La turbulence plasma engendre un transport anormal de la chaleur et des particules qui dégrade l’efficacité d’un réacteur de fusion. La mesure de la turbulence plasma dans un tokamak est donc essentielle à la compréhension et au contrôle de ce phénomène. Parmi les instruments de mesure à disposition, le réflectomètre à balayage installé sur le tokamak Tore Supra a accès à la densité du plasma et ses fluctuations depuis le bord jusqu’au centre des décharges, avec une excellente résolution spatiale (mm) et temporelle (µs), de l’ordre des échelles de la turbulence. Cette thèse est dédiée à la caractérisation de la turbulence plasma dans Tore Supra à partir de mesures de réflectométrie à balayage ultrarapide. Des analyses de corrélations ont permis d’évaluer les échelles spatiales et temporelles de la turbulence ainsi que sa vitesse radiale. Dans la première partie, la caractérisation des propriétés de la turbulence à partir des profils de densité reconstruits est discutée, notamment au travers d’une comparaison avec les données des sondes de Langmuir. Ensuite une étude paramétrique est présentée mettant en relief l’effet de la collisionalité sur la turbulence, dont une interprétation est proposée en termes de stabilisation d’une turbulence électronique due aux électrons piégés. Finalement, on illustre comment le chauffage additionnel produit une modification locale de la turbulence dans le plasma proche des parois, se traduisant par une augmentation de la vitesse des structures et une diminution de leur temps de corrélation. L’effet supposé des potentiels rectifiés générés par l’antenne est étudié à l’aide de simulations. / The performance of a fusion reactor is closely related to the turbulence present in the plasma. The latter is responsible for anomalous transport of heat and particles that degrades the confinement. The measure and characterization of turbulence in tokamak plasma is therefore essential to the understanding and control of this phenomenon. Among the available diagnostics, the sweeping reflectometer installed on Tore Supra allows to access the plasma density fluctuations from the edge to the centre of the plasma discharge with a fine spatial (mm) and temporal resolution (µs ) , that is of the order of the characteristic turbulence scales.This thesis consisted in the characterization of plasma turbulence in Tore Supra by ultrafast sweeping reflectometry measurements. Correlation analyses are used to quantify the spatial and temporal scales of turbulence as well as their radial velocity. In the first part, the characterization of turbulence properties from the reconstructed plasma density profiles is discussed, in particular through a comparative study with Langmuir probe data. Then, a parametric study is presented, highlighting the effect of collisionality on turbulence, an interpretation of which is proposed in terms of the stabilization of trapped electron turbulence in the confined plasma. Finally, it is shown how additional heating at ion cyclotron frequency produces a significant though local modification of the turbulence in the plasma near the walls, resulting in a strong increase of the structure velocity and a decrease of the correlation time. The supposed effect of rectified potentials generated by the antenna is investigated via numerical simulations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2013AIXM4741 |
| Date | 02 October 2013 |
| Creators | Hornung, Grégoire |
| Contributors | Aix-Marseille, Clairet, Frédéric |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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