Etude des vitesses de dérive fluides dans le plasma de bord des

École Doctorale 353 : Sciences pour l’ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et
Nanoélectronique
Laboratoire de Mécanique, Modélisation & Procédés Propres - M2P2
Laboratoire de Physique des Plasmas - LPP
THÈSE DE DOCTORAT
pour obtenir le grade de
DOCTEUR de l’ÉCOLE CENTRALE de MARSEILLE
Discipline : Mécanique et Physique des fluides
ÉTUDE DES VITESSES DE DÉRIVE FLUIDES DANS
LE PLASMA DE BORD DES TOKAMAKS :
Modélisation numérique et comparaison
simulation/expérience
par
LEYBROS Robin
Directeurs de thèse : BONTOUX Patrick, CIRAOLO Guido,
Pascale HENNEQUIN
Soutenue publiquement le 11 décembre 2015 devant le jury composé de :
BONTOUX Patrick Directeur de Recherche - CNRS Directeur de thèse
CIRAOLO Guido Maître de conférences - École Centrale Marseille Codirecteur de thèse
GHENDRIH Philippe Directeur de Recherche - CEA Président
HENNEQUIN Pascale Directrice de Recherche - CNRS Codirectrice de thèse
INNOCENTE Paolo Chargé de recherche CNR - Consorzio RFX Examinateur
LABIT Benoît Chargé de recherche - EPFL Examinateur
MANFREDI Giovanni Directeur de Recherche - CNRS Rapporteur
STROTH Ulrich Professeur - Technische Universität München Rapporteur

Remerciements
Au cours de ces trois années de thèse, j’ai eu le privilège de naviguer entre trois laboratoires
travaillant ensemble sur différents aspects complémentaires d’une même problématique. Cela a
fait de cette thèse un défitrès enrichissant, tant sur le plan humain que sur le plan scientifique.
Je tenais donc à remercier dans ces quelques lignes les personnes que j’ai eu l’opportunité de
rencontrer et qui m’ont accompagné et aidé dans l’élaboration de ce travail.
Je remercie tout d’abord les membres du jury, Paolo Innocente, Benoît Labit, Giovanni
Manfredi, Ulrich Stroth et Philippe Ghendrih d’avoir accepté d’évaluer ce travail et de m’avoir
permis de prendre le recul nécessaire à son élaboration. Je tiens à remercier tout particu-
lièrement les rapporteurs du manuscrit, qui ont accepté de le relire et de contribuer à son
amélioration.
Je souhaite remercier Patrick Bontoux d’avoir accepté de diriger cette thèse et de m’avoir
accueilli au sein du M2P2.
J’adresse mes sincères remerciements à mes encadrants de thèse, Pascale Hennequin et
Guido Ciraolo, pour m’avoir permis de réaliser ce travail ainsi que pour leurs conseils éclairés
et leur soutien malgré toutes leurs responsabilités. Un grand merci à eux pour la création de
ce sujet particulièrement complet alliant les aspects numériques et expérimentaux de la fusion
nucléaire, qui m’a permis d’appréhender différentes visions de la recherche fondamentale. Merci
encore à Philippe Ghendrih pour ses précieux conseils m’ayant permis de me préparer au mieux
la fin de cette thèse, ainsi que de m’avoir, avec Guido Ciraolo, donné envie de travailler sur
la fusion nucléaire durant mes trois années d’école d’ingénieur et mon année de master ! Je
souhaiterais également remercier tous les collaborateurs ayant contribué à ce travail au sein
des différents laboratoires ou que j’ai simplement eu la chance de rencontrer durant ces trois
années. Je voudrais remercier chaleureusement Pierre Morel pour son importante implication
dans le développement du diagnostic synthétique mais aussi pour ses conseils, son soutien et
pour toutes les discussions (scientifiques mais pas que !) que nous avons eues. Je remercie Hugo
Bufferand de m’avoir fait découvrir la modélisation numérique avec SOLEDGE2D et de m’avoir
conseillé et accompagné dans le travail de développement du code. Un grand merci également
pour sa disponibilité et son aide tout au long de ces trois années ! Je tiens aussi à remercier
Patrick Tamain pour son aide précieuse et ses conseils avisés ainsi que Clothilde Colin pour les
échanges, les idées et les nombreuses simulations TOKAM3X qu’elle m’a faites ! Merci enfin à
Sébastien Hacquin pour avoir pris le temps de m’expliquer le principe de fonctionnement d’un
diagnostic synthétique full-wave et pour la simulation appliquée à TOKAM3X qu’il m’a fourni.
Je remercie également les directeurs successifs du LPP, Laurence Rezeau et Pascal Chabert,
de m’avoir accueilli dans leur laboratoire. Mes sincères remerciements aux administratrices
des différents laboratoires, Virginie Blanc et Aurore Piazzoli du M2P2 et Cherifa Ighoud et
i

Catherine Jegu du LPP pour leur support logistique lors de l’organisation de mes nombreux
déplacements entre le LPP et le M2P2. Je remercie aussi Michel Pognant pour sa bonne humeur
et pour son aide au cours de ces trois années.
Je n’oublie pas tous ceux avec qui j’ai pu discuter, échanger et qui m’ont aidé sur diffé-
rents plans : Özgür Gürcan, Romain Meyrand, Laure Vermare, Eric Serre, Nicolas Fedorzack,
Yannick Marandet et Frederic Schwander. Enfin, je remercie les thésards des différents labos
que j’ai eu la chance de rencontrer et avec qui j’ai pu discuter de la dure vie de doctorant :
Clothilde, Romain, Alexandre, Vincent, Davide, Hugo, Julien, Gustavo et tous les autres.
Je concluerai en remerciant mes parents et ma sœur pour leur soutien quotidien (pendant
vingt-six ans !), Céline qui me supporte et me soutient sans jamais lâcher depuis quatre ans
maintenant et mes amis Gogo, Allan, Jerem, Toitoine, Bonnot, Dada, Joubi, Nono, Flogou
pour les soirées jeux vidéo, les répéts dans le garage et les bons moments. Enfin, un dernier
remerciement à Antho pour son oreille attentive et pour Francis !
ii

à mes grands parents,
à Maurice Deraedt
i