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Mention « Physique »

M2 Grands instruments et plasmas, lasers, accélérateurs, tokamaks (GI-PLATO)

PARTENAIRES DE LA FORMATION

Partenaires diplômants : Université Paris-Saclay (opérateurs : Faculté des sciences, Centrale-Supélec, Institut d'Optique Graduate School, École normale supérieure Paris-Saclay, INSTN), Institut Polytechnique de Paris (École Polytechnique, École nationale supérieur des techniques avancées)

OBJECTIFS

Dans les domaines de la fusion magnétique et de la fusion inertielle, la construction de très grandes installations sur son territoire (tokamak ITER et laser mégajoule-LMJ) donne naturellement à la France un rôle de référence mondiale. Pour réussir ce défi énergétique, il est nécessaire de comprendre et de reproduire les conditions extrêmes régnant dans les étoiles et donc de maîtriser les milieux ionisés, appelés plasmas, qui seront créés. Pour la physique des hautes énergies, et pour les communautés scientifiques utilisant du rayonnement X très pénétrant, des laboratoires de recherche modélisent la dynamique de faisceaux intenses et conçoivent, mettent en oeuvre des accélérateurs de particules et des anneaux de stockage dédiés à la production du rayonnement.

Faisant suite au M2 national "Sciences de la fusion", ce M2 vise à former des étudiants à la recherche sur le 4e état de la matière en couvrant les approches théoriques, de simulation et d'expérimentation des plasmas de fusion, des faisceaux de particules et des plasmas créés par laser intense. Ce M2 vise aussi à former des étudiants à l'ingénierie et à la gestion des projets associés, dans des systèmes complexes rencontrés auprès de trois grands types d'installations de recherche en physique : les accélérateurs, les lasers à très haute puissance ou énergie, les tokamaks. Certains de ces instruments se rencontrent sur le plateau de Saclay : le Synchrotron SOLEIL, le laser de puissance Apollon, les accélérateurs du CEA/Saclay, du CNRS/Orsay ; d'autres sur le territoire national, au travers de grandes installations nationales ou internationales qui s'appuient sur des collaborations avec des chercheurs du plateau de Saclay : accélérateur LHC du Cern, laser mégajoule (LMJ), tokamaks West et Iter.

Ce M2 s'adresse tant à des universitaires qu'à des élèves des grandes écoles d'ingénieurs. Les universitaires pourront achever leur formation en physique et acquérir de surcroît des compétences expérimentales et techniques. Symétriquement, les élèves ingénieurs intéressés par la recherche en physique pourront compléter leur formation d'ingénieur par un approfondissement en physique fondamentale et avoir ainsi une vision complète des plasmas et des grands équipements scientifiques associés.

SECTEURS D'ACTIVITÉ

Physique
Instrumentation
Énergie nucléaire

TYPES D'ACTIVITÉ

Recherche et développement
Enseignement supérieur
Bureau d'études-Conseil

INSERTION PROFESSIONNELLE

Environ deux tiers des étudiants poursuivent en thèse et un tiers s'oriente vers un emploi de type ingénieur, dans l'objectif d'être chef de projet au sein d'entreprises ou d'organismes de recherche partenaires.

Sur la base du M2 "Sciences de la fusion" (2006-2014), tous parcours confondus (physique et technologie), deux tiers des étudiants diplômés ont poursuivi en thèse, 30 % dans des laboratoires des Universités-CNRS, 25 % au CEA. Le tiers restant se répartit en activité d'ingénieur en entreprise, poursuite d'études complémentaires et professorat.

PRÉ-REQUIS DIPLÔME

M1 de physique ou ingénierie validé.
Deuxième année d’école d’ingénieur validée.

Motivation de l'étudiant pour la recherche en laboratoire, de type académique ou centre R&D en entreprise.

THÉMATIQUE

Physique
Énergie
Instrumentation

DESCRIPTION DE LA FORMATION

Le M2 proposé se découpe en 39 ECTS de cours/TD/TP et 21 ECTS de stage. L'enseignement commence avec un long tronc commun de 24 ECTS rassemblant des unités d'enseignement (UE) sur la physique associée : l'électromagnétisme et la relativité, les plasmas, les tokamaks, les accélérateurs, les lasers de puissance. S'y ajoutent des cours sur des thématiques technologiques et transversales : organisation des grandes installations, techniques numériques et simulations, technologies communes, mesure, signal, et auprès des grandes installations. Enfin, un ensemble conséquent de travaux pratiques est effectué dans les grandes installations du plateau de Saclay, en immersion pendant plus de 80 heures dans des équipes de recherche.

Comme dans le M2 "Sciences de la fusion" dont il reprend l'organisation, l'enseignement est organisé de mi-février à mi-mars, auprès de grands instruments de recherche :

  • orientation fusion magnétique, à Cadarache : enseignements mutualisés avec Aix-Marseille Université, École Centrale de Marseille, Université de Lorraine, auxquels se joignent des étudiants non-français suivant le cursus Erasmus Mundus Fusion-EP
  • orientation lasers et plasmas, à Bordeaux : enseignements mutualisés avec l’Université de Bordeaux ;
  • orientation accélérateurs, à Genève : enseignements mutualisés avec des universités de toute l'Europe dans le cadre de la Joint Universities Accelerator School (JUAS).

En sus de cet enseignement délocalisé, le M2 GI-PLATO organise en début d'année universitaire un voyage d'études, avec visites et conférences auprès de grande infrastructures de recherche du territoire. Le transport et l’hébergement des étudiants sont pris en charge par la Fédération Formation aux sciences de la fusion et des plasmas chauds au budget de laquelle contribuent les différents établissements partenaires.

LABORATOIRES CEA DE SOUTIEN

Saclay :

  • Institut rayonnement matière de Saclay (IRAMIS) : Laboratoire interactions, dynamique et lasers (LIDyl)
  • Institut de recherches sur les lois fondamentales de l’univers (IRFU) : Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme (DACM)

Bruyères-le-Châtel :

  • Département de physique théorique et appliquée (DPTA)
  • Département conception et réalisation des expérimentations (DCRE)

Cadarache :

  • Institut de recherche sur la fusion magnétique (IRFM)
PLATEFORMES EXPÉRIMENTALES

Tokamak West (Cadarache)
Accélérateur Jannus (Saclay)
Laser 100 TW (Saclay)
Diffractométrie matériaux (Saclay)
Laser (Palaiseau et Bordeaux)

SITE(S) D'ENSEIGNEMENT

Île-de-France (Orsay, Palaiseau, Saclay)

LANGUE D'ENSEIGNEMENT

Français ou anglais selon public. La présence d'étudiant de différents continents conduit généralement à un enseignement totalement en anglais.

VOIE D'ACCÈS

Formation initiale
Formation continue

DROITS D'INSCRIPTION

Formation initiale : déterminés par l'État (modalités d'inscription)
Formation continue : nous contacter

CONTACTS
Responsable, Pr INSTN :
  • M. Guy BONNAUD
    guy.bonnaud@cea.fr
    Tél. +33 1 69 08 81 40
Assistante pédagogique INSTN :
  • Mme Charlotte PETIT
    charlotte.petit@cea.fr
    Tél. +33 1 69 08 89 08

M2 Grands instruments et plasmas, lasers, accélérateurs, tokamaks (GI-PLATO)

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