Chercheur contractuel physicien (H/F) en Physique des Plasmas

Description du Poste

Les Missions

Ce poste, pour lequel Aix-Marseille Université sera l'employeur, s'inscrit dans le cadre du projet SF-PLANT du PEPR SupraFusion, qui vise à évaluer l'impact des supraconducteurs à haute température critique dans la conception des centrales à fusion.
La prédiction des performances du plasma (puissance de fusion, durée de la décharge) lors de la conception de centrales à fusion repose souvent sur des lois d'échelle déduites expérimentalement et sur des paramètres ad hoc. Ces lois d'échelle donnent le temps de confinement de l'énergie en fonction de paramètres ingénieurs tels que, par exemple, le champ magnétique toroïdal, le courant de plasma ou la puissance de chauffage. Les corrélations expérimentales entre certains de ces paramètres ingénieurs empêchent une séparation claire de leur impact dans les lois d'échelle. De plus, le régime de fonctionnement des futures centrales dépasse largement celui des dispositifs existants, ce qui oblige à extrapoler les prédictions avec de grandes incertitudes associées.
Récemment, des simulations de tokamak ont permis de retrouver les dépendances fondamentales du temps de confinement de l'énergie en fonction du courant de plasma et du champ magnétique, obtenant même de meilleurs résultats que les lois d'échelle — voir par exemple Angioni et al., Nucl. Fusion 62, 066015 (2022). Cela ouvre une voie extrêmement intéressante dans laquelle les simulations de tokamak (modélisation intégrée haute fidélité) peuvent être utilisées pour mieux comprendre les dépendances obtenues dans les lois d'échelle et mieux les contraindre au-delà de l'espace expérimental existant. C'est l'objectif du présent projet, avec un accent particulier sur le rôle de la haute densité dans le régime de plasma en combustion.

L'Activité

Récemment, des simulations de modélisation intégrée avec le simulateur de plasma haute fidélité (HFPS, High Fidelity Plasma Simulator), utilisé à ITER et au sein d'EUROfusion, ont été réalisées dans l'équipe pour étudier la dépendance du temps de confinement au courant de plasma, à la puissance de chauffage et au rapport d'aspect dans les plasmas en mode L de WEST et d'ASDEX Upgrade. L'étude a révélé que la dépendance du temps de confinement au courant de plasma dépend du régime et augmente avec la densité en raison d'une transition d'une turbulence dominée par les modes des électrons piégés (Trapped Electron Modes, TEM) vers une turbulence de type gradient de température ionique (ITG), conformément aux résultats obtenus dans Angioni et al., Nucl. Fusion 62, 066015 (2022).
En suivant la même méthodologie, il est prévu d'étendre la validation sur WEST jusqu'à la limite de densité. La physique en jeu à la limite de densité devrait fortement impacter l'extrapolation vers les plasmas en combustion. Le projet se concentrera sur le régime de mode L. Comme point de départ, des simulations HFPS seront réalisées pour un cas WEST en mode L à haute densité, qui sera ensuite étendu, étape par étape, grâce à des expériences de pensée, jusqu'à un scénario ITER en mode L à haute densité prédit pour atteindre un gain élevé d'énergie de fusion Q~4 [Zhang et al., Nucl. Fusion 66, 126016 (2026)]. Des variations du courant plasma, de la puissance auxiliaire, de la densité et du champ magnétique seront effectuées afin d'évaluer leur impact sur les performances (temps de confinement, puissance de fusion, durée de la décharge). Une attention particulière sera portée à l'influence des conditions aux limites et des simulations gyrocinétiques seront réalisées en complément pour identifier les micro-instabilités en jeu et expliquer les résultats obtenus.

Votre Profil

Compétences

Connaissance approfondie de la physique des plasmas magnétisés (doctorat) dans le contexte des plasmas de tokamak.
Expérience en simulations de modélisation intégrée basées sur la physique.
Expérience en numérique : utilisation de codes parallélisés, utilisation d'outils d'analyse tels que Matlab ou Python.

Votre Environnement de Travail

Le candidat rejoindra l'équipe Plasma Théorie et Modélisation (PTM) du laboratoire PIIM à l'université d'Aix-Marseille. Depuis les années 90, la physique des plasmas dans le contexte de la fusion magnétique est un des axes de recherche prioritaire du laboratoire PIIM. L'équipe PTM est très active dans ce domaine avec de nombreuses collaborations au niveau local (IRFM, CEA Cadarache), national (Fédération Française de Fusion par Confinement Magnétique), européen (Eurofusion) et international (Japon, Brésil, Etats-Unis). L'équipe a une excellente visibilité internationale et est régulièrement sollicitée pour des contributions invitées aux principales conférences en physique des plasmas.

Rémunération et avantages

Rémunération

Emploi AMU : entre 2616 € et 3062 € bruts selon expérience (+ prime 306€ brut après un an de contrat)

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.

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