Avancées en fusion nucléaire par confinement inertiel pour la production d’énergie H/F

Résumé du projet scientifique :
Les candidats devront proposer un projet de recherche innovant, d'envergure internationale, explorant les nouvelles perspectives théoriques et expérimentales de la physique des plasmas chauds à haute densité d’énergie. Ce projet s’inscrit dans le cadre de la FCI, avec pour objectif l’allumage des réactions de fusion et la production d’énergie, en intégrant des aspects théoriques, numériques et expérimentaux. Il vise à élaborer un schéma compatible avec la commercialisation de l’énergie de fusion.
Le projet portera sur l’une ou plusieurs thématiques clés, telles que l’interaction laser-plasma, la physique de l’implosion et la stabilité hydrodynamique, la génération et les effets des champs magnétiques sur le dépôt d’énergie laser, la symétrie de l’implosion, la pression d’ablation, ainsi que la dynamique des chocs forts. Il inclue aussi la mitigation les instabilités, la modélisation des effets microscopiques et l’application de l’intelligence artificielle pour optimiser les designs.

Résumé du projet d'enseignement :
Les candidates et candidats devront proposer un projet d’enseignement (28 heures de cours magistral ou 42 heures de travaux pratiques ou dirigés) en lien avec la thématique de la chaire de professeur.e Junior Fusion. Ce projet sera ensuite discuté et finalisé avec la ou les tutelles universitaires du laboratoire d’affectation de la lauréate ou du lauréat. Sur le site de l’université de Bordeaux, les candidat.e.s devront proposer un projet d’enseignement s’insérant dans les cours de physique des plasmas dispensés dans le cadre de l’EUR Light S&T, contribuant en particulier à l’offre de cours du rassemblement annuel à Bordeaux des masters « Sciences de la fusion » agrégeant la participation des masters franciliens Gi-Plato et PPF ainsi qu’à celle de la formation Erasmus+ « Innovative Education & Training in Laser Inertial Fusion Energy ». Des contributions à des cours d’ouverture à l’intelligence articielle (IA) impliquant plusieurs masters du site seront une valeur ajoutée.
Stratégie de l'établissement :
La compréhension des mécanismes de la fusion par confinement inertiel (FCI) pour la production d'énergie est au cœur du défi sociétal 2.3.6 Transition énergétique et de la thématique 1.2.5 Phénomènes hors équilibre et conditions extrêmes du Contrat d'Objectifs et de Performance du CNRS.
Sur la période 2022 - 2024, les équipes du National Ignition Facility (NIF) en Californie ont franchi une étape historique en réalisant une réaction de fusion nucléaire contrôlée produisant un gain d'énergie supérieur de 2. La FCI ouvre de nouvelles perspectives pour la production d’une énergie nucléaire propre. Les défis majeurs sont d’atteindre un gain supérieur à 100 et d’augmenter la cadence et le rendement laser. De nombreuses start-ups ont vu le jour ces deux dernières années, ainsi que de nombreux projets nationaux pour développer la FCI pour l’énergie. En France, en 2024, le projet Taranis-GenF portant sur le développement d’un réacteur de FCI a été validé et financé par la BPI. Ce projet est porté par des acteurs industriels (Thales), EPIC (CEA) et académiques (UMR CELIA et LULI). En parallèle, le projet HiPER+ s’organise pour développer la FCI pour l’énergie à l’échelle européenne. La réussite de ce projet nécessite le renforcement des activités de recherche, de l'expertise scientifique et de la formation de nouveaux chercheurs dans le domaine.
La chaire de professeur.e junior Fusion vise à attirer un talent dans l’un des deux laboratoires d’accueil (CELIA et LULI) et de renforcer ses compétences dans les domaines de la physique de la haute densité d’énergie, de la magnétohydrodynamique radiative, de la physique de combustion nucléaire, et de la physique des plasmas chauds et denses. Cela nécessite le développement et la validation de codes hydrodynamiques et cinétiques, des études expérimentales et théoriques des interactions laser-plasma, des instabilités laser paramétriques, de la génération des champs magnétiques, et de la dynamique des chocs forts.

Stragtégie du Laboratoire :
Le CELIA établit un lien entre le monde académique et le Laser Mégajoule (CEA) en proposant des schémas alternatifs pour la FCI. Il a acquis une expertise unique dans l'attaque directe, l'allumage par choc ou par des faisceaux de particules. Spécialisé en interaction laser-plasma et en sources intenses, il explore l'effet des champs magnétiques externes sur la fusion, du point de vue de la théorie, de la simulation, du développement de codes, de l’expérimentation, et de l’analyse de données.
Le LULI explore depuis 20 ans la microphysique liée de la FCI : Équation d’état, transport de chaleur, interaction laser plasma, opacité des plasmas denses et chaud. Les chercheurs du LULI ont développé une expertise unique tant expérimental que théorique dans le domaine de la haute densité. Il est aussi un centre de formation dans le domaine de la fusion inertiel, avec la création d’une chaire haute densité d’énergie et fusion inertiel en partenariat avec le CEA DAM et l’Ecole Polytechnique.