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ico_arrowReconstruction d'equilibres en temps reel

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L'objectif de ce projet est de reconstruire numériquement et en temps réel  le profil de la densité de courant du plasma et son équilibre à partir de mesures expérimentales. Le problème consiste à identifier le terme source non-linéaire de l'équation bidimensionnelle de Grad-Shafranov qui modélise l'équilibre axisymétrique d'un plasma de Tokamak. 

Les mesures expérimentales disponibles pour l'identification  sont le champ magnétique sur la chambre à vide, des mesures polarimétriques et interférométriques  sur plusieurs cordes, mais aussi des mesures de MSE. La reconstruction peut être effectuée en temps réel à partir d'un algorithme itératif, d'élément finis et une minimisation aux moindres carrés. 

Le code de reconstruction temps réel Equinox a été validé à partir d'expériences jumelles, et de comparaison avec les codes EFIT, XLOC et APOLO sur une base de données de chocs JET et Tore Supra pour la version du code utilisant uniquement les mesures magnétiques et la version utilisant à la fois les mesures magnétiques, la polarimétrie et l'interférométrie. L'utilisation des mesures de MSE est en cours de validation.


Intervenants: J. Blum - C. Boulbe - B. Faugeras
Intervenants CEA: S. Bremond - D. Mazon - P. Lotte - F. Saint Laurent
Taskforce ITM
EFDA task agreement JET-EP2: Real-time measurement and control diagnostics and infrastructure

Exemples d'application: décharge Tore Supra décharge Jet

ico_arrowOptimisation de scenarios


La préparation de scénarios pour ITER requiert le développement de nouveaux outils de simulation qui intègrent à la fois le calcul d'équilibres à frontière libre et les équations d'évolution à l'intérieur du plasma (pour le flux magnétique, l'énergie et la densité des particules avec des outils tels que CRONOS).

L'évolution dynamique du système de champ poloidal et des courants induits dans la structure de la chambre à vide doivent également être considérés. Une version évolutive du code d'équilibres CEDRES++ intégrant les équations de circuit de champ poloidal et l'équation de diffusion du courant induit dans la chambre à vide  est en cours de validation. Ces développements, ainsi que le couplage de CEDRES++ avec le code de transport CRONOS, permettront de calculer de manière auto consistante l'évolution en temps de l'équilibre à frontière libre calculé à partir des tensions appliquées dans les bobines de champ poloidal .  L'objectif de ce travail est de pouvoir simuler des scénarios et notamment de préparer les futures chocs d'ITER.


    Carte de flux ITER

Intervenants: J. Blum - C. Boulbe - B. Faugeras - A. Sangam
Intervenants CEA: J.F. Artaud - V. Basiuk - S. Bremond -  P. Hertout - P. Moreau - G. Selig
Takforce ITM


ico_arrow Modélisation  bi-fluide du plasma de bord dans les tokamaks


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Les équations régissant l'évolution du plasma sont fortement non-linéaires et anisotropes. Dans la cas d'une modélisation bi-fluide, ions et électrons, les équations sur les températures font par exemple intervenir des anisotropies importantes, avec une diffusivité essentiellement parallèle aux lignes de champ magnétique. Pour évaluer la robustesse de nos approximations numériques dans de telles situations, on a résolu, dans une géométrie torique, une équation de diffusion dans laquelle la diffusivité est parallèle à des lignes de champ hélicoidales, s'inscrivant sur un tore de section circulaire.

La condition initiale, de forme Gaussienne, est visualisée sur la figure a, en haut, par l'iso-surface u = 10-3, et,  en bas, par sa moyenne suivant l'angle azimutal. Ces quantités sont visualisées sur les figures b à d à différents instants. On note comment la Gaussienne développe une hélice et que la quantité moyenne tend vers un anneau dont l'épaisseur est inchangée par rapport à la condition initiale.

Le calcul présenté ici a été fait en utilisant une approximation éléments spectraux P4 dans le plan poloidal et une méthode spectrale Fourier dans la direction azimutale. Le maillage comporte 1204352 noeuds. L'objectif est à terme de résoudre un ensemble de 10 EDP couplées dans la géométrie du tokamak d'ITER, sur un  maillage de l'ordre de 108 points, soit pour environ un milliard  de degrés de liberté.


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Intervenants: A. Bonnement  - H. Guillard - B. Nkonga - M. Martin - R. Pasquetti - A. Sangam
Intervenants CEA: Ph. Ghendrih - Y. Sarazin
Projet ANR: Espoir
Equipe projet INRIA: PUMAS