Plasmas chauds-Fusion - 5PMGPCF2

Objectif(s)

Fournir les éléments théoriques de base permettant d'appréhender les plasmas avecleurs différentes approches (cinétique, fluide), ainsi que quelques données concernant les TOKAMAKs et les conditions de déclenchement stable de la fusion thermonucléaire controlée.
Les éléments de base de la MHD seront fournis ainsi que les outils conceptuels permettant de modéliser les instabilités fluides. L'interaction résonante onde-particules sera rapidement abordée dans le cas des ondes cinétiques électrostatiques.

Contenu(s)

1. Lois générales des plasmas
1.1. Nombres et grandeurs caractéristiques
1.2. Effets collectifs
1.3. Orderings des approches fluide ou cinétique

2. Passage du cinétique au fluide
2.1. Equation de Klimontovitch
2.2. Equation de Vlasov et de Boltzmann
2.3. Moments de l'équation de Boltzmann
2.4. Relations de fermeture

3. Magnetohydrodynamique
3.1. MHD monofluide
3.2. Equations de la MHD
3.3. Les deux régimes en MHD
3.4. Reconnexion magnétique
3.5. Ondes MHD en milieux homogènes
3.5. Ondes MHD en milieux inhomogènes

4. Machines à fusion magnétique
4.1. Généralités sur la fusion thermonucléaire controlée
4.2. Confinement magnétique du plasma
4.2.1. Equilibres 1D: theta-, Z-pinch
4.2.2. Equilibres 2D: équation de Grad-Shafranov
4.3. Diffusion de masse
4.4. Instabilités MHD
4.4.1. Principe d'énergie
4.4.2. Quelques instabilités classiques
4.4.3. Régime non-linéaire: disruption, turbulence, auto-organisation
4.5. Chauffage des Tokamaks
4.5.1. Ondes cinétiques
4.5.2. Modèle de Vlasov-Landau

• Les cours de mécanique des fluides (Navier-Stokes), électromagnétisme, Physique statistique classique sont des prérequis absolument nécessaires.
• Avoir suivi un cours de mécanique analytique, ainsi que des éléments de base des plasmas (contenus du cours "Introduction aux plasmas" de 2A) sont des prérequis utiles.