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Modélisation des instabilités hydrodynamiques

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La Fusion par Confinement Inertiel (FCI) est une des voies prometteuses envisagées pour la production d’énergie. Lors d’une telle expérience, une microsphère remplie de combustible (mélange de Deutérium et de Tritium) est comprimée par de nombreux faisceaux laser, jusqu’à atteindre des températures de plusieurs dizaines de millions de degrés °C, et des densités de plusieurs centaines de fois celle du solide. Les réactions de fusion sont alors possibles au sein du combustible.
Au cours de la phase de compression, l’accélération est dirigée du fluide «léger» vers le fluide «lourd», c’est à dire du plasma de faible densité généré lors de l’ablation des couches externes de la cible vers le matériau dense des couches internes. Cette configuration rend le front d’ablation instable; on parle d’instabilité Rayleigh Taylor ablative. Cette instabilité va amplifier les défauts de la cible et peut nuire au succès de l’expérience. Il est donc capital de comprendre et de contrôler le développement de cette instabilité.
A cet effet, une analyse paramétrique de l’écoulement 1D d’une plaque plane irradiée par laser a été réalisée, et permet de connaître les grandeurs caractéristiques de la structure du front d’ablation. De plus, un modèle quasi isobare (Kull) a été développé pour cette instabilité, et permet d’obtenir un taux de croissance des perturbations linéaires pour tous les régimes de paramètres déterminés, y compris un régime non étudié actuellement.
La prise en compte de la contribution du rayonnement radiatif dans ce modèle 1D permet également d’obtenir une structure en «double front d’ablation» et semble prometteuse pour réduire l’instabilité.
Le développement d’un modèle 2D non linéaire est à l’étude afin d’obtenir des informations locales sur la stabilité du front d’ablation.

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