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Physique des Plasmas Chauds

L’équipe "Physique des plasmas chauds" développe des compétences expérimentales, de modélisation et de simulation numérique liées aux plasmas. Cette expertise résulte d’un savoir-faire et d'innovations entretenus au sein de notre laboratoire depuis une quarantaine d’années.

Etude des gaines radio fréquences sur le couplage entre une antenne en plasma d'argon haute pression (Dispositif ALINE).


Un plasma « chaud » constitue un état particulier de la matière par le caractère collectif des interactions entre particules chargées. Contrairement aux gaz neutres classiques, ce sont les forces électromagnétiques à l'échelle du plasma et non les collisions entre particules proches qui gouvernent son évolution. Cet état de la matière constitue 99% de l'univers observable.

Ce milieu particulier existe dans les plasmas naturels (les étoiles, la magnétosphère, le vent solaire, …) ou dans des plasmas de laboratoire comme ceux produits dans des expériences telles qu' ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor, fusion par confinement magnétique), ou le LMJ (Laser MegaJoule, fusion par confinement inertiel), ou les propulseurs plasmas par exemple.

Les activités de l’équipe portent sur :

  • la fusion par confinement magnétique ou par confinement inertiel, et s'insèrent en amont des projets ITER et LMJ

  • des aspects plus généraux de la physique des plasmas, comme la turbulence, la reconnexion magnétique, les gaines radiofréquence et le développement de nouveaux diagnostics

  •  l’analyse mathématique des modèles et des schémas numériques

 

Du point de vue numérique, l’équipe participe à l’élaboration de codes nécessitant l’utilisation de simulations numériques intensives (parallélisation, super-calculateurs).

 

Du point de vue expérimental, l’équipe a développé 3 dispositifs expérimentaux produisant des plasmas cylindriques magnétisés (jusqu’à 0.1 Tesla) :

  • MIRABELLE : études des ondes de dérive et des instabilités de Kelvin-Helmholtz, ainsi que le transport associé

  • ALINE : la physique des gaines RF

  • Décharge en géométrie cylindrique : dispositif permettant l’étude de striations lumineuses apparaissant dans le plasma sous forme de cylindres concentriques

 

L’équipe est directement impliquée dans les travaux réalisés sur les grands instruments européens : les tokamaks Tore Supra (France), JET (Angleterre) et ASDEX-U (Allemagne).

L’équipe « Physique des plasmas chauds » est actuellement basée dans les locaux de la Faculté des Sciences et Technologies à Vandœuvre-lès-Nancy. 

Elle est constituée de 2 chercheurs et 13 enseignants-chercheurs. Elle accueille actuellement 7 doctorants et post-doctorants.

 

Responsable d’équipe : Etienne GRAVIER