Modélisation numérique de la reconnexion magnétique dans les plasmas à haute densité d'énergie induit par laser

Numerical modeling of magnetic reconnection in laser-induced high energy density plasmas

• Auteur / Autrice : Andrey Sladkov
• Direction : Roch Smets, Artem Korzhimanov
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des plasmas
• Date : Soutenance le 27/09/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université en cotutelle avec Institute of applied physics of the Russian academy of sciences (Nijni Novgorod, Russie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique des plasmas (Palaiseau, Essonne ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Caterina Riconda
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mikhail V. Starodubtsev
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valery Yu Bychenkov, Emmanuel d' Humières

Mots clés

Mots clés contrôlés

Différences finies

Plasmas produits par laser

Interactions laser-plasma

Modèles mathématiques

Reconnexion magnétique

Mots clés libres

Simulation numérique

Plasmas

Laser

Reconnexion magnétique

Astrophysique de laboratoire

Schéma aux différences finies

Numerical simulations

Plasmas

Laser

Magnetic reconnection

Laboratory astrophysics

Finite difference scheme

Résumé

Cette thèse est une étude numérique de la reconnexion magnétique dans les plasmas sans collision à l’aide d’un code cinétique. On peut étudier le processus de reconnexion magnétique lors d'expérience pour lesquels le plasma est créé par interaction d’un laser de puissance sur une cible solide. Durant cette thèse, nous avons inclus dans le code HECKLE les éléments permettant de rendre ces simulations plus réalistes pour les conditions lasers: les effets du tenseur complet des électrons ainsi que l’expansion super-Alfvénique du plasma. Nous avons ainsi mis en évidence le rôle du tenseur de pression pour réduire l’efficacité de la reconnexion, ainsi que les effets de température du plasma la rendant plus impulsionnelle

This thesis is a numerical study of the magnetic reconnection in collisionless plasmas using a kinetic code. We can study the magnetic reconnection process during experiments for which the plasma is created by interaction of a power laser on a solid target. During this thesis, we included in the HECKLE code the elements allowing to make these simulations more realistic for the laser conditions: the effects of the electron six-component pressure tensor as well as the super-Alfvénic expansion of the plasma. We have thus highlighted the role of the pressure tensor to reduce the efficiency of the reconnection, as well as the plasma temperature effects making it more impulsive.