Loïc Gouarin

Loïc Gouarin

Ingénieur de recherche en calcul scientifique

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Parcours professionnel

  1. Depuis 2018

    CNRS

    Ingénieur de recherche · CMAP - École polytechnique

  2. 2010 - 2018

    CNRS

    Ingénieur de recherche · LMO - Université Paris-Saclay

  3. 2005 - 2010

    CNRS

    Ingénieur de recherche · LAGA - Université Paris 13

  4. 2001 - 2005

    ONERA (Office National d’Études et de Recherches Aérospatiales)

    Thèse · Châtillon

    • Réalisation d’un code pour la modélisation d’écoulements turbulents tridimensionnels réactifs dans le service CHP (Calcul Haute Performance), dans le cadre d’une thèse encadrée par L. Halpern et J. Ryan avec la spécialité « Mathématiques appliquées »

Compétences

Mathématiques

méthodes numériques classiques, schémas lattice Boltzmann, adaptation de maillage, décomposition de domaines

Langages de programmation

C++, Python, Julia, JavaScript, C, Fortran, LaTeX

DevOps

Kubernetes, Docker, Terraform, Ansible

Génie logiciel

gestion de versions, tests unitaires (pytest, GoogleTest), packaging (PyPI, conda), formatage (black, clang-format), intégration continue

Management de projets

rédaction de projets scientifiques et techniques, organisation de réunions, distribution et suivi des tâches, définition d’objectifs, recrutement et encadrement

Organisation d’événements

formations ou journées scientifiques et techniques, choix des thématiques, rédaction des demandes de financement, négociation avec les prestataires, gestion des inscriptions, rédaction des bilans financier et scientifique

Langues

français, anglais

Formation

  1. 2000 - 2001

    Université d’Aix-Marseille II

    DEA en mécanique des fluides · Marseille

  2. 1998 - 2001

    ISITV (Institut des Sciences de l’Ingénieur de Toulon)

    Diplôme d’ingénieur · La Garde

    • option « Modélisation et calcul scientifique »

  3. 1997 - 1998

    Université de Cergy-Pontoise

    Licence en mathématiques pures · Cergy-Pontoise

Projets open source

  1. Depuis 2015

    Samurai

    Responsable projet · github.com/hpc-maths/samurai

    • Samurai est une nouvelle génération de structure de données pour les méthodes d’adaptation de maillage.
    • Cette librairie est écrite en C++ et utilise activement la librairie xtensor.
    • Elle permet à un utilisateur de bénéficier des dernières avancées en adaptation de maillage de manière transparente pour ses simulations numériques.
    • Samurai est utilisé et développé par des doctorants et post-doctorants du laboratoire.
    • Plusieurs collaborations extérieures sont en train de voir le jour (ONERA, École centrale, …).

  2. Depuis 2015

    pylbm

    Responsable projet · github.com/pylbm/pylbm

    • pylbm est un paquet Python permettant de réaliser facilement des simulations numériques par des méthodes de Boltzmann sur réseaux.
    • Il s’adresse à différents types de public : des mathématiciens, des physiciens et des informaticiens.
    • La force de pylbm est de pouvoir générer du code numérique à partir de mathématiques formelles en fonction de ce que demande l’utilisateur. Différentes sorties sont disponibles : Cython, NumPy ou Loo.py. pylbm supporte MPI avec mpi4py.
    • Ce logiciel est utilisé dans le cadre d’un projet financé par l’ESA (Agence spatiale européenne) en partenariat avec CENAERO, le Von Karman Institute et le laboratoire de mathématiques d’Orsay.
    • Nous observons 300 téléchargements par mois.

  3. Depuis 2019

    SCoPI

    Responsable projet · github.com/hpc-maths/scopi

    Le logiciel SCoPI écrit en C++ est conçu pour la simulation de collections de particules en interaction. Il permet la simulation 2D et 3D de particules (de forme régulière convexe), interagissant avec un milieu environnant (obstacles de différents types, mobiles ou non, force de gravité, couplage possible avec un solveur de fluide) ainsi qu’avec d’autres particules (forces inter-particulaires, contacts). Le modèle de contact peut être sec (inélastique, avec ou sans frottement) ou visqueux (modélisation de la force de lubrification dans un fluide visqueux). Les algorithmes utilisés sont implicites et se ramènent, à chaque pas de temps, à la résolution d’un problème convexe contraint.

  4. Depuis 2017

    xeus-cling

    Développeur principal · github.com/jupyter-xeus/xeus-cling

    • Ce projet a été initié pour faciliter l’apprentissage du C++ auprès des étudiants et lors de formations continues.
    • Il s’utilise via des notebooks Jupyter qui sont maintenant très utilisés pour l’apprentissage et la recherche reproductible.
    • Cette application a été téléchargée plus de 100 000 fois en deux ans et demi.

  5. Depuis 2015

    CAFES

    Responsable projet · github.com/gouarin/cafes

    Le logiciel CAFES (CArtesian Finite Element Solvers) est écrit en C/C++ et est parallélisé à l’aide de MPI. Il s’appuie fortement sur la librairie PETSc pour la gestion des matrices éléments finis et l’utilisation de solveurs. Le but est de pouvoir résoudre un ensemble de problèmes où il est nécessaire d’avoir un solveur sur grille cartésienne, comme les interactions fluide - particules rigides, l’influence des cils sur les écoulements (par exemple les cils bronchiques) ou le déplacement de micro-nageurs dans un fluide visqueux. Dans chacun des cas, un problème sous contraintes est écrit en résolvant plusieurs problèmes de Stokes où l’on a ajouté un second membre prenant en compte les particules, les cils, … Ce logiciel est utilisé dans le cadre de l’ANR RheoSuNN.

  6. Depuis 2018

    GenEO

    Responsable projet · github.com/gouarin/GenEO

    • GenEO implémente une nouvelle génération de solveurs en décomposition de domaine qui sont efficaces lorsqu’il existe de fortes variations dans la matrice du système linéaire.
    • Cette librairie est écrite en Python.
    • Plusieurs articles sont en cours de préparation afin de présenter la méthode et ses cas d’usage.

  7. Depuis 2020

    xtensor-sparse

    Co-responsable projet · github.com/xtensor-stack/xtensor-sparse

    • Cette librairie est écrite en C++ et a pour but de décrire facilement des tenseurs creux à N dimensions.
    • Elle est basée sur la librairie xtensor.
    • Les développements sont réalisés dans le cadre d’une collaboration avec la société QuantStack.

Activités transverses

  1. Depuis 2022Co-responsable, équipe HPC@Maths au CMAPÉcole polytechnique
  2. Depuis 2020Responsable, groupe de travail pour une plateforme d’enseignement moderneÉcole polytechnique
  3. 2013 - 2019Directeur, GdR CalculNational
  4. 2010 - 2018Co-responsable, Réseau de la MITI : CalculNational
  5. Depuis 2019Membre, commission parité et égalité professionnelleCMAP
  6. 2020 et 2021Membre, jury de concours internes CNRSNational
  7. Depuis 2019Membre, conseil de laboratoireCMAP
  8. Depuis 2017Formateur interne, CNRSNational
  9. 2016Responsable, groupe de réflexion des fiches REFERENS II pour le calcul scientifique demandé par l’OMES du CNRSNational
  10. 2013 - 2023Membre, comité de pilotage du réseau LoOPSParis-Saclay

Enseignements

Formations initiales

  1. Depuis 2022École d’ingénieurs 3e année, Algorithmes et principes de conception logicielle pour les mathématiques appliquées en C++ moderneÉcole polytechnique
  2. 2010 - 2018Licence 3 en mathématiques, Algorithmie et programmation en CUniversité Paris-Saclay
  3. 2001 - 2007École d’ingénieur, Projets encadrés en C et MatlabUniversité Paris 13

Formations continues

  1. 2023 - 2024Atelier, Cadre de développement et automatisation pour l’open sourceCNRS
  2. 2017 - 2019, 2024Formateur interne, Processus de développement d’une application PythonCNRS
  3. 2017Atelier, Python avancé pour le calcul scientifiqueParis
  4. 2013Equip@meso, Atelier initiation à PETScSaclay
  5. 2013ANF, Python avancé en calcul scientifiqueFréjus
  6. 2011École thématique, Méthodes de décomposition de domaine : de la théorie à la pratiqueFréjus
  7. 2010ANGD, Python en calcul scientifiqueAutrans

Publications

  1. 2026

    samurai/ponio: two complementary software libraries for the efficient implementation of adaptive space/time numerical schemes

    Sébastien Dubois, Loïc Gouarin, Alexandre Hoffmann, Josselin Massot, Marc Massot, Pierre Matalon, Laurent Séries

    HAL

  2. 2025

    High Performance Parallel Solvers for the time-harmonic Maxwell Equations

    Élise Fressart, Sébastien Dubois, Loïc Gouarin, Marc Massot, Michel Nowak, Nicole Spillane

    arXiv

  3. 2024

    A new modeling approach of Myxococcus xanthus bacteria using polarity-based reversals

    Hélène Bloch, Vincent Calvez, Benoît Gaudeul, Loïc Gouarin, Aline Lefebvre-Lepot, Tâm Mignot, Michèle Romanos, Jean-Baptiste Saulnier

    ESAIM Proceedings and Surveys

  4. 2024

    Fully algebraic domain decomposition preconditioners with adaptive spectral bounds

    Loïc Gouarin, Nicole Spillane

    ETNA - Electronic Transactions on Numerical Analysis

  5. 2022

    Does the multiresolution lattice Boltzmann method allow to deal with waves passing through mesh jumps?

    Thomas Bellotti, Loïc Gouarin, Benjamin Graille, Marc Massot

    Comptes Rendus Mathématique

  6. 2022

    High accuracy analysis of adaptive multiresolution-based lattice Boltzmann schemes via the equivalent equations

    Thomas Bellotti, Loïc Gouarin, Benjamin Graille, Marc Massot

    SMAI Journal of Computational Mathematics

  7. 2022

    Multidimensional fully adaptive lattice Boltzmann methods with error control based on multiresolution analysis

    Thomas Bellotti, Loïc Gouarin, Benjamin Graille, Marc Massot

    Journal of Computational Physics

  8. 2022

    Multiresolution-Based Mesh Adaptation and Error Control for Lattice Boltzmann Methods with Applications to Hyperbolic Conservation Laws

    Thomas Bellotti, Loïc Gouarin, Benjamin Graille, Marc Massot

    SIAM Journal on Scientific Computing

  9. 2015

    Optimized Schwarz waveform relaxation for advection reaction diffusion equations in two dimensions

    Daniel Bennequin, Martin J. Gander, Loïc Gouarin, Laurence Halpern

    Numerische Mathematik

  10. 2013

    A smooth extension method

    Benoît Fabrèges, Loïc Gouarin, Bertrand Maury

    Comptes Rendus Mathématique

  11. 2013

    Pourquoi une structuration des mésos-centres en France ?

    Loïc Gouarin, Romaric David, Laurent Séries, O. Politano, Pierre Gay

    HAL

  12. 2012

    Linear lattice Boltzmann schemes for acoustic: Parameter choices and isotropy properties

    Adeline Augier, François Dubois, Loïc Gouarin, Benjamin Graille

    Computers & Mathematics with Applications

  13. 2010

    3D Direct Simulation of a Nonpremixed Hydrogen Flame with Detailed Models

    Gordon Fru, Dominique Thévenin, C. Zistl, Gábor Janiga, L. Gouarin, A. Laverdant

    ERCOFTAC series

  14. 2010

    Optimized Schwarz Waveform Relaxation Methods: A Large Scale Numerical Study

    Martin J. Gander, Loïc Gouarin, Laurence Halpern

    Lecture notes in computational science and engineering

  15. 2007

    Interaction of a Gaussian acoustic wave with a turbulent non-premixed flame

    A. Laverdant, L. Gouarin, Dominique Thévenin

    Combustion Theory and Modelling

Loisirs

Lecture, randonnées, jardinage et bricolage