Entretien avec Fabienne JÉZÉQUEL, Maître de conférences à l’Université Paris-Panthéon-Assas

Fabienne JÉZÉQUEL est Maître de conférences en informatique à l’Université Paris-Panthéon-Assas et est accueillie pour effectuer ses recherches dans l’équipe PEQUAN, laboratoire de Sorbonne Université et du CNRS. Elle enseigne dans les deux universités et bénéficie au LIP6 d’un environnement favorable à la poursuite de ses travaux de recherche, fait d’échanges entre personnels, étudiants et collègues du laboratoire, qui collaborent ainsi à plusieurs projets de recherche développés dans cet espace. Sorbonne Université et l'Université Paris-Panthéon-Assas renouvellent pour cinq ans le conventionnement de cet accueil entre universités, pour le développement de la recherche dans les meilleures conditions possibles.

• En quoi consiste la recherche en informatique ? 

Elle revêt des aspects très différents et peut porter par exemple sur la mise au point de nouveaux processeurs, l’amélioration des réseaux qui permettent d’interconnecter les ordinateurs, la performance de l’accès aux bases de données, la conception d’un langage de programmation adapté à un domaine applicatif, la proposition de nouveaux algorithmes d’intelligence artificielle… Un large spectre de ces activités est couvert au LIP6 qui compte 20 équipes de recherche.

• Pouvez-vous décrire vos activités de recherche ?

Au LIP6, je suis responsable de l’équipe PEQUAN : PErformance et QUalité des Algorithmes Numériques. Mes travaux portent donc sur les simulations numériques. Celles-ci permettent d’étudier sur ordinateur des phénomènes dans des domaines variés comme la chimie, la physique atomique, les sciences du climat… Au fil des années, les moyens de calcul évoluent : on peut effectuer toujours plus rapidement un ensemble d’opérations arithmétiques élémentaires, et donc mener des simulations de plus en plus complexes. Une partie de mes activités concerne la conception d’algorithmes efficaces pour les simulations numériques. Il s’agit de tirer parti au mieux du matériel utilisé : par exemple, différents processeurs, chacun composé de plusieurs cœurs, combinés avec des accélérateurs, comme les cartes graphiques. Hélas, les calculs numériques sur ordinateur ne sont pas effectués de manière exacte, les nombres sont représentés avec un nombre restreint de chiffres. Donc chaque opération peut entraîner une erreur élémentaire et l’accumulation de ces erreurs peut invalider les résultats obtenus. Je travaille aussi sur la conception de méthodes pour évaluer ces erreurs, voire les réduire. Il s’agit notamment de déterminer combien de chiffres sont corrects dans les résultats des simulations numériques. En résumé, il ne suffit pas de calculer vite, il faut aussi calculer juste.

• Quels sont les apports du LIP6 et de Sorbonne Université aux recherches que vous menez ? 

Je bénéficie de l’expertise de mes collègues du LIP6 et plus généralement de Sorbonne Université. Les dialogues sur le campus avec des spécialistes de différents domaines ont donné lieu à des collaborations pluridisciplinaires avec des experts en chimie, climatologie, mathématiques appliquées, mécanique… Je bénéficie aussi d’un fort réseau de collaborations nationales et internationales. Enfin, je peux disposer des moyens de calcul mis à notre disposition au LIP6.

• Sur quels projets travaillez-vous ?

Une partie de mes projets est liée à la conception de logiciels permettant de contrôler les erreurs commises lors des simulations numériques. Je contribue notamment au développement du logiciel CADNA (Control of Accuracy and Debugging for Numerical Applications) qui, grâce à une approche probabiliste, fournit une estimation des erreurs commises lors d’une simulation, avec un surcoût raisonnable en temps d’exécution. CADNA est utilisé pour contrôler la fiabilité de programmes dans divers domaines, par exemple à IJCLab, laboratoire de physique des particules situé à Orsay avec lequel je collabore actuellement. Je travaille aussi sur l’introduction de la précision mixte dans les simulations. Il s’agit d’utiliser non pas un format uniforme pour représenter tous les nombres lors d’une simulation, mais de combiner différents formats. L’intérêt est d’introduire dans certaines parties de la simulation des formats de taille faible, donc moins coûteux en temps d’exécution, pour accélérer les calculs. Bien sûr il faut s’assurer que les calculs en précision mixte restent fiables. Il y a un vif intérêt de la part des industriels pour le contrôle de la fiabilité numérique et les avantages offerts par la précision mixte. J’ai pu co-encadrer deux thèses CIFRE avec EDF sur ces thématiques. L’équipe PEQUAN développe le logiciel PROMISE (PRecision OptiMISE), fondé sur CADNA, qui permet d’identifier automatiquement quelles parties d’une simulation peuvent passer dans un format réduit sans dégrader la qualité numérique des résultats. Depuis plusieurs années, je travaille en collaboration avec le centre de recherche RIKEN au Japon sur la fiabilité numérique des simulations. Grâce à cette collaboration, des logiciels comme CADNA et PROMISE ont pu être déployés sur le supercalculateur Fugaku, un des plus performants au monde. 

• En envisagez-vous d’autres dans l’avenir ?

Dans les 5 années à venir, je vais notamment participer au projet NumPEx (Numérique Pour l’Exascale) financé par le programme d’investissement France2030. Ce projet vise à développer les composants logiciels qui s’exécuteront sur les machines exascale, c’est-à-dire les supercalculateurs capables d’effectuer 10¹⁸ opérations arithmétiques par seconde. Il s’agit de proposer de nouveaux algorithmes numériques adaptés à ce type de machine à large échelle. Dans le cadre de ce projet, je vais travailler sur les algorithmes en précision mixte pour l’exascale. Deux approches sont alors possibles. L’une d’elles consiste à concevoir en amont des algorithmes en précision mixte et à effectuer une analyse d’erreur rigoureuse pour s’assurer que la qualité des résultats produits sera conforme aux attentes des utilisateurs. L’autre approche est l’ajustement automatique de la précision dans les programmes, quels que soient les algorithmes qui y sont implantés. Il s’agira par exemple d’enrichir le logiciel PROMISE avec de nouveaux formats numériques.