Maîtrise de l’Impulsion Electro-Magnétique sur l’installation LMJ-PETAL

Contexte :

PETAL est un laser picoseconde de haute énergie qui permet de générer des sources de rayonnement et de particules énergétiques. Il est couplé aux faisceaux nanoseconde du Laser Mégajoule (LMJ) et est installé sur le site CEA du CESTA. Les expériences menées avec des lasers de haute intensité comme PETAL peuvent générer des champs électromagnétiques très élevés et ainsi engendrer de potentiels dysfonctionnements des équipements de l’installation LMJ/PETAL.
Une chaîne de simulation 3D multi-échelles a été développée pour évaluer l’amplitude, la durée et le contenu spectral de l’Impulsion ElectroMagnétique (IEM) produite par ces expériences laser. Pour limiter l’intensité de l’IEM, un nouveau support de cible a été développé (dispositif de parade).
L’environnement électromagnétique dans et autour de la chambre d’expérience de l’installation a été mesuré lors des premières expériences PETAL. Un nouveau diagnostic de mesure du courant de décharge de la cible vient tout juste d’être implémenté sur l’installation. Ces premières mesures valident, pour cette gamme d’énergie, le fonctionnement de la parade ainsi que les résultats des simulations numériques.

Objectif :

L’objectif du post-doctorat est la maîtrise de l’IEM laser en régime petawatt, en termes à la fois de compréhension des phénomènes physiques mais également de développement de solutions de réduction des niveaux de champs électromagnétiques générés. L’étude comprendra une partie numérique et une partie expérimentale.
Les résultats de mesures acquis sur les premières expériences PETAL seront analysés. Il s’agira d’exploiter principalement des mesures de champ magnétique et de courant mais également certaines mesures particulaires. Le(la) post-doctorant(e) participera aux expériences PETAL en cours ainsi qu’à une campagne de plusieurs semaines sur le laser VULCAN (UK) dédiée à la thématique IEM, dans le cadre d’une collaboration avec d’autres laboratoires européens.
Pour la partie numérique, la mission sera de restituer avec la chaine de simulation les différents résultats expérimentaux. En particulier, le(la) post-doctorant(e) pourra s’appuyer sur le code Sophie, code Particles In Cell développé au CEA/CESTA et porté sur le super-calculateur du CEA/DAM. Les sensibilités de l’IEM aux différents paramètres seront étudiées et les conditions particulières d’expériences couplées LMJ/PETAL seront également modélisées afin de prévoir la montée en puissance du laser PETAL, sa future configuration multi-faisceaux et les évolutions du contraste prévues.
En s’appuyant à la fois sur les mesures et les calculs, le(la) post-doctorant(e) participera à l’adaptation du dispositif d’atténuation de l’IEM à la montée en puissance et aux nouvelles configurations de l’installation ainsi qu’à sa qualification notamment par un travail sur sa fiabilité et sa robustesse devra être mené.
Ce post-doctorat s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre les équipes de plusieurs centres CEA et du CELIA (UMR Université de Bordeaux-CNRS-CEA).

CENTRE

Cesta
BP 2 – 33114 Le Barp
05-57-04-40-00

CONTACT

ETCHESSAHAR Bertrand
bertrand.etchessahar@cea.fr