Impact d'une perturbation magnétique 3D non axisymétrique sur le transport et la turbulence dans le plasma de bord des tokamaks
Auteur / Autrice : | Benjamin Luce |
Direction : | Eric Serre, Patrick Tamain |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences pour l'ingénieur. Fusion magnétique |
Date : | Soutenance le 15/12/2020 |
Etablissement(s) : | Aix-Marseille |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de Mécanique, Modélisation et Procédés Propres (M2P2) (Marseille, Aix-en-Provence) - Institut de Recherche sur la Fusion par confinement Magnétique (CEA Cadarache, Saint-Paul-lez-Durance) |
Jury : | Président / Présidente : Peter Beyer |
Examinateurs / Examinatrices : Laure Vermare | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Alexander Kendl, Hinrich Lütjens |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
L’évacuation des flux de chaleur et l’augmentation du temps de confinement sont les deux principaux défis pour les tokamaks. Ils sont directement en lien avec le transport perpendiculaire vers le mur. Le mode H réduit le transport perpendiculaire mais crée des relaxations, les ELMs, responsables d’un afflux de chaleur excessif sur les murs. Pour contrôler les ELMs, des perturbations magnétiques 3D (MPs) ont été ajoutées. Certains impacts des MPs ont été étudiés mais peu de données existent sur la turbulence. Dans cette thèse, nous modélisons le plasma de bord, avec un code fluide 3D électrostatique turbulent, TOKAM3X et un à champs moyens, SOLEDGE3X-HDG.Avec TOKAM3X, nous observons l’impact de MPs sur la turbulence de bord. Nous commençons par des simulations isothermes électrostatiques avec une MP mode simple dans une géométrie circulaire limiteur. Des observations expérimentales ont été reproduites. Les MPs impactent modérément la turbulence. Nous passons sur des simulations non isothermes et montrons l’importance du découplage entre particule et énergie. Des tendances expérimentales sont retrouvées. L’impact sur la turbulence est à nouveau modéré. Une analyse des conséquences de ces observations sur les simulations à champs moyens est proposée par à une comparaison directe. Des différences significatives sont observées par rapport aux simulations turbulentes. Enfin, les premiers résultats sur des simulations à champs moyens TOKAM3X avec des MPs plus réalistes sont présentés. Une extension de ce travail a été implémentée sur SOLEDGE3X-HDG pour explorer des géométries et MPs plus complexes (ripple en géométrie WEST)