Modèles réduits de turbulence pour la fusion magnétique: quand sont-ils pris en défaut, comment[...]

CEA; Saint-Paul-lès-Durance; Sur place; EUR 25 000 - 35 000; Plein temps

Résumé du poste

Une opportunité passionnante pour un doctorat dans le domaine de la physique des plasmas. Ce projet de thèse se concentre sur la modélisation de la turbulence pour la fusion magnétique, abordant des défis complexes liés à la réponse non linéaire du plasma. L'étudiant.e travaillera sur des simulations avancées et développera des modèles non-linéaires pour améliorer la compréhension des phénomènes au bord du plasma. Ce poste est idéal pour ceux qui souhaitent contribuer à des recherches de pointe dans un environnement collaboratif et dynamique. Rejoignez une équipe de recherche innovante et faites avancer vos compétences en physique et en mathématiques.

Qualifications

• Compétences en modélisation et simulation de plasma pour la fusion magnétique.
• Formation en physique ou mathématique requise.

Responsabilités

• Comparer les prédictions de transport au bord du plasma avec des modèles réduits.
• Développer des modèles non-linéaires pour améliorer l'approche quasi-linéaire.

Connaissances

Modélisation de plasma

Simulation HPC

Mathématiques

Physique

Formation

M2 en physique

M2 en mathématique

Outils

GYSELA

QuaLiKiz

Description du poste

Description du sujet de thèse

Domaine

Physique corpusculaire et cosmos

Sujets de thèse

Modèles réduits de turbulence pour la fusion magnétique: quand sont-ils pris en défaut, comment les enrichir ?

Contrat

Thèse

Description de l'offre

L'un des principaux défis auxquels est confrontée la modélisation du plasma de fusion est la nature non linéaire de la réponse du plasma. Des facteurs tels que les gradients de température et de densité, les flux et les gradients de vitesse ont tous un impact croisé sur le transport de la chaleur, des particules et de la quantité de mouvement. La modélisation d'un tel système nécessite une hiérarchie d'approches, depuis le cadre dit '1ers principes' de la théorie gyrocinétique forcée par un flux jusqu'à des modèles plus simples, basés sur une approche quasi-linéaire. Ces dernières méthodes sont numériquement efficaces et particulièrement utiles pour interpréter les données expérimentales et explorer des scénarios expérimentaux. Toutefois, cette approche se heurte à deux difficultés majeures. Premièrement, la modélisation de la région périphérique du bord du plasma, à la transition entre les lignes de champ ouvertes et fermées, est difficile en raison de la confluence de physiques sous-jacentes très différentes. Deuxièmement, la modélisation du régime "proche du seuil marginal" est également délicate car elle implique un état d'équilibre dynamique où le comportement du système est autorégulé par des modes lents à grande échelle. Le calcul de cet état est ardu et requiert de s'éloigner de l'hypothèse typique de séparation des échelles de temps entre la turbulence et le transport, ce que permet une approche gyrocinétique forcée par un flux. Des travaux récents, notamment de notre équipe, suggèrent que les modèles de transport quasi linéaires actuels peuvent présenter des lacunes importantes à la fois dans la région périphérique et dans ce régime proche du seuil marginal, pertinent pour les machines du futur. Nous sommes maintenant en mesure d'aborder ces deux questions. Nous avons en effet accès à des outils développés au sein de notre collaboration, au meilleur niveau de la recherche dans ces deux thématiques.
Un des objectifs de la thèse vise à comparer finement les prédictions de transport au bord du plasma ainsi que dans des régimes proches du seuil marginal données par le code gyrocinétique GYSELA, forcé par un flux, avec celles du cadre intégré utilisant le modèle quasi-linéaire réduit QuaLiKiz. En parallèle à la recherche de désaccords entre ces deux approches -par le biais de simulations HPC (high performance computing)- dans des régimes que l'on soupçonne potentiellement problématiques, l'étudiant.e développera également des modèles réduits non-linéaires susceptibles de pallier les insuffisances observées de l'approche quasi-linéaire.

Université / école doctorale

Physique et Sciences de la Matière (ED352)
Aix-Marseille Université

Localisation du sujet de thèse

Site

Cadarache

Critères candidat

Formation recommandée

M2 en physique, mathématique

Demandeur

Disponibilité du poste

01/11/2025

Personne à contacter par le candidat

DIF-PRADALIER Guilhem [e-mail]
CEA
DRF/IRFM//SPPF/GTSN
IRFM, Bâtiment 513,
CEA Cadarache,

13108 St Paul lez Durance
0442254774

Tuteur / Responsable de thèse

Camenen Yann
CNRS
Aix-Marseille Univ. / PIIM Lab.

En savoir plus

https://irfm-i.intra.cea.fr/intranet/
https://gyselax.github.io/