Présentation de la société : CNRS

Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions

Sujet de thèse :
Cette thèse de doctorat porte sur le développement de sources lasers fibrées à large bande spectrale et à faible cohérence temporelle, destinées aux futures chaînes de fusion par confinement inertiel. Elle sera menée au Laboratoire pour l’Utilisation des Lasers Intenses (LULI, École polytechnique – CNRS, Palaiseau) , en collaboration avec le Centre Lasers Intenses et Applications (CELIA, Université de Bordeaux, Talence) .

En 2022, le National Ignition Facility (NIF) aux États-Unis a démontré pour la première fois un gain net d’énergie dans une expérience de fusion inertielle, marquant une avancée scientifique majeure. Depuis, de nombreux projets internationaux ont vu le jour afin de concevoir des réacteurs de production électrique bas-carbone reposant sur l'utilisation de lasers ultra-intenses. En France, le projet Taranis, sélectionné en mars 2024 dans le cadre du plan France 2030, s’inscrit dans cette dynamique. Porté par la startup GenF, spin-off de la société Thales, ce projet fédère un consortium national regroupant Thales, le CEA, le CNRS, le LULI et le CELIA.

Dans ce contexte, le LULI est responsable de plusieurs work packages, dont le développement de sources laser innovantes permettant de tester des concepts avancés de fusion inertielle, notamment en géométrie d’attaque directe (direct drive) . Contrairement aux approches traditionnelles fondées sur des sources à haute cohérence temporelle, cette thèse explore une voie alternative : l’utilisation de sources incohérentes à large bande spectrale, générées par des amplificateurs à semiconducteurs fibrés (SOA) . L’objectif est d’améliorer le couplage entre l’impulsion laser et la cible, tout en minimisant les effets indésirables tels que l’empreinte laser (laser imprinting) et les instabilités paramétriques comme la rétrodiffusion Brillouin et Raman.

Le projet vise le développement d’une source complète agile dotée d’un profilage arbitraire en amplitude, en spectre et en phase, afin de l’injecter dans des chaînes lasers existantes (LULI2000, Apollon) pour des études expérimentales sur la physique des plasmas. Le LULI possède une expertise reconnue dans le domaine du seeding arbitraire pour chaînes de puissance, et a récemment développé une technologie basée sur des amplificateurs optiques à semi-conducteurs (SOA) , capables de générer des impulsions incoherente nanoseconde profilables avec une bande spectrale 70 nm.

La thèse comportera une double composante expérimentale et théorique :

• Modélisation : étude théorique du comportement des amplificateurs SOA en régime cohérent et incohérent, avec modélisation des effets statistiques liés aux sources incohérentes (pics d’intensité aléatoires, couplages spatio-temporels) . Les outils de simulation reposeront sur des langages tels que Python ou MATLAB.
• Développement expérimental : mise en œuvre d’une source laser fibrée à large bande, à partir de diodes superluminescentes couplée

Conditions particulières d'exercice

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers) , en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Profil recherché

Contraintes et risques :
Des déplacements en France et à l'international sont à prévoir dans le cadre de missions.