Axe 10
Physique computationnelle
DFT, dynamique moléculaire, simulation multiphysique : structure électronique, transport de phonons et défauts ponctuels.
Contexte
La structure électronique, le transport de phonons et les défauts ponctuels se calculent aujourd'hui avec une précision suffisante pour orienter l'expérience au lieu de la commenter après coup.
Ce n'est pas un service de calcul : l'axe porte ses propres questions méthodologiques, sur la validité de ces méthodes appliquées aux oxydes fortement corrélés, aux composés très anharmoniques et aux interfaces électrochimiques (les systèmes précis des onze autres axes).
Questions ouvertes
Ce que la littérature ne tranche pas
Fonctionnelles d'échange-corrélation pour les oxydes de métaux de transition fortement corrélés : quelle correction (DFT+U, fonctionnelles hybrides, approches non locales) pour quelle propriété, et à quel coût ?
Conductivité thermique de réseau par résolution de l'équation de Boltzmann des phonons : jusqu'où la théorie de perturbation anharmonique reste-t-elle valide dans les composés à très faible conductivité ?
Modélisation multi-échelle des interfaces électrode–électrolyte : comment raccorder rigoureusement dynamique moléculaire ab initio, champs de force classiques et modèles continus ?
Simulation couplée thermique–électrique–mécanique du vieillissement de composants : quel niveau de réduction de modèle conserve le pouvoir prédictif sur des durées de plusieurs années ?
Quelles stratégies d'apprentissage automatique (potentiels interatomiques appris, criblage de matériaux) sont réellement rentables au regard du coût de calcul qu'elles demandent ?
Faisabilité
Le logiciel est libre, et chaque résultat calculé oriente une expérience future au lieu de la remplacer.
Méthodes et moyens
- Théorie de la fonctionnelle de la densité, structure électronique et défauts ponctuels
- Phonons et transport thermique ab initio, transport électronique par équation de Boltzmann
- Dynamique moléculaire ab initio et classique, potentiels appris
- Simulation multiphysique par éléments finis et volumes finis
- Automatisation des flux de calcul, gestion de données et reproductibilité
Débouché visé
Une plateforme de calcul partagée et une équipe de physique computationnelle qui alimente les onze autres axes en prédictions et en interprétations.
Chaîne de production simulée
Le laboratoire lui-même, et les études de faisabilitéL'infrastructure de calcul qui porte les onze autres chaînes, et l'étude de faisabilité qu'elle permet de vendre.Axes liés
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