Thèse soutenue

Investigations des oscillations du mode acoustique géodésique à l'aide de la réflectométrie Doppler dans ASDEX Upgrade
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Auteur / Autrice : Patrick Simon
Direction : Gérard BonhommeUlrich StrothGünter Tovar
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 10/07/2017
Etablissement(s) : Université de Lorraine en cotutelle avec Universität Stuttgart (Allemagne)
Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean Lamour (Nancy ; Vandoeuvre-lès-Nancy ; Metz) - Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie
Jury : Président / Présidente : Jörg Starflinger
Examinateurs / Examinatrices : Gérard Bonhomme, Ulrich Stroth, Günter Tovar, Stéphane Heuraux
Rapporteurs / Rapporteuses : Pascale Hennequin-Blondet, Maria Manso

Résumé

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La fusion par confinement magnétique est prometteuse en tant que future source d’énergie. Son efficience est cependant limitée par le transport de particules et de chaleur résultant de la turbulence du plasma. Une compréhension approfondie de la turbulence et des mécanismes qui la tempère est donc nécessaire. Le mode géo-acoustique (GAM) est une oscillation de l’écoulement du plasma, radialement localisée, qui contribue à la réduction du transport turbulent en cisaillant le champ de vitesse. Dans cette thèse on étudie le comportement fondamental du GAM par une étude expérimentale systématique de ses propriétés dans le tokamak ASDEX Upgrade. En particulier, le rôle de la géométrie du plasma sur les lois d’évolution de la fréquence et de l’amplitude du GAM, ainsi que sa structure radiale sont étudiés en détail. Les données expérimentales ont été obtenues à l'aide du diagnostic de réflectométrie Doppler par micro-ondes. Le type d’évolution de la fréquence du GAM est comparé à de multiples modèles qui reproduisent la loi de comportement fondamental attendu, mais sans fournir de prédiction précise de manière satisfaisante. L'amplitude GAM est étudiée en relation avec les taux d'amortissement prédits par les modèles pour les processus d'amortissement collisionnel et Landau non collisionnel. On trouve que les effets de largeur d'orbite finie doivent être pris en compte et que les effets d'amortissement collisionnel ne peuvent pas être négligés. En étudiant la structure radiale du GAM, trois états distincts sont identifiés pour différentes conditions de plasma. Les transitions entre ces états sont observées en variant la géométrie du plasma