Importance de la structure magnétique fine dans un tokamak pour le transport anormal et les disruptions internes

par Roland Sabot

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Marc Antoine Dubois.


  • Résumé

    La compréhension de deux phénomènes dégradant le confinemnt des tokamaks, le transport anormal et les disruptions internes, représenterait une étape vers la réalisation de la fusion. Faisant l'hypothèse que la turbulence causant le transport anormal est à dominante magnétique, nous étudions l'équilibre thermique d'un plasma où apparaîssent des îlots magnétiques de largeur centimétrique. Ces perturbations rendent chaotiques les lignes de champs. Pour cette étude, nous utilisons une approche originale de type "système complexe" : la percolation dynamique. Cette approche permet d'intégrer dans un modèle unique des phénomènes aux échelles très différentes. L'évolution des îlots, donnée par la théorie des modes de déchirements, est couplée à l'évolution de la température par coefficient de diffusion. Celui-ci prend en compte les collisions et l'ergodisation des lignes de champs, il augmente fortement au voisinage d'un niveau de turbulence critique. La loi donnant le temps de confinement d'équilibre en fonction des paramètres globaux coïncide avec les lois expérimentales. La propagation des perturbations est très rapide et conforme aux résultats expérimentaux. Elle s'explique par l'augmentation importante de la diffusion au voisinage de niveau critique. Enfin, la variation infinitésimale d'un paramètre peut faire bifurquer l'évolution du système avec une stabilisation partielle de la turbulence au bord. Cette évolution évoque très fortement aux transitions des tokamaks. Les fluctuations de la lumière émise par un glaçon d'hydrogèen injecté dans le tokamak Tore-Supra fournissent une confirmation expérimentale à l'existence d'îlots magnétiques car elles s'expliquent par la traversée des îlots. A partir des ces stries, il est possible de mesurer le profil de courant et la largeur des îlots. Concernant les disruptions internes, nous montrons que la modification de la forme locale de la perturbation et la présence d'une zone de cisaillement nul abaissent le seuil de transition au chaos. Nous proposons un scénario pour expliquer l'évolution des disruptions internes.

  • Titre traduit

    Importance of small-scale magnetic structure in tokamaks for anomalous transport and internal disruptions


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Informations

  • Détails : 1 vol. (XI-150 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 149 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 57907
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