIC et Cenaero

– Axe 6 « modélisation et simulation » du pôle Skywin

• Infrastructures– Supercalculateur Tier-1 opéré par Cenaero

– Coordination des Tier-2 par le CÉCI

• Trop peu d'acteurs industriels en bénéficient

Développer le calcul intensif à l'usage du plus grand nombre en Wallonie pour contribuer au développement de la compétitivité régionale


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Comment répondre à cet objectif ?

• Portefeuille structuré autour de 4 thèmes

• Dynamique « demand pull » pour 2 thèmes proches du besoin industriel et visant l'accompagnement concret de futurs utilisateurs industriels du calcul intensif

• Dynamique « technology push » et « demandpull » pour 2 thèmes proches de la recherche et cherchant à choisir et développer, notamment via des logiciels libres, les technologies adaptées aux besoins du portefeuille

• Investissement en équipements de pointe pour garantir la continuité de l'existant obsolète et être aligné avec les actions du portefeuille


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Thèmes plus orientés « technology push »

• Applications accessibles pour tous– Mettre en œuvre des moyens facilitant l'utilisation du

calcul intensif (connexions haut-débit, Web 2.0, compression graphique... )

– Pilotage à distance

– Interface simple

– Déploiement sur infrastructures HPC

• HPC basse énergie– Faire bénéficier les applications des architectures de

pointes (many-core, GPU, ARM massivement parallèles, FLOP/J >>)

– Analyse de cas d'étude

– Clusters basse énergie

– Analyse et modélisation des coûts d'exécution


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Thèmes plus orientés « demand pull »

• Ateliers HPC– Démonstrateur → étude de la pertinence économique

pour un(e famille de) produit(s) ou service(s)

– Collaboration étroite entre entreprises et chercheurs compétents en calcul intensif sur période courte

– 4 ateliers par an → success stories

• Valorisation– Donner de la visibilité à l'intérêt économique du

calcul intensif et rendre celui-ci plus compréhensible

– Business development

– Formation

– Visibilité et communication

– Accompagnement industriel
