• English  | 
  • WEST  | 

Traitement d'image et suivi de trajectoire

Les plasmas de Tokamaks sont le siège de nombreux phénomènes physiques ayant pour origine le comportement du plasma lui-même ou son intéraction avec son environnement et en particulier les parois de la chambre à vide qui le confinent. A ce titre, toutes les expériences (i.e. les sessions pendant lesquelles un plasma est produit) sont scrutées et surveillées par un ensemble de systèmes de mesure. Parmi ceux-ci, des caméras permettent d'observer le plasma via la lumière visible qu'il émet. Il arrive fréquemment que des particules de poussières, produites par l'interaction plasma-paroi, traversent la chambre et donc le plasma lui-même, émettant à cette occasion une lumière ponctuelle, dont la trajectoire peut être surveillée via lesdites caméras. Une automatisation de ce processus de détection-suivi de trajectoires et une investigation des possibilités de reconstruction des trajectoires en 3D dans la chambre sont des axes de recherche qui intéressent la communauté fusion pour mieux comprendre tout à la fois les causes qui donnent naissance à ces poussières et leurs effets sur le plasma. Des efforts ont déjà été développés en ce sens et ce stage consistera a les poursuivre, développant de nouveaux outils en se basant sur le travail déjà accompli et sur l'état de l'art de la recherche en ce domaine. Le début de ce stage consistera donc à prendre en main les méthodes et routines (Matlab) déjà développées, à bien les comprendre pour en proposer des développements plus avancées (rapidité d'exécution, élmination des faux positifs, ...), puis étudier la possibilité de reconstruire , à partir des trajectoires 2D (sur les images des caméras), des trajectoire 3D (dans la chambre) avec et sans vue binoculaire. On utilisera pour ce faire des modéles 3D simplifiés des caméras et on envisagera la pertinence d'hypothèses sur l'émissivité des particules de poussières (ex: émissivité constante, corps noir...) et sur la nature de la trajectoire (ex: sa régularité). On cherchera ainsi, à défaut de pouvoir reconstruire la trajectoire avec précision, à restreindre autant que possible son domaine d'existence pour en déduire une estimation des distributions de vitesse compatibles avec les mesures.

Un stage d'une durée minimale de 4 mois et d'une durée maximale de 6 mois, avec un stagiaire de niveau M2 familier du calcul scientifique numérique, du langage Python et à l'aise avec les modélisations 3D et intéressé par la physique des plasmas permettrait de poursuivre l'effort déjà entrepris par A. Autricque dans le cadre de sa thèse. Selon les résultats obtenus et le déroulement du stage, plusieurs thématiques pourraient être développées à sa suite, sous la forme d'un second stage et/ou, in fine, d'une thèse de doctorat. Le sujet peut en effet être élargi à la thématique des faisceaux d'électrons runaways susceptibles de produire des poussières par impact sur les éléments faisant face au plasma. Une étude systématiques des données WEST disponibles viserait alors à mieux comprendre une des sources de pollution des plasmas. Les thèmes de l'amélioration des inversions à partir des caméras visibles et de la modélisation physique des trajectoires des poussières au sein du plasma sont également des pistes d'intérêt. Un injecteur de poussières calibrées pourrait également être installé sur WEST à moyen terme. Les caméras visibles fournissent une quantité d'information significative que ce travail viserait à exploiter à son maximum.

Mise à jour : 29/11/2018
Retour en haut