Thèse soutenue

Modélisation globale du contrôle des îlots magnétiques dans les tokamaks

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Auteur / Autrice : Olivier Février
Direction : Peter Beyer
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Energie, Rayonnement, Plasma
Date : Soutenance le 17/11/2016
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, Saint-Paul-lez-Durance)
Jury : Président / Présidente : Frédéric Imbeaux
Examinateurs / Examinatrices : Hinrich Lütjens, Patrick Maget
Rapporteurs / Rapporteuses : Piero Martin, Olivier Sauter

Mots clés

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Résumé

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Dans les plasmas de tokamak peuvent se développer des instabilités MHD (Magneto-Hydro-Dynamiques) se manifestant sous la forme d’îlots magnétiques qui réduisent le confinement. Ces îlots peuvent être contrôlés par la génération localisée de courant dans le plasma. Dans cette thèse, nous nous intéressons à la modélisation des îlots magnétiques et de leur contrôle en utilisant une description fluide (MHD) du plasma, à l’aide du code XTOR. Nous détaillons l'inclusion d'une source de courant au sein du modèle MHD, ce qui nécessite l'ajout d'une équation supplémentaire pour modéliser la propagation de la densité de courant le long des lignes de champ magnétique. Cette implémentation est ensuite vérifiée sur la base de modèles analytiques, nous permettant de retrouver l'influence de paramètres tels que la largeur du dépôt ou son désalignement. Nous avons mis en évidence des effets non-décrits par les modèles asymptotiques, liés à la nature de la localisation spatiale de la source de courant. Nous nous sommes ensuite intéressés aux stratégies de contrôle envisageable pour la suppression des îlots. Nous avons ajouté au sein du code XTOR un système de contrôle qui ajuste le dépôt de courant selon les stratégies choisies. Des simulations MHD non-linéaires des différents schémas de contrôle ont été effectuées, et les différentes stratégies comparées, permettant de préciser pour chacune une gamme d’intérêt.