Abstract : L'hydrogène, premier élément du tableau périodique, joue un rôle très important dans de nombreuses applications technologiques liées en particulier au transport et au stockage de l'énergie. Il possède des spécificités physiques, liées à sa faible masse (mouvements rapides et fluctuations quantiques fortes), et chimiques, liées à son électronégativité, médiane sur l'échelle des électronégativités des éléments chimiques, ce qui en fait tantôt un oxydant, tantôt un réducteur, suivant l'élément avec lequel il est combiné.

Ainsi, la description précise de son comportement dans la matière condensée nécessite la mise en place de méthodologies spécifiques et d'une puissance de calcul importante. Les supercalculateurs modernes sont capables de fournir cette puissance. Le calcul haute performance apparait ainsi comme un outil incontournable pour appréhender la physique de l'hydrogène dans la matière condensée, capable d'accompagner et de guider l'expérience, fournissant interprétations et prédictions réalistes. Ces aspects seront illustrés sur les exemples suivants:

• simulation multi-échelle du transport protonique dans les électrolytes solides de piles à combustibles;
• simulation des fluctuations quantiques des noyaux d'hydrogène;
• recherche de nouveaux supraconducteurs haute température critique sous la forme d'hydrures d'éléments légers sous hautes pressions.