DD@ESPPU

vendredi 4 oct. 2024, 10:00 → 11:30 Europe/Paris

zoom : 

https://cern.zoom.us/j/64177076773?pwd=Z7DNoyY9EIJ168Z5qG5AdIHaRzL5zf.1

 

https://docs.google.com/document/d/1oowNS_QzsNbuNkVplvOzo_pq5Fn2qpFhmOhDBZnoCkI/edit

10:00 → 10:05 Introduction¶

Orateur: Samuel Calvet (LPC)

2024_10_04_DD_ESPPU_intro.pdf

10:05 → 11:05 Vos contributions: Ajouter vos idées de contributions, voire les drafts que vous avez déjà en main¶

Président de session: Samuel Calvet (LPC)

10:05 Bâtiments¶

Orateur: Julien Faivre (UJF)

slidesIN2P3_ESPPU_2024Oct04_batiments.pptx

Julien Faivre:
    J'ai vu passer des talks parlant de la decarbonation du beton, que les cimentiers promettent pour 2050 et qui repose sur des hypotheses que certain.e.s d'entre nous trouvent fortes (disponibilit'e a cette date d'energie et transport decarbonn'e, utilisation forte de CCUS).
    Or, on sait depuis plusieurs siecles construire de grands batiments sans beton de ciment (palais du Potala, mosquee de Djenn'e, ville de Shibam, etc.). A Lyon, il y a encore pas mal d'immeubles en R+5 construits en terre crue il y a 150-200 ans.
    Ces techniques ont et'e "redecouvertes" il y a 40 ans, et associees avec les connaissances modernes en physique des materiaux et en thermique pour developper de nouvelles experiences architecturales. Les principes de la conception bioclimatique sont a present bien etablis, et le developpement de l'ecoconstruction permet de proposer immediatement des batiments BBC voire passifs, au bilan carbone proche de zero voire negatif, et a partir de resources integralement locales.
    Pour la methode que je connais le mieux (terre crue pisee), on peut faire :

  - des bureaux :
 https://www.construction21.org/france/case-studies/h/l-orangery-un-batiment-en-terre-crue-au-sein-de-confluence.html

  - des batiments industriels type hall de montage, p.ex. ce batiment de 4800 metres carr'es :
 https://www.herzogdemeuron.com/projects/369-ricola-krauterzentrum/

  - des ERP comme des centres de formation, p.ex. ce college :
 https://www.cahiers-techniques-batiment.fr/article/college-avec-facades-en-pise-stabilise.15595

  - ...des laboratoires, comme ce centre de conservation de l'INRAE :
 https://www.gissol.fr/fiches_pdf/fiche_CEES_2014.pdf

On n'a pas encore fait de batiment accelerateur de cette facon, mais le beton de ciment n'est pas reparable, au contraire des materiaux biosourc'es, ce qui peut donner un avantage a ces derniers pour des infrastructures prevues pour durer.
    Ils sont par ailleurs souples, au contraire du beton de ciment, ce qui peut aussi etre interessant pour des batiments un peu longs pos'es sur des sols soumis aux aleas gonflement/retrait.
    Enfin, les materiaux biosourc'es sont recyclables, y compris le beton de terre crue, que, au contraire du beton de ciment, la prise reversible permet de reutiliser, sans chauffage ni concassage ni transport, pour construire autre chose (cela a deja et'e fait).
    Il n'y a pas de R&D a faire : les concepts, savoirs-faire et fournisseurs existent deja. Il s'agit donc "juste" d'informer de l'existence de ces solutions en amont de la conception des batiments des futurs projets.
    En ce qui concerne la terre crue, elle n'est pas presente partout mais tout de meme abondante. En particulier, on peut encore voir une maison en pis'e au centre de Meyrin, a 2 km du CERN...
    Naturellement, ca ne fonctionne que pour les infrastructures de surface.

10:15 Biodiversité¶

Orateur: Julien Faivre (UJF)

draftESPPUbiodiv.pdf

slidesIN2P3_ESPPU_2024Oct04_biodiv.pptx

10:25 Accélérateurs¶

Orateurs: Francis Osswald (IPHC), Frédéric Bouly (CNRS/IN2P3/LPSC), Dr Guillaume OLRY (IJCLab), Maud BAYLAC (CNRS-LPSC), Maud BAYLAC ({CNRS}UMR5821), Walid KAABI (IJCLab-CNRS/IN2P3)

Maud, Frédéric, Walid, Guillaume:

- iSAS : projet européen porté par le CNRS (IJCLab + LPSC) sur des R&D accelerateurs en vue de reduire leur consommation energetique. Ceci inclut notamment la R&D pour exploiter les cavites SRF à des températures moins basses et la récupération de l'énergie avec les accélérateurs linéaires de type energy recovery linac (ERL) + des R&D sur d'autres sous-systèmes accélérateurs pour en diminuer la conso electrique.

- projet à risques et à impact obtenu du CNRS, ERL4ALL (porté par LPSC+IJCLab) : démonstrateur d'ERL à fort courant qui sera construit à IJCLab pour réduire la consommation electrique du linac. Ce démonstrateur servira à tester la faisabilité à fort courant d'une machine future multi tours à récupération d'énergie, qui pourrait ensuite être déployée à haute energie pour LHeC par exemple, voire FCC. Pour info, il est aussi prévu un ERL dans le projet EIC, .

# Proposition contribution, Francis Osswald, IPHC, 03/10/2024

Les accélérateurs de la génération actuelle présentent tous des pertes faisceau à différents degrés le long de la chaîne, de l'injection jusqu'au détecteur. 
Bien que ces pertes soient faibles en valeur absolue (< 1 %), elles présentent des risques significatifs en termes de dysfonctionnement, de dommage, d'activation, etc. 
Il est indispensable d'améliorer la qualité de l'instrumentation des faisceaux pour répondre aux exigences de performance des accélérateurs des générations futures et 
d'améliorer les diagnostics [1-2]. Le contrôle des pertes doit être accompagné d'une caractérisation plus fine du halo du faisceau, notamment des distributions transverses 
pour les futurs collisionneurs [3-5]. 
Une avancée significative peut être réalisée grâce aux nouvelles technologies logicielles en intelligence artificielle, notamment l'apprentissage machine profond [6-7]. 
Les développements proposés dans le cadre de l'ESPPU devraient se concentrer sur le traitement des distributions dans l'espace des phases transverses (émittances), en réalisant une analyse des données basée sur le débruitage des images, la segmentation de la région d'intérêt, et la détection des anomalies dans le halo des faisceaux. Ces efforts pourraient être menés en synergie avec une initiative européenne en cours qui vise également à rendre les futures infrastructures plus durables [8-9].  

[1] Accelerator and Beam Physics Research Goals and Opportunities in the USA, DOE-HEP, (2021)
[2] Accelerators for the Future, 2020-2030 French Strategic Plan for Nuclear Physics, Particle Physics, Astroparticle Physics and associated Technologies & Applications, 
Report of the GT07 working group, 2020, https://prospectives2020.in2p3.fr/?page_id=313
[3] Recent measurements and analysis of the beam-halo dynamics at the CERN LHC using collimators scans, C.E. Montanari et al., IPAC 2023 Venice, doi: 10.18429/JACoW-IPAC2023-WEPA022
[4] Updated analysis of beam halo measurements in LHC run 2 and run 3, M. Rakic et al., IPAC 2024, Nashville, doi: 10.18429/JACoW-IPAC2024-THPC67
[5] Green beam lines, a challenging concept, F. Osswald et al., arXiv:2211.09611 (2022)
[6] Machine learning techniques for optics measurements and corrections, E. Fol, G. Franchetti, R. Tomás, IPAC 2020, Caen, France, doi: 10.18429/JACoW-IPAC2020-WEVIR12
[7] Machine learning for beam dynamics studies at the CERN Large Hadron Collider, P. Arpaia et al., NIM A 985 (2021) 164652
[8] Design of future colliders, R. de Maria et al., ARTEFACT workshop, 28 November 2023, Paris https://indico.in2p3.fr/event/31107/contributions/132234/
[9] Beam distributions: signal denoising, contour reconstruction, and pattern recognition, F. Osswald et al., ARTEFACT workshop, 28 November 2023, Paris, https://indico.in2p3.fr/event/31107/contributions/132230/

 

10:35 Calcul¶

Orateurs: Sabine Crépé-Renaudin (IN2P3), Vladimir GLIGOROV (LPNHE), Vladimir Gligorov (LPNHE)

Vava Gligorov:

Effectivement je souhait aborder le sujet de developper nos logiciels pour nous permettre a utiliser les architectures de calcul, actuels et émergentes, avec une meilleure efficacité énergétique tout en respectant les autres contraints, notamment budget financier et vitesse de calcul temporel absolu. Surtout pour la physique des accélérateurs le cout financier de l'énergie qu'on utilisent sera tjrs petit par rapport aux autres couts, c'est montré avec une calculation dans le papier [https://arxiv.org/abs/2106.07701]. Mais ca change pas le fait que a cause de la taille de nos défis (dans le cadre LHCb le processing de >200 Terabits par seconde au-dela de 2035) le domaine peut être a la pointe de développement technologique permettant une tel efficacité énergétique et ca peut bénéficier les autres domaines, l'industrie, etc. Pour ca par contre c'est essentiel de former et retenir les équipes hétérogènes des physicien.ne.s et inginieur.e.s, ce qui est actuellement peu le cas.

 

Sabine

le travail sur l'efficacité des logiciels à tous les niveaux sera une clef (mais attention à l'effet rebond) et il y a du travail dans WLCG
- pour l'évaluation de l'impact
- pour l'évaluation des processeurs moins gourmands en énergie comme les ARM avec l'inconvénient de gérer des systèmes plus hétérogènes et de comprendre mieux les cycles de vie des ressources
- la possibilité de moduler la fréquence des CPUs en fonction de la nature de l'électricité qui arrive verte ou pas (plus intéressants chez les allemands)
- il faut des équipes physiciens+ inge

10:45 Références¶

Orateurs: Jessica Leveque (LAPP), Mélissa Ridel (Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Energies - Paris / Sorbonne Université), Nicolas Chanon (IP2I Lyon), Nicolas Chanon (IPNL)

Astro

CS: rapport prospective 2023

INP

Prospective Physique VF-extract.pdf

Prospectives INSU - Astronomie et société

SNCS

Documents de référence:

• CS: (pages 21-23:) B. L’adaptation bas carbone des activités à l’IN2P3
• INP (page 172-183): INTÉGRER LES ENJEUX ENVIRONNEMENTAUX À LA RECHERCHE EN PHYSIQUE
• Scénarios astro: arXiv:2407.16011

 

Contenu de la proposition:

Extrait du document de l'IPN: 

"... la recherche en physique sera confrontée durant la prochaine décennie à l’obligation légale de réduire rapidement ses émissions de carbone (2 à 5 % par an) et devra faire face à des pénuries de ressources essentielles. Sans une action déterminée de la communauté scientifique, cette crise environnementale pourrait avoir des conséquences néfastes sur la liberté de la recherche, la cohésion interne des laboratoires et le soutien public à la recherche en physique. Répondre à ces enjeux entraînera des changements dans les pratiques de recherche aux échelles individuelle, du laboratoire, mais aussi institutionnelle."

 

Points à intégrer dans le texte:

 

- proposer que la physique des particules construise des scénarios pour le futur en accord avec les accords de Paris. [voir exemple astro dans  arXiv:2407.16011]

- proposer que tous les grands projets de l'IN2P3 (pas seulement FCC) se décident sur une base scientifique et un budget carbone contraint. 

 

 

 

 

10:55 Démarche DD¶

Orateur: Yann Coadou (CPPM, Aix-Marseille Université, CNRS/IN2P3)

* Futur projet
**************
 - FCC : On n’aura pas encore les resultats des etudes d’impact environnemental quand on soumettra cette contribution, mais on peut insister sur le fait que le design, la construction, l’exploitation doivent faire beaucoup mieux qu’actuellemment. Pour montrer que le CERN n’est pas hors-sol et prend au serieux les changements necessaires de notre societe (lead by example). On ne peut pas se contenter de dire qu’on va minimiser les impacts du projet, il doit etre moins impactant que les projets passes puisqu’on demande a l’ensemble de la societe de diminuer ses emissions. Ces criteres doivent faire partie de nos propres showstoppers potentiels, sans attendre que le reste de la societe decide pour nous (via le financement, l’accord politique, les ZAD, etc).

 - Abandonner le FCC si le CEPC est vraiment lance (aucun sens physique ou environnemental d’avoir deux machines semblables sur la planete)

 - Et dans ce cas, peut-etre viser plus loin pour le CERN : muon collider ou wakefield acceleration. Potentiel de physique enorme (bien au-dela du FCC, meme FCC-hh), potentiel societal enorme (accelerateurs de poche dans les hopitaux par ex), gros potentiel environnemental (plus besoin de mega tunnel par ex)

 - Si on trouve quelque chose entre temps ou si le FCC ne se fait pas : prolonger le HL-LHC si c’est utile, voire en faire un HE-LHC ou un LHeC suivant ce qui est le plus pertinent. On economise encore un tunnel.

 

* Fonctionnement de nos labos/manips
************************************
 - Remplacer autant que possible les gaz a fort GWP dans nos detecteurs existants et leurs upgrades quand c’est encore possible (etudes au CPPM sur les fluoroketones, GWP<1, pour les detecteurs RICH ou le refroidissement des trackers en remplacement des CnF2n+2). Les interdire pour les detecteurs FCC/ILC/CEPC/etc.

 - Mettre l’eco-conception a la base de notre modele de developpement. Garder l'ANF en preparation !

 - Acheter moins/mieux, reutiliser (le site Hector va entrer en service d'ici peu, inventaire de materiels IN2P3 permettant le pret, le don. Rendre plus active la bourse aux materiels du CNRS https://intranet.cnrs.fr/Cnrs_pratique/acheter/boursemateriel/Pages/default.aspx), reparer
    => l'IN2P3 doit investir en ressources humaines pour permettre les reparations (on a les competences)

 - ne plus autoriser dans notre domaine une grande conference en presentiel integral, comme ICHEP cette annee qui n'a finalement autorise le distanciel que pour le track sustainability parce qu'on a insiste face a cette aberration. Encourager le mode hybride et pourquoi pas multi-modal.

 - attention greenwashing et effet rebond :
   + utiliser le ML pour gagner en performance et donc avoir besoin de moins longtemps pour acquerir les donnees => moins d'emissions
   + mettre du ML sur FPGA