Etude de la dynamique des barrières de transport spontanées et forcées dans le plasma de bord des tokamaks
Auteur / Autrice : | Nicolas Nace |
Direction : | Guido Ciraolo, Patrick Tamain |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique et physique des fluides |
Date : | Soutenance le 09/03/2018 |
Etablissement(s) : | Aix-Marseille |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille ; 2000-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut de Recherche sur la Fusion par confinement Magnétique (CEA Cadarache) |
Jury : | Président / Présidente : Peter Beyer |
Examinateurs / Examinatrices : Fulvio Militello, Laure Vermare, Eric Serre, Michael Komm | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Ghizzo, Jens Juul Rasmussen |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Les réacteurs à fusion thermonucléaire sont une des solutions à moyen - long terme pour transiter vers un monde dominé par des énergies décarbonées. Les réactions de fusion requièrent des températures si extrêmes que le plasma d'isotopes d'hydrogène doit être confiné magnétiquement dans une forme torique. Le maintien d'un tel niveau élevé de confinement des particules et de l'énergie reste un problème clé. Les réacteurs devraient opérer dans un régime de confinement avancé, le mode H, dans lequel le transport turbulent est réduit par la présence d'une barrière de transport dans le plasma de bord. Ce régime est observé dans toutes les machines actuelles mais demeure en partie incompris. Dans cette thèse, plusieurs mécanismes impliqués dans la transition vers le mode H sont étudiés. Pour cela, plusieurs outils de simulation numériques sont utilisés avec une complexité croissante. Des mécanismes de base, supposés jouer un rôle dans le développement des barrières de transport et impacter la turbulence, sont détaillés et analysés avec des modèles simples. En allant vers des modèles plus complexes, la pertinence de cette physique pour le mode H est discutée au regard des observations expérimentales. La géométrie magnétique et notamment le cisaillement magnétique sont en particulier désignés comme étant des acteurs clés.