Instabilités et transition vers la turbulence faible spatio-temporelle dans une expérience de plasma

par Alex Madon

Thèse de doctorat en Rayonnement et plasmas

Sous la direction de R. LIMA.

Soutenue en 1996

à Aix-Marseille 1 .


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  • Résumé

    Le probleme aborde dans ce travail est de fournir des modeles pour la route vers la turbulence observee dans un systeme experimental. Le systeme considere est un plasma de decharge confine magnetiquement. Un diagnostic spatio-temporel est assure par une couronne de 64 sondes de langmuir. Lorsqu'un des parametres de controle de l'experience (une tension) augmente, on observe differents regimes, du plasma stable a l'etat de turbulence faible spatio-temporelle. Une methode d'analyse des donnees est proposee. Elle s'appuie sur la decomposition bi-orthogonale et consiste a identifier dans les signaux des ondes modulees. La description du comportement du systeme en termes d'ondes modulees permet de detecter des bifurcations qui n'avaient pas ete observees par les methodes classiques. Un modele pour le phenomene de doublement de vitesse observe dans les signaux experimentaux est propose. Il est base sur des modulations purement spatiales. Un deuxieme modele est propose afin de decrire la route complete vers la turbulence. Plus precisement, nous donnons un systeme dynamique qui decrit l'evolution temporelle des amplitudes des ondes modulees et qui peut etre considere comme une forme normale pour la sequence de bifurcations observees: 1) apparition d'une onde modulee 2) un etat quasi-periodique a quatre ondes modulees 3) un etat d'accrochage de frequence a quatre ondes modulees 4) l'etat turbulent. Ce modele, construit de maniere heuristique, est ensuite justifie par des calculs analytiques et par des simulations numeriques. Enfin, en annexe, le modele est relie aux equations fluides des plasmas

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