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Simulation et apprentissage pour la détection automatique de motifs de réflexion pour le stellarator H/F

2025-38238

France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat. Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité

L'Institut de Recherche sur la Fusion par Confinement Magnétique (IRFM) 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.

Dans les machines de fusion thermonucléaire (tokamaks), les systèmes d'imagerie infrarouges sont essentiels pour contrôler la température de surface des composants face au plasma (CFPs) soumis à des flux surfaciques intenses (10 à 20 MW/m²). L'interprétation des images infrarouges pour le contrôle temps réel est rendue compliquée par la présence de faux points chauds, provenant des multiples réflexions dans la machine entièrement métallique et radiative.

4 à 6 mois

L’objectif de ce stage est de développer un modèle de réflexion infrarouge (IR) permettant de discriminer les motifs de réflexions des vrais points chauds dans l’image infrarouge. La méthode proposée combine des méthodes d’apprentissage automatique avec une simulation de haute-fidélité.

• Développer et déployer le modèle sur le stellarator allemand W7-X ; créer une vaste base de données d’images simulées, représentatives des scénarios de plasma de W7-X.
• Traiter les images simulées pour l’étiquetage automatique des motifs de réflexion, en exploitant les métadonnées des simulations.
• Entraîner un réseau de neurones (YOLO, Fast SCNN, etc.) capable de filtrer les motifs de réflexions dans les images infrarouges.
• Collaborer avec les équipes allemandes de W7-X, les physiciens et ingénieurs IA/ML du CEA pour le choix des méthodes numériques et IA.
• Les développements réalisés bénéficieront également à la machine WEST (CEA).

• Compétences en image de synthèse (tracé de rayons) et traitement d’images.
• Maîtrise de l’IA/ML, optique, et expérience avec les réseaux de neurones orientés vision.
• Capacité à travailler de façon collaborative dans un contexte international.
• Intérêt pour la fusion par confinement magnétique et la simulation de plasmas.

Mathematics, scientific computing, software development.

France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)