La compréhension du transport d'impuretés dans le coeur des plasmas de tokamaks est un enjeu principal de la fusion par confinement magnétique. En effet les impuretés sont omni-présentes dans les tokamaks et leur présence dans le coeur a des effets négatifs sur le confinement du plasma (dilution, rayonnement). Récemment une attention particulière s'est portée sur le flux convectif turbulent dû au gradient de rotation toroïdale pour expliquer les profils plat/creux d'impuretés observés expérimentalement dans le coeur du plasma. Dans cette thèse une approche numérique a été adoptée avec l'utilisation entre autres de codes tels que NEO pour le transport néoclassique et GKW pour le transport turbulent, tout les deux incluant l'effet de la rotation toroïdale. Une comparaison du facteur de piquage du carbone (R/LnC) mesuré expérimentalement (dans le tokamak européen JET) et obtenu numériquement est faite pour un grand nombre de plasma en mode H (mode de confinement amélioré). La comparaison entre les mesures expérimentales de R/LnC et les résultats numériques donne lieu à deux constats. Premièrement la partie convective du flux correspondant au gradient de rotation toroïdale a un impact important sur R/LnC et principalement à valeurs élevées de ce gradient. Deuxièmement les simulations surestiment ce piquage dans le coeur du plasma où les profils expérimentaux sont creux. Ce désaccord, observé à haute collisionalité uniquement, est également obtenu pour le transport de moment ce qui pourrait être la signature d'un méchanisme de brisure de symmétrie (important pour le transport d'impureté et de moment) manquant. / Understanding impurity transport in the core of tokamak plasmas is central to achieving controlled fusion. Indeed impurities are ubiquitous in these devices and their presence in the core are detrimental to plasma confinement (fuel dilution, Bremsstrahlung). Recently, specific attention was given to the convective mechanism related to the gradient of the toroidal rotation to explain experimental flat/hollow impurity profiles in the plasma core. In this thesis, up-to-date modelling tools (NEO for neoclassical transport and GKW for turbulent transport) including the impact of toroidal rotation are used to study both the neoclassical and turbulent contributions to impurity fluxes. A comparison of the experimental and modelled carbon density peaking factor (R/LnC) is performed for a large number of baseline and hybrid H-mode plasmas (increased confinement regimes) with modest to high toroidal rotation from the European tokamak JET. Confrontation of experimental and modelled carbon peaking factor yields two main results. First roto-diffusion is found to have a nonnegligible impact on the carbon peaking factor at high values of the toroidal rotation frequency gradient. Second, there is a tendency to overpredict the experimental R/LnC in the core inner region where the carbon density profiles are hollow. This disagreement between experimental and modelled R/LnC, closely related to the collisionality, is also observed for the momentum transport channel which hints at a common parallel symmetry breaking mechanism lacking in the simulations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2015AIXM4745 |
| Date | 09 October 2015 |
| Creators | Manas, Pierre |
| Contributors | Aix-Marseille, Mohamed-Benkadda, Mohamed Sadruddin, Camenen, Yann |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English, French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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