Transport de particules induit par les dents de scie dans les plasmas de tokamak

Soutenance prévue le lundi 09 décembre 2013 à 14h00

  CEA CADARACHE 13108 St-Paul-Lèz-Durance salle Salle René Gravier

Composition du jury proposé

M. Howard WILSON       University of York                                                Rapporteur

M. Olivier SAUTER         Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL)   Rapporteur

M. Jean-Marcel RAX       Ecole Polytechnique                                             Examinateur

M. Hinrich LUTJENS        Ecole Polytechnique                                             Examinateur

M. Xavier GARBET         CEA Cadarache                                                   Examinateur

M. Roland SABOT          CEA Cadarache                                                   Examinateur

M. Peter BEYER             Université Aix-Marseille                                        Examinateur

Mots-clés :tokamak,plasma,instabilité MHD,reconnexion

magnétique,tomographie,

Résumé :

Le transport radial des particules dans les tokamaks constitue une des questions les plus cruciales pour la communauté de la fusion par confinement magnétique. En effet, d'une part la puissance de fusion est proportionnelle au carré de la pression, d'autre part l'accumulation d'impuretés lourdes dans le coeur du plasma conduit à d'importantes pertes par rayonnement qui peuvent finir par causer un effondrement radiatif du plasma. Les dents de scie et la redistribution périodique de la température et de la densité de coeur qui lui est associée peuvent affecter significativement le transport radial des électrons et des impuretés. Dans cette thèse, nous présentons des simulations numériques de dents de scie utilisant un code tridimensionnel non linéaire de magnétohydrodynamique appelé XTOR-2F, afin d'étudier le transport de particules pendant les dents de scie. Nous montrons que le code est capable de reproduire les structures fines de densité observées après le crash de la dent de scie avec le diagnostic de réflectométrie à balayage rapide sur les tokamaks Tore Supra et JET. La présence de ces structures implique la possibilité que le crash de dent de scie ne soit pas aussi efficace que prévu pour évacuer les impuretés du coeur du plasma.

Cependant, en appliquant le code aux impuretés, nous montrons que finalement le taux de redistribution est quantitativement similaire à ce qui est prévu par le modèle de Kadomtsev, un résultat inattendu a priori.

Nous concluons que la dent de scie est efficace pour évacuer les impuretés du coeur du plasma.