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Multi-échelles, multi-physiques : modélisation, caractérisation, métrologie

MULTIS
Facilitator (s) :
Voicu DOLOCAN
Karine COULIE

du Micro au Macro

 

 

 

 

Keywords
multi-échelle, multi-physique, modélisation, caractérisation, métrologie

Figure 1. Simulation d’un détecteur pixelisé (15 contacts). La densité de paires électrons-trous est générée directement à l’intérieur du composant à partir de la variation de l’énergie déposée par unité de longueur (LET) en fonction du parcours dans le silicium (Range). La particule considérée est un ion Lithium d’énergie initiale 0,9MeV.

 

 

Le comportement de systèmes complexes exige l’étude simultané de phénomènes multi-échelles et multi-physiques, puisque de nombreux processus interviennent simultanément à différentes échelles d’espace et de temps et impliquent des interactions entre plusieurs phénomènes physiques. Dans les systèmes réels, de nombreuses situations illustrent la nécessité de cette double approche multi-échelle, multi-physique. Un exemple représentatif est celui des transitions de phase où des événements à plusieurs échelles de longueur apportent des contributions d'égale importance et des phénomènes physique différents montrent une similarité de comportement (universalité). Cette action transverse a pour but la modélisation, la simulation et l’analyse des systèmes où les comportements macroscopiques émergent directement de mécanismes microscopiques couplés, souvent non linéaires. L’action MULTIS vise à rapprocher les rapprocher les chercheurs du laboratoire ayant des thématiques différentes mais utilisant les mêmes concepts/outils.


La prise en compte explicite des phénomènes multi-échelles et multi-physiques ouvre la voie à des avancées majeures dans de nombreux domaines comme la science des matériaux, la biophysique ou l’énergie. L’association entre modélisation multi-échelle/multi-physique et expérimentation multi-échelle est aujourd’hui indispensable pour progresser dans la prédiction fiable du comportement de matériaux soumis à des environnements complexes, et sont fortement soutenues par les avancées en simulation numérique et en intelligence artificielle. Des techniques expérimentales avancées, telles que la microscopie électronique ou la diffraction des rayons X in situ, permettent d'observer en temps réel les évolutions multi-échelles et jouent un rôle important dans la validation des modèles et la compréhension des mécanismes microscopiques. 

Cette axe transverse intègre l’analyse des effets macroscopiques induits par les interactions à l’échelle nanométrique telles que les interactions lumière-matière, électron-phonon, l’ionisation, ou la physico-chimie des interactions gaz-surface. Elle concerne, par exemple, l’impact de modèles de transports avancés sur les propriétés électriques et la fiabilité d’un composant ou le comportement critique autour des points critiques (transitions de phase).

 

 

 

figure 2
Figure 2. Modèle d’Ising 2D d’un ferromagnétique à haute température. L'orientation des moments magnétiques est indiquée par un point rouge ou noir, qui représente le moment magnétique associé à un atome du solide supposé n'avoir que deux orientations possibles « haut » (rouge) et « bas » (noir). À haute température, l'orientation des moments magnétiques essentiellement aléatoire, de sorte que le motif ne présente qu'un ordre à courte portée. Plusieurs échelles de longueur caractérisent les motifs qui apparaissent lorsque le ferromagnétique est refroidi à la température à laquelle il devient spontanément aimanté.

 

News and recent events

 

 

 

Journée thématique axe transverse MULTIS – ISFIN 09/2025

 

Une journée multi-physique/multi-échelle pour le nucléaire a été organisée le lundi 29 septembre 2025 par l'institut ISFIN et l'axe transverse MULTIS de l'IM2NP sur le campus Saint Jérôme à Marseille.

Au programme :

  • Eric Serre (M2P2) : Modélisation fluide multi-échelle et multi-physique des plasmas de tokamak pour la fusion par confinement magnétique

  • Isabelle RAMIERE (CEA - IRESNE) : Couplages numériques multiphysiques et multiéchelles dans la plateforme PLEIADES de simulation du comportement des combustibles nucléaires 

  • Adrien Pivano (LM2C, CEA Cadarache) : Modélisation multi-échelle du comportement mécanique des combustibles nucléaires

  • Jonathan Amodeo, AMU, IM2NP CNRS : Modélisation multi-échelles de la plasticité du combustible UO2

  • Fabienne Ribeiro (ASNR/PSN-RES) : Vieillissement des matériaux nucléaires

 

FF

 

 

 

 

 

Webinaire intelligence artificielle

 

Organisation d'un webinaire autour de l'intelligence artificielle. Au programme :

 

  • Xavier Waintal -CEA Grenoble PHELIQS, "Introduction to machine learning for physicists"
  • Hachem Kadri - LIS AMU, "Quantum Machine Learning"
  • Marc Bocquet - IM2NP AMU, "In-Memory Computing : Hardware Accelerator for Embedded AI"

Consulter les vidéos du webinaire : https://amubox.univ-amu.fr/s/LZwF82fA58i5aYQ

 

 

 

Webinaire d’ouverture laboratoires marseillais

 

Dans un esprit d'ouverture, des chercheurs provenant de laboratoires marseillais extérieurs à l'IM2NP ont été sollicités. Les enregistrements enregistrés lors de ces sessions sont disponibles ci-dessous:

 

  • Thomas SWINBURNE - Centre Interdisciplinaire de Nanosciences de Marseille : “Using uncertainty to automate construction of kinetic Monte Carlo models"
  • Marcel CARRERE - Institut de Neurosciences des Systèmes : "Why nanotechnology will be the future in brain's treatment"
  • José BUSTO - Centre de Physique des Particules de Marseille : "Une poignée d'atomes pour gâcher une expérience"
  • Emilien ETIENNE - Laboratoire de Bioenergetique et d'Ingenierie des Protéines : "Simulations des spectres RPE au BIP"
teams, companies and organizations involved
équipe RDI
équipe MAGNETISME
équipe IRM-PV
équipe NQS
équipe MEM
équipe CCSI