proposition de stage 2010 - 2011

PROPOSITION DE STAGE 2010 - 2011
Laboratoire : ARTEMIS
Directeur : Mme Nary Man
Adresse : ARTEMIS – Observatoire de Nice, Boulevard de l’Observatoire, 06304 Nice Cedex
Responsable de stage : Walid CHAIBI
Téléphone : 04 92 00 31 84
Email : chaibi@oca.eu
Titre du stage : Conception d’une cavité métrique de haute finesse
Nature du travail proposé : (une quinzaine de lignes)
Le programme du projet ITER inclut le développement d’un injecteur de neutres capable de fournir une
puissance de 34 MW sous la forme d’atomes D° à haute énergie (de l’ordre de 1Mev), suite à la neutralisation
d’ions D - accélérés. L’utilisation des ions négatifs offre également la possibilité de les neutraliser par
photodétachement, ce qui aura pour avantage de réduire considérablement l’injection de gaz, initialement
prévue dans l’enceinte de neutralisation. Cependant, la puissance laser nécessaire pour atteindre une efficacité
de neutralisation intéressante est de quelques dizaines de MW. Cette puissance ne peut être atteinte que dans une
cavité Fabry-Pérot repliée à haute finesse. Le défi réside dans le fait de contrôler les effets thermiques que
subissent les miroirs dus à l’importance de la puissance intracavité.
Le sujet du stage s’inscrit dans un projet plus large qui a pour but le développement d’un nouveau concept
d’injecteur de neutres basé sur un système de récupération des ions non neutralisés pour augmenter le rendement
du système, désormais possible grâce à la neutralisation par photodétachement. Il a pour but la conception d’une
cavité Fabry Perot de quelques mètres de longueur d’une finesse de l’ordre de 30000. En plus d’être repliée,
cette cavité devra contenir un télescope qui permettra de garder un faisceau intracavité de section constante de
l’ordre du centimètre tout en étant loin du seuil d’instabilité.
Ce stage pourra se poursuivre par une thèse.
Le projet dans sa globalité est sous l’égide de la Fédération de Recherche CEA-CNRS sur la fusion.

PROPOSITION DE THESE 2010 – 2011
Laboratoire : ARTEMIS
Directeur : Mme Nary Man
Adresse : ARTEMIS – Observatoire de Nice, Boulevard de l’Observatoire, 06304 Nice
Cedex
Responsable de la thèse : Alain Brillet
Téléphone : 04 92 00 31 95
Email : brillet@oca.eu
Titre de la thèse : Développements Laser et Cavité à haute finesse multi-Mégawatt pour les
systèmes de chauffage par Injection de Neutres de nouvelle génération des plasmas de Fusion.
Description du sujet : (une quinzaine de lignes)
Cette proposition s’inscrit dans le cadre de R&D autour du principal système de chauffage du plasma
d’ITER, dit « Injection De Neutres » (IDN), dont l’objectif est d’amorcer les réactions de fusion au
cœur du réacteur par l’injection de faisceaux intenses d’atomes D° (~37MW) à haute énergie (~1MeV).
Ce système résulte de l’accélération électrostatique d’ions négatifs D - à 1MeV suivi d’un processus de
neutralisation des D - par épluchage de l’électron affinité. Les méthodes usuelles de neutralisation
résultent de collisions entre les D - et une cible (plasma, gaz, liquide), généralement associées à des
effets secondaires handicapants comme la génération de particules parasites à l’origine d’instabilités de
faisceaux dans l’espace d’accélération.
Le projet proposé consiste à étudier et développer un système de neutralisation basé sur une interaction
ions-photons, dit « photodétachement », offrant à la fois une potentialité de neutralisation très
importante, un rendement global de l’injecteur élevé, en toute innocuité : pas de gaz, pas de particule
parasite associée. Malheureusement, la probabilité de photodétachement étant assez faible la
puissance lumineuse requise en continu est de l’ordre de 15MW minimum qui ne pourrait être atteinte
que dans une cavité optique repliée de haute finesse.
L’objet de la thèse s’inscrit dans la continuité de ces études avec réalisation expérimentale visant à
démontrer la faisabilité du système : en particulier, le développement du Laser maître, à la pointe de la
technologie en Lasers Fibrés. La deuxième phase de la thèse sera basée sur la réalisation et test de la
cavité Fabry-Pérot multi-Mégawatt (4MW) faisant suite aux modélisations optiques et thermiques.
Le projet dans sa globalité s’inscrit sous l’égide de la Fédération de Recherche CEA-CNRS sur la
fusion.