Soutenance de thèse de Samuele Mazzi

Composition du jury :

1. Pascale Hennequin, Ecole Polytechnique (CNRS), France — Présidente du jury
2. Paola Mantica, National Research Council, Italie — Rapporteuse
3. Olivier Sauter, Swiss Plasma Center (EPFL), Suisse — Rapporteur
4. Alberto Loarte, ITER — Examinateur
5. Carlos Hidalgo, CIEMAT, Espagne — Examinateur
6. Gerardo Giruzzi, CEA Cadarache, France — Invité
7. Jeronimo Garcia, CEA Cadarache, France — Encadrant
8. David Zarzoso, AMU (CNRS), France — Encadrant
9. Sadruddin Benkadda, AMU (CNRS), France — Directeur de these

Mots clés : Ions rapides, Micro-turbulence, Tokamak

Résumé :

L’exploitation des plasmas de fusion magnétiquement confinés en tant que source d’énergie durable et propre est limitée par le transport turbulent radial vers l’extérieur. Ce transport est principalement induit par les micro-instabilités. Les dispositifs de fusion de la prochaine génération seront principalement chauffés par les particules alpha produites par les réactions de fusion nucléaire. Les particules alpha doivent être bien confinées afin de transférer leur énergie aux ions thermique. Cependant, on dispose de très peu de connaissances sur l’interaction entre les particules alpha et les micro-turbulences. Ainsi, des régimes de turbulence et de transport inattendus peuvent avoir des effets néfastes sur les performances des futurs réacteurs chauffés par les particules alpha. L’étude d’un scénario de tokamak qui peut imiter les conditions expérimentales attendues dans les futurs réacteurs est donc cruciale. Des études numériques sur l’impact des ions rapides sur le transport turbulent induit par le gradient de température des ions et les instabilités du mode des électrons piégés dans des expériences réelles ont été réalisées. Il est démontré qu’une suppression du transport turbulent à l’échelle des ions peut être obtenue. Les modes d’Alfvén déstabilisés par les ions hautement énergétiques, à travers une interaction onde-particule, jouent un rôle essentiel dans le mécanisme multi-échelle qui conduit à la suppression de la turbulence. Des analyses approfondies soulignent en outre la possibilité de reconnaître les caractéristiques de la réduction du transport à l’échelle des ions, quel que soit le régime turbulent dominant.