Description du sujet de thèse
Domaine
Physique corpusculaire et cosmos
Sujets de thèse
Contrôle de la turbulence des modes d'électrons piégés à l'aide du chauffage à la résonance cyclotronique électronique
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les performances en terme de gain énergétique d'une centrale à fusion de type tokamak seront limitées par le transport turbulent. L'instabilité des modes d'électrons piégés est l'une des principales instabilités à l'origine de la turbulence dans les tokamaks. Par ailleurs, le chauffage à la résonance cyclotronique électronique ECRH est le système de chauffage générique dans les tokamaks actuels et à venir. Les deux processus physiques reposent sur des interactions résonantes avec les électrons, en espace et en vitesse. Comme le chauffage a pour effet de dépeupler de ses électrons la zone d'interaction résonante, superposer sa résonance à celle de l'instabilité peut théoriquement entrainer une stabilisation des modes d'électrons piégés.
L'objectif de la thèse est double : (i) construire des scenarios où ce mécanisme existe et le valider au moyen de simulations linéaires, puis (ii) caractériser son effet et quantifier son efficacité en régime non-linéaire où les effets linéaires seront en compétition avec l'auto-organisation de la turbulence, les processus collisionnels et la dynamique des profils moyens. Potentiellement, cette technique de contrôle entièrement nouvelle pourrait permettre d'améliorer les performances des tokamaks sans surcoût. La thèse demandera une compréhension théorique fine des deux processus résonnants étudiés et de leurs différents paramètres de contrôle. Elle reposera sur l'utilisation du code gyrocinétique GYSELA dédié à l'étude du transport et de la turbulence dans les plasmas de tokamaks, et récemment enrichi d'un module de chauffage ECRH. Un volet expérimental est également envisagé sur les tokamaks WEST et/ou TCV pour valider le(s) scénario(s) de contrôle de la turbulence le(s) plus prometteur(s).
Université / école doctorale
Physique et Sciences de la Matière (ED352)
Aix-Marseille Université
Localisation du sujet de thèse
Site
Cadarache
Critères candidat
Formation recommandée
M2 physique des plasmas
Demandeur
Disponibilité du poste
01/11/2026
Personne à contacter par le candidat
Donnel Peter < email deleted for security reasons >
CEA
DRF/IRFM/SPPF/GTSN
DRF/IRFM/SPPF/GTSN
bât. 513/148
CEA-Cadarache
13108 Saint Paul-Lez-Durance Cedex
+33 (0)442252234
Tuteur / Responsable de thèse
DUMONT Rémi < email deleted for security reasons >
CEA
DRF/IRFM/SPPF/GEDS
CEA, IRFM, F-13108 Saint-Paul-lez-Durance, France
+33 (0)442254876
En savoir plus
Domaine
Physique corpusculaire et cosmos
Sujets de thèse
Contrôle de la turbulence des modes d'électrons piégés à l'aide du chauffage à la résonance cyclotronique électronique
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les performances en terme de gain énergétique d'une centrale à fusion de type tokamak seront limitées par le transport turbulent. L'instabilité des modes d'électrons piégés est l'une des principales instabilités à l'origine de la turbulence dans les tokamaks. Par ailleurs, le chauffage à la résonance cyclotronique électronique ECRH est le système de chauffage générique dans les tokamaks actuels et à venir. Les deux processus physiques reposent sur des interactions résonantes avec les électrons, en espace et en vitesse. Comme le chauffage a pour effet de dépeupler de ses électrons la zone d'interaction résonante, superposer sa résonance à celle de l'instabilité peut théoriquement entrainer une stabilisation des modes d'électrons piégés.
L'objectif de la thèse est double : (i) construire des scenarios où ce mécanisme existe et le valider au moyen de simulations linéaires, puis (ii) caractériser son effet et quantifier son efficacité en régime non-linéaire où les effets linéaires seront en compétition avec l'auto-organisation de la turbulence, les processus collisionnels et la dynamique des profils moyens. Potentiellement, cette technique de contrôle entièrement nouvelle pourrait permettre d'améliorer les performances des tokamaks sans surcoût. La thèse demandera une compréhension théorique fine des deux processus résonnants étudiés et de leurs différents paramètres de contrôle. Elle reposera sur l'utilisation du code gyrocinétique GYSELA dédié à l'étude du transport et de la turbulence dans les plasmas de tokamaks, et récemment enrichi d'un module de chauffage ECRH. Un volet expérimental est également envisagé sur les tokamaks WEST et/ou TCV pour valider le(s) scénario(s) de contrôle de la turbulence le(s) plus prometteur(s).
Université / école doctorale
Physique et Sciences de la Matière (ED352)
Aix-Marseille Université
Localisation du sujet de thèse
Site
Cadarache
Critères candidat
Formation recommandée
M2 physique des plasmas
Demandeur
Disponibilité du poste
01/11/2026
Personne à contacter par le candidat
Donnel Peter < email deleted for security reasons >
CEA
DRF/IRFM/SPPF/GTSN
DRF/IRFM/SPPF/GTSN
bât. 513/148
CEA-Cadarache
13108 Saint Paul-Lez-Durance Cedex
+33 (0)442252234
Tuteur / Responsable de thèse
DUMONT Rémi < email deleted for security reasons >
CEA
DRF/IRFM/SPPF/GEDS
CEA, IRFM, F-13108 Saint-Paul-lez-Durance, France
+33 (0)442254876
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