Dans le cadre d'une collaboration entre l'Europe et le Japon sur le sujet de la fusion thermonucléaire contrôlée par confinement magnétique, l'Europe a eu pour mission le design, la fabrication et les tests des 18 aimants toroïdaux du Tokamak japonais JT-60 SA. Le Département des Accélérateurs et de Cryo-Magnétisme du CEA Saclay (DACM) a été en charge du design et de la réalisation d'une station d'essais cryogénique pouvant accueillir ces 18 aimants. Le DACM est également en charge des tests de ces 18 bobines dans les conditions nominales de température (5K) et de courant (25,7 kA).

La station d'essais JT-60 SA est une station de grande envergure composée d'un cryostat de 60 tonnes, d'un réfrigérateur hélium pouvant délivrer 500 W à 5 K et d'une boite à vanne dont la fonction est de distribuer l'hélium au sein de l'installation dans les bonnes conditions de température, pression et débit. Un programme expérimental a été récemment mené dans cette station sur le dernier aimant du Tokamak JT-60SA. Le but de cette campagne était d'étudier plus en détail les phénomènes de quench et leur conséquences thermo hydrauliques. Le quench est un phénomène d'emballement se produisant lorsque le matériau supraconducteur est chauffé au delà de sa température critique et redevient résistif. Cette transition vers l'état résistif induit alors un réchauffement local du conducteur par effet joule ainsi que la propagation du quench sur toute sa longueur.

Le(la) stagiaire devra dans un premier temps s'approprier le design cryogénique de la station et comprendre les phénomènes physiques majeurs qui entrent en jeu lors du refroidissement et des tests des aimants supraconducteurs. Rapidement, il(elle) sera amené(e) à participer au sein de l'équipe projet à l'analyse physique des derniers essais réalisés sur la station. Pour finir, il elle) sera en charge de la modélisation thermique et hydraulique de l'aimant testé sur la station. Il(elle) développera un modèle thermohydraulique à l'aide d'un code industriel existant. Il(elle) prendra en main ce code, pour y construire ses propres modélisations, réalisera des simulations et les comparera aux résultats expérimentaux. En fonction de l'analyse des résultats de simulations il(elle) proposera des pistes d'amélioration du modèle existant et les intégrera dans le code.

Les principaux résultats de ce stage pourront être présentés lors d'une conférence internationale et publiés dans un journal scientifique.