Contexte :
Dans le cadre des études visant à obtenir la fusion de noyaux nucléaires en laboratoire, une des voies explorées consiste à utiliser l’énergie portée par des lasers de puissance afin de conduire la matière à l’état de plasma, c’est la fusion par confinement inertiel. Les cibles envisagées, cylindriques avec la cible fusible en son centre, nécessitent que les faisceaux laser intenses se propagent dans un plasma ambiant avant d’atteindre les parois de ce cylindre. Lors de leur propagation, ces faisceaux se couplent avec le plasma ambiant, déclenchant des instabilités qui vont nuire à l’efficacité du processus. Le déclenchement de ces instabilités dépend principalement de la densité électronique et de la température électronique. Une façon de limiter ces instabilités est d’imposer un champ magnétique externe. Ce champ a pour effet de modifier la conduction thermique électronique des plasmas, et par conséquent le couplage laser-plasma. Pour ces raisons, la propagation de lasers intenses en plasma magnétisé est un sujet en plein renouveau.
Objectif de la thèse :
Le sujet proposé a pour objectif expérimental l’acquisition de données détaillées sur la propagation d’un laser dans un plasma sous-dense et magnétisé, ceci afin de compléter les connaissances actuellement très parcellaires dans le domaine. Ces données concernent le plasma (température et densité électronique) et le laser (transmission, absorption, rétrodiffusion). Le pendant de cet aspect expérimental est la modélisation de l’interaction laser plasma : chauffage du plasma et impact de la magnétisation sur la propagation laser.
Déroulement de la thèse :
Dans le cadre de la thèse, qui associe un volet expérimental et un volet simulation, l’étudiant étudiera la propagation de lasers intenses dans des plasmas modèles en utilisant les moyens expérimentaux du laboratoire LULI (hébergé sur le site de l’Ecole Polytechnique) et modélisera les expériences à l’aide des codes de propagation 3D et de transport électronique 2D du CEA.
Directeur de thèse et école doctorale :
Julien FUCHS – ED Onde et Matière – ED 572 – Université Paris-Saclay
Contact :
Pascal LOISEAU – CEA/DIF – Bruyères-le-Châtel – 91297 Arpajon – 01 69 26 40 00