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Theses

Etude de l’impact des flux zonaux sur la turbulence dans les plasmas, sur la transition L-H et la production d’entropie.

Résumé : Un des obstacles principaux au succès de la fusion thermonucléaire par confinement magnétique réside dans la présence de turbulence qui engendre un transport radial du plasma vers les parois des tokamaks. Pour étudier le mécanisme de réduction de la turbulence par les flux zonaux, qui permet d'atteindre un mode de confinement élevé, un modèle en couches dans l'espace de Fourier est utilisé. Basé sur les équations d'Hasegawa-Mima généralisées, il a permis d'étudier finement la dynamique des interactions de type prédateurs-proies entre les flux zonaux et la turbulence d'onde de dérive, soulignant l'importance du rôle du phénomène de friction des flux zonaux dans le comportement du système considéré. Une fois étendu à un plus grand nombre de couches, le comportement du système est en accord avec la règle de suppression de la turbulence par le cisaillement ExB . Le modèle révèle le transfert d'enstrophie potentielle turbulente qui se produit depuis les échelles d'injection vers les échelles de dissipation, résultant directement de l'action du cisaillement. Parallèlement, un modèle simple de transport radial en une dimension est proposé. En incluant l'évolution de la pression, de la densité, et de l'intensité de la turbulence, il permet de reproduire un mécanisme basique de transition L-H. L'influence de plusieurs paramètres du modèle sur la nature de la transition L-H est mise en évidence. Un troisième modèle couplant les deux précédents est alors construit pour reproduire la phénoménologie de la transition L-H en incluant les aspects spatial et spectral. Un comportement similaire aux observations expérimentales est constaté, et le rôle prépondérant des flux zonaux dans le déclenchement de la transition est mis en évidence. A l'aide de son aspect spectral, le modèle couplé prédit un aplatissement auto-cohérent du spectre turbulent lors de l'accès au mode H. L'impact de la diffusion radiale de la turbulence sur la dynamique de la transition est aussi discuté. Dans la dernière partie, une interprétation de la transition L-H à partir de la production d'entropie est proposée.
Document type :
Theses
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https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-01314705
Contributor : Vincent Berionni <>
Submitted on : Wednesday, May 11, 2016 - 6:14:44 PM
Last modification on : Thursday, April 2, 2020 - 1:28:48 PM
Document(s) archivé(s) le : Wednesday, November 16, 2016 - 1:43:10 AM

Identifiers

  • HAL Id : tel-01314705, version 1

Citation

Vincent Berionni. Etude de l’impact des flux zonaux sur la turbulence dans les plasmas, sur la transition L-H et la production d’entropie.. Plasmas. Ecole Polytechnique, 2014. Français. ⟨tel-01314705⟩

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