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
2022-23329
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 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 et 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 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) Environment 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 clés 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
Matériaux, physique du solide
Contrat
CDD
Intitulé de l'offre
Ingénieur pour la conception et la qualification par maquettage de composants à haut flux de chaleur H/F
Statut du poste
Cadre
Durée du contrat (en mois)
36
Description de l'offre
L’IRFM s’est positionné pour être un partenaire important sur la mise en œuvre du divertor du tokamak japonais JT60-SA. Il est prévu que l’intérieur machine soit entièrement métallique après 2033. Ainsi, le divertor devra être formé de composants activement refroidis, avec du tungstène face au plasma. Le développement du divertor en tungstène (W-ACD) est mené dans le cadre d'un projet européen (EUROfusion WPDIV JT60SA). Le CEA est responsable du développement du W-ACD, de la conception au test et qualification de maquettes. Les composants du divertor doivent pouvoir absorber jusqu’à 15MW/m² en continu. La solution retenue se base sur l’utilisation de tungstène massif assemblé sur une pièce en CuCrZr dans laquelle de l’eau circule. Ce concept n’est pas entièrement nouveau, étant déjà celui retenu sur différents tokamaks (WEST, EAST, ITER), mais la fabrication de la partie en CuCrZr se fera par fabrication additive laser, afin de bénéficier des avancées récentes de cette technologie, qui devrait permettre d’optimiser le refroidissement.
Après une phase de conception en 2022, le programme s’engage vers une forte hausse des activités de fabrication de maquettes à partir de l’année 2023 afin de qualifier ces nouveaux modes de fabrication. Un renfort sur cette thématique est nécessaire pour pouvoir répondre aux engagements du CEA dans le cadre de ce programme EUROfusion.
Le projet, qui sera dirigé techniquement par le candidat, est divisé en plusieurs phases :
- Année 1 : optimisation de la conception par modélisation thermo-hydraulique et thermo-mécanique, conduisant à la définition de la géométrie de la maquette. La géométrie proposée doit être compatible avec les règles de conception de la fabrication additive.
- Année 2 : fabrication d’échantillons en CuCrZr par fabrication additive. Contrôle hydraulique et essais à haut flux thermique au CEA. Des essais à Cadarache (station d’essai HADES, 15 MW/m²) sont prévus pour confirmer la conception proposée. L'impact du traitement thermique après fabrication pourra également être évalué.
- Année 3 : fabrication et qualification de prototypes à l'échelle réelle.
Les travaux seront localisés au CEA Cadarache, mais des missions au CEA Grenoble sont prévues pendant les phases de fabrication.
Une valorisation des travaux de recherche via des publications et participations à Conférences est également souhaitée.
Profil du candidat
Le candidat devra s’appuyer sur des compétences en mécanique générale et/ou en ingénierie des matériaux ainsi que sur des connaissances en :
- Procédés de fabrication (usinage CNC / Computer Numerical Control ou Commande Numérique par Calculateur), fabrication additive (principalement LPBF / Laser Powder Bed Fusion ou Fusion Laser sur Lit de Poudres)
- Modélisation thermomécanique par éléments finis, de préférence avec le logiciel Ansys
- Optimisation de process par scripts Python
Des connaissances en conception assistée par ordinateur (CAO) sont appréciées (logiciels solidworks).
La maitrise de l’anglais est indispensable car le travail se déroulera dans un environnement fortement international.
Localisation du poste
Site
Cadarache
Localisation du poste
France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)
Ville
Saint Paul lez Durance
Critères candidat
Langues
Anglais (Courant)
Formation recommandée
Ingénieur ou/et PhD en mécanique ou en matériaux
Demandeur
Disponibilité du poste
01/06/2023
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