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

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.

Activités :

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

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C’est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 33 000 femmes et hommes (dont plus de 16 000 chercheurs et plus de 16 000 ingénieurs et techniciens), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines.

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