Post Doctorant (H/F) : physique des plasmas haute densité d’énergie (focus principal : expériences ; calcul et théorie également bienvenus)

Description du Poste

Les Missions

La fusion nucléaire contrôlée, inspirée des processus de fusion qui alimentent les étoiles, offre la perspective d’une source d’énergie propre et pratiquement inépuisable sur Terre. Le National Ignition Facility (NIF) a suscité une attention mondiale en allumant par laser un plasma de fusion le 5 décembre 2022 avec un rendement de fusion de 3,15 MJ pour une énergie laser incidente de 2,05 MJ (gain cible ~1,5). Bien qu’il s’agisse d’une étape critique, des gains cibles supérieurs à 100 sont considérés comme nécessaires pour exploiter l’Inertial Fusion Energy (IFE) à des fins de production d’électricité. Les implosions magnétisées peuvent atteindre des gains de fusion supérieurs à ceux de la fusion par confinement inertiel (Inertial Confinement Fusion, ICF) conventionnelle, en renforçant le confinement des particules alpha et en réduisant les pertes par conduction thermique des électrons perpendiculairement au champ magnétique. Par ailleurs, même dans les implosions ICF conventionnelles, nominalement non magnétisées, des asymétries d’illumination génèrent spontanément des champs magnétiques, qui sont ensuite amplifiés lors de la compression et jouent un rôle critique dans la dynamique de stagnation, impactant directement les performances des cibles de fusion. D’autre part, le chauffage par particules rapides pourrait permettre de déclencher l’allumage du combustible comprimé indépendamment de la phase de compression, ce qui ouvrirait la voie à des gains énergétiques plus élevés que dans l’ICF conventionnelle. Enfin, les champs magnétiques peuvent à la fois améliorer le confinement du cœur de fusion et guider les particules rapides vers celui ci, créant une forte synergie entre magnétisation et chauffage par particules rapides [D. Kawahito, M. Bailly-Grandvaux et al., Phil. Trans. R. Soc. A 2021].

L'Activité

Le postdoctorant contribuera à la conception, à la réalisation et à l’analyse des données des prochaines campagnes expérimentales :
• Sur OMEGA et sur des installations européennes (telles que LULI 2000, PHELIX, entre autres) afin de faire progresser notre compréhension des effets des champs magnétiques sur la physique d’implosion, les instabilités laser plasma et le transport de chaleur. Le projet dispose de financements dédiés pour l’acquisition de nouveaux équipements permettant de générer (bobines) et de diagnostiquer (spectroscopie et autres diagnostics) des plasmas HED magnétisés sur des installations laser utilisateur de taille intermédiaire.
• Sur OMEGA EP et sur des installations européennes (telles que ELI Beamlines, Eu XFEL, Apollon, entre autres) afin d’augmenter le flux d’énergie des sources de particules générées par laser pour l’allumage rapide de plasmas, en agissant sur l’impulsion laser (par exemple orbital angular momentum), l’interaction (cibles micro structurées, comme dans [M. Bailly-Grandvaux et al. PRE 2020]), ou le transport (focalisation par cône, cibles en « log pile », etc.). De nouveaux partenariats seront établis avec des laboratoires de fabrication de cibles pour produire des cibles innovantes imprimées en 3D.
Le postdoctorant travaillera en étroite collaboration avec un doctorant au CELIA et un postdoctorant à l’University of California San Diego (USA). Il/elle sera également en interaction régulière avec les doctorants et postdoctorants encadrés par le Prof. João Santos, qui collabore sur de nombreux sujets décrits ci dessus.
En complément du travail expérimental central, les activités de simulation et de théorie constituent une part importante des recherches du groupe, auxquelles le postdoctorant pourra contribuer :
• Simulations FLASH 2D/3D de magnétohydrodynamique (MHD), incluant des effets de MHD étendue tels que le terme de Nernst, réalisées en collaboration avec des équipes à Imperial College London et à l’Universidad Politécnica de Madrid.
• Simulations cinétiques avec LPSE (Laser Plasma Simulation Environment) des instabilités laser plasma, de la propagation d’ondes électromagnétiques et du transfert d’énergie entre faisceaux (cross beam energy transfer), en particulier en présence de champs magnétiques, menées en collaboration avec le Laboratory for Laser Energetics (LLE, Rochester, USA).

Votre Profil

Compétences

Les candidat(e)s doivent être titulaires d’un doctorat en physique (ou en voie de soutenance prochainement). Un solide bagage en physique des plasmas et une expérience expérimentale pertinente dans ce domaine sont fortement souhaités.

Votre Environnement de Travail

Le CELIA est à la pointe de ces recherches, en co coordonnant des projets internationaux (EUROFusion, NLUF, LBS, NIF Discovery Science, Association Laser Plasma) et français (ANR) sur les plasmas HED générés par laser en présence de champs magnétiques intenses, ainsi que sur le chauffage par particules rapides de plasmas denses. Par exemple, nous menons des expériences d’implosion magnétisée à grande échelle sur OMEGA [M. Bailly-Grandvaux et al., PRR 2024] et caractérisons le chauffage par protons rapides sur OMEGA EP [M. Bailly-Grandvaux et al., Comm. Phys. 2025].

Rémunération et avantages

Rémunération

Entre 3041€ et 4216 € brut mensuel selon expérience

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

Le CNRS

Les métiers de la recherche