Moteur de Lentillage Exascale pour l'Astrophysique Gravitationnelle et la Cosmologie Numérique – ELEGANCI

La recherche proposée vise à concevoir et à implémenter un moteur de lancer de rayons haute performance pour la relativité générale, répondant aux besoins computationnels des futurs relevés astronomiques. En tirant parti des architectures GPU massivement parallèles, ce moteur permettra des simulations précises des effets relativistes tels que le lentillage gravitationnel et le suivi des perturbations du décalage vers le rouge aux échelles cosmologiques, offrant de nouveaux éclairages sur la structure à grande échelle de l'Univers. Ce projet représente un effort interdisciplinaire majeur réunissant cosmologie, calcul haute performance, recherche sur les langages de programmation et architecture logicielle afin de créer un outil évolutif, efficace et polyvalent à même de façonner l'avenir de l'astronomie observationnelle. Pour la première fois, ce moteur de lancer de rayons simulera avec précision la propagation de photons à travers les grandes structures cosmiques, permettant une analyse fine de leurs trajectoires. Il permettra aussi la génération d'images astronomiques réalistes pour alimenter les chaînes d'analyse observationnelles et les algorithmes d'apprentissage automatique. Cet outil sera d'une importance capitale pour le télescope spatial Euclid et l'observatoire Vera Rubin qui captureront leurs premières images cette année. Le traitement de ces images repose actuellement sur des méthodes complexes et approximatives pour pallier l'absence d'algorithmes prêts à l'emploi capables d'intégrer directement les équations d'Einstein. Au-delà de son impact purement scientifique, ce projet servira de point de départ à la standardisation de solveurs d'équations différentielles pour le langage C++, et possède un fort potentiel pour la vulgarisation scientifique.