M. Olivier SAUTER

École Polytechnique Fédérale de Lausanne

Rapporteur

M. Piero MARTIN

Université de Padoue

Rapporteur

M. Frédéric IMBEAUX

CEA

Examinateur

M. Hinrich LüTJENS

CNRS

Examinateur

M. Patrick MAGET

CEA

Encadrant CEA

M. Peter BEYER

Université d'Aix-Marseille

Directeur de these

Résumé :  

Dans les plasmas de tokamak peuvent se développer des instabilités MHD (Magneto-Hydro-Dynamique) 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 de schémas de contrôle ont été effectuées, et les différentes stratégies comparées, permettant de préciser pour chacune une gamme d’intérêt.