Transport des poussières dans les tokamaks
Auteur / Autrice : | Adrien Autricque |
Direction : | Jean-Marc Layet, Christian Grisolia |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Energie, Rayonnement, Plasma |
Date : | Soutenance le 18/10/2018 |
Etablissement(s) : | Aix-Marseille |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut de Recherche sur la Fusion par confinement Magnétique (CEA Cadarache) |
Jury : | Président / Présidente : Cécile Arnas |
Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Fedorczak, Sergey Khrapak, François Gensdarmes | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Belmonte, Khaled Hassouni |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Les nombreux avantages que présenteraient la fusion thermonucléaire, en particulier la configuration tokamak, en font un candidat idéal en vue de la transition énergétique. Cependant, un certain nombre de difficultés technologiques et physiques restent à résoudre avant que l'étape d'une centrale électrique à fusion puisse voir le jour. La production de poussières est l'une des principales difficultés rencontrées dans les tokamaks. Ces petites particules composées de matériaux présents dans les parois de la machine sont créées par l'érosion de ces parois par le plasma dans lequel les réactions de fusion doivent avoir lieu. Les poussières peuvent être transportées dans le plasma et y libérer de grandes quantités d'impuretés, ce qui a pour conséquence de baisser les performances de la machine (en augmentant les pertes radiatives et en créant des instabilités), et qui peut mettre en danger les composants face au plasma. Dans le but de comprendre le transport de ces poussières, des expériences d'injection sont réalisées sur le tokamak coréen \KSTAR. Les trajectoires des poussières dans le plasma sont observées par des caméras rapides et sont extraites des films à l'aide de routines de traitement d'images. Un code numérique implémentant les derniers modèles d'interactions plasma-poussières est développé, et des comparaisons avec les données expérimentales sont faites, confirmant la tendance générale de ces modèles à la sous-estimation de la longueur des trajectoires des poussières. Des pistes d'amélioration sont présentées. Concernant les sources et puits de poussières, l'accent est porté sur l'adhésion et remise en suspension de particules sur les parois de la machine.