Etude cinetique, a l'aide d'un code fokker-planck, de la conduction thermique electronique dans les plasmas crees par laser

par CYRIL BOUVET

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Claude Gauthier.

Soutenue en 1999

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Dans la plupart des codes de simulation d'interaction laser-matiere, on est oblige de limiter la valeur du flux de chaleur afin de restituer au mieux les resultats experimentaux. Differentes etudes ont montre qu'en presence de gradients de temperature importants, il fallait une approche cinetique pour decrire plus justement le transport du flux de chaleur. C'est un nouveau code cinetique fokker-planck simplifie ffpp (fast fokker-planck program) qui vient d'etre realise et qui permet de traiter correctement le transport electronique. Cette approche, ou les electrons sont decrits a l'aide de leur fonction de distribution, permet modeliser le transport des electrons lorsque les fonctions de distribution de ces electrons sont non-maxwelliennes. Nous avons utilise un schema numerique qui permet de conserver le nombre de particules ainsi que l'energie. Cela nous permet notamment d'utiliser le code avec un nombre restreint de points en vitesses. La rapidite de ce programme permettra de l'implementer en ligne dans un code hydrodynamique. Apres avoir valide notre code en le comparant au modele de spitzer, nous avons realise differentes simulations. En regime nanoseconde, la limitation harmonique du flux avec f=0. 1 ainsi que le flux delocalise redonnent bien le resultat cinetique. Avec une impulsion picoseconde, lorsque les gradients de temperature deviennent importants, c'est la limitation harmonique du flux (f=0. 03) qui permet d'approcher le mieux le resultat du code ffpp. Enfin, nous avons montre en modelisant une experience realisee au laboratoire d'optique appliquee, qu'en regime subpicoseconde, aucune des options de limitation de flux ne permettaient de reproduire le cas cinetique. On voit en effet avec notre code, que le front d'onde thermique penetre plus lentement dans la matiere. En outre, on observe la presence d'electrons suprathermiques en aval de ce front d'onde, avant meme que la chaleur n'ait eu le temps d'y parvenir.


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Informations

  • Détails : 254 p.
  • Annexes : 148 ref.

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  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-014233
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