L'interaction brève et violente d'une impulsion laser de quelques dizaines de femtosecondes interagissant avec une cible solide peut être simulée grâce à des outils numériques particulièrement performants, à savoir les codes particulaires. Ces codes calculent numériquement l'évolution de la densité de macro-particules représentant électrons et ions, dans l'espace des phases (position, impulsion), couplée à l'évolution des champs électromagnétiques extérieurs ou auto-générés. Ils sont capables de fournir des données quantitatives  sur des observables (fréquences harmoniques de l'onde incidente, électrons et ions énergétiques, ...) mais aussi de fournir la chaine causale qui permet de prédire des résultats à partir des conditions expérimentales ou bien, à l'inverse, d'interpréter les résultats expérimentaux et de trancher entre scénarios imaginés. Comme exemple, l'accélération de protons : la polarisation linéaire chauffe très fortement les électrons (énergie thermique : 2.1 MeV) ; un soliton dégradé en 3 oscillations se propage jusqu'au moment où la cible se disperse par expansion ionique tirée par les électrons. En polarisation circulaire, les électrons ne sont chauffés qu'à 120 keV. L'impulsion laser pousse les ions, tel un piston. Lorsque l'impulsion laser s'éteint, les ions les plus intérieurs de la cible restent immobiles. En revanche les autres constituent un jet monocinétique qui traverse le reste de la cible.

L'activité simulation numérique est transverse à toutes les thématiques du groupe PHI et a été sous-jacente à toutes les interprétations. Néanmoins, un travail spécifique a été réalisé, en relation avec un code particulaire créé en 1985 par G. Bonnaud au CEA/DAM et utilisé quotidiennement à Saclay. Ce code travaillant en géométrie spatiale 1D a la particularité de pouvoir simuler l'interaction oblique d'une onde plane avec une cible, évitant le passage au 2D beaucoup plus coûteux. Des ingrédients ont été particulièrement travaillés ces deux dernières années : (i) la réduction du bruit numérique par un schéma évolué d'étalement des macro-particules ; le nombre de macro-particules a pu être divisé d'un facteur 10 par rapport aux simulations usuelles ; (ii) la prise en compte des collisions ; (iii) l'introduction d'un modèle d'ionisation par champ électrique et par collisions électron-ion. Ces deux derniers points restent en cours de validation et les premières études portent sur l'influence de l'ionisation quant aux ions carbone et protons accélérés et sur l'influence des collisions sur la génération d'harmoniques.