S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 1 CRPP. S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 2 Le tokamak TCV.

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1 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 1 CRPP

2 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 2 Le tokamak TCV

3 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 3 Etat solide Etat liquide Etat gazeux Les états de la matière Température

4 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 4 Etat de la matière

5 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 5 Types de plasmas

6 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 6 Le Soleil Energie solaire sur Terre sous forme de radiation: 1.3kW/m 2 Dans son centre il y a un réacteur de fusion thermonucléaire Combustible: Hydrogène Déchets : Helium Masse Soleil = 330’000 Masse Terre

7 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 7 Le Soleil T Centre = 15 Millions degrés Densité Centre = 150 Densité Eau 1Litre = 150kg Dans ces conditions la matière est dans l’état: PLASMA La Fusion sur le Soleil a lieu dans son centre

8 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 8 Structure du soleil Propriète du Plasma: équilibre thermodynamique local (LTE) Inhomogène: p, T,  r  Confinement gravitationnel: dp/dr =  r  g  r  Noyau: processus de fusion H-H Zône radiative Zône convective

9 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 9 La réaction de fusion sur le Soleil: p-p Modèle H. Bethe 1906-2005 Prix Nobel 1967 D+H -> He 3 +  MeV) H+H -> D + e + (1MeV) + e (0.42 MeV) He 3 + He 3 -> He 4 +  p (12.86 MeV) 4H -> He 4 + 2e + + 2 e + 2  m*c 2 = 26.7 MeV Observé expérimentalement Preuve du modèle met 10 5 -10 6 années pour ‘traverser’ R s

10 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 10 Activité solaire (Octobre 2003) Tache solaire T ~ 5700 KT ~ 4500 K T ~ 7500 K Forte concentration de champ magnétique

11 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 11 Taches solaires Modèle à un fluide: MagnétoHydroDynamique (MHD) http://sohowww.nascom.nasa.gov/gallery/Movies/animations.html

12 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 12 Champ magnétique du soleil effet dynamo http://sohowww.nascom.nasa.gov/gallery/Movies/animations.html

13 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 13 Corona température densité anomalie à l’heure actuelle il n’y a pas de modèle qui décrit la région de transition de transition de manière satisfaisante

14 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 14 éruption solaire soleil Champ magnétique terrestre Vent solaire Aurore boréale Vent solaire

15 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 15 Vent solaire 2 http://sohowww.nascom.nasa.gov/gallery/Movies/animations.html

16 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 16 Types de plasma

17 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 17 Types de plasma 2 Figure tirée de: The Physics of Fluids and Plasmas: Introduction for astrophysicists, A. Raichoudhuri, Cambride University Press

18 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 18 TORPEX Plasma magnétisé toroidal généré par injection d’ondes EM Sondes de Langmuir Mesure de T e (x,t),n e (x,t) B = 0.1T n e ~ 10 17 m -3, T e ~ 5eV, T i < 0.1eV H où Ar

19 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 19 Procédés plasmas n e ~ 10 15 - 10 17 m -3, T e ~ 1 - 5eV, T i ~ T neutres froid n i /n n ~ 10 -6 - 10 -3 Très haut degré de dissociation des molécules dans des éléments très réactifs

20 S. Alberti, CRPP-EPFL, 18 Février 2009 20 électrodes Décharge plasma capacitive