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9.Bonhomme_Fusion_Lorraine_Recherche_Formation

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  • 1. La Lorraine et le projet ITER : Formation et Réseaux L'Université Henri Poincaré est la seule université française engagée à la fois  dans : - un master national en "Sciences de la Fusion" http://www.sciences-fusion.fr/ - un master européen Erasmus mundus "FUSION-Engineering Physics" http://www.em-master-fusion.org/ Elle est également partenaire du Réseau européen FUSENET et engagée dans un projet de Fédération européenne pour la formation doctorale en Sciences de la Fusion.
  • 2. La Lorraine au coeur des réseaux de formation en Sciences de la Fusion Les deux parcours de Master "Fusion" sont portés à Nancy par le Master mention Sciences Physiques et Matériaux (SPM) Lorraine UHP-Nancy Consortium Master Erasmus Mundus FUSION-EP Fédération Master “ Sciences de la Fusion” PPF – Physique Pour la Fusion par Confinement Magnétique ARCUS Lorraine -Russie Bordeaux INSTN Ecole Polytechnique Aix-Marseille UHP-Nancy Stockholm Gent Stuttgart Madrid Nancy Ioffe – St-Petersbourg Kurchatov - Moscou Action 3 UCLA – Los Angeles Wisconsin - Madison St-Petersburg Moscou USTC Hefei
  • 3. Aperçu des actions de formation aux Sciences de la Fusion
    • Au niveau Master
    • Spécialité nationale de Master en Sciences de la Fusion
    • http://www.sciences-fusion.fr/
    • Master européen Erasmus mundus “Nuclear Fusion Science and Engineering Physics” FUSION-EP http://www.em-master-fusion.org/
    • Approche commune : Generic Master (Physics, Electrical Engineering, Material Science, ...) with Fusion accents through elective courses
    • Forte coordination européenne au travers du programme EURATOM
    •  réseau Fusion Education NETwork (FUSENET)
    • Summerschools Fusion Physics, master level
    • Web based courses
    • Student mobility program
    • Doctorat
    • Projet de Fédération Doctorale Européenne en cours de finalisation
    • Projet Erasmus mundus “Joint Doctorate in Fusion Science”
  • 4. French Training Programme on Fusion Sciences
  • 5. Master degree in ‘fusion sciences’ 10 universities have created jointly: a new Master course on ‘fusion sciences’  Started: Sept 06 (partially), Sept 07 (full) Closely associated to: labs on hot plasmas, magnetic & inertial fusion – 2008/2009 : 37 étudiants (11 PTF, 15 FCM, 11 FCI) – 2009/2010 : 37 étudiants (16 PTF, 12 FCM, 9 FCI) INSTN (CEA) Saclay, Cadarache Université Nancy I INPL Nancy  ECM ENSAM Université Aix-Marseille I Université Aix-Marseille II Université Aix-Marseille III Marseille  Université Bordeaux 1 Bordeaux  ESO ECP Supelec Université Paris XI Université Paris VI Ecole Polytechnique Île de France (Paris area) Associated schools (‘Grandes Écoles’) Universities or equivalent Sites
  • 6. Les besoins en scientifiques et ingénieurs
    • Estimation :
    • globalement la nouvelle spécialité de Master pourra former
    • - jusqu'à 5 % des étudiants étrangers,
    • - 10 % des besoins en ingénieurs français concernés et
    • - 75 % des besoins en chercheurs français.
    • 500 ingénieurs et chercheurs à former sur 10 ans ,
    • soit 50 en moyenne par an, se répartissant en
    • 70 % pour la fusion magnétique et
    • 30 % pour la fusion inertielle .
    • Etant donné l'exploitation des grands équipements se fait par une montée en puissance progressive et que les départs se font régulièrement,
    • les besoins peuvent être satisfaits par une formation à effectif
    • approximativement constant de 100 au maximum par an
  • 7. Métiers visés Ressources humaines (homme/an) en ingénieurs et physiciens de l'Association Euratom-CEA, des Universités et du CNRS, du JET, et extrapolation à ITER (Europe et France) pour 2015.  175  470 Besoins hors ITER : participation européenne (hors France) au programme d'accompagnement hors site  130  250 Besoins ITER : participation européenne (hors France) à l'exploitation d'ITER sur site 0  750 Besoins ITER : effectif français du secteur privé (conception, fabrication de haute technologie)  90  30 Besoins hors ITER: effectif français participant au programme d'accompagnement "Fusion-Euratom" après 2015  130  250 Besoins ITER : effectif français participant à l'exploitation d'ITER après 2015 40 15 Effectif actuel : Universités + CNRS 210 400 Effectif actuel : JET 60 110 Effectif actuel : Association EURATOM-CEA Chercheurs Ingénieurs
  • 8. 3 different options FCM=Magnetic, FCI=Inertial, PTF= Phys & Techno fusion M1 M2 Topics common to each site Thermonuclear Plasmas Electrodynamics Hydrodynamic Thermo processes irreversible FCM (Magnetic) FCI (Inertial) PTF (Phys & Techno) Common courses FCM-FCI-PTF Training 5-6 months 8 ECTS 28 ECTS 24 ECTS < 24 ECTS
    • Orbits
    • collisions
    • transport
    2/3 Physics 1/3 Techno 2/3 Physics 1/3 Techno 1/3 Physics 2/3 Techno
  • 9. The 3 M2 paths Students regrouped periodically, broad range of topics; teach general methods + specifics applications on fusion. European/intern. links (FUSION-EP, FUSENET) Stage Août Stage Stage Stage Juillet Stage Stage (fin juin : évaluation intermédiaire) Stage (fin juin : évaluation intermédiaire) Juin Stage Stage Stage Mai Stage Stage Stage Avril 24 ECTS Stage Stage Stage Mars 9 ECTS Cours Cadarache ou Bordeaux Cours Bordeaux Cours Cadarache Février PTF FCI FCM Janvier PTF FCI FCM Décembre 19 ECTS PTF FCI FCM Novembre Tronc commun plasmas Tronc commun plasmas Tronc commun plasmas Octobre 8 ECTS Soutenance des stages pour promo n-1 Regroupement promo n 3 j Cadarache + 3 j Bordeaux Tronc commun plasmas Soutenance des stages pour promo n-1 Regroupement promo n 3 j Cadarache + 3 j Bordeaux Tronc commun plasmas Soutenance des stages pour promo n-1 Regroupement promo n 3 j Cadarache + 3 j Bordeaux Tronc commun plasmas Septembre Crédits ECTS (total 60) PTF parcours R et P FCI parcours recherche FCM parcours recherche Parcours Mois
  • 10. Parcours &quot;Fusion par confinement magnétique&quot; Modelling Numerical methods FCM specificities: density = 10 -5 gas, magnetic field, wave-particle, plasma-wall interaction Physics and technology of FCM & FCI plasmas Common courses Equilibrium – stability MHD Turbulence, transport and heating Control of particles and power deposit Walls, supras, diags, heating, researches in FCM Tokamaks modes, Gyrokinetic, Plasma control What
  • 11. Physics of matter in extreme conditions FCI specificities: density = 10 to 10 6 gas, shock wave, hydro-instab, wave-wave Parcours &quot;Fusion par confinement inertiel&quot; Plasmas and astrophysics Physics and technology of FCM & FCI and plasmas Common courses high flux laser-plasma Interaction Atomic physics - equations of state Hot and dense plasmas Diags Modeling Numerical methods Hydrodynamics and instabilities laser-plasma Interaction in LMJ context Physics of FCI High energy and power Lasers What capsule
  • 12. Parcours &quot;Physique et technologie de la fusion&quot; What Power supplies: from CW to HF Reactor technol. Automatic control and command Diag, instrumentation, acquisition, data processing Lasers and high power optics Materials under high thermal and neutron flux Vacuum, cryog., supraconductors Technology of high pulsed power Metrology of high temperatures FCI: from design to state of the art Wall, supras, diags, heating, FCM research High energy and high power lasers Common courses Phyics and technology of FCM & FCI plasmas
  • 13. Les modules du Parcours PTF
    • PTF-3: Matériaux en ambiance extrême. (sous haut flux thermique et forte irradiation neutronique)
    • PTF-4: Vide, cryogénie, supraconducteurs
    • PTF-5a: Sources de puissance : du continu à la HF
    • PTF-5b: Lasers et optique de puissance
    • PTF-6a:Thermique et métrologie des hautes températures
    • PTF-6b: Technologie des hautes puissances pulsées
    • PTF-7a: Technologies du réacteur (Regroupement à Cadarache)
    De nombreux domaines de l’ingéniérie et des sciences de l’ingénieur sont concernés  Importance de stages dans l’industrie pour compléter la formation et ouvrir des débouchés aux étudiants
  • 14. European Master In Nuclear fusion Science and Engineering Physics http://www.em-master-fusion.org/ Ghent University, Gent (coordinator) Kungliga Tekniska Högskolan, Stockholm Universidad Carlos III, Universidad Complutense, Universidad Politécnica de Madrid Université Henri Poincaré, Nancy Universität Stuttgart
  • 15. What? The aim of the European Master in Nuclear Fusion Science and Engineering Physics (FUSION-EP) programme is to provide a high-level multinational research-oriented education in fusion-related engineering physics, in close relation to the research activities of the partners, and with a well-integrated language and cultural experience. Why? The Joint European Masters Programme offers a genuine European opportunity for Master level studies in a field which is of crucial importance to contribute to the solution of the ever more urgent and vital problem of world energy supply. reactor in France this Master want to provide the necessary education to form engineers and researchers in the field of fusion in a broad European framework.
    • Who?
    • Ghent University, Gent
    • Kungliga Tekniska Högskolan, Stockholm
    • Universidad Carlos III, Madrid
    • Universidad Complutense de Madrid
    • Université Henri Poincaré, Nancy
    • Universidad Politécnica de Madrid
    • Universität Stuttgart
    • Linked institutions
        • Trilateral Euregio Cluster (Belgium, Germany, Netherlands)
        • CEA Cadarache (France)
        • Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (Germany)
        • National Magnetic Confinement Fusion Laboratory (CIEMAT, Spain)
        • Spanish National Research Council (CSIC, Spain )
        • Autonomous University of Madrid (Spain)
        • University of Cordoba (Spain)
    FUSION-EP
  • 16.
    • Course programme (English)
    • and mobility
    • First semester (30 ECTS)
    • Plasma physics
    • Atomic and molecular physics
    • Classical electrodynamics
    • Mechanics of continuous media
    • Language and culture.
    • Second semester (30 ECTS)
    • Instrumentation
    • Lab project
    • Elective 1,2
    • Summer event
    • Third semester (30 ECTS)
    • Elective 1,2,3,4
    • Language and culture.
    • Fourth semester (30 ECTS)
    • Master thesis
    • The programme offers three programme tracks to the student:
    • T1: Plasma physics (fusion-oriented)
    • T2: Computational methods in physics
    • T3: Instrumentation and radiation
    • Admission Criteria
    • The minimum graduate admission requirements are:
    • A bachelor's degree or recognized equivalent (minimum 3 years study) in
        • physics
        • engineering
    • and sufficient knowledge of English
    • Applicants with another degree but with experience or knowledge in one of these fields can be admitted on decision by the FUSION-EP Steering Committee on the basis of CV and other evidence .
  • 17. The above programme structure is combined with a mandatory stay of the student at three different institutes as indicated in the table below:
    • The most important present-day fusion-oriented research items can be grouped as follows:
    • theory and modelling of fusion plasmas;
    • characterization and control of plasma turbulence;
    • (3) plasma-wall interaction;
    • (4) atomic physics (diagnostics);
    • (5) waves (antenna-plasma coupling, heating scenarios, current drive).
    • All these items are covered by the Consortium.
    Institute C Institute B Institute A Institute A Semester 4 Semester 3 Summer event Semester 2 Semester 1 Madrid, KTH , Stuttgart Nancy , Gent , Madrid Nancy, Gent , Madrid , KTH, Stuttgart T3: Instrumentation and radiation T2: Computational methods in physics Track 1: Plasma physics
  • 18. Erasmus Mundus Scholarship for students This is a scholarship for 4 semesters and consist of twenty monthly instalments of 1600 € and a yearly fee of 5000 € to cover expenses, like subscription fees, insurances and administration. Visiting Scientist Scholarship Scholarships are granted to highly qualified third-country to carry out teaching and research assignments and scholarly work in the institutions organising the European Master FUSION-EP. Three scholarships a year are available. The duration of the visit of the scholar is maximum 3 months. The fee for scholars is 4000 € per month (for a maximum of 3 months) plus an installation fee of 1000 €. Fees and living expense The subscription fee for students who obtained an Erasmus Mundus scholarship is 6000 € per year. This includes the selection cost, FUSION-EP joint Master fee and the institutional subscription fees. FUSION-EP students are expected to finance their accommodation, insurances, living cost and travel costs themselves.
  • 19.
    • Action 3 for European students and researchers.
    • Partnership between FUSION-EP and the following higher education institutions from a third country
    • UCLA (USA)
    • University of Wisconsin-Madison (USA)
    • St. Petersburg State Polytechnic University (Russia)
    • Moscow Engineering Physics Institute (Russia)
    • University of Science and Technology of China (plus Tsinghua University Bejing and University Chengdu)
    • Outgoing mobility allowances are available for European Erasmus Mundus students (700 € monthly) and scholars (4000 € monthly), both plus an installation allowance of 1000 € offering them
    • the opportunity to spend a short period of time at third-country partner universities. (max. 3 months)
  • 20. Websites of organising institutes Ghent : http://physics.ugent.be/appliedphysics/ Stockholm : http://www.kth.se/eng/education/ programmes/master_english/index.html Madrid : http://www.nuclear.es/ http://www.upm.es/ http://bacterio.uc3m.es/investigacion/ Nancy : http://www.uhp-nancy.fr/ [email_address] Stuttgart :http://www.ipf.uni-stuttgart.de/ Further information Prof. Dr. G. Van Oost Faculty of Engineering Department of Applied Physics Rozier 44 B - 9000 Ghent, Belgium Fax: +32 (0)9 264 4198 Email: [email_address] http://www.em-master-fusion.org/ External members of the Steering committee Dr. Jean Jacquinot (Jean.JACQUINOT@cea.fr ) CEA:http://www.cea.fr Dr. Günter Kneringer (guenter.kneringer@plansee.com ) Plansee, Austria: http://www.plansee-group.com/index_ENG_HTML.htm
  • 21. Summer event July 2009 – Pont-à-Mousson
  • 22. FUSENET A European Fusion Education Network
    • Four classes of actions:
    • Establish and run the FUSENET network
    • Learning opportunities
      • develop joint educational goals
      • Strengthen individual learning opportunities (fusion institutes, industry )
    • Jointly develop fusion education materials and hands-on experiments
    • Facilitate the mobility of PhD and Master students and teachers
    Financé par EURATOM (2 M€) pour 2009-2013
  • 23. List of Work Packages WP10 (UHP) Funding of organization and coordination of joint educational activities Development of Multimedia teaching materials WP9 (Prague) Identify existing Master level educational material and develop plan for top-quality master-level-text on fusion technology. Increasing the access to existing fusion-related experiments and infrastruc- ture for teaching purposes, and the development of new teaching hardware. WP11 (TU/e) Overall coordination of the project WP8 (UniG) WP7 (IPP-G) Development of educational goals at PhD and Master level WP6 (UniPD) FUSENET network WP1 (TUT/IHA) Establish and run theFUSENET network WP2 (ULB) Development of a portal FUSENET website WP3 (KFKI) fusion education activities, best practices of other fields, and possibly synergies with related fields Learning opportunities WP4 (UKEA) Development of individual learning opportunities in the fusion programme ((summer) internships, traineeships, visits, research subjects) for different target groups. WP5 (CEA) Development and coordination of international fusion courses such as summer courses and specialised courses. Teaching materials and hands-on experiments
  • 24. La recherche à l’IJL: projet fédérateur STeFI
    • (Sciences et techniques de la Fusion-ITER) concerne:
    • la modélisation cinétique des plasmas chauds, de l'interaction laser-plasma, de l'interaction onde-particule,
    • le développement des diagnostics, (réflectométrie,imagerie, sondes électrostatiques, méthodes avancées de traitement du signal,
    • l'étude théorique et expérimentale (machine Mirabelle), de la turbulence et du transport,
    • l'interaction plasma-paroi et
    • l'étude des matériaux soumis à des conditions extrêmes.
    • Ces thématiques impliquent la participation à des campagnes expérimentales nationales et internationales, en étroite collaboration avec diverses équipes du CEA et en particulier de l'IRFM de Cadarache, dans le cadre de la Fédération de recherche FCM et des projets EFDA.
  • 25. La recherche en Physique des plasmas à l’IJL
    • Physique des plasmas:
    • en particulier celle des ondes, des instabilités et de la turbulence,
    • avec des activités mariant approches théoriques, numériques et expérimentales.
    • - développement de méthodes originales pour la simulation numérique (codes Vlasov), et
    • - d'outils innovants de diagnostic et d'analyse (réflectométrie de position pour ITER, Imagerie par caméra ultra-rapide, …).
    • Ces compétences se développent aussi sur d'autres champs d'application :
    • - mathématiques appliquées,
    • - propulsion à plasma, etc..
    • Ceci permet aux chercheurs de l'IJL d'être au cœur des structures et réseaux qui fédèrent les activités de recherche et de formation dans le domaine des sciences de la fusion thermonucléaire aux plans national et international

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