Etude des propriétés radiatives d'un plasma d'hélium hors équilibre : expériences et simulations avec le code SOPHIA

• Auteur / Autrice : Tony Lefevre
• Direction : Laurence Mouret, Alexandre Escarguel, Frank Rosmej
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energie, rayonnement et Plasma
• Date : Soutenance le 07/02/2012
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Physique et sciences de la matière (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Roland Stamm
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurence Mouret, Alexandre Escarguel, Frank Rosmej, Roland Stamm, Stéphane Mazouffre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Mazouffre, Pascale Monier Garbet
• DOI : 10.70675/cf6baa90z66aaz4fa5za915z9e0fdf5f2d60

Mots clés

Mots clés contrôlés

Soleil -- Champ magnétique

Modèles mathématiques

Plasmas cosmiques

Spectroscopie d'émission

Mots clés libres

Plasma

Hélium

Champ magnétique

Spectroscopie

Modèle collisionnel-radiatif

Électrons primaires

Section efficace

Diffusion

Plasma

Helium

Magnetic field

Spectroscopy

Collisionnal-radiative model

Primary electrons

Cross section

Diffusion

Résumé

L'étude expérimentale des propriétés radiatives de plasmas d'hélium hors équilibres peut être réalisée par spectroscopie d'émission, un diagnostic non intrusif qui ne perturbe pas le système. Dans cette thèse, ce diagnostic a été utilisé sur des plasmas créés dans des tubes à décharges et dans une machine linéaire magnétisée MISTRAL. Les données expérimentales ont été confrontées aux résultats théoriques issus du code de physique atomique SOPHIA (modèle collisionnel-radiatif). Les tubes à décharge se caractérisent par des températures électroniques de l'ordre de l'électron-Volt et des densités électroniques de l'ordre de 10 exposant 12 cm-3. La première partie des résultats de cette thèse a permis de montrer que, dans ces conditions, le modèle C.C.C. (Convergent Close Coupling) reproduit au mieux la dynamique atomique d'un tel système. Dans la machine MISTRAL, la deuxième partie des résultats de cette thèse met en évidence la signature spectroscopique (rapports d'intensités de raies et étutés de raies et études radiales), de la présence d'électrons énergétiques ionisants et de la diffusion des particules chargées à travers un champ magnétique.

The experimental study of the radiative properties of plasmas of helium out of equilibrium can be achieved by emission spectroscopy, a non-invasive diagnostic which does not affect the system. In this thesis, this diagnostic was used on plasmas created in discharge tubes and in the linear magnetized machine MISTRAL. The experimental data were compared with theoretical results coming from the atomic physics code SOPHIA (collisional-radiative model). The discharge tubes are characterized by electron temperatures of the order of the electron volt and electron densities in the range of 10 12 cm-3. The first part of the results of this thesis has shown that under these conditions, the CCC model (Convergent Close Coupling) reproduces in the best way the atomic dynamics of such a system. The second part of the results reveals the spectroscopic signatures (line intensities ratios and radial studies), in the machine MISTRAL, the presence of ionizing energetic electrons and the diffusion of charged particles through a magnetic field.