Etude théorique et expérimentale de la génération d’harmoniques micro-ondes dans un magnétoplasma : application à la détection de la turbulence

par Abdelilah Ajendouz

Thèse de doctorat en Rayonnement et plasmas

Sous la direction de Thiéry Pierre et de Mohamed Boussouis.

Soutenue en 2008

à Aix-Marseille 1 en cotutelle avec l'Université Abdelmalek Essaâdi (Maroc, Tétouan) , en partenariat avec Université de Provence. Section sciences (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les techniques des hautes fréquences, comme par exemple la réflectométrie micro-ondes, sont largement utilisées comme diagnostics des plasmas de fusion. Dans notre étude, nous développons une nouvelle technique basée sur la génération par effet non linéaire d’une onde harmonique dans un magnétoplasma inhomogène toroïdal. Ce diagnostic repose sur la génération du premier harmonique d'une onde de sondage polarisée selon le mode extraordinaire. Dans la zone de résonance hybride supérieure, l'onde de sondage entre en interaction résonante avec les particules du plasma, ce qui conduit à l'excitation du premier harmonique de l'onde injectée. Nous montrons théoriquement et expérimentalement que le niveau d'excitation est élevé dans la zone de résonance et qu’il diminue rapidement en s’éloignant de cette couche. Les résultats démontrent que le premier harmonique peut se propager à travers le plasma sans rencontrer de coupure. La nouvelle onde électromagnétique est également propagative à l'extérieur du plasma. La génération d’harmonique est utilisée dans notre travail comme une méthode de diagnostic lorsque la couche hybride supérieure est turbulente. Nous montrons que le spectre autour de la fréquence de sondage présente deux fréquences satellites excitées par l'interaction entre les ondes électromagnétiques de basse fréquence et les ondes électrostatiques instables. La détection de ce satellite constitue de facto un nouveau diagnostic à distance des fluctuations électrostatiques des magnétoplasmas. La détection de la turbulence dépend de la fréquence de l'onde injectée et nous montrons que son niveau est le plus élevé lorsque la fréquence de sondage est proche de la fréquence de résonance hybride supérieure à l'intérieur de la couche turbulente.

  • Titre traduit

    Experimental and theoretical study of the harmonic generation of the microwave in a magneto plasma : Application to the turbulence detection


  • Résumé

    The microwave techniques, e. G. Reflectometry, have been extensively used as diagnostic of the fusion plasmas. In our study, we develop a new technique based on the transmitted signal - in contrast to reflectometry - in an inhomogeneous magnetized toroidal plasma. This diagnostic is based of the generation of the second harmonic of an extraordinary probing wave. Inside the upper hybrid resonance layer, the wave exhibits a resonant interaction with the plasma particles and this leads to the excitation of the second harmonic of the injected wave. It is shown theoretically and experimentally that the excitation level is high at the UHR and decreases rapidly away the UHR layer. The results demonstrate that the second harmonic can propagate through the plasma without cut-off. The new electromagnetic wave is capable to propagate outside the plasma. The second harmonic generation is used in this work as a wave diagnostics when the UHR layer is turbulent. It is shown that the frequency spectrum around the frequency probing exhibits two satellite frequencies excited by the interaction between the electromagnetic wave and the low frequency electrostatic wave. The detection of this satellite constitutes a remote diagnostic of the electrostatic fluctuation. The detection of the turbulence is sensitively dependent on the frequency of the injected wave and we show that the level is increased when the upper hybrid frequency is resonant inside the turbulent layer.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (139 f.)
  • Annexes : Bibliographie f. 137-139

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. St Charles). Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de sciences lettres et sciences humaines.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SCT 0000001007
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