Identification de la diffusivité thermique d`un plasma de fusion

Sujet de Master Recherche
Identification de la diffusivité thermique d’un plasma de fusion
Afin de répondre aux besoins énergétiques et satisfaire
des enjeux environnementaux devenus critiques, la
production d’énergie par fusion thermonucléaire est
une des voies les plus prometteuses (comme l’atteste
le projet mondial ITER www.iter.org). Afin
d’atteindre les températures requises, le plasma doit
être confiné par voie magnétique dans un réacteur
appelé tokamak. Le dispositif expérimental le plus
élaboré en France à ce jour est le réacteur Tore Supra,
opérationnel sur le site du CEA à Cadarache.
Le réacteur de fusion Tore Supra
Les distributions spatio temporelles du flux magnétique et de la température au sein du plasma sont
régies par des systèmes d’équations aux dérivées partielles couplés et non linéaires. En vue
du contrôle du flux magnétique, il est nécessaire d’identifier la diffusivité thermique du plasma.
Pour ce faire, différentes méthodes devront être étudiées comme par exemple la mise en œuvre d’un
filtre de Kalman étendu ou encore la méthode du gradient conjugué (dans le cadre d’une
minimisation de l’erreur de sortie). D’autres techniques d’identification pourront être proposées.
Afin de réaliser l’identification dans des délais compatibles avec ceux requis pour la détermination
des lois de commande, une attention particulière sera apportée aux temps de résolution. Toutes les
techniques proposées seront mises en œuvre numériquement sur le code de simulation validé par le
CEA : METIS. De plus, des données expérimentales issues de campagnes réalisées sur TORE
SUPRA seront prises en compte. Enfin, considérant des observations perturbées par des bruits
réalistes, des études statistiques devront montrer la robustesse des approches proposées.
Des séjours sur le site du CEA Cadarache sont envisageables.
Ce sujet nécessite une grande curiosité, rigueur scientifique et autonomie. Par ailleurs de solides
compétences en mathématiques appliquées sont requises. Enfin, des connaissances sur
l’automatique des procédés régis par des équations aux dérivées partielles seraient un réel atout.
Durée du stage
5-6 mois
Lieu
Contact
L. Autrique
[email protected]
Rémunération du stage
environ 400€ par mois
ISTIA
02-41-22-65-18
J. Blum, Numerical Simulation and Optimal Control in Plasma Physics With Applications to Tokamaks, Wiley /
Gauthier-Villars Series in Modern Applied Mathematics, 1989.
V. Isakov, Inverse problems for partial differential equations, ed. Springer-Verlag, New-York, 1998.
L. Ljung, System Identification: Theory for the User, EnglewoodCliffs, NJ: Prentice-Hall PTR, 1999.
C. Xu, Y. Ou, E. Schuster, Transport Parameter Estimations of Plasma Transport Dynamics Using the Extended
Kalman Filter, IEEE Trans. on plasma science, Vol. 38, n° 3, mars 2010.