L’Institut de Recherche sur la Fusion Magnétique (IRFM) est un acteur majeur de la recherche appliquée aux composants face au plasma (CFP) des machines de fusion au niveau international et dispose pour ce faire de moyens expérimentaux sophistiqués. Parmi ceux-ci, deux permettent de travailler en particulier sur la thématique de l’extraction de la chaleur dans les tokamaks, un point clé dans le développement d’ITER et des réacteurs futurs (DEMO et équivalents), en vue de la production d’électricité. Ces deux installations sont d’une part le tokamak WEST, capable de tester en conditions plasma des CFP à des niveaux de chargement thermique comparables à ceux attendus sur ITER, et d’autre part HADES, station de test à haut flux qui, à l’aide d’un canon à électron, est capable de solliciter thermo-mécaniquement des composants (et ou prototypes instrumentés) à des niveaux de flux élevés durant un grand nombre de cycles.

Forte de cette compétence et des moyens de tests dont elle dispose, l’IRFM collabore avec EUROfusion dans le cadre de nombreux projets Européens et est ainsi impliqué dans le programme WP-BB (Work Program-Breeding Blancket).

Le groupe CFPM (Composants Face au Plasma et Matériaux) est notamment en charge de la réalisation et de l’analyse de tests sur des composants à hauts flux dans la station HADES. Ainsi après une phase de conception et de pré-analyses par simulation numérique (FEM – Finite Element Modelling) en 2022, le programme s’engage à partir de 2023 dans la réalisation de campagnes expérimentales couplées à des simulations numériques - FEM - pour l’analyse des tests concernés dans le but d’améliorer les modèles de transferts de chaleur existants.

En parallèle, le tokamak WEST, qui est rentré dans sa phase II d’exploitation avec notamment des expériences dédiées sur des composants face au plasma, s’accompagne également de simulations numériques (thermiques), à la fois en mode pré-calculs pour préparer les expériences et en mode post-calculs pour analyser les résultats expérimentaux (tâche qui se conjugue également avec le dépouillement et l’analyse d’un grand nombre de données/mesures thermiques).

Le travail proposé dans le cadre de ce contrat consiste à la réalisation d’expériences spécifiques (campagnes expérimentales) de CFP sur HADES, l’exploitation et l’interprétation de données expérimentales issues des moyens expérimentaux de l’IRFM (tokamak WEST, station de test HADES) accompagnées d’une modélisation thermique/thermohydraulique avec le logiciel ANSYS pour d’une part, une meilleure compréhension des phénomènes thermique/thermohydraulique et pour d’autre part une meilleure maitrise des phénomènes d’endommagement, fondamentale pour l’évaluation de la durée de vie (vieillissement) des CFP.

Cette production scientifique pourra faire l’objet de présentations au sein de la communauté fusion.

Le candidat devra s’intégrer au sein d’une équipe multidisciplinaire en interaction avec les équipes européennes.

L’étude comprend à la fois des activités expérimentales et de la modélisation thermique. Le candidat participera dans un premier temps à des campagnes expérimentales et sera formé par les experts du laboratoire pour devenir rapidement autonome, notamment pour mener l’analyse et l’exploitation des données thermiques en lien avec le coordinateur scientifique des expériences. Ultérieurement, vous pourrez être amené à prendre en charge la coordination d’une campagne expérimentale. Des compétences sont nécessaires en :

   · Modélisation thermique (élément finis et autres méthodes numériques)

   · Utilisation de diagnostics de température (thermocouple, pyromètre, caméra infrarouge)

Le travail en équipe, une pratique courante de l’anglais, des qualités organisationnelles et des capacités d’adaptation sont aussi indispensables.