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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Développement du module Aimants Supraconducteurs d'un code système pour réacteurs de fusion


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.

Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.  

Référence

2020-14611  

Description de l'unité

L'Institut de Recherche sur la Fusion par Confinement Magnétique est l'un des départements de la Direction de la Recherche Fondamentale du CEA. Depuis plus de 50 ans, son rôle est de mener des recherches sur une nouvelle source d'énergie : la fusion par confinement magnétique, en s'associant avec le programme Fusion européen. L'IRFM est installé sur le Centre CEA de Cadarache. Les activités de L'IRFM sont structurées autour de trois axes de recherches de développement :
- contribuer à la réalisation du projet ITER et ceux de l'Approche Elargie (tokamak JT-60SA principalement),
- préparer l'opération scientifique d'ITER, à travers des activités d'expérimentation et de contrôle, ainsi que de théorie et de modélisation,
- établir les bases du futur réacteur de fusion.
Ces activités sont intimement connectées à un effort tout particulier de formation des générations futures de physiciens et de technologues de la fusion. L'IRFM a à sa disposition de nombreuses plateformes de R&D et de tests, dont le tokamak WEST (pour Tungsten (w) Environnement Steady-State Tokamak), transformation de Tore Supra en banc de test pour ITER, le nouveau tokamak du CEA va permettre de tester l'un des composants clé d'ITER et de poursuivre les recherches en physique des plasmas, dans un contexte international grâce aux nombreuses collaborations mises en place.

Description du poste

Domaine

Electromagnétisme, génie électrique

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Développement du module Aimants Supraconducteurs d'un code système pour réacteurs de fusion

Sujet de stage

Objectif: Etendre les fonctionnalités de 3 modules simulant les aimants supraconducteurs d'un tokamak et les intégrer dans le code système SYCOMORE.
Un réacteur de fusion de type tokamak doit confiner magnétiquement de volumineux plasmas avec des aimants à forts courants choisis supraconducteurs pour leur avantage (résistivité nulle) vis-à-vis du bilan de puissance.
Les aimants du futur réacteur DEMO sont dimensionnés pour un risque minimum et un point d'opération optimal qui orientera l'avant-projet conceptuel du projet.
Dans ce cadre, SYCOMORE, code de dimensionnement du réacteur développé à l'IRFM, gère par sa structure modulaire les interdépendances des composants majeurs du tokamak et identifie les domaines opérationnels optimaux (avec mérites tels que performances, coût, etc…). Les 3 aimants (TF, PF et CS) sont des déterminants majeurs des mérites du réacteur (puissance, endurance, coût…) rendant l'amélioration du module Aimants un enjeu particulièrement important.

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

Le stage vise plusieurs objectifs:
1- Améliorer globalement le module Aimants en faisant progresser la représentativité physique de ses sous-modules élémentaires, chacun relié à un système magnétique donné.
   a. Le sous-module TF sera enrichi d’une option conceptuelle supplémentaire (plaques radiales) et d’un module thermohydraulique simplifié afin de calculer plus précisément la température d’opération. Le calcul de la proportion de cuivre protecteur des câbles sera affiné et l’option de bobinages en couche pourra être abordée. Des études paramétriques seront menées sur la version autoportée (standalone) vis-à-vis d’une option de supraconducteurs avancés (High Temperature Superconductors).
   b. Le sous-module CS sera amélioré en intégrant la notion de fatigue mécanique subie au cours des cycles d’opération. Par ailleurs le calcul du flux magnétique transmis au plasma sera rendu plus rigoureux et sa surface de référence redéfinie. Des études paramétriques seront aussi menées sur la version autoportée (standalone) vis-à-vis d’une option de supraconducteurs avancés (High Temperature Superconductors).
   c. Le sous-module PF sera intégré dans SYCOMORE en couplage avec une partie du code FEEQS qui permet de reconstruire les courants PF nécessaires à l’équilibre du plasma. Des cas applicatifs seront menés au préalable pour vérifier l’interaction entre les deux codes en portant particulièrement attention aux temps de calcul du binôme d’outils couplés. Une fonctionnalité de positionnement des bobines PF en regard des bobines TF sera aussi développée.
2- Exploiter l’acteur Aimant dans SYCOMORE en mode « direct » dans un large domaine de points d’opération du réacteur et interpréter les tendances obtenues pour différents choix de contraintes. Des versions récentes des sous-modules TF et CS seront évaluées et seront aussi menées dans cette configuration des comparaisons croisées avec d’autres tokamaks (ITER, DEMO). Le mode « optimiseur » de SYCOMORE sera aussi exploité sur la base de facteurs de mérite définis (puissance, taille…), suivi d’une interprétation au niveau système des résultats obtenus. Par ailleurs pourra être menée sur des cas particuliers une vérification croisée des sorties Aimants de SYCOMORE avec un code européen, PROCESS, développé par CCFE (UK).

Moyens / Méthodes / Logiciels

module Aimants de SYCOMORE (Fortran), outils d'analyse (Matlab, Python), code FEEQS (C++)

Profil du candidat

Compétences appréciées :
- Un intérêt pour les activités de programmation et de modélisation, les deux thématiques constituant les piliers du travail prévu. Les interprétations des résultats feront aussi partie des objectifs.
- Si possible (mais non requis) une expérience en programmation Fortran. Alternativement une motivation à apprendre le langage auprès des experts du groupe Aimants de l'IRFM.
- Un goût pour l'approche multidisciplinaire et les interactions avec différents experts au sein d'un groupe de travail.

Localisation du poste

Site

Cadarache

Localisation du poste

France, Provence-Côte d'Azur

Ville

SAINT PAUL LEZ DURANCE

Critères candidat

Langues

Anglais (Courant)

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Formation recommandée

Grandes Ecoles, Master2

Possibilité de poursuite en thèse

Non

Demandeur

Disponibilité du poste

04/01/2021