AVIS DE SOUTENANCE

Monsieur Charly TALATIZI

Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés :

« Vers une mesure thermique maîtrisée pour la protection

des composants face au plasma métalliques d’un Tokamak :

Expérimentation et Modélisation Photonique»

Soutenance prévue le Mercredi 21 Juillet 2021 à 10h00

Lieu : IUSTI, Amphi Fermi, Marseille

et par Zoom (lien ci-dessous)

Composition du jury proposé :

Résumé :

Dans le cadre des développements des machines de fusion thermonucléaire dont le projet ITER est le fer de lance, la thermographie infrarouge est un des éléments clés pour opérer en toute sécurité et mieux comprendre les phénomènes physiques d’interactions plasma-paroi. Néanmoins l’interprétation de la mesure infrarouge dans les machines actuelles est difficile, notamment avec l’utilisation de matériaux métalliques à l’intérieur de la chambre à vide caractérisés par des propriétés thermo-radiatives très différentes du carbone majoritairement utilisé jusqu’ici. En effet, les matériaux métalliques présentent une émissivité plus faible et leurs variations, due notamment aux interactions plasma-paroi, sont plus notables spatialement. Par ailleurs, la luminance collectée par les pixels du détecteur de la caméra est polluée par un flux réfléchi provenant des multiples réflexions causées par cet environnement entièrement radiatif et réflectif. Ces deux phénomènes conjugués (émissivité variable et multiples réflexions) peuvent entraîner de fortes erreurs dans le calcul des températures de surface à partir des images de luminance fournies par la caméra. Cette thèse présente une approche numérique capable de résoudre la température de surface dans un environnement tout métallique et radiatif. Dans ce cadre, deux types modèles numériques ont été utilisés et développés pour générer une image simulée de la caméra en modélisant la scène thermique observée et les phénomènes d’interaction photon-paroi : 1) le premier est un code Monte-Carlo lancer de rayons prenant en compte des géométries et des modèles de réflectivité complexes 2) le second est un modèle basé sur l’équation aux radiosités qui ne s’applique qu’à des matériaux diffus. La difficulté du premier réside dans le coût de calcul d’une image qui est important. La complexité du second réside dans le calcul des facteurs de forme qui a conduit à utiliser une géométrie simplifiée de la machine mais qui a pu en partie être résolue grâce à l’utilisation d’une méthode hiérarchique capable d’optimiser la finesse des maillages en fonction de leur importance et de gérer les phénomènes d’obstructions entre deux composants. Ce modèle reste plus limité dans ses applications à cause de l’hypothèse de caractère diffus. Toutefois, ces deux types de modèle ont permis d’aider à l’interprétation des images infrarouges. Une méthode inverse itérative développée à partir du modèle basé sur l’équation aux radiosités et un algorithme de moindre carrés permet ainsi d’effectuer une comparaison entre une image synthétique et une image modélisée et de retrouver les paramètres (émissivités ou températures) à l’origine de la scène observée. Cette méthode a été appliquée sur un prototype numérique représentant la géométrie d’un Tokamak et a prouvé sa faisabilité en retrouvant les champs complexes d’émissivités ou de températures extraits d’images expérimentales.