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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Étude des cavités diamagnétiques dans un plasma : évolution et structuration


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Situé à 40 km au sud de Paris, le centre DAM-Île de France, a en charge la conception des armes nucléaires françaises, la recherche et développement dans le domaine de la lutte contre la prolifération et le terrorisme, l'alerte aux autorités en cas de séisme, de tsunami ou d'essai nucléaire étranger, la construction et le démantèlement de grandes infrastructures nucléaires. Leader français de la simulation numérique et du calcul intensif, il possède deux des machines européennes les plus puissantes. Il dispose également de plusieurs accélérateurs et de nombreux moyens techniques et expérimentaux pour mener ses recherches. Lui est également rattaché, l'Unité Propulsion Nucléaire située sur le centre CEA/Cadarache en région Provence Alpes-Côte d'Azur, où sont implantées les installations d'essais et une partie des fabrications de la propulsion nucléaire.  

Référence

2021-18570-S0406  

Description du poste

Domaine

Physique du noyau, atome, molécule

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Étude des cavités diamagnétiques dans un plasma : évolution et structuration

Sujet de stage

Étude des cavités diamagnétiques dans un plasma : évolution et structuration

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

L’évolution d’un plasma soumis à un champ magnétique est susceptible de faire apparaître des cavités dites diamagnétiques, régions au sein desquelles le champ magnétique est plus faible que le champ initial. Ce phénomène peut se produire par exemple lors de la détente d’un plasma au travers des lignes de champ magnétique. Les courants électriques induits dans le milieu génèrent alors un champ magnétique qui tend à s’opposer au champ magnétique appliqué.
Dans les années 80 et 90, des expériences exo-atmosphériques de largage de Barium ont été menées aux Etats-Unis pour comprendre l’évolution d’un plasma soumis au champ magnétique terrestre. Une cavité diamagnétique d’environ 200 km de rayon a été observée, avec formation de structurations spatiales de la densité de plasma appelées striations.
A cette même époque, des expériences plasma-laser ont montré des résultats similaires avec création de cavités diamagnétiques suivie d’instabilités variées. Ces instabilités s’initient à petite longueur d’onde et évoluent pour former des stries de plus grandes longueurs par des effets nonlinéaires de coalescence. Plus récemment, de nouvelles expériences plasma-laser se sont concentrées sur d’autres régimes de croissance de cavité, notamment liés à la présence d’ions rapides dont la vitesse est supérieure à la vitesse d’Alfvén.
Les comparaisons simulations-expériences sont nombreuses et multiples dans leurs approches. On recense dans la littérature des simulations utilisant des modélisations fluide, hybride et particulaire, chacune permettant de décrire différents régimes et différents types d’instabilité en fonction du domaine de longueurs d’onde étudié. En utilisant l’approche fluide magnétohydrodynamique MHD, il a été montré que la création d’une cavité peut être reproduite avec un modèle MHD idéale mais qu’un modèle MHD-Hall est nécessaire, dans certains cas, pour faire apparaître des instabilités de type striations.
L’objectif de ce stage est de simuler l’évolution d’une cavité diamagnétique accompagnée de l’apparition de striations, dans les conditions les plus proches possibles des expériences issues de la littérature. Pour cela, on effectuera une recherche bibliographique sur les conditions expérimentales et de simulation dans lesquelles les cavités diamagnétiques sont créées. On s’appuiera ensuite sur le code de calcul du CEA/DAM qui résout les équations de la magnétohydrodynamique idéale et non-idéale pour réaliser des simulations.

Profil du candidat

Bac+5

Localisation du poste

Site

DAM Île-de-France

Localisation du poste

France, Ile-de-France, Essonne (91)

Ville

Bruyères-le-Châtel