Etude par simulation numerique de l'absorption résonnante d'une onde électromagnétique par un plasma et des instabilités paramétriques associées

Etude par simulation numerique de l'absorption résonnante d'une onde électromagnétique par un plasma et des instabilités paramétriques associées PDF Author: ANNE.. GOURDIN SERVENIERE HERON
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Languages : fr
Pages : 244

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MODELISATION DE L'ABSORPTION RESONNANTE A L'AIDE D'UN MODELE CAPACITIF MONODIMENSIONNEL. DESCRIPTION DU MODELE BIDIMENSIONNEL. ETUDE DES INSTABILITES PARAMETRIQUES: INSTABILITES PARAMETRIQUES DE CHAUFFAGE, DECOMPOSITION PARAMETRIQUE D'UNE ONDE ELECTROSTATIQUE, INSTABILITES DE RETRODIFFUSION BRILLOUIN. ETUDE DES MECANISMES D'ABSORPTION ET DU CHAUFFAGE DES PARTICULES

Contribution to the understanding of the parametric instabilities in the sub dense corona of laser irradiated plasma

Contribution to the understanding of the parametric instabilities in the sub dense corona of laser irradiated plasma PDF Author: Guy Bonnaud
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Languages : en
Pages : 302

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Une synthèse théorique des instabilités paramétriques des ondes électromagnétiques du plasma a permis de dégager les paramètres importants de l'évolution d'une instabilité particulière : la diffusion Raman stimulée de l'onde laser. Celle-ci génère des électrons suprathermiques constituant un obstacle majeur à la réussite de la fusion inertielle. Des simulations numériques de plasmas monodimensionnels ont été réalisés à l'aide de deux codes de simulation écrits pour cette thèse : l'un de type particulaire permettant de suivre l'ensemble des phénomènes physiques dont la création d'électrons rapides, mais coûteux en temps calcul, l'autre de type couplages d'ondes autorisant le seul couplage de modes propres du plasma. Deux points ont été analysés : (1) l'influence d'une non-monochromaticité de l'onde laser sur la distribution des électrons rapides, énergie et température, en plasma homogène. Si l'énergie chute ace l'élargissement spectral, la température, peut au contraire augmenter. (2) l'influence de la mobilité ionique en plasma homgène et inhomogène en densité. L'allègement des ions et la diminution de leur température contribue à inhiber la diffusion Raman et à diminuer la température des électrons rapides. L'instabilité des ondes plasma amplifiée par le Raman en est la raison. L'inhomogénéité en densité du plasma, conduisant en l'abscence d'ions mobiles à une réduction du Raman, a son influence renforcée par la mobilité ionique, excepté en plasma faiblement inhomogène loin de la densité de coupure de l'onde diffusée du Raman. L'observation des compétitions d'instabilités a permis d'affiner les nombreux scénarios distincts de saturation du Raman. L'utilisation actuelle de lasers de longueurs d'ondes de plus en plus courtes permettant une meilleure absorption laser par collisions électrons-ions conduit à augmenter les seuils d'apparition des instabilités. La prédominance des collisions sur l' inhomogénéité du plasma a été mise en évidence expérimentalement sur l'instabilité à 2 plasmons avec un laser ultra-violet.

INTERACTION D'UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE ULTRA-INTENSE AVEC UN PLASMA SURDENSE

INTERACTION D'UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE ULTRA-INTENSE AVEC UN PLASMA SURDENSE PDF Author: SOPHIE.. GUERIN
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Languages : fr
Pages : 178

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CETTE THESE CONSTITUE UNE ETUDE THEORIQUE ET NUMERIQUE DE LA PROPAGATION D'UNE ONDE ELECTRO-MAGNETIQUE ULTRA-INTENSE DANS UN PLASMA LEGEREMENT SURDENSE. ELLE CONCERNE LE PHENOMENE DE TRANSPARENCE INDUITE, QUI MET EN JEU LES EFFETS RELATIVISTES LIES AUX ELECTRONS OSCILLANT DANS LE CHAMP ELECTRIQUE D'UNE ONDE DE GRANDE AMPLITUDE. CES EFFETS PERMETTENT LA PROPAGATION DE CETTE ONDE DANS UN PLASMA SURDENSE, C'EST-A-DIRE OPAQUE D'APRES LA MECANIQUE NON RELATIVISTE. CE TRAVAIL ETABLIT QU'UNE TELLE ONDE EST SUJETTE A DES INSTABILITES PARAMETRIQUES QUI SE DEVELOPPENT TRES RAPIDEMENT. NOUS AVONS DETERMINE ANALYTIQUEMENT DANS UN MODELE UNIDIMENSIONNEL LA RELATION DE DISPERSION DE CES INSTABILITES ET NOUS AVONS ETUDIE LEUR DEVELOPPEMENT DANS DES SIMULATIONS NUMERIQUES A UNE OU DEUX DIMENSIONS. ELLES SE MANIFESTENT EN PROVOQUANT UN CHAUFFAGE IMPORTANT DES ELECTRONS. UNE FRACTION NON NEGLIGEABLE DE L'ONDE INCIDENTE EST ALORS ABSORBEE. NOUS AVONS ETUDIE COMMENT L'ENERGIE TRANSMISE DEPEND DE L'EPAISSEUR ET DE LA DENSITE DU PLASMA A TRAVERSER, AINSI QUE DE LA DUREE DE L'IMPULSION. LES PHENOMENES DE FILAMENTATION ET D'AUTO-FOCALISATION DU FAISCEAU LASER INCIDENT ONT ETE MIS EN EVIDENCE DANS DES SIMULATIONS PARTICULAIRES BIDIMENSIONNELLES. ILS NE SE PRODUISENT QU'APRES LA SATURATION DES INSTABILITES PARAMETRIQUES PRECEDENTES, CE QUI MET EN EVIDENCE LE ROLE JOUE PAR CES DERNIERES DANS L'INTERACTION LASER-PLASMA DENSE

Interaction d'une onde électromagnétique avec un plasma

Interaction d'une onde électromagnétique avec un plasma PDF Author: Mohamed Chaker
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Languages : fr
Pages : 616

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Étude numérique de l'absorption et de l'émission d'une onde au premier harmonique de la fréquence cyclotron électronique par un plasma de type Tokamak

Étude numérique de l'absorption et de l'émission d'une onde au premier harmonique de la fréquence cyclotron électronique par un plasma de type Tokamak PDF Author: Joël Aubert (auteur d'une thèse de sciences.)
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Languages : fr
Pages : 96

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Interaction d'une onde électromagnétique avec un plasma [microforme] : instabilité de décroissance absorption résonnante et sur-ionisation, et excitation par deux ondes électromagnétiques d'une onde ionosonore

Interaction d'une onde électromagnétique avec un plasma [microforme] : instabilité de décroissance absorption résonnante et sur-ionisation, et excitation par deux ondes électromagnétiques d'une onde ionosonore PDF Author: Mohamed Chaker
Publisher: Montréal : Service des archives, Université de Montréal, Section Microfilm
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Languages : fr
Pages : 616

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Contributions à l'étude du chauffage d'un plasma confiné par instabilite parametrique d'une onde electromagnetique haute frequence

Contributions à l'étude du chauffage d'un plasma confiné par instabilite parametrique d'une onde electromagnetique haute frequence PDF Author: Victor Virgil Iordachescu
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Category : Electromagnetic waves
Languages : fr
Pages : 89

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Etude expérimentale et numérique de la cinétique de plasmas d'air produits par rayonnement X impulsionnel

Etude expérimentale et numérique de la cinétique de plasmas d'air produits par rayonnement X impulsionnel PDF Author: Mélissa Maulois
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Languages : fr
Pages : 174

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L'irradiation de l'air par un rayonnement X, est à l'origine de la création d'un plasma pouvant modifier la génération et la propagation des champs électromagnétiques (champs EM), perturbant ainsi les systèmes électroniques environnants. La quantification de ces contraintes nécessite en amont une étude approfondie sur le plasma généré par les particules énergétiques. Un modèle de cinétique chimique 0D a été développé afin de caractériser le plasma au cours du temps pour différentes pressions d'air. Le modèle est défini par le couplage des équations d'évolution des densités des espèces composant le plasma avec l'équation de conservation de la densité d'énergie moyenne des électrons. Afin de mettre en place et tester le modèle, il a d'abord été appliqué à un cas théorique, où le plasma est généré par un flash X d'une durée de 100 ns, possédant une énergie moyenne constante et égale à 1 MeV. Suite à l'irradiation de l'air sec par les X, deux populations d'électrons Compton " relativistes " et " non relativistes " sont générés. Les électrons Compton initient l'avalanche électronique conduisant à la formation du plasma étudié. Les résultats obtenus montrent que le plasma est principalement généré par l'ionisation du gaz par les électrons Compton relativistes. Bien qu'initié par des X durs, le plasma généré est faiblement ionisé avec une densité électronique maximale de 1013 cm-3 à la pression atmosphérique et une énergie moyenne maximale des électrons d'environ 4 eV. Afin de valider le modèle, des mesures temporelles de densités électroniques ont été effectuées. Les travaux réalisés consistent à irradier un guide d'onde remplie d'air, à une pression fixée, par une impulsion de rayonnement X durant 90 ns. L'objectif de l'expérience est de mesurer l'absorption d'une onde électromagnétique suite à son passage dans le plasma contenu dans le guide. Le coefficient d'absorption de l'onde dans le guide dépend de la constante de propagation en espace libre, qui est proportionnelle à la fréquence plasma et donc à la densité électronique. La restitution de la densité électronique expérimentale est alors établie en utilisant les formalismes d'absorption dans un guide d'onde remplie de plasma.

Modélisation et simulation numérique de l'écoulement d'un plasma atmosphérique pour l'étude de l'activité électrique des plasmas sur avion

Modélisation et simulation numérique de l'écoulement d'un plasma atmosphérique pour l'étude de l'activité électrique des plasmas sur avion PDF Author: Jérôme Métral
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Languages : fr
Pages : 204

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Un gaz ionisé (ou plasma) présente la propriété d'absorber ou de réfléchir les ondes électromagnétiques radar, si son taux d'ionisation est suffisant. Cette propriété suscite un intérêt particulier pour des applications dans le domaine de l'aéronautique. L'objectif de cette thèse est de pouvoir prédire les caractéristiques (électriques et énergétique) d'un plasma d'air faiblement ionisé dans un écoulement à pression atmosphérique. La description du plasma repose sur un modèle à deux températures, inspiré des modèles hors- équilibre thermique. L'écoulement du plasma est alors décrit par un système d'équations de l'hydrodynamique à deux températures couplé à un modèle collisionnel (description des échanges énergétiques) et à la cinétique chimique (réactions chimiques). Nous avons mis en œuvre un algorithme pour simuler le plasma en écoulement axisymétrique. Il s'agit d'un schéma numérique bidimensionnel de type Lagrange + Projection dont la phase de projection est un schéma d'ordre 2, adapté au transport multi- espèces. Cet algorithme nous permet de simuler des expérimentations sur l'écoulement d'un plasma atmosphérique pour valider les paramètres du modèle. Dans une deuxième partie, nous étudions la méthode des couches absorbantes parfaitement adaptées (PML) qui constitue une condition de bord pour la simulation en milieu ouvert. Son efficacité étant reconnue pour les problèmes de propagation d'onde électromagnétique, nous nous penchons sur un moyen d'adapter cette méthode de l'aéroacoustique (équations d'Euler linéarisées). Pour cela nous présentons deux approches : une méthode simple visant à éviter les oscillations numériques, et une approche plus générale où nous définissons une nouvelle formulation de couches absorbantes qui mène à des problèmes bien posés.

EXCITATION NON LINEAIRE D'ONDES AU VOISINAGE DE LA RESONANCE DE PLASMA

EXCITATION NON LINEAIRE D'ONDES AU VOISINAGE DE LA RESONANCE DE PLASMA PDF Author: ARNAUD.. CHIRON
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Languages : fr
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L'EVOLUTION NON LINEAIRE D'ONDES DE PLASMA ET ACOUSTIQUES IONIQUES EXCITEES PAR ABSORPTION RESONNANTE D'UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE EST ETUDIEE DANS UN PLASMA NON COLLISIONNEL, SANS CHAMP MAGNETIQUE EXTERIEUR ET PRESENTANT UN PROFIL DE DENSITE PARABOLIQUE. LA RESONANCE DE PLASMA EST SITUEE AU VOISINAGE DU SOMMET DU PROFIL DE DENSITE. LA RESOLUTION NUMERIQUE DU SYSTEME D'EQUATIONS DE ZAKHAROV QUI PERMET DE DECRIRE L'EVOLUTION COUPLEE DE L'ENVELOPPE DU CHAMP ELECTRIQUE DE L'ONDE DE PLASMA ET DES PERTURBATIONS DE DENSITE BASSE FREQUENCE, A ETE EFFECTUEE. DES EXPERIENCES DANS LE DOMAINE MICROONDE (F#0=3.5 GHZ) ONT MONTRE L'EXISTENCE D'UN EFFET NOUVEAU LIE A LA MODIFICATION DE LA PROPAGATION DE L'ONDE ELECTROMAGNETIQUE SOUS L'INFLUENCE DE PERTURBATIONS DE DENSITE DU PLASMA CREEES PAR LA FORCE PONDEROMOTRICE. CET EFFET CONDUISANT A LA RELAXATION COLLISIONNELLE DES ONDES DE PLASMA PIEGEES DANS LA CAVITE FORMEE A LA RESONANCE, NE PEUT ETRE PRIS EN COMPTE PAR UNE SIMULATION NUMERIQUE UTILISANT UN CHAMP DE POMPE CAPACITIF. LES MESURES EFFECTUEES ONT MONTRE QUE LES ONDES DE PLASMA ETAIENT PIEGEES ET RELAXAIENT DANS UNE CAVITE DE DIMENSION CARACTERISTIQUE DE L'ORDRE DE QUELQUES MILLIERS DE LONGUEURS DE DEBYE, ET QUE L'ONDE DE PLASMA DANS LA CAVITE ETAIT STATIONNAIRE. ON MET DONC EN EVIDENCE UN NOUVEAU REGIME DE TURBULENCE