Thèse Modélisation de l'Impact des Vibrations sur l'Anneau Accélérateur à Haute Énergie du Futur Collisionneur Circulaire H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Image, Cosmos et Simulation Laboratoire de recherche : Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme Direction de la thèse : Barbara DALENA ORCID 0000000268082810 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-30T23:59:59 Afin de répondre aux questions ouvertes concernant les constituants de l'univers actuel, l'une des propositions les plus prometteuses est le 'Future Circular Collider' (FCC), un collisionneur de 91 km de long prévu au CERN [1]. Le FCC représenterait l'approche la plus réalisable pour atteindre des niveaux d'énergie bien supérieurs à ceux du LHC dans les décennies à venir, offrant un accès direct à de nouvelles particules dont la masse peut atteindre plusieurs dizaines de TeV. La version électronique du FCC (FCC-ee) permettrait d'augmenter considérablement les taux de production pour les phénomènes dans la gamme de masse inférieure à 1 TeV, ce qui permettrait de mener des études physiques de haute précision. Le projet entre maintenant dans sa phase de rapport de conception technique préliminaire (TDR). Cette phase nécessite une évaluation approfondie de toutes les sources potentielles de dégradation des performances dans la conception de l'accélérateur. Les sources possibles de dégradation d'orbite et de l'émittance dans des accélérateurs aussi grands comprennent entre autres les vibrations provenant de deux sources principales :
- L'activité terrestre, telle que l'activité sismique qui génère une superposition d'ondes résultant de phénomènes physiques tels que les résonances des vallées et des océans.
- Le bruit culturel, résultant des activités humaines, telles que les systèmes de refroidissement ou de ventilation, également appelé bruit technique [2].
Le.a doctorant.e modélisera les effets des différentes sources de vibrations (notamment les mouvements du sol, le bruit technique et les structures de soutien) sur les éléments magnétiques de l'anneau accélérateur à haute énergie du futur accélérateur. Il.Elle analysera la réponse sismique de l'accélérateur à haute énergie du FCC et quantifiera l'impact des vibrations du faisceau, notamment en termes de déviation de l'orbite, d'augmentation de l'émittance du faisceau et de transport de polarisation, tout en tenant compte de la dynamique des supports.
De plus, le.a candidat.e étudiera la faisabilité de réaliser des tests et d'évaluer la méthodologie développée pour modéliser les vibrations en l'appliquant à des machines existantes telles que le superKEKB au Japon. Un test et une contribution importants au modèle proviendront de la maquette Arc Half-Cell, qui est un prototype du matériel mécanique le plus répété dans les cellules d'arc FCC-ee qui seront installées au CERN dans les prochaines années. Afin de répondre aux questions ouvertes concernant les constituants de l'univers actuel, l'une des propositions les plus prometteuses est le 'Future Circular Collider' (FCC), un collisionneur de 91 km de long prévu au CERN [1]. Le FCC représenterait l'approche la plus réalisable pour atteindre des niveaux d'énergie bien supérieurs à ceux du LHC dans les décennies à venir, offrant un accès direct à de nouvelles particules dont la masse peut atteindre plusieurs dizaines de TeV. La version électronique du FCC (FCC-ee) permettrait d'augmenter considérablement les taux de production pour les phénomènes dans la gamme de masse inférieure à 1 TeV, ce qui permettrait de mener des études physiques de haute précision. Le projet entre maintenant dans sa phase de rapport de conception technique préliminaire (TDR). Cette phase nécessite une évaluation approfondie de toutes les sources potentielles de dégradation des performances dans la conception de l'accélérateur. L'étude établira les tolérances pour les niveaux de vibration autorisés pour les futurs accélérateurs et fournira une méthodologie pouvant être intégrée au processus de conception itératif afin de minimiser les effets. Cette approche portera à la fois sur le transport des faisceaux et la conception des supports mécaniques.

Le.a candidat.e idéal doit être titulaire d'un diplôme d'ingénieur ou d'un master (ou équivalent) en physique. Nous attendons du.de la candidat.e qu'il possède de bonnes connaissances en dynamique des structures et en calculs numériques et analytiques. Le.a candidat.e doit être rigoureux et posséder de solides compétences en communication, tant pour présenter des résultats lors de conférences internationales que pour rédiger des rapports clairs et efficaces. La maîtrise de l'anglais (écrit et parlé) est essentielle, tout comme la capacité à documenter les progrès de la recherche de manière structurée et efficace.