Etude expérimentale des régimes instables du système faisceau d'ions-plasma : analyse de la turbulence acoustique ionique

par Abdulwahab Queka

Thèse de doctorat en Rayonnement et plasmas

Sous la direction de Thiéry Pierre.

Soutenue en 2001

à Aix-Marseille 1 , en partenariat avec Université de Provence. Section sciences (autre partenaire) .

mots clés

• Interaction onde-particules
• @nstabilités
• @Ondes et oscillations électrostatiques
• @Double plasma multipolaire
• Ondes de choc
• Ondes acoustiques ioniques
• Bombardement ionique

Résumé

L'étude expérimentale du système faisceau d'ions-plasma a montré que la formation de tourbillons dans l'espace des phases ionique représente le régime non-linéaire de l'instabilité du système faisceau d'ions-plasma. Des expériences, réalisées dans une machine double plasma multipolaire, montrent la formation d'une structure de type "bosse et creux" derrière le front de choc induit par une perturbation en échelon de la vitesse du faisceau. L'excitation localisée de l'instabilité acoustique ionique est également enregistrée. On étudie ensuite les régimes instables du système faisceau d'ions-plasma et on caractérise la turbulence acoustique ionique à basse fréquence qui est engendrée par l'instabilité acoustique ionique au voisinage de la fréquence plasma ionique. L'analyse spectrale et l'étude des corrélations permettent de mieux appréhender la situation physique. Enfin, on analyse la turbulence par une méthode statistique, la méthode de la moyenne conditionnelle, qui permet la mise en évidence et l'analyse de l'évolution spatio-temporelle de la dynamique des structures électrostatiques stables se propageant dans le système faisceau-plasma. Ces structures sont associées à des fluctuations négatives du potentiel et de la densité et sont identifiées aux trous d'ions correspondant à la formation de tourbillons dans l'espace des phases ionique. Pour finir, les moyennes conditionnelles sont comparées aux enregistrments synchrones des fluctuations sur un réseau de sondes.

Titre traduit

Experimental study of unstable regimes of ion-beam plasma system and analysis of ion acoustic turbulence

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