Etude expérimentale des aspects topologiques du divertor ergodique de Tore Supra

Experimental study of the topological characteristics of the Tore Supra ergodic divertor

• Auteur / Autrice : Laurent Costanzo
• Direction : Roland Stamm
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Rayonnement et plasmas
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Provence. Section sciences

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gaines de plasma

Tokamaks

Fusion nucléaire

Mots clés libres

Divertor ergodique

Tore Supra

Flux thermiques

Résumé

La maîtrise du dépôt de puissance sur la paroi des tokamaks est essentielle pour la réalisation des futures machines de fusion thermonucléaire. L'interaction plasma-paroi peut être gérée par la présence de limiteurs ou de divertors. Le divertor ergodique installé dans Tore Supra est un exemple atypique des divertors magnétiques. Il consiste à appliquer une perturbation magnétique résonnante qui établit une topologie particulière du plasma en contact avec la paroi (plasma de bord). Nous avons réalisé des expériences permettant d'étudier les flux thermiques qui tombent sur les neutraliseurs du divertor ergodique. Cette analyse quantitative et qualitative des flux thermiques en fonction des conditions expérimentales a permis de déterminer les profils de dépôt de puissance le long des neutraliseurs. L'influence de la densité électronique du plasma, du chauffage additionnel, des impuretés et du gaz utilisé a été mise en évidence. Une étude expérimentale du facteur de transmission de la chaleur γ dans la gaine a égé réalisée avec la mise en cohérence des mesures effectuées par les sondes de Langmuir et la thermographie infrarouge. Il ressort de cette étude que pour les décharges en ohmique en deutérium et la plupart du temps en hélium, on a confirmé expérimentalement que γ=7 conformément à la théorie. Par ailleurs, un accroissement de ce facteur avec la puissance additionnelle a été montré. Le ''plasma détaché'', qui est un régime permettant de réduire le dépôt de puissance sur les parois, nécessite un contrôle en temps réel optimisé. Une nouvelle voie de caractérisation du détachement a donc été développée. Elle est basée sur la variation du flux parallèle thermique dérivée des signaux infrarouges. Une cartographie du détachement avec la détermination d'un Degré de Détachement ''infrarouge'' 2D a été réalisée permettant de localiser la zone où le détachement débute. Ce concept est applicable à tous les types de machine indépendamment de la configuration. Une comparaison divertor ergodique/divertor axisymétrique est également présentée notamment en ce qui concerne le dépôt de puissance dans les deux configurations. On montre que le faible niveau de flux thermiques avec le divertor ergodique en fait une solution alternative à ne pas négliger.