Thèse soutenue

Étude expérimentale et numérique de la turbulence dans les plasmas de fusion à l'aide de diagnostics synthétiques pour la réflectométrie
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Auteur / Autrice : Georgiy Zadvitskiy
Direction : Stéphane HeurauxSébastien HacquinGünter Tovar
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 07/06/2018
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)
Jury : Président / Présidente : Michel Vergnat
Examinateurs / Examinatrices : Evgeniy Gusakov, Pascale Hennequin-Blondet, Ulrich Stroth, Jörg Starflinger
Rapporteurs / Rapporteuses : Evgeniy Gusakov, Pascale Hennequin-Blondet

Mots clés

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Résumé

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La thèse porte sur l'interprétation des données de réflectométrie pour extraire les caractéristiques de la turbulence construites à partir de simulations numériques bidimensionnelles. Il a été démontré que la résonance due au piégeage de l'onde peut apparaître dans le plasma fluctuant et produire des sauts de phase. Cette interprétation à faible niveau de turbulence est directe. Cependant, le niveau de turbulence du bord du plasma est généralement élevé menant ainsi le réflectomètre à un comportement non linéaire. En conséquence, il y a une perte de cohérence de l'onde de sondage et un élargissement du faisceau-sonde après la traversée de la couche de turbulence. Cette étude a montré qu'une petite longueur de corrélation de la turbulence conduit à un faible élargissement et à de fortes variations de la phase du faisceau-sonde. Pour étudier comment une forte turbulence de bord affecte le signal de réflectométrie à balayage ultra rapide en fréquence (USFR) obtenu lors d'un sondage. Pour étudier cela des séries de simulations 2D ont été réalisées. Simultanément les spectres de variations de phase et de variations d'amplitude du réflectomètre ont été analysés. Il a été constaté que des pics spectraux correspondant à une diffusion accrue dans la région de turbulence de bord peuvent être observés dans les spectres de variations d'amplitude du signal. Un USFR utilisant une configuration de réflectométrie poloïdale a été proposé pour accéder à plus d'informations sur la turbulence de bord où le déplacement poloïdal des antennes réceptrices entraîne un glissement du pic de diffusion. En perspective, ces mesures peuvent fournir des informations supplémentaires sur, la déformation du faisceau-sonde, les propriétés de la turbulence et faciliter la mesure du signal cohérent porteur de l'information sur la turbulence de cœur du plasma. En plus, le code 2D "full-wave" a été appliqué en tant que diagnostic synthétique aux données de simulation gyro-cinétique du code de turbulence Gysela pour une décharge du tokamak de Tore-Supra. Les signaux de réflectométrie à fréquence fixe ont montré un bon accord entre la longueur de corrélation d'amplitude du signal avec celle de la turbulence utilisée comme donnée d'entrée. Il en a été de même pour analyser la longueur de corrélation et les spectres de nombre d'onde obtenus par un USFR pour le tokamak ASDEX-Upgarde