Neural network based methods for stellarators equilibrium Optimization in nuclear fusion
Type de contrat : Convention de stage
Niveau de diplôme exigé : Bac + 5 ou équivalent
Fonction : Stagiaire de la recherche
Mission confiée
The internship focuses on the numerical construction of magnetic equilibria in stellarators, devices where the three-dimensional geometry of the coils directly imposes the helical structure of the magnetic field. Computing an equilibrium means determining the closed magnetic surfaces and the associated physical quantities—such as the rotational transform, pressure profile, and geometric characteristics of the flux surfaces—that satisfy the stationary MHD equilibrium equations. These equilibria are essential for understanding confinement properties, stability, and the geometric optimization of stellarators.
The goal of the project is to build a parametrized model capable of generating entire families of 3D stellarator equilibria as shape or physics parameters vary. To represent the highly twisted, quasi-periodic geometry of stellarator flux surfaces, we aim to learn an adapted coordinate transformation, combining a Fourier representation (naturally suited to toroidal–poloidal periodicity) with an invertible neural network (able to model fine, smooth, and bijective deformations). This hybrid Fourier + invertible-network parameterization matches the intrinsic structure of stellarators, balancing analytic structure with the flexibility of learned transformations.
Training will rely on natural gradient optimization, which is more appropriate than standard gradient descent when optimizing geometric objects or nonlinear coordinate mappings. Ultimately, the project aims to produce a tool capable of rapidly generating parameterized families of stellarator equilibria, thereby enabling fast exploration, optimization, and analysis of complex configurations beyond what traditional equilibrium solvers can easily provide.
Principales activités
- Formulate the optimization problem for stellarators equilibrium
- propose diferent architectures of neural network approximation space (invertible or not)
- formulate the training with Natural Gradient solver
- Implement in the torch Library Scimba the problem
- Validate on reference test cases
- Go to parametric problems in large dimension
Compétences
-
Skills needed:
• Scientific computing for PDEs
• Optimization
• strong ability in Python programming
• (Optional) PyTorch or JAX
• (Optional) Basic electromagnetics or fluid mechanics
Avantages
- Subsidized meals
- Partial reimbursement of public transport costs
- Leave: 7 weeks of annual leave + 10 extra days off due to RTT (statutory reduction in working hours) + possibility of exceptional leave (sick children, moving home, etc.)
- Possibility of teleworking (after 6 months of employment) and flexible organization of working hours
- Professional equipment available (videoconferencing, loan of computer equipment, etc.)
- Social, cultural and sports events and activities
- Access to vocational training
- Social security coverage
Rémunération
€4.35/hour
Informations générales
- Thème/Domaine :
Sciences de la planète, de l'environnement et de l'énergie
Calcul Scientifique (BAP E) - Ville : Villers lès Nancy
- Centre Inria : Centre Inria de l'Université de Lorraine
- Date de prise de fonction souhaitée : 2026-02-16
- Durée de contrat : 6 mois
- Date limite pour postuler : 2026-01-05
Attention: Les candidatures doivent être déposées en ligne sur le site Inria. Le traitement des candidatures adressées par d'autres canaux n'est pas garanti.
Consignes pour postuler
Sécurité défense :
Ce poste est susceptible d’être affecté dans une zone à régime restrictif (ZRR), telle que définie dans le décret n°2011-1425 relatif à la protection du potentiel scientifique et technique de la nation (PPST). L’autorisation d’accès à une zone est délivrée par le chef d’établissement, après avis ministériel favorable, tel que défini dans l’arrêté du 03 juillet 2012, relatif à la PPST. Un avis ministériel défavorable pour un poste affecté dans une ZRR aurait pour conséquence l’annulation du recrutement.
Politique de recrutement :
Dans le cadre de sa politique diversité, tous les postes Inria sont accessibles aux personnes en situation de handicap.
Contacts
- Équipe Inria : MACARON
-
Recruteur :
Franck Emmanuel / emmanuel.franck@inria.fr
A propos d'Inria
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